Контрольная работа по "Лесная селекция"

Министерство образования и науки РФ

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский государственный лесотехнический

университет им.С.М.Кирова"  (СПбГЛТУ)

 

Кафедра лесных культур

 

Контрольная работа

по дисциплине: "Лесная селекция"

 

 

 

Содержание:

1.Генетическая оценка плюсовых  деревьев по семенному 

потомству в испытательных культурах.                                                  3

2. Мутагенные факторы. Значение  индуцированных

мутаций в лесной селекции.                                                                      7

3.Значение отдаленной гибридизации  в селекции древесных пород.   9

4. Селекция при интродукции лесных  и декоративных 

древесных пород.                                                                                       11

5. Временные лесосеменные  участки, их отвод, проведение 

селекционных мероприятий по повышению урожайности семян.           13

6. Селекция конкретной древесной  породы:

направления, методы, результаты. Подвариант №1. Осина.           14                                                 

7.Расчет площади объектов постоянной  лесосеменной базы.              19

8.Литература.                                                                                             20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Генетическая оценка плюсовых  деревьев по семенному потомству  в испытательных культурах.

 

Признаки, по которым отбирают плюсовые деревья, определяются конечными целями селекции. При селекции на повышение продуктивности и качества лесов в плюсовых насаждениях в категорию плюсовых отбирают деревья, отличающиеся: 
      1) прямоствольностью; 
      2) полнодревесностью; 
      3) хорошим очищением стволов от сучьев; 
      4) отсутствием вилообразного раздвоения ствола; 
      5) устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, вредителям и болезням.                                                

 В одновозрастных, чистых по составу высокополнотных  насаждениях плюсовые деревья  превышают средние показатели  древостоя (для соответствующей фенологической формы) по высоте на 10 % и более, по диаметру - на 30 % и более. 

Испытательные культуры для генетической оценки по потомству плюсовых насаждений отбираются по признакам, по которым отбираются плюсовые деревья. При создании испытательных культур на каждом участке высаживается не менее 300 растений одной семьи (семейное потомство плюсового дерева).При закладке испытательных культур плюсовых насаждений, используются семена одного урожая. Заготовка смеси семян для создания испытательных культур с целью генетической оценки плюсового насаждения проводится не менее чем от пятидесяти случайно отобранных на них деревьев. В качестве контроля в испытательных культурах для оценки по потомству плюсовых насаждений используется посадочный материал, выращенный из смеси семян местной популяции того же эдафотипа, той же фенологической формы. 
      Предварительная генетическая оценка плюсовых насаждений осуществляется по достижении их семенными потомствами 2 класса возраста. Окончательная оценка проводится по достижении возраста спелости, принятого для данного вида растений в конкретной лесорастительной зоне.

Испытание плюсовых деревьев по потомству является ключевым этапом большинства селекционных программ. По результатам предварительной оценки потомств в испытательных культурах производится закладка лесосеменных плантаций (ЛСП) повышенной генетической ценности. В связи с этим важен возраст предварительной оценки плюсовых деревьев по потомству в испытательных культурах. Очевидно, что чем он ниже, тем раньше будет осуществлен переход к созданию ЛСП повышенной генетической ценности с последующей реализацией результатов отбора, и наоборот. Имеются расчеты, что предварительная оценка семенных потомств плюсовых деревьев сосны в возрасте 5-7 лет является оптимальной, учитывая генетическое улучшение за единицу времени. 

На первом этапе в испытании плюсовых деревьев по потомству основной задачей является отбор лучших семей. Соответственно, исследователями должны быть спланированы и осуществлены такие схемы и методики опыта, при которых оценка средних значений семей и ранжирование родителей должны быть наиболее эффективными. Под эффективностью испытаний плюсовых деревьев по потомству понимается количество полученной информации на единицу затраченных ресурсов.

В.М. Роне (1980) на примере ели установила, что семейный отбор -наиболее просто осуществимый метод селекции, который не требует радикальных изменений в организации традиционных методов практического семеноводства, обеспечивает высокую интенсивность отбора и высокий уровень полиморфизма при реализации генетического эффекта в многоклоновых семенных плантациях. Способы повышения эффективности семейного отбора могут быть различными. Один из них - это применение контрастирующих фонов. Информация об экологической изменчивости признаков отбираемых вариантов в условиях краткосрочных опытов может быть использована для повышения эффектов общей комбинационной способности (ОКС). В то же время, при оценке эффектов ОКС отбираемых вариантов, кроме анализа семенного Fb следует использовать анализ клонов или особей F0.

В лесном селекционном семеноводстве генетическую ценность родительских деревьев принято выражать в их комбинационной способности, т.е. способности скрещиваемых компонентов давать в первом поколении гибридное потомство с повышенной жизнеспособностью и продуктивностью. При этом рассчитывают общую комбинационную способность (ОКС), представляющую собой среднюю оценку отклонения потомства конкретного генотипа от средней величины всех включенных в опыт генотипов и специфическую комбинационную способность (СКС) как среднюю величину потомства, полученного от скрещивания двух определенных родителей. 
ОКС дерева - это способность его давать при скрещивании его с другими деревьями определенный средний уровень признака в потомстве. 
СКС - комбинационная способность конкретной пары деревьев давать определенную величину признака в потомстве. Определяется обычно после предварительной оценки по ОКС. 
На основе ОКС и СКС рассчитывается средняя ценность Х пары родителей по потомству. 
В статистических терминах ОКС соответствуют главным эффектам, а СКС — взаимодействиям. Истинное среднее X от скрещивания линий P и Q может быть выражено как

X-X = OKCP+OKCQ+CKCPQ, (1)

где X — среднее по всем скрещиваниям.

Общая комбинационная способность определяется как среднее значение показателя потомства отдельного дерева, когда оно скрещивается со множеством других деревьев.

 Хотя показатели ОКС  могут быть выражены в абсолютных  единицах, обычно считается более  удобным и осмысленным выразить  их как отклонения от общей средней. Другими словами, ОКС дерева — это способность его давать при скрещивании с другими деревьями определенный средний уровень развития признака. ОКС будет выше у того дерева, у которого среднее значение признака потомства выше, чем у других. Таким образом, родитель с ОКС, равной нулю, имеет среднюю ОКС. Положительная ОКС указывает на родителя, который производит потомство выше среднего, в то время как отрицательная ОКС — на родителя, производящего потомство, которое является ниже среднего для всей популяции.

Селекционная ценность каждого дерева определяется как удвоенная ОКС. Различие между селекционной ценностью и ОКС понятно из природы этих показателей. Селекционные ценности являются большими ввиду того, что рассматриваемый родитель вкладывает только половину генов в свое потомство, другая половина приходит от других членов популяции.

Специфическая комбинационная способность — это термин, относящийся к среднему значению оценки потомства, полученного от скрещивания двух определенных родителей, которое отличается от значения, ожидающегося, если учитывать только их ОКС. Оно также может быть отрицательным или положительным. СКС всегда относится к специфическому кроссу (гибриду) и никогда не относится к отдельному родителю.

Необходимо также подчеркнуть здесь, что ОКС, селекционная ценность и СКС являются показателями генетической ценности родителей или кроссов только по исследуемому признаку (в данном случае объему). Например, родители могут иметь более высокие средние значения ОКС по объему и в то же самое время более низкие средние значения ОКС по плотности.

 

2. Мутагенные факторы. Значение  индуцированных мутаций в лесной селекции.

Мутагены (от мутация и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации.

Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические.

Физические мутагены: 
ионизирующее излучение; 
радиоактивный распад; 
ультрафиолетовое излучение; 
чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены: 
некоторые алкалоиды: колхицин - один из самых распространённых в селекции мутагенов, винкамин, подофиллотоксин; 
окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода); 
алкилирующие агенты (например, иодацетамид); 
нитропроизводные мочевины: нитрозометилмочевина, нитрозоэтилмочевина, нитрозодиметилмочевина ; 
этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат, 1,4-бисдиазоацетилбутан (известный как ДАБ); 
некоторые пестициды; 
некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); 
продукты переработки нефти; 
органические растворители; 
лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК).

Биологические мутагены: 
специфические последовательности ДНК  — транспозоны; 
некоторые вирусы ; 
продукты обмена веществ (продукты окисления липидов); 
антигены некоторых микроорганизмов.

Мутации, возникающие в эксперименте под влиянием специальных воздействий (ионизирующей радиации, химических веществ, температуры и др.), называют индуцированными мутациями.

Улучшение сортов плодовых и ягодных культур на основе получения (индуцирования) мутаций — новый метод селекции — мутационная селекция. Если путем гибридизации нереально повторить весь комплекс признаков ценного сорта, добавив к нему лишь один новый, то с помощью мутагенеза эту задачу можно решить. Для получения мутанта требуется значительно меньше времени, чем для выведения сорта семенным размножением, поэтому метод искусственного получения мутаций очень перспективен в решении многих селекционных задач.

За последние десятилетия развернулась усиленная работа по ин- 
дуцированию мутаций с использованием радиоактивного облуче- 
ния, химических веществ и других средств. Частота возникновения 
индуцированных мутаций в два раза выше (10~3), чем естествен- 
ных, и, по-видимому, они будут иметь большее значение в созда- 
нии новых сортов растений. Между тем средства, с помощью которых 
могут быть вызваны мутации, приводят не только к таутомер- 
ному изменению атомов водорода в молекуле ДНК, но и к хромо- 
сомным аберрациям, оказывающим в большинстве случаев вред- 
ные влияния на развитие признаков всего живого организма. 
Вследствие этого лишь небольшое число индуцированных мута- 
ций может быть непосредственно использовано в качестве новых 
сортов.

 

3.Значение отдаленной  гибридизации в селекции древесных  пород.

 

Гибридизация (процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов). Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов. При отдалённой гибридизации гибриды часто стерильны. Гибридизация— процесс, на основе которого возникает и реализуется комбинативная изменчивость — один из факторов эволюции.

Гибридизация как метод селекции включает комплекс приемов, направленных на получение гибридных растений с изменением наследственности и использованием ее для выведения новых сортов. Создавая гибридизацией нужный исходный материал, удается значительно ускорить ход селекционного процесса. Последовательным скрещиванием наследственно расщепляющихся родительских форм селекционеры создают новые формы растений. Выведение новых сортов, в которых с помощью гибридизации достигается сочетание хозяйственно ценных свойств большого количества родительских форм названо синтетической селекцией. Гибридизацию относят к категории комбинативной селекции, так как основной целью при этом является получение потомства с новой совокупностью генетически обусловленных признаков и свойств. Последующим отбором и направленным воспитанием гибридного потомства новые ценные признаки и свойства закрепляются и усиливаются.