Гетерозис құбылысы және оның селекциялық маңызы

 

 

Жоспары:

 

Кіріспе

Негізгі бөлім:

1. Гетерозис құбылысы және оның селекциялық маңызы.

2.  Диалельдік будандастыру

3. Өндірісте  қолданылатын  будандастырудың  түрлері.

4. Өзін - өзі тозаңдандырған линиялар алу.

 

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Кіріспе

 

    Гетерозис  – күрделі генетикалық  құбылыс,  бірінші  жылғы ұрпақтардың   тіршілік  ету қабілеттілігін, дамуының  күштілігін, өнімділігінің  көптілігін  білдіретін  құбылыс. Ол будандардың түрлерімен  пайда болуы тегіне (линия аралық, сорт аралық, жекелеген) байланысты түрлі екпінділігінен  айқындалады. Гетерозистің  жоғарғы түрде көрінуі F ₁ –де байқалып, кейіннен  төмендейді.  И. Кельрейтердің будандық  күштер  туралы  алғашқы мәліметтері,  содан кейін  Ч. Дарвиннің  гетерозистің себептерін  түсіндіру  туралы  талпыныстары  осы құбылыстың ғылыми  зертеулеріне жол  ашты.

    Гетерозис – будандардың бірінші ұрпағының белгілі бір белгілер мен қасиеттерінің ата – ана формасының әрқайсысынан ерекше басым болуы.

   Гетерозис толық шамада тек қана бірінші ұрпақта көрінеді.

  Генеративті жолмен көбейетін дақылдарда гетерозис құбылысы келесі ұрпақтарға берілмейді.

    Вегетативті жолмен көбейетін: картоп, қант құрағы т.б дақылдарда келесі ұрпақтарына тұрақты беріліп отырады.

     Гетерозис құбылысы ауыл шаруашылық өндірісінде кеңінен пайдаланылады.

    Будандардың  өнімділігі ата-ана формасымен сылыстырғанда 20 – 50 % артады.

    Гетерозис құбылысы жүгері, қонақ жүгері, қант қызылшасы, күнбағыс, малазықтық тамыржемістер мен шөптер, бақшалық және көкөністік дақылдар өсіруде кеңінен пайдаланылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Гетерозис – белгілі бір  белгілермен  қасиеттерінің көрініс  дәрежесі бойынша  будандардың бірінші  ұрпағының  ата – ана формасының  әрқайсысынан ерекше басым болуы. Гетерозис түр аралық будандастыруда бір түрдің  әр алуан  гетерогенді популяцияларын  будандастырғанда  байқалады. Жүгеріде  түрлі  таза немесе  инцухт – линияларды   будандастырғанда   гетерозис  құбылысы  күшті көрініс  береді. Бұл  кезде будандардың  өнімділігі  кейде  (ең тәуір)  ата- ана формасымен  салыстырғанда 20 – 50  % артады.

     Әсіресе Г. Шелл, Е.  Иста, Х.Хэйстердің  жұмыстарында  айқын көріне бастады. Ғылыми  әдебиеттерде  «гетерозис»  термині 1914 жылы қолданылған болатын. Гетерозистің  себептері мен генетикалық негіздерін  түсіндіру үшін бірнеше пікірлер айтылды да,  онда негізінен өзара әсер етуші түрлерінің  қайсысына және  қандай  жағдайлар басты көңіл бөлінетіні айқындалады.  Гетерозисті баяндауға  бірнеше болжамдар  айтылады.

     Айқас тозаңданатын  организмдердің  популяцияларында  гендердің  зиянды рецессивті  аллельдері  аутбридинг  нәтижесінеде  доминантты  аллельдермен  қалқаланады,  әрі сақталады. 

     Еріксіз  инбридинг   нәтижесінде  айқаспалы ұрықтанатын  организмдер  популяциясының  генофондысына  кіретін  зиянды  рецессивті гендер гомозиготалы  түрде ауысады, фенотиптік көрініс береді және гибридті азғындауды  туғызады. Ұрпақ  сайын көп қайтара еріксіз  инбридингті іске  асырғанда жаңа зиянды мутациялардың  барлығы  гомозиготалы күйде  ауысады да, соның нәтижесінде  толық  гомозиготалылық  басталғанда  барлық  зиянды гендер  көрініс  беріп, инбредті минимум  пайда  болады.

 

 

 

 

      Джонс ұсынған   доминанттық  болжамы  (1917, 1918, 1921). Ол F ₁  бірінші жылғы буданда қолайлы  доминантты  гендердің  жиналуынан, ал  олардың F₂ – де немесе кейінгі ұрпақтарда өнімділіктің  кемуі, рецессивті аллельдің гомозиготтық  жағдайға ауысуынан деп гетерозисті түсіндірді.  Келешекте гетерозистің бекуінің  мүмкіншілігінің   жоқтығын  түсіндіру   үшін  осы гипотеза  гендердің   тіркесін тұқым  қуалауымен  толықтырылған  болатын.  Осы  болжамның  қазіргі кездегі  қалпы бойынша доминанттық  гендер  рецессивті гендерді  басумен қатар гетерозисті   аддитивтік  және  эписдаздық  әсерлері арқылы дамытады.

      Шелл  мен  Ист  (1910, 1911)  гетерозиготтық  болжамды  ұсынды. Онда ол гетерозисті   ата – аналардың  тұқым   қуалаушылық  айырмашылқтарының   дәрежелері  мен  будандардағы   гететозистік  екпінділіктің  арасындағы  тәуелділіктің  болуының  нәтижесі  деп түсіндіреді.

     Бастапқы  материалдардың  комбинациялық  қабілеттіліктерін  айқындауға   жоғары  тиімді  тәсілдері жасалған:

    Материалды  әрекеттілік қабілеттілікке бағалауда жұмыс көлемін қысқарту жолдарын зерттей келе, америкалық ғалым Р.Дэвис 1927 жылы селекциялық нық орныққан т о п к р о с с – деп аталатан жаңа әдіс ойлап тапты.

    Топкросс – линияларды будандастыру, көрсеткіштерде талданған  сорттармен  және алынған  будандарды  ары қарай  сынау.  Талдаушы  будандастырулар жаңа өздігінен тозаңданған линияларды  генотипикалық бағалау үшін маңызы зор.  Олар  ең  жақсы селекциялық   материалддардың 50 %- ке  жуық бағалы формаларын  сұрыптап  шығаруға жол береді. Топкросстың тиімділігі  ата – аналарды дұрыс таңдау  проблемасына  байланысты. Индикатор ретінде қызмет ететін ондай сұрыпты -       т е с т е р немесе  т а л д а у ы ш - с ұ р ы п т а р деп аталады.  Кез келген желіні тестермен шағылыстыру нәтижелері бойынша, оның әрекеттілік қабілеттілігі туралы баға беруге болады.

    Топкросс әдісінің тиімділігінің дәлелі: бұл әдіспен 100 желілі бағалау үшін диаллельдік шағылыстырулардағы 4950 будандық әрекеттің орнына 100 әрекет  ғана алу және сынау қажет.

    Поликросс – сорттарды, линияларды арнайы таңдалған үлгілерімен  (питомникте өсірілген) еркін айқас  тозаңдандыру. Негізгі  қасиеті – салыстырмалы қарапайымдылық. Бұл тәсілдің  ерекшелігі  бақыланған  тозаңдануда көп тұқымды беруге мүмкіндігі  жоқ  дақылдарда  (қара бидай, люцерна, тимофеевка)  қолданылады.  Бұл линиялардың  комбинациялық  қабілеттілігін алдын – ала  бағалаудың тиімді тәсілі болып саналады.

     Диалельдік будандастыру  – ата-аналық формалардың әр  қайсысы әр біреуімен жеке  белгілі жүйе бойынша будандастыру. Ол қазіргі кезде комбинациялық қабілеттікті жалпы және ерекше түрде анықтаудың  стандартты тәсілі болып табылады.  Талдауда  реципрокты будандастырудың  комбинациясы және  басқалар болады.

      Диалельді   будандастыруды қолдану селекциясының   кейінгі этаптарында тиімді болады, ол кезде ең жақсы линиялар іріктелінеді. Бастпаққы материалды бағалауда тиісті құралдарды жұмсауды азайту мақсаты мен соңғы жылдарда  көптеген  зерттеушілер  диалельдік будандастырудың  түрлі нобайларын ұсынды. Онда будандастырудың  бір бөлігі ескерусіз қалдырылды. Осы  жолмен  көптеген ата – аналық формалардың  комбинациялық  қабілеттілігін анықтауға болады.  Бағалануда талдаудан шығарылған будандардың  неғұрлым  көп болған сайын   толық  дәлелділік  будандастырудан  алынатын мәліметтердің   нақтылығы  төмендей  түседі.

      Өндірісте   қолданылатын  будандардың  түрлері  мынадай:

      1. Линия аралық – қарапайым екі линияны будандастыру, үш линияны будандастыру  - линия аралық  буданды, өздігінен  тозаңданған линиямен  тозаңдандыру.

      Екі линия аралық  - екі қарапайым линия аралық  будандарды будандастыру.

      Күрделі линия  аралық – төрттен көп линия аралық өздігіне тозаңданған линияларды будандастыру.

        2. Сорт линия.

        Қарапайым  - сортты линиямен тозаңдандыру.

        Күрделі -  сортты, линия аралық  буданмен тозаңдандыру.

        2. Линия – қарапайым буданды сортпен  будандастыру.

        3. Сортаралық  будан – екі сортты  будандастыру.

        4. Будандастыру популяциясы – қарапайым будандардың және басқа компоненттердің тұқымдарын  араластырып, оларды  еркін будандастыру  арқылы алынады.

        Комбинациялық қабілеттілікті (КҚ), басқа да гендерді бойынша  салыстырылған өсімдік белгілерін селекциялық   тәсілдер бойынша өзгертуге  болады.  Бұл  тұқым  қалаушы факторлар мен генотиптерді  сұрыптаудан  кейінгі рекомбинацияға байланысты  жасалады. Ол қолайлы  гендердің  концен – трациясын  арттыруға әкеліп  соқтырады.

       Жақсартылғын  комбинациялық қабілеттіліктің селекциялық  программасы рекомбинация алу үшін әдістерді кезектестіру,  ең жақсы генотиптерді, олардың комбинациялық  қабілеттілігіне байланысты бағалау арқылы сұрыптап бөліп  алу.

       Нақты  міндеттерге байланысты комбинациялық қабілеттілікке  гетерозис табиғатын түсіндіретін  селекцияның  түрлі  тәсілдері  қолданылады. Олардың ішінде  ең көп тарағаны мерзімді іріктеу болып табылады.

      Табиғи  эволюцияда гетерозис  реципрокты  будандастырулар мен транслокациялар  негізінде құрылымдық  будандар  пайда болу  жолымен беки алады.

     Шын гетерозисті  мына формуламен анықтайды: 

    Г _шын % =F₁ – PIIII ip . 100

                          PIIII ip

          Г _болж % = F₁-M _a-a . 100,

                           M _a-a                   

    бұл жерде   Ма-а – екі ата – ана формалары  белгісінің  орташа мәні.

 

    Бәсекелі  гетерозис  Г _бәсеке %  =F₁ - С . 100,

                                                                С _т

    бұл жерде  С _т   - нақтылы экологиялық аймақта ең тәуір сорт немесе буданның белгісінің  орташа мәні.

     Шын гетерозистің  F₂ ұрпақтағы депрессиясын  мына  формула бойынша есептеп табуға болады:

    Депр. % = F_{1 –} F₂ . 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Жүгері өнімділігін гетерозисты пайдаланумен көтеру үшін қосарланған желіаралық будандар алу сызбасы: 1-өзін-өзі тозаңдандырған желілер; 2-жәй будан тұқымы (АхБ); 3-жәй будан тұқымы (ВхГ); 4-жәй будан (АхБ); 5-жәй будан (ВхГ); 6-өндірістік егістер үшін пайдаланылатын қосарланған будан тұқымы [(АхБ)х(В хГ)].

 

 

 

 

 

 

 

               Өзін-өзі тозаңдандырған линиялар алу

 

Жылы	Ұрпағы	Гибридизациялау питомнигі  және сұрыптау		Жүргізілетін жұмыстар
1-ші				Әр популяциядан жақсы дамыған  ірі элиталы (бірнеше мың) собықтары аңдалып алынып, тұқымдары бөлек қатарға себіледі. Кем дегенде 250 өсімдік сұрыптап алынып, өздігінен тозаңдандырылады.
2-ші	J1	Әр қатарда 30-40 өсімдік Ауру өсімдіктер жарамсыздандырылады		Өнген өсімдіктердің 8-12 қалдырылады  да өздігінен тозаңдандырылады.
3-ші	J2	180-200 өсімдік Нашар өсімдіктер мен жанұялар жарамсыздандырылады		Өздігінен тозаңданған әр собықтың 30-40 дәні бөлек қатарға себіліп  қатаң сұрыптау өткізіледі. Қалған жанұялардыің 6-10 өсімдіктерлі өздігінен  тозаңдандырылады.
4-ші	J3	Жартысы әрі қарай өздігінен  тозаңдандырылып жоғары сапалы линиялар алуға пайдаланылады	Тестермен будандастыруға пайдаланылады	Өздігінен тозаңданған жақсы өсімдіктер собығындағы J3 тұқымын екіге бөліп, бір бөлігін өздігінен тозаңдандырылып  жоғары сапалы линиялар алуға пайдаланылады, жартысын линияның жалпы комбинациялық қабілеттілігін анықтауға пайдаланады.
5-ші	J4	Өздігінен тозаңданған линиялар алу  жұмыстарын жалғастыру.	Топкросс арқылы алынған будандардың  алғашқы сыналуы	Өміршеңдігі жоғары линияларды алдын-ала сынау және әрі қарай сорттау, сондай-ақ J4 ең жақсы өсімдіктрерінің  өз-өзін тозаңдандыруын жалғастыру, жартысын топкросс будандарын зерттейді.
6-шы	J5	Өздігінен тозаңданған линиялар алу  жұмыстарын жалғастыру.	Топкросс арқылы алынған будандардың алғашқы сыналуы	Жақсы линиялар мен өз-өзін тозаңдайтын  өісімдіктерді әрі қарай сорттау  жалғастырады және олардың комбинациялық  қабілетін анықтау үшін линияларды тестермен будандастырудан алынған  будандарды екінші қайтара сынау  жүргізіледі.
7-ші	J6	Өздігінен тозаңданған линиялардың  ұрпақтарының комбинациялық қабілеті жоғары, ең жақсы линияларын іріктеп, жоғары гетерозмистік будандар алу  мақсатында диаллельдік будандастыруларға  қосады

                      

                         

 

 

 

 

                              Қорытынды

 

     Қорытындылай келгенде гетерозис құбылысы дегеніміз - белгілі бір  белгілермен  қасиеттерінің көрініс  дәрежесі бойынша  будандардың бірінші  ұрпағының  ата – ана формасының  әрқайсысынан ерекше басым болуы. Гетерозис түр аралық будандастыруда бір түрдің  әр алуан  гетерогенді популяцияларын  будандастырғанда  байқалады. Ғылыми әдебиеттерде  «гетерозис»  термині 1914 жылы қолданылған болатын. Гетерозистің  себептері мен генетикалық негіздерін  түсіндіру үшін бірнеше  пікірлер айтылды да,  онда негізінен  өзара әсер етуші  түрлерінің  қайсысына  және  қандай  жағдайлар басты көңіл  бөлінетіні айқындалады. 

     Гетерозис құбылысы ауыл шаруашылық өндірісінде кеңінен пайдаланылады.

     Гетерозис құбылысы жүгері, қонақ жүгері, қант қызылшасы, күнбағыс, малазықтық тамыржемістер мен шөптер, бақшалық және көкөністік дақылдар өсіруде кеңінен пайдаланылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 Пайдаланылатын әдебиеттер

 

1. Т.Н.Нургасенов.,А.Х.Калиев. Генетика,селекция және тұқым  шаруашылығы (оқулық) Алматы 2007.

 

2.    Г.В.Гуляев, Ю.Л. Гужов Селекция и семеноводство с/х культур. 

       М. Колос-1973г.

 

3.    Ю.Б. Коновалов, Н.А. Березкин и др. Практикум по селекции и

семеноводству полевых культур. М. Агропромиздат,1987.