Методы селекции И. Мичурина. Методы селекционной работы И.В. Мичурина Основным в селекционной работе мичурина был метод

В своей работе И.В.Мичурин широко пользовался гибридизацией. При этом он учитывал сложную природу гибридов. Он считал, что гибридные сеянцы проходят на тех или иных стадиях развития критические периоды, во время которых и происходит реализация разнокачественных родительских генов.

Базируясь на этом предположении, И.В.Мичурин применял приемы воспитания сеянцев, воздействуя на них факторами среды. Он использовал различные способы обработки почвы, внесение удобрений, метод ментора.

Метод ментора заключается в том, что в крону гибридного саженца делается прививка от растения, свойства которого необходимо передать гибриду. Иногда гибрид прививается на соответствующий подвой.

Отдаленная гибридизация в работах Мичурина

И.В.Мичурин широко использовал также и . Он установил, что при гибридизации южных сортов с местными обычно доминируют признаки местных сортов. Чтобы избежать этого, он пришел к выводу о необходимости подбирать родителей, происходящих из различных географических областей.

Так, сорт груши Бере зимняя он вывел благодаря гибридизации южноевропейской груши Бере рояль с уссурийской грушей. При такой гибридизации у гибрида наследственная основа обоих исходных родительских форм оказывается в необычных природных условиях.

Изменяя условия выращивания гибридов, Мичурин воспитывал у них хозяйственно ценные признаки, заимствованные как от одного, так и от другого из родителей. В данном конкретном случае сорт Бере зимняя унаследовал от южного родителя крупноплодность, высокие вкусовые качества и возможность длительного зимнего хранения, а от уссурийского родителя - холодостойкость.

В связи с тем, что организмы под влиянием среды могут изменяться в пределах нормы реакции, можно внешними факторами влиять на фенотипические проявления признаков. Этим пользовался Мичурин при выращивании гибридов плодовых деревьев, изменяя определенные условия на различных стадиях онтогенеза. Доминирование признаков, которые в окружающей среде находят наиболее благоприятные условия для развития, Мичурин назвал управлением доминированием.

Чтобы преодолеть нескрещиваемость при отдаленной гибридизации, Мичурин разработал ряд методов.

Методы Мичурина

Метод вегетативного сближения заключается в предварительной прививке одного вида растений на другой. Вследствие этого изменяется химический состав тканей, что, по-видимому, способствует прорастанию пыльцевых трубок в пестике материнского растения. Так можно добиться оплодотворения при гибридизации таких видов, которые обычно не скрещиваются.

Метод посредника заключается в том, что, если необходимо получить гибрид между нескрещивающимися видами A и B, сначала проводят гибридизацию скрещивания видов B с C, а уже гибрид скрещивают с видом A.

Метод опыления смесью пыльцы от разных видов может также благоприятствовать прорастанию пыльцевых трубок в пестике цветка и способствовать оплодотворению.

Большинство сортов, выведенных Мичуриным, по генотипу гетерозиготны, поэтому половым путем их размножать нельзя, они будут расщепляться. Их размножают вегетативным путем.

Мичурин много внимания уделял акклиматизации южных плодовых растений и положил начало продвижению на север винограда, абрикоса, черешни и др.

Много сделано селекционерами по выведению новых сортов сельскохозяйственных растений. Велика в этом заслуга Н.В.Цицина, П.П.Лукьяненко, В.Н.Ремесло, Ф.Г.Кириченко, В.Е.Писарева, вывевших новые сорта пшеницы. В.С.Пустовойтом созданы высокомасличные сорта подсолнечника, И.М.Хаджинов добился больших успехов в селекции кукурузы.

Мечта

Павел Саввич родом из Казани. Родился в 1858 году в семье мастера дрожжевого завода. Но было у Комиссаровых семейное увлечение – сад. Родители даже на учебу не отдали своего незаменимого помощника. Потом всю жизнь Павел Саввич постигал науки самостоятельно. Больше всего его увлекали книги и журналы по садоводству. И вот вычитал Павел, что в Сибири, под Омском, первые агрономы края Осип Обухов и Петр Щербаков работают на Опытном хуторе возле озера Чередового, а рядом с Кадетским корпусом есть Практический огород. У юноши появилась мечта отправиться в Сибирь, начать невиданное дело – садоводство в суровом краю.

А жизнь шла своим чередом. Через пять лет после начала работы на дрожжевом заводе, в 22 года, Павел получил диплом мастера первой руки. Его даже поставили руководить цехом, и отец был у него в подчиненных. Семья гордилась Павлом.

Но ему не сиделось на месте. Сначала отправился по приволжским городам, потом на три года осел в Екатеринбурге. Так понравился хозяину здешнего дрожжевого завода, что тот нашел Павлу квартиру и сам за нее платил. А главное, здесь жила умная, начитанная девушка Федосья. Они полюбили друг друга, поженились. Родители Федосьи дали за ней приличное приданое. Живи и радуйся. А Павел решил, что пришло время воплотить мечту о собственном саде в Сибири. Какое садоводство на Урале: не земля – камень. Мечту Павел воспринимал как миссию своей жизни.

В 1885 году Комиссаровы отправились в Тобольск. И пять лет сражался там Павел Саввич за свою идею с холодными ветрами, от которых вымерзали саженцы, и с непониманием как местных жителей, так и чиновников. И в 1890-м семья переехала на юг Сибири, в губернский Омск - теперь уже навсегда.

В Омске уже были разбиты первые сады. Они принадлежали самым известным горожанам: Шаниной, Тереховым, Яшеровым… Но особых успехов не было. С кем ни заговаривал Павел Саввич о своей мечте, в ответ слышал: «Да у нас в Сибири картошка вместо яблок больше кулака родит, и этого хватает. А яблоки нам с юга привезут». Но Павел Саввич упорно шел к своей цели. Он написал прошение в Войсковое казачье правление с просьбой дать ему в аренду двадцать десятин земли с условием, что через двадцать лет он вернет землю с цветущим садом. Кабальное, надо сказать, условие: все сделать и подарить. Но Комиссаров думал не о приумножении собственности.

Победитель сибирского климата

Первый сад был вдали от Иртыша, что создало проблему с поливом. И зайцы зимой повредили стволы саженцев. Не теряя надежды на успех, Павел Саввич перенес сад южнее. Купленный в Омске дом семья продала, в саду поставили скромную мазанку.

Чтобы защитить сад от ветров, со стороны Иртыша Павел Комиссаров посадил ивы, с севера – сосны. Весь участок разбил на квадраты и создал между ними межи – кулисы из десятков разных растений: от дуба и кедра до бузины, акации, сирени. Внутри квадратов оказались теплолюбивые виноград, вишня, груши, яблони, жимолость, клубника, смородина, малина. Все то, что радует сегодня омичей на дачах, а в ту пору было диковинкой. Этот план посадок Павел Саввич вынашивал многие годы. Стелющиеся яблони европейских крупноплодных сортов он прививал на сибирские дички. Поздней осенью обматывал деревца соломой, мешковиной и рогожками.

Он, самоучка, переписывался с И. В. Мичуриным. К 1905 году имел уже двадцать сортов своей селекции. Через четырнадцать лет в саду плодоносило 64 сорта яблонь, 15 сортов вишни, 6 сортов барбариса, около 60 сортов смородины, казанский орех, слива, пенсильванская вишня, 12 видов боярышника.

Гордость Комиссарова – белая шелковица. Одной сирени у него росло 34 сорта. Вот с каких пор сирень стала приметой Омска, любимым цветочным мотивом художников-земляков разных поколений. Около трехсот разных биологических видов составили богатство этого сада. И. В. Мичурин поддерживал энтузиаста.
Окрыленный, Павел Саввич раздавал всем желающим саженцы, привечал гостей. Кого только не было здесь! Плыли из города на пароходах с оркестром для приятных прогулок по тенистым аллеям. А, например, предприниматель С. Х. Рандруп приезжал с семьей на автомобиле, одном из первых в Омске. Гости пили чай с душистыми травками, лакомились плодами, а на прощание получали букеты цветов.

Сегодня, когда труд на пяти сотках кажется омичам, особенно молодым, нелегкой задачей, невозможно представить, как одна семья управлялась с садом в двадцать десятин. Причем экспериментальным, где каждый вид растений требовалось акклиматизировать. Вот фрагмент из воспоминаний дочерей Павла Саввича: «Отец денег не давал, все – в сад. Всю зиму землю парил в чугунках. Сеял семена в банках, больше тысячи банок с ростками стояли. По саду сорок кадок с водой наливали. Утром из кадок поливали деревья, по семьсот ведер. И все… бегом… Отец на коленках ползал, руками землю рыхлил вокруг деревьев. Чай пил на ходу, так с кружкой по саду и ходил… Ночами вскакивал, писал в своей книжке, шагал взад-вперед, думал».

Каторжный труд. И все заботы ложились на плечи Павла Саввича, его жены Федосьи Александровны и детей Федора, Сергея, Ульяны и Марии. Ничего для себя. У Павла Саввича не было даже второй пары сапог. Одни – и только на выход. Все лето ходил босиком.

В 1907 году Степной генерал-губернатор был на высочайшем приеме у Николая II и поднес императору ящик комиссаровских яблок и фотографии сада, сказав: «Ермак покорил землю сибирскую, а Комиссаров победил климат сибирский». Царь повелел поблагодарить Павла Саввича и пожаловать ему золотые часы с цепочкой и государственным гербом.

Министр пожал руку

На первой Западно-Сибирской сельскохозяйственной, лесной и торгово-промышленной выставке экспонаты Павла Саввича Комиссарова были представлены в Лесном павильоне. Всех восхищал почему-то американский клен. Считалось, что клен в Сибири расти не может. Павел Саввич привез на выставку и коллекцию солений-варений из своего сада. А еще роскошные букеты цветов.

Выставку посетил министр путей сообщения Кривошеин, который, как сообщалось в газетах, «с видимым интересом осматривал экспозицию известного садовода» и «благодарил его за успешную борьбу с суровой природой Сибири, пожав ему два раза руку». «А вот экспертная комиссия по садоводству почти не заметила его. Обстоятельство, по меньшей мере, странное», – отмечает журналист. Пресса Павла Саввича любила и старалась во всем поддерживать. Какой шум был поднят в омской печати, когда по итогам выставки Комиссарову присудили не золотую, а серебряную медаль!

Могу предположить, что ученый мир смущала простоватость и… популярность сибирского Мичурина. Во время выставки проходил сельскохозяйственный съезд, на котором дали слово и Павлу Саввичу. Во время его выступления в зале были слышны смешки. Да, он был не речист, формулировал мысли по-крестьянски. Но ведь его удивительный сад был тогда единственным в Сибири! Никто из ученых господ не готов был к такому подвигу: жить в лишениях, создавая будущее.

«Я помру, а фамилия моя будет жить»

Сыновей Павла Саввича мобилизовали на Германскую войну. Это значит: минус два помощника. Но он не оставил опытов. По-прежнему выписывал семена со всего мира: из Северной и Южной Америки, Японии, Маньчжурии, Западной Европы. Беда случилась в Гражданскую войну. Поздней осенью 1919 года отступавшая Белая армия с табуном лошадей прошла через сад Комиссарова. Не просто прошла – сделала в саду остановку. На глазах хозяина кони ломали саженцы, паслись на грядках. Вышел конфликт.

По одной версии, садовода вояки избили, потом он простудился и умер от воспаления легких. По другой – увидев разорение сада, Павел Саввич впал в отчаяние, получил нервное расстройство и, навещая свои пострадавшие деревца в лютый холод, подхватил воспаление легких. Как бы то ни было, можно сказать, что заболел, слег и умер от горя. Родные похоронили Павла Саввича в его саду. Сад в том же 1920-м был национализирован. Стал народным, а значит, ничьим. Дети еще продолжали несколько лет ухаживать за растениями. Но кончилось тем, что сыновьям пришлось спасаться от новой власти, они уехали куда подальше. А дочери вышли замуж.

Знаменитый сад хирел. Только в 1948 году он был признан парково-ботаническим заказником, но очевидны были следы запустения. Сад зарастал сорняками, в нем пасли скот. А всех высоких гостей Омска все равно обязательно привозили в сад Комиссарова. Бывали здесь и Никита Хрущев, и Леонид Брежнев, и Иосиф Броз Тито, и Вальтер Ульбрихт.

Омские ученые-аграрии, биологи, географы били тревогу: сад пропадает. Но не их голос, а критическая статья в газете «Правда» в 1970 году дала импульс к наведению порядка. Следить за садом поручили колхозу имени Чапаева, построили здание музея.

Второй раз его открыли в 1999 году. Саду был присвоен статус дендропарка имени П. С. Комиссарова. А в 2008 году дендропарк был объявлен памятником природы регионального значения. Сегодня есть памятник с портретом Павла Саввича, идут работы по возрождению былой красоты. Проводится День сибирского сада, фестивали искусств.

Когда-то Павел Саввич говорил о своей каторжной работе: «Не было бы надежды, лопнуло бы сердце». Обращался к молодежи с поэтическим наказом (он баловался сочинением стихов): «Не теряй златое время, будь полезен, не ленись и для будущего племя, не жалея сил, трудись». И замечал: «Я помру, а фамилия моя будет жить». Как оказалось, слова были провидческими.

Выдающийся русский учёный-селекционер Иван Владимирович Мичурин большую часть жизни провел в уездном городе Козлове (Тамбовская губерния), который впоследствии в знак признания его трудов был переименован в Мичуринск. Он считается одним из основателей науки о селекции плодовых культур. С юных лет его увлекала работа в саду. Вся его жизнь была посвящена одной цели: вывести новые высокоурожайные сорта сельскохозяйственных культур в климатических условиях России. И ему удалось добиться осуществления этой мечты, несмотря на невероятные трудности и лишения.

Одним из важнейших результатов его многолетней работы стали разработанные им оригинальные практические способы получения гибридов с новыми, ценными свойствами. Кроме того, на основе проделанной работы он сделал очень важные теоретические выводы.

Изначально Мичурин ставил перед собой задачу акклиматизации южных сортов плодовых деревьев в условиях средней полосы России. Однако здесь его ждала неудача, связанная с тем, что теплолюбивые южные сорта растений, пусть даже и выращенные в новых условия,х не переносили суровой зимы. Это связано с тем, что одно изменение условий существования организма не может изменить филогенетически выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону.

Таким образом, Мичурин понял, что метод акклиматизации не дает желаемых результатов. Это привело его к мысли о том, что получить сорта с требуемыми свойствами можно, если скрестить один сорт с другим, т. е. занявшись селекционной работой. Три основных вида воздействия использовал Мичурин в своей работе: гибридизацию, воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор.

Метод гибридизации

Получение сорта с новыми, улучшенными характерными признаками называется гибридизацией.

Как правило, она осуществляется посредством скрещивания местного сорта с южным с более высокими вкусовыми качествами. Однако из-за исторической приспособленности местного сорта к условиям существования в данной местности у полученных гибридов доминирующими были признаки местного сорта.

Для того, чтобы гибридизация прошла успешно, Мичурин брал для скрещивания родителей из очень отдаленных между собой географических зон. Мичурин считал, что в этом случае не произойдет одностороннего доминирования, так как ни для одной из родительских форм условия существования не будут привычными. Основываясь на этом, можно управлять развитием нового полученного гибрида.

В дальнейшем Мичурин практически доказал справедливость вышеприведенного утверждения, получив совершенно новый сорт груши Бере зимняя Мичурина. Он отличался крупными, легкими плодами с хорошим вкусом, в то время как само гибридное растение переносило холод до — 36°. В качестве отца был взят южный сорт груши Бере — рояль с крупными сочными плодами, а в качестве матери — дикая уссурийская груша с мелкими плодами и высокой зимостойкостью. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными.

Также Мичурин подбирал и скрещивал местные морозостойкие сорта с южными теплолюбивыми, которые отличались по другим признакам. Он строго следил за тем, чтобы полученные гибриды отличались морозостойкостью. Благодаря этому был получен сорт яблони Славянка от скрещивания Антоновки с южным сортом Ранетом ананасным.

Также получили широкую известность опыты Мичурина по скрещиванию растений разных видов, при этом получались межвидовые и межродовые гибриды, такие как гибриды между вишней и черемухой (церападусы), между абрикосом и сливой, сливой и терном, рябиной и сибирским боярышником и др.

В естественных условиях скрещивания разновидовых растений не происходит по причине того, что чужеродная пыльца другого вида не воспринимается материнским растением. Мичурин использовал несколько методов, чтобы преодолеть нескрещиваемость при отдаленной гибридизации.

Метод предварительного вегетативного сближения

Данный метод применялся Мичуриным при скрещивании рябины и груши. Он состоит из двух этапов.

Сначала однолетний черенок гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или рода, например к груше (подвой). После 5 - 6-летнего питания за счет веществ, вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических и биохимических свойств привоя.

Затем, во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.

Метод посредника

Суть этого метода состоит в том, что в случае невозможности прямой гибридизации двух форм растений используется третья. Это растение скрещивается с одним из двух первых, а затем полученный гибрид скрещивается со вторым, в результате чего получается гибрид первых двух форм. Третья форма выполняет роль посредника.

Метод посредника применялся Мичуриным при скрещивании культурного персика с диким монгольским миндалем бобовником (чтобы повысить морозоустойчивость персика). Поскольку прямое скрещивание указанных форм не удавалось, Мичурин скрестил бобовник с полукультурным персиком Давида. Их гибрид скрещивался с культурным персиком, за что и был назван посредником.

Метод опыления смесью пыльцы

И. В. Мичурин применял различные варианты смеси пыльцы. Смешивалось небольшое количество пыльцы материнского растения с пыльцой отцовского. В этом случае своя пыльца раздражала рыльце пестика, которое становилось способным воспринять и чужеродную пыльцу. При опылении цветков яблони пыльцой груши к последней добавляли немного пыльцы яблони. Часть семяпочек оплодотворялась своей пыльцой, другая часть — чужой (грушевой).

Преодолевалась нескрещиваемость и при опылении цветков материнского растения смесью пыльцы разных видов без добавления пыльцы своего сорта. Эфирные масла и другие секреты, выделяемые чужой пыльцой, раздражали рыльце материнского растения и способствовали ее восприятию.

Всей своей многолетней работой по выведению новых сортов растений И. В. Мичурин показал важность последующего за скрещиванием воспитания молодых гибридов.

При воспитании развивающегося гибрида Мичурин обращал внимание на состав почвы, метод хранения гибридных семян, частую пересадку, характер и степень питания сеянцев и другие факторы.

Метод ментора

Данный метод был разработан Мичуриным и широко применялся им на практике. Он заключается в том, что сеянец прививается к растению, обладающему нужными качествами для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств. В результате у гибрида усиливаются искомые качества, а его дальнейшее развитие идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором). В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности. При этом ментором может быть как подвой, так и привой.

Методом ментора Мичурин вывел два сорта — Бельфлёр-китайку и Кандиль-китайку.

Кандиль-китайка — результат скрещивания Китайки с крымским сортом Кандиль-синап. Мичурин привил гибрид в крону морозоустойчивой матери Китайки, чтобы развить и закрепить признак морозоустойчивости. Благодаря питанию веществами матери у гибрида появилось нужное качество.

Второй сорт, Бельфлёр-китайка, был выведен для предотвращения уклонения гибрида в сторону морозоустойчивой и раннеспелой Китайки, в связи с чем плоды гибрида не могли храниться долго. Мичурин привил в крону гибридного сеянца Бельфлёр-китайки несколько черенков позднеспелых сортов, для того чтобы повысить в гибриде лежкость. В результате проведенной гибридизации плоды Бельфлёр-китайки стали более позднеспелыми и лежкими.

Действие данного метода можно регулировать следующими приемами:

Продолжительностью действия ментора.

Соотношением возраста ментора и гибрида.

Количественным соотношением листвы ментора и гибрида.
Чем старше возраст ментора, чем богаче листвой крона и чем длительнее он действуе, тем выше интенсивность его действия. При проведении селекционной работы Мичурин производил многократный и достаточно жесткий отбор, что позволяло получать гибриды отличного качества. Гибридные семена отбирались по их округлости и величине; гибриды — по конфигурации и толщине листовой пластинки и черешка, форме побега, расположению боковых почек, по зимостойкости и сопротивляемости к грибковым заболеваниям, вредителям и многим другим признакам и, наконец, по качеству плода.

В результате свих исследований И. В. Мичурин создал несколько сотен новых сортов растений. Были выведены новые холодоустойчивые сорта яблонь и ягодных культур. Данные растения характеризуются высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены к местным условиям. Одним из таких видов является сорт яблок Антоновка шестисотграммовая, которая дает урожай с одного дерева до 350 кг. Виноград, выведенный Мичуриным, выдерживал зиму без присыпки лоз, что делается даже в Крыму. При этом он не снизил своих товарных показателей.

И. В. Мичурин своими работами перевернул представление о возможностях человека и заложил прочный фундамент для дальнейших исследований селекции растений.

Библиографический список

Пособие по биологии для поступающих в вузы. — Минск: Высшая школа, 1978 г.

Энциклопедический словарь юного натуралиста. — Москва: Педагогика, 1981 г.

Изначально Мичурин ставил перед собой задачу акклиматизации южных сортов плодовых деревьев в условия средней полосы России. Однако здесь его ждала неудача, связанная с тем, что теплолюбивые южные сорта растений, пусть даже и выращенные в новых условиях не переносили суровой зимы. Это связано с тем, что одно изменение условий существования организма не может изменить филогенетически выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону.

Таким образом, Мичурин понял, что метод акклиматизации не дает желаемых результатов. Это привело его к мысли о том, что получить сорта с требуемыми свойствами можно, если скрестить один со рт с др угим, т. е. занявшись селекционной работой. Три основных вида воздействия использовал Мичурин в своей работе: гибридизацию, воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор.

Метод гибридизации

Получение сорта с новыми, улучшенными характерными признаками называется гибридизацией. Как правило, она осуществляется посредством скрещивания местного сорта с южным с более высокими вкусовыми качествами. Однако из-за исторической приспособленности местного сорта к условиям существования данной местности у полученных гибридов доминирующими были признаков местного сорта.

В дальнейшем Мичурин практически доказал справедливость вышеприведенного утверждения, получив совершенно новый сорт груши Бере зимняя Мичурина. Он отличался крупными, лежкими плодами с хорошим вкусом, в то время как само гибридное растение переносило холод до - 36°. В качестве отца был взят южный сорт груши Бере рояль с крупными сочными плодами, а в качестве матери - дикая уссурийская груша с мелкими плодами и высокой зимостойкостью. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными.

^ Метод предварительного вегетативного сближения

Данный метод применялся Мичуриным при скрещивании рябины и груши. Он состоит из двух этапов.

Сначала однолетний черенок гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или рода, например к груше (подвой). После 5-6-летнего питания за счет веществ, вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических и биохимических свой ств пр ивоя.

Затем, во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.

^ Метод посредника

^ Метод опыления смесью пыльцы .

Метод ментора

Методом ментора Мичурин вывел два сорта – Бельфлёр-китайку и Кандиль-китайку.

Кандиль-китайка - результат скрещивания Китайки с крымским сортом Кандиль-синап. Мичурин привил гибрид в крону морозоустойчивой матери Китайки, чтобы развить и закрепить признак морозоустойчивости. Благодаря питанию веществами матери у гибрида появилось нужное качество.

Второй сорт, Бельфлёр-китайка, был выведен для предотвращения уклонения гибрида в сторону морозоустойчивой и раннеспелой Китайки, в связи с чем плоды гибрида не могли храниться долго. Мичурин привил в крону гибридного сеянца Бельфлёр-китайки несколько черенков позднеспелых сортов для того чтобы повысить в гибриде лежкость. В результате проведенной гибридизации плоды Бельфлёр-китайки стали более позднеспелыми и лежкими.

Действие данного метода можно регулировать следующими приемами:

1) продолжительностью действия ментора; 2) соотношением возраста ментора и гибрида; 3) количественным соотношением листвы ментора и гибрида.

Чем старше возраст ментора, чем богаче листвой крона и чем длительнее он действует тем выше интенсивность его действия. При проведении селекционной работы Мичурин производил многократный и достаточно жесткий отбор, что позволяло получать гибриды отличного качества. Гибридные семена отбирались по их округлости и величине; гибриды - по конфигурации и толщине листовой пластинки и черешка, форме побега, расположению боковых почек, по зимостойкости и сопротивляемости к грибковым заболеваниям, вредителям и многим другим признакам и, наконец, по качеству плода.

В результате свих исследований И. В. Мичурин создал несколько сотен новых сортов растений. Были выведены новые холодоустойчивые сорта яблонь и ягодных культур. Данные растения характеризуются высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены к местным условиям. Одним из таких видов является сорт яблок Антоновка шестисотграммовая, которая дает урожай с одного дерева до 350 кг. Виноград, выведенный Мичуриным выдерживал зиму без присыпки лоз, что делается даже в Крыму. При этом он не снизил своих товарных показателей.

И. В. Мичурин своими работами перевернул представление о возможностях человека и заложил прочный фундамент для дальнейших исследований селекции растений

Список литературы

Пособие по биологии для поступающих в вузы. Минск, И., « Вышэйшая школа», 1978 г.

Энциклопедический словарь юного натуралиста. Москва, И., «Педагогика». 1981 г.

Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие методы селекции растений, методы селекционной работы И.В. Мичурина и достижения селекции растений.

ХОД УРОКА

I. Проверка знаний

А. Работа по карточкам

№ 1. Учеными получен пшенично-ржаной гибрид тритикале. Каким образом удалось создать такой гибрид, успешно размножающийся половым путем?

№ 2. Самыми высокоурожайными (до 100 ц/га) сортами пшеницы признаны Безостая 1 (выведена П.П. Лукьяненко) и Мироновская 808 (выведена В.Н. Ремесло). Колосья и зерна у них очень крупные, стебли толстые, прочные. Эти сорта относятся к мягкой, полиплоидной (6n ) пшенице. Самый высокий урожай и крупные плоды у земляники дают также полиплоидные (8n ) растения. Используя эти данные, ответьте на вопросы:

а) как влияет полиплоидия на величину плодов и другие морфологические признаки пшеницы и земляники?
б) как влияет полиплоидия на продуктивность этих растений?
в) какое хозяйственное значение имеет полиплоидия для человека?

№ 3. Подтверждением эволюционной теории явились исследования датского генетика В.Иогансена. Он изучил действие отбора в популяциях и чистых линиях. Оказалось, что в пределах чистой линии отбор по величине, массе семян и другим признакам неэффективен. В то же время отбор в свободноскрещивающихся популяциях результативен. Объясните, какую закономерность эволюционной теории подтверждают результаты этого исследования.

№ 4. В настоящее время широкое распространение в США и Англии имеет гибридный сорт помидоров, устойчивый к двум вирусам. Сорт получен в результате слияния половых клеток дикого помидора и культурного сорта. Объясните, какое значение для селекции имеет сохранение генов диких видов.

Б. Устная проверка знаний

1. Каковы биологические особенности растений, учитываемые в селекции?
2. Что такое инбридинг и межлинейные скрещивания?
3. Что такое межсортовое и межвидовое скрещивание?
4. В чем состоит явление гетерозиса и каковы его генетические основы?
5. В чем заключается метод Г.Д. Карпеченко по преодолению бесплодия межвидовых гибридов?
6. Что такое массовый и индивидуальный отбор в селекции растений?
7. Что такое индуцированный мутагенез и в чем заключается метод получения полиплоидов в селекции растений.

II. Изучение нового материала

1. Методы селекционной работы И.В. Мичурина

Иван Владимирович Мичурин (1855–1935) – выдающийся селекционер-практик, автор 300 сортов плодово-ягодных культур. В начале своей деятельности И.В. Мичурин занимался акклиматизацией по методу Грелля, прививая в крону выносливых и холодоустойчивых сортов южные cорта с целью добиться их приспособления к новым условиям. Но изменить генотип южных сортов подобным методом было невозможно. Мичурин убедился в этом, испытав около 200 иностранных сортов: через 35 лет из них не осталось ни одного дерева, хотя Мичурин жил и работал в условиях относительно мягкого климата Черноземной зоны России (г. Козловск, ныне Мичуринск, Тамбовской губернии).
Убедившись в бесплодности попыток простой акклиматизации, И.В. Мичурин приступил к разработке новых методов селекции, основанных на гибридизации, отборе и воспитании (воздействие условиями среды на развивающиеся гибриды). При их реализации он использовал разнообразные подходы (многие – впервые в мировой селекционной практике), важнейшие из которых следующие.

Биологически отдаленная гибридизация – скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами или скрещивание представителей разных родов. Так, например, Мичурин скрестил вишню Владимирскую с черешней Винклера белой. При дальнейшей работе с гибридами им был выведен сорт вишни Краса севера, обладавший хорошими вкусовыми качествами и зимостойкостью. При скрещивании вишни с черемухой Мичурин получил гибрид, названный церападусом. Им были также получены гибриды ежевики и малины, сливы и терна, рябины и сибирского боярышника и др.

Географически отдаленная гибридизация – скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества. Например, известный сорт груши Бере зимняя Мичурина был получен в результате гибридизации дикой уссурийской груши и южного французского сорта Бере-рояль.

Метод ментора – один из методов «воспитания» гибридов, разработанных И.В. Мичуриным. Он основан на том, что признаки развивающегося гибрида изменяются под влиянием привоя или подвоя. Мичурин применял этот метод в двух вариантах. В первом случае гибридный сеянец служил привоем, и его прививали на взрослое плодоносящее растение (подвой), свойства которого желательно было получить у гибрида. Во втором случае в крону молодого гибридного сеянца (подвоя) прививали черенок сорта, признаки которого хотели бы получить у гибрида.
Этот метод был применен Мичуриным, например, при создании сорта яблони Бельфлёр-китайка. В первый год плодоношения гибридов оказалось, что плоды у них мелкие и кислые. Чтобы направить дальнейшее развитие гибрида в нужную сторону, в крону молодых деревьев были привиты черенки Бельфлёра. Под влиянием черенков плоды гибрида стали приобретать вкусовые качества Бельфлёра.
Влияние ментора следует рассматривать как изменение доминирования в процессе развития гибрида. В данном случае ментор способствовал фенотипическому проявлению (доминированию) генов, полученных от сорта Бельфлёр, не меняя при этом генотипа гибрида.

Метод посредника был применен Мичуриным при отдаленной гибридизации. Он состоит в использовании дикого вида в качестве посредника для преодоления нескрещиваемости. Скрещивая дикий Монгольский миндаль с диким персиком Давида, Мичурин получил миндаль Посредник, который он в дальнейшем использовал для скрещивания с культурным персиком. Полученный им гибридный персик приобрел зимостойкость, благодаря чему был продвинут на север.

Смешение пыльцы применялось Мичуриным для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости). Суть метода заключалась в том, что при опылении смесью собственной пыльцы и пыльцы другого вида собственная пыльца раздражала рыльце пестика, и оно воспринимало чужую пыльцу.

Воздействие условиями среды . При «воспитании» молодых гибридов Мичурин использовал изменения способов хранения семян, характера питания и свойств почвы, воздействие низкими температурами, применял частые пересадки. В результате гибриды закалялись и могли переносить неблагоприятные условия внешней среды.

Отбор – многократный и жесткий отбор растений по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и т.д.
Большинство сортов, полученных И.В. Мичуриным, представляло собой сложные гетерозиготы. Для сохранения качеств их размножают вегетативным путем: отводками, прививками и т.д.

2. Достижения селекции растений

Селекционная работа имеет огромное народнохозяйственное значение. Замена малоурожайных сортов высокопродуктивными селекционными сортами представляет собой один из основных путей повышения урожайности. В настоящее время и в нашей стране, и за рубежом селекционно-генетическая работа приводит к замечательным результатам.
Познакомимся с некоторыми из последних достижений селекции по основным сельскохозяйственным культурам.

Озимая пшеница . Для России пшеница – основная зерновая культура. Академик Павел Пантелеймонович Лукьяненко (1901–1973) создал ряд высокоурожайных сортов озимой пшеницы, занимающих миллионы гектаров как в России, так и в других странах. Особенной популярностью пользуются сорта Аврора и Кавказ, дающие урожай до 100 ц/га, и Безостая 1 с урожайностью до 50 ц/га. На основе последнего сорта были выведены сорта Краснодарская 57 и Одесская полукарликовая.
Не менее высокоурожайные сорта выведены на Мироновской селекционной опытной станции академиком Василием Николаевичем Ремесло (1907–1983): Мироновская 264, Мироновская 808 и др. За последние 50 лет урожайность сортов озимой пшеницы возросла с 25 до 65 ц/га, т.е. в 2,5 раза. К новым высокоурожайным сортам озимой пшеницы, выведенным на той же станции, относится и Ильичевка. В 1974 г. этот сорт районирован в 15 областях Украины и при надлежащем орошении и высокой агротехнике дает урожаи до 100 ц/га.
Среди новых сортов очень перспективны многолетние пшеницы, выведенные под руководством академика Николая Васильевича Цицина (1898–1980) на основе межвидовой гибридизации пшеницы и пырея. Они высокоурожайны, засухоустойчивы, выдерживают морозы до –35 oС.

Яровая пшеница . Среди яровых наиболее ценен созданный Алексеем Павловичем Шехурдиным (1886–1951) и Валентиной Николаевной Мамонтовой (1895–1982) высокоурожайный сорт Саратовская 29, отличающийся высокими хлебопекарными качествами. Мы уже упоминали о сорте яровой пшеницы Новосибирская 67 с укороченной и утолщенной соломиной, выведенном в Институте цитологии и генетики СО РАН. Урожайность этого сорта в Западной Сибири достигает 40 ц/га.

Подсолнечник . В этой области селекции растений замечательны достижения академика Василия Степановича Пустовойта (1886–1972). До середины XX в. лучшие сорта подсолнечника по масличности не превышали 33%. В настоящее время средняя масличность семян достигает 50%.

Сахарная свекла . За последние годы резко повысились сахаристость и урожайность сахарной свеклы. Большую роль в селекции этой культуры сыграла полиплоидия (работы А.Н. Луткова, В.П. Зосимовича).

Кукуруза . При создании новых перспективных сортов этой культуры применяют самоопыляющиеся гомозиготные линии с их последующей гибридизацией (М.И. Хаджинов и Г.С. Галеев).

III. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (методы селекционной работы И.В. Мичурина и достижения селекции растений).

Урок 8–9. Селекция животных, ее методы и достижения

Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие методы селекционной работы И.В. Мичурина, достижения селекции растений, методы селекции животных.

ХОД УРОКА

I. Проверка знаний

А. Работа по карточкам

№ 1. Какую важную закономерность доминирования признаков у гибридов установил И.В. Мичурин? Каково значение этой закономерности для селекции? Приведите примеры.

№ 2. Каковы положительные и отрицательные стороны самоопыления при селекции культурных растений?

№ 3. Существует выражение: «Человека кормят и одевают полиплоиды». Как его следует понимать?

№ 4. При подборе родительских пар для гибридизации И.В. Мичурин широко использовал географически удаленные формы. Так, например, был создан сорт яблони Бельфлёр-китайка, полученный в результате гибридизации китайской яблони из Сибири и американского сорта Бельфлёр желтый. Почему Мичурин большое внимание уделял скрещиванию географически удаленных форм?

Б. Устная проверка знаний

1. Какие методы селекционной работы использовал И.В. Мичурин?
2. Каковы последние достижения селекции растений?

II. Изучение нового материала

1. Особенности биологии животных, учитываемые в селекции

При селекции животных необходимо учитывать следующие их особенности:

– малочисленность потомства у пары родителей;
– большая продолжительность жизни;
– невозможность вегетативного размножения высокоорганизованных животных и наличие у них только полового способа размножения;
– раздельнополость;
– часто поздняя половая зрелость;
– более сложные, чем у растений, взаимоотношения с внешней средой благодаря наличию нервной системы;
– трудность изучения генотипа, т.к. он содержит большое количество гетерозигот, а гены находятся в сложном взаимодействии (продуктивность по мясу, молоку, шерсти, плодовитость, густота меха у пушных зверей и другие хозяйственно- ценные признаки наследуются очень сложно).

2. Типы скрещиваний и методы разведения, применяемые в животноводстве

В селекционной работе важно представлять конечную цель, к которой стремится селекционер. Желательно ли увеличить продукцию молока, повысить его жирность или изменить мясные качества скота – все это требует разных направлений отбора и подбора производителей, применения различных систем скрещивания.
При подборе производителей важно учитывать их родословные. В племенных хозяйствах всегда ведутся племенные книги, в которых подробно учитываются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений. По признакам предков можно судить о генотипе производителей.
Типы скрещивания при селекционной работе с животными разнообразны. Применяют в основном два типа скрещивания: неродственное и родственное.

Неродственное скрещивание , или аутбридинг (от англ. out – вне и breeding – разведение), осуществляется между особями одной породы или между особями разных пород животных. При строгом отборе приводит к поддержанию свойств или улучшению их в ряду следующих поколений гибридов, т.к. в потомстве может получиться удачная комбинация генов, обеспечивающая формирование целого ряда хозяйственно-важных признаков.

Близкородственное скрещивание , или инбридинг, проводится между братьями и сестрами или родителями и потомством. Этот тип скрещивания применяют в тех случаях, когда желают перевести большинство генов породы в гомозиготное состояние, т.е. для получения чистых линий, сохранения хозяйственно-важных признаков, повышения стабильности этих признаков для последующего скрещивания и получения эффекта гетерозиса.
Такое скрещивание до известной степени аналогично самоопылению у растений, т.к. приводит к повышению гомозиготности. При близкородственном скрещивании часто наблюдается ослабление животных, потеря устойчивости к действию внешних факторов, к заболеваниям. Все эти отрицательные проявления близкородственного скрещивания называются депрессией .

Межлинейное скрещивание проводится между представителями чистых гомозиготных линий для того, чтобы избежать неблагоприятного действия рецессивных генов, перевести их в гетерозиготное состояние и вызвать эффект гетерозиса. Обычно для скрещивания используются представители нескольких линий.

Отдаленная гибридизация , т.е. межвидовое скрещивание, известно у животных с древнейших времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны, т.к. у них нарушается мейоз, что приводит к нарушению гаметогенеза. С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом – мула, который отличается выносливостью и большой продолжительностью жизни. Преодоление бесплодия межвидовых гибридов животных – важная задача селекции.
Иногда гаметогенез у отдаленных гибридов протекает нормально, и это позволило получить новые ценные породы животных. Примером могут служить архаромериносы, которые могут пастись высоко в горах, как архары, и, как мериносы, дают хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу (подвидом крупного рогатого скота, распространенного в Азии и Африке). Продуктивны гибриды белуги и стерляди (бестер), хорька и норки (хонорик), карпа и карася. Также плодовито потомство, полученое при скрещиваниях между одногорбым и двугорбым верблюдами, домашней лошадью и лошадью Пржевальского, зубрами и бизонами.
В животноводстве используют два основных метода разведения: внутрипородное и межпородное .

Внутрипородное разведение , или разведение «в себе» , направлено на сохранение и улучшение породы. Практически оно выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы.

Межпородное разведение используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание, что помогает получить большое количество особей, обладающих нужными свойствами.

Продолжение следует