Полиплоидный сорт картофеля название

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 20.09.2024

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Хатефов Э.Б., Щербак В.С.

Проведен краткий обзор литературы о роли полиплоидии в селекции сельскохозяйственных культур. Описаны основные направления селекции полиплоидных растений. Дана краткая характеристика проблем селекции полиплоидных зерновых культур.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Хатефов Э.Б., Щербак В.С.

РОЛЬ ПОЛИПЛОИДИИ В СЕЛЕКЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Э.Б. Хатефов, к. б. н., В.С. Щербак, к.б.н. - ГНУ Кабардино-Балкарский НИИСХ Россельхозакадемии

Ключевые слова: тетраплоидная кукуруза, селекция, генетика, полиплоиды, цитология.

В естественной эволюции и современной селекции важную роль занимает полиплоидия. С древних времен люди стали отбирать из возделываемых растений самые крупные, мощные, не подозревая о том, что проводят отбор полиплоидных форм. За прошедшие тысячелетия подобного отбора удельный вес полиплоидных видов у культурных растений достиг 80% [1].

Полиплоидия широко распространена среди самых различных таксонов: грибов, мхов, папоротников, голосеменных и особенно покрытосеменных растений. Многие виды и роды цветковых растений характеризуются полиплоидными рядами: непрерывными кратными (например, Dioscoria alata L.) или кратными, но прерывистыми, например род Morus L., объединяющий виды с набором хромосом от 28 до 280. В роде Festuca имеются виды от 14 до 70 хромосом [2]. Гиперплоидный ряд имеет род Роа, насчитывающий около 500 видов различного уровня плоидности. Внутри некоторых видов рода Роа есть свой полиплоидный ряд [3]. Лучшие и наиболее распространенные сорта культурного картофеля относятся к те-траплоидному виду Solanum tuberosum

L. (2n=48), а овса - к гексаплоиду Avena sativa L. (2n=42) [2]. Иные хромосомные соотношения обнаружены у культурного ячменя, который имеет диплоидное число хромосом (2n = 14), тогда как дикие виды (Hordeum bulbosum L.,H. jubatum L., H. nodosum L., H. hexaploidum и др.) характеризуются 14, 28 и 42 хромосомами. Полиплоидами являются 3547% видов покрытосеменных растений [4,5]. Во флоре Европы из 652 изученных цитологических родов только 233 (35,8%) не имеют полиплоидного ряда. При этом диплоидный род в среднем содержит 1,8 вида, а род, имеющий полиплоидный ряд, - 4,3 вида, то есть полиплоидия повышает интенсивность процесса видообразования [5].

растений приводит к усилению способности переживать неблагоприятные условия и проникать на другие территории.

Преимущественное распространение полиплоидов в холодных или сухих и жарких зонах земного шара показали широкие кариосистематические исследования флоры различных регионов. Так, например, во флоре Южной Европы найдено 31% полиплоидных видов, а Северной Европы - 44%[8], на Кавказе

- 49,5%, на Алтае - 62,9%, на Памире

- 86%, в Арктике - 72% [9,10]. Много полиплоидных видов (55%) было найдено

А.П.Соколовской во флоре Сахалина и Камчатки [11].

Среди различных таксонов рас -пространение полиплоидии неоди-наково. У голосеменных полиплоиды встречаются редко. У покрытосеменных в одних семействах эволюция связана с полиплоидизацией (Gramineae, Rosaceae, Malvaceae и др.), а в других нет (Moraceae, Cucurbitaceae, Polemoniaceae и др.). Наиболее часто встречаются полиплоиды среди многолетних трав, реже - среди однолетних трав и наиболее редко - у древесных растений [12]. Это объясняется тем, что к партеногенезу более склонны полиплоидные формы, чем диплоидные. Следует подчеркнуть, что в основе спонтанной полиплоидии и апомиксиса лежит одно и то же явление - образование нередуцированных гамет. Развитие таких гамет без оплодотворения ведет к апомиксису, а оплодотворение - к полиплоидии [13].

Таким образом, полиплоидия довольно широко распространена в природе и с ней связаны определенные биологические преимущества, позволяющие растениям побеждать в борьбе за существование.

Полиплоидные формы привлекали своими крупными размерами, более мощным ростом, устойчивостью к заболеваниям и критическим условиям

среды с повышенным содержанием питательных веществ и др. Причиной этого, как можно предположить, является переход клеток на более высокий уровень плоидности для дальнейшей эволюции в сравнении с оптимальным диплоидным уровнем. Этот уровень плоидности уже обеспечил приспособленность к определенным условиям среды. Но следует заметить, что переход на новый уровень плоидности влечет за собой не только положительные качества, но и отрицательные, что неизбежно для нового уровня эволюции.

После осознания значения полиплоидии во всем мире были начаты широкие исследования по поиску и экспериментальному получению полиплоидов. Большой толчок к этим исследованиям дали публикации работ Блексли и Эйвери [15] по применению колхицина для кратного увеличения числа хромосом в делящихся клетках.

Изучению новых признаков искусственных полиплоидов было посвящено множество работ [10-12,15-17]. Казалось бы, что кратное увеличение хромосом открывало широкие перспективы для селекционной работы, но получение полиплоидов практически на

всех известных культурах показало, что не так уж безграничны возможности искусственных полиплоидов. В отличие от естественных, полученных природой и отточенных в результате тысяч генераций, искусственные полиплоиды обладали рядом существенных недостатков. Одним из них была низкая семенная продуктивность. Это повлекло за собой снижение исследовательских работ по культурам семенного и зернового направления, тогда как исследования в области культур, возделываемых ради вегетативных органов, существенно расширялись. Вероятно, этим можно объяснить существующий в настоящее время дисбаланс по уровням плоид-ности современных культурных сортов и гибридов. Поэтому в наши дни особенно актуальны задачи по изучению и устранению причин, вызывающих низкую семенную продуктивность у полиплоидных культур.

Ученые нашей страны и ближнего зарубежья внесли существенный вклад в разработку вопросов экспериментальной генетики полиплоидов. С именами Н.И. Вавилова, И.И.Герасимова, Г.Д. Карпеченко, Б.Л. Астаурова связано решение фундаментальных проблем полиплоидии, имеющее общебиологическое значение. Благодаря работам А.Р.Жебрака, В.В.Сахарова, А.Н. Луткова, В.П. Зосимовича, В.А.Рыбина,

М.Ф.Терновского, А.Ф. Шулындина и многих других получен ряд полиплоидных сортов и форм культурных растений, а также разработаны методы создания и использования экспериментальных полиплоидов в селекции растений.

В селекции растений полиплоидию используют для преодоления барьера межвидовой нескрещиваемости, если скрещиваемые виды несовместимы на исходном уровне плоидности; для преодоления стерильности межвидовых гибридов,а также для удвоения наборов хромосом у диплоидных видов с последующим отбором наилучших форм.

К сожалению, мнения специалистов в отношении практической ценности автополиплоидии для селекции растений противоречивы. Следует признать, что к настоящему времени наиболее

существенный практический результат в области автотетраплоидов представлен триплоидными гибридами сахарной свеклы, тетраплоидным клевером, те-траплоидной рожью, положительные результаты получены также в работе с тетраплоидной гречихой и кукурузой. Кроме того, имеющиеся практические результаты по применению автополиплоидии в селекции растений, не достигли желаемых показателей.

Причину этих неудач следует искать в недостаточной изученности природных механизмов, регулирующих эволюцию полиплоидов.

3. Жуковский М.П. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971, 751с.

5. Tischler G. Die Chromosomensahlen der Gefasapflansen Mitteleuropas.-Genetic, S, Gravenhage, 1950, z.116-121.

6. Вавилов Н.И. Обзор состояния генетической теории селекции. -Генетика, 1965, №1, с. 20-40.

7. Вавилов Н.И. Удвоение числа хромосом как метод получения новых растительных форм. // Избранные труды,

М., 1965., т 5. с.156-168.

8. Tischler G. Die Bedrutung der Polyploidie fur die Verbrietung der Angiosperzen, erlautert anden Arten Schleswig Holsteins, mit Auslieken auf andere Florengebiete.- Bot.Johrn., 1935, bd. 67, N 1, p. 1-56.

9. Соколовская А.П. Кариогеографи-ческие исследования рода Agrostis L., - Ботанический журн., 1937, т.22, №5, с. 457-480.

12. Muntzing A. The evolutionary significance of autopolyploidt.- Hereditas, 1936, 2, p. 262 - 368..

15. Рамануджам С., Партхасаратхи Н. Автополиплоидия. В Сб. Полиплоидия.

16. Бреславец Л.П. Полиплоидия в природе и опыте. М., 1963, 364с.

17. Савченко В.К. Генетическое изучение триплоидных гибридов сахарной свеклы и их родительских форм. Авто-реф. канд. дисс., Минск, 1966, 25с.

E.B. Hatefov, V.S. Shcherbak. ROLE OF POLYPLOIDY IN BREEDING OF AGRICULTURAL CROPS

A brief review of the literature on the role of polyploidy in crops breeding is spent. The basic directions of breeding of poliploid plants are described. A short characteristics of selection problems of poliploid grain crops is given.

Читайте также: