WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 15 |

Кочерина наталья викторовна алгоритмы эколого-генетического улучшения продуктивности растений специальность 03.00.15 – генетика диссертация на соискание ученой степени кандидата

-- [ Страница 9 ] --

3. «Продуктивность листьев» – отношение массы хозяйственно ценных органов к массе или площади листьев. (Нечипорович и др., 1961, Амирджанов, 1963, Кумаков, 1985). Другие названия этого индекса - «зерновая нагрузка листа», «плодовая нагрузка листа» или «поверхностный урожай растений» (Зеленский, Быков, 1982), «удельная зерновая продуктивность листа» (Шевелуха, Довнар, 1976, Беденко, 1994), «эффективность ассимиляционной работы листьев» (Каримов, Абдуллаев, 1994, Абдуллаев и др., 1994), «запрос колоса на ассимиляты» (Кершанская и др., 1998). В англоязычной литературе этот индекс обозначается «leaf efficiency».

4. «Индекс Ларсона» (Larsson, 1982) – отношение длины корней к площади листьев у 10-дневных проростков, выращенных на питательном растворе.

5. «Индекс В.А. Кумакова» (1974) – отношение длины последнего листа к предпоследнему. Выявлено, что в условиях среды, типичной для зоны Саратова, индекс Кумакова «записывает» на себе генетическую засухоустойчивость сортов пшеницы во вторую половину вегетации при сравнении деляночных посевов сортов (при отношении средней длины последнего листа к средней длине предпоследнего). Однако идентифицировать единичные генотипы в расщепляющейся популяции F2 этот индекс не обладает возможностью, так как заурядный генотип, попавший во влажную микронишу, даст такой же индекс, как засухоустойчивый генотип, попавший в сухую микронишу.

6. «Удельная поверхностная плотность листа» - отношение сухой массы листа к его площади (косвенно характеризует толщину листа). Другое название этого индекса, встречающее в литературе - удельная масса высушенного листа.

7. «Содержание хлорофилла на единицу посева» - отношение среднего суммарного содержания хлорофилла группы растений к размеру площади посева – именуется также хлорофильным индексом. Измеряется в г/кв.м, кг/га, тонна на 1 га за вегетационный период.

В настоящее время все перечисленные индексы используются вне обоснования их прогностической ценности с точки зрения теории экологогенетической организации сложных признаков продуктивности. На пригодность того или иного индекса в селекции в конкретной зоне селекционеры обычно выходят «на ощупь», т.е. методом проб и ошибок.

Кроме привлечения названной теории, для построения полной теории селекционных индексов необходимо еще знать роль каждой из семи генетикофизиологических систем, о которых уже говорилось, и с помощью которых селекционеры повышают урожай вновь создаваемых сортов-линий или сортов-популяций 1. Для идентификации и отбора физиолого-генетических систем, повышающих урожай (аттракции, микрораспределений, адаптивности, горизонтального иммунитета, «оплаты» лим-фактора почвенного питания, толерантности к загущению, генетической вариабельности длин фаз онтогенеза).

Эти системы нельзя количественно описать «абсолютными величинами», они не являются признаками и проявляют себя лишь в определенных признаковых координатах, где обнаруживается разнонаправленность их реагирования на экологические и генетические воздействия (Драгавцев, Дьяков, 1998).

Поскольку эти системы быстро и просто без дорогостоящего оборудования и приборов могут быть изучены в виде индексов, они используются селекционерами и довольно активно внедряются в селекционные технологии (Коллективные монографии ВИР, 2002, 2005).

Инициатива Г. Менделя «изучать генетику признаков», подхваченная с 1900 года генетиками, включая Ю.А. Филипченко, привела к нынешней ситуации, когда мы практически ничего не знаем о генетике аттракции, микрораспределений, многих полигенных адаптивных свойств, горизонтального иммунитета, «оплаты» азота, фосфора, калия, толерантности к загущению.

Кое-что известно о вариабельности длин фаз онтогенеза (гены яровизации и фотопериодизма), но о полигенной вариабельности почти ничего не известно. Т.е. мы практически не знаем генетики семи главных «рычагов» генетического повышения урожаев растений.

Кроме того, очень мало известно о генетике групповых свойств фитоценозов: аллелопатии, конкурентоспособности, аменсализма, комменсализма, реакции на внутреннюю освещенность в ценозе, о генетике шунтирующих путей реализации гомеостаза урожая и т.п.

Таким образом, вряд ли давняя традиция генетики – «надо изучать генетику признаков» - сегодня является бесспорной. В принципе, на растении можно найти и замерить десятки и сотни тысяч признаков, т.е., образно говоря, число признаков может существенно превышать число генов в геноме. Изучив менделевскую генетику каждого признака, мы получим существенный «ворох» экспериментальной информации, который вряд ли будет полезен селекционеру.

Для селекции много важнее создание экспрессных методов точной идентификации семи главных физиолого-генетических систем, повышающих урожай в данной конкретной среде, а не генетическая характеристика количественного признака, которая почти обязательно изменится в другой среде (Драгавцев, Литун и др., 1984, Драгавцев, Дьяков, 1998).

Индексы аттракции и микрораспределений широко работают в селекционных технологиях (Коллективные монографии ВИР, 2002, 2005). Однако их использование требует тщательного анализа их информативности на фоне разных лим-факторов внешней среды.

Мы лишний раз убеждаемся в правоте замечательного итальянского эколога Джироламо Ацци, которого очень ценил Н.И. Вавилов, и который еще в 30-е годы прошлого столетия писал: «Те признаки, на которых основана ботаническая классификация различных форм пшеницы, никоим образом не связаны с различными степенями продуктивности и устойчивости – двумя основными моментами урожая. Поэтому изучение сортов и форм отдельных видов с ботанической точки зрения не может быть использовано при оценке хозяйственных особенностей многочисленных форм и сортов пшеницы….

Мы идем таким путем, который начинается не исследованием растения, а изучением окружающей среды, факторы которой, особенно метеорологичекие, могут с достаточным приближением указать нам степень продуктивности и степень устойчивости каждой формы к отдельным неблагоприятным условиям» («Сельскохозяйственная экология», 1959, С. 362).

2. Для элиминации средовых (модификационных) эффектов, отраженных на компонентных признаках индекса, но исчезающих при построении индекса.

Предположим, что F2 популяция растет на делянке в Саратове (почвенная засуха практически в течение всего периода онтогенеза, усиливающаяся во вторую половину вегетации). Почвенная влага распределена по делянке неравномерно («ямки-бугорки»). Растение заурядного генотипа, попавшее в «ямку» с водой и азотом даст более длинный и более тяжелый колос. Отбор по абсолютным значениям «длины» и «массы колоса» приведет к грубой ошибке – селекционер отберет плюсовую модификацию.

Если в данном случае использовать «канадский индекс» - отношение массы зерна в колос (г) к длине колоса (см), то модификационное влияние влажной микрониши исчезает, и индекс «пишет» на себе эффекты генов аттракции (продуктивность одного см колоса). Но если растение с более длинным и более тяжелым колосом является ценным засухоустойчивым генотипом, растущим в средней или сухой микронише, то канадский индекс «не заметит»

этих ценных полигенов, и селекционер отбросит их так же, как ранее отбросил эффект влажной «ямки». Индекс опять «запишет» на себе только эффекты генов аттракции.

Чтобы различить, какое из фенотипически мощных растений является модификацией, а какое – ценным засухоустойчивым генотипом, необходимо в середине дня, когда выражен водный дефицит листьев, замерить импеданс – полное внутреннее сопротивление ткани флагового листа или стебля переменному электрическому току. Для этого существуют легкие портативные приборы с двумя иголками на щупе, которые втыкают в лист и снимают показания оводненности ткани. У модификаций во влажной «ямке» импеданс будет низким, а у засухоустойчивого генотипа в сухой микронише - высоким.

Пока это теоретические выкладки, в будущем их необходимо отработать экспериментально.

Теперь рассмотрим, какую информацию может нести для селекции канадский индекс, замеряемый, например, в Западной Сибири (Тюмень, Омск, Новосибирск). Для этих зон типична весеннее-летняя засуха (конец мая и июнь, как правило, без дождей). Яровая пшеница в фазе кущения «пересиживает»

эту засуху. В фазе кущения закладываются меристематические бугорки, их число определит в дальнейшем число колосков и зерен в колосе.

Чем менее засухоустойчив генотип в фазу кущения, тем меньше зерен будет в колосе, и тем короче будет колос. В июле – августе дожди и тепло обеспечат избыток продуктов фотосинтеза, которые в фазу налива устремятся в колос. Малое число зерен в колосе приведет к увеличению массы одного зерна, и канадский индекс повысится.

Если селекционер будет вести отбор по высоким значениям канадского индекса, это приведет к генетическому снижению засухоустойчивости в фазе кущения. Можно видеть, что для условий Западной Сибири этот индекс не пригоден.

Рассмотрим информативность полтавского индекса (ПИ) – отношения массы зерна с колоса (г) к длине верхнего междоузлия (см). Масса зерна с колоса определяется числом зерен в колосе (ЧЗК) и массой одного зерна (МЗ). Если в фазу кущения не было засухи, то ЧЗК будет достаточно большим. Если в фазу налива не было жары, засухи или холода, то МЗ будет высокой. Если и в фазы «выход в трубку» и «колошение» не было экологических стрессов, то ПИ будет высоким тогда, когда верхнее междоузлие будет коротким. Т.е. повышение ПИ в этом случае будет отражать генетическую моногенную (или полигенную) короткостебельность (известно, что гены короткостебельности наиболее сильно сокращают длину верхнего междоузлия).

В этом случае ПИ очень полезен для селекции..

Если же экологический стрессор «ударит» по фазе кущения или фазе налива, или по фазе «выход в трубку», полтавский индекс не сможет «записать» на себе ценную генетическую информацию, и отбор по ПИ не даст значимого селекционного результата.

В заключение этой главы необходимо подчеркнуть следующее.

1. Использование индексов в селекции растений полезно и совершенно необходимо, так как большинство из семи физиолого-генетических систем повышения урожая не являются признаками, а представляют собой индексы, которые проявляют себя и позволяют дать себе количественную оценку в строго определенных признаковых двумерных координатах.

2. Информация, которую несет на себе индекс, применяемый на ранних этапах селекции, может быть негативной для результатов отбора, или, наоборот, очень полезной. Это зависит от действия лим-факторов на компоненты индекса и от «вывода» на них разных спектров генов в разных средах.

3. Предложен подход и метод оценки пригодности разных индексов в технологиях отбора в разных средах и метод оценки качества генетической информации, которую индекс несет в конкретной среде 4. В дальнейшем необходимо проанализировать с точки зрения ТЭГО количественных признаков другие индексы, включая физиологические, на их работоспособность в селекции растений в разных средах.

ГЛАВА V. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В ДИАЛЛЕЛЬНОМ АНАЛИЗЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ

ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

ТЭГОКП, утверждающая, что при смене лим-фактора внешней среды меняются спектр и число генов, детерминирующих среднюю величину и генотипическую дисперсию признака в популяции, была создана на основе компьютерного анализа экспериментов программы ДИАС (Драгавцев, Цильке и др., 1984), содержащей более 5 млн. конкретных величин 18-ти признаков, замеренных за два года в девяти географических точках (от Урала до Забайкалья с запада на восток и от Тюмени до Усть-Каменогорска с севера на юг) на 15-ти родительских сортах, 105-и гибридных растениях первого поколения и 105-и гибридных растениях второго поколения яровой пшеницы.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 15 |
 


Похожие материалы:

« ГАЛКИНА МАРИЯ АНДРЕЕВНА БИОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНВАЗИОННЫХ ВИДОВ РОДА BIDENS L. В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ 03.02.01 – БОТАНИКА ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК Научный руководитель д.б.н. Виноградова Ю.К. Москва – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ……………………………………………………………………….4 Глава 1. Объекты и методы ………………………………………………….10 Глава 2. История распространения инвазионных видов рода Bidens L. на территории Европы …………………………………… Глава 3. ...»

« Никитенко Елена Викторовна МАКРОЗООБЕНТОС ВОДОЕМОВ ДОЛИНЫ ВОСТОЧНОГО МАНЫЧА 03.02.10 – гидробиология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, Щербина Георгий Харлампиевич Борок – 2014 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8 ГЛАВА 2. ФИЗИКО–ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 17 ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 36 ГЛАВА 4. МАКРОЗООБЕНТОС ВОДОЕМОВ ДОЛИНЫ ВОСТОЧНОГО ...»

« Вознийчук Ольга Петровна ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ ЦЕНТРАЛЬНОГО АЛТАЯ 03.02.04 – зоология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Ю.С. Равкин Горно-Алтайск – 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….….….4 ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ, РАЙОН РАБОТ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ………………………….…………………………….…………….….9 1.1. История изучения фауны Центрального ...»

« ТОКРАНОВ АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ДОННЫХ И ПРИДОННЫХ РЫБ РАЗЛИЧНЫХ СЕМЕЙСТВ В ПРИКАМЧАТСКИХ ВОДАХ 03.00.10 – ихтиология Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук Петропавловск-Камчатский – 2009 2 Официальные оппоненты: доктор биологических наук, член-корреспондент РАН Черешнев Игорь Александрович доктор биологических наук Долганов Владимир Николаевич доктор биологических наук, профессор Шунтов Вячеслав Петрович ...»







 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.