HODOWLA ROSLIN I NASIENNICTWO

TEMAT: SELEKCJA.

Selekcja to wybór roślin z licznego materiału wyjściowego. Polega na pożądanym i sterowanym przez hodowlę ukierunkowaniu istniejącej zmienności, jest zatem skuteczna jedynie w populacji heterogenicznej.

Pojedynek to pojedyncza roślina lub kłos.

Ród to potomstwo pojedynczej rośliny obcopylnej lub mieszańcowej samopylnej rozmnażane przez kilka pokoleń.

Linia to potomstwo rośliny samopylnej o wysokim stopniu homozygotyczności.

Linia czysta – otrzymujemy ją w wyniku samozapylenia rośliny matecznej przy jednoczesnym nie występowaniu mutacji w obrębie linii czystej wszystkie osobniki reprezentują taki sam genotyp – są homozygotyczne -7= linia izogeniczna.

Rodzina – tworzą je linie uzyskane w wyniku rozmnożenia wyselekcjonowanych pojedynków z potomstwa jednej rośliny wyjściowej – grupa linii tego samego pochodzenia.

Klon to potomstwo uzyskane w wyniku rozmnażania wegetatywnego pojedynczej rośliny macierzystej.

Materiał wyjściowy to populacja o pewnej skali zmienności genetycznej, nad którą rozpoczyna się prace hodowlane. Służy do wyboru najwartościowszych form, mogących dać początek nowej odmianie lub nadających się do krzyżowania (np. dzikie formy roślin uprawnych, odmiany hodowlane, mieszańce, mutanty, odmiany miejscowe).

Odmiana miejscowa (pierwotna) składa się z wielu linii zróżnicowanych pod względem genetycznym . To formy, które nie były wcześniej uszlachetniane drogą hodowli, przystosowane do określonych warunków środowiska w wyniku selekcji naturalnej.

I SELEKCJA MASOWA

Typy selekcji

1. Selekcja pozytywna - wybór z puli roślin niewielkiej ich części najlepszych pod względem danej cechy ( 5-10 %) połączenie ich nasion w wspólny wysiew oraz ocena w kolejnym roku. Selekcja masowa pozytywna ma znaczenie w hodowli niektórych gatunków.

1. Selekcja negatywna – usunięcie z populacji roślin, które odbiegają od pozostałych na niekorzyść pod względem wydajności danej cechy. Ten rodzaj selekcji ma znaczenie w hodowli zachowawczej oraz w nasiennictwie.

II SELEKCJA INDYWIDUALNA

W zależności od właściwości biologicznych gatunku wyróżnia się następujące rodzaje selekcji indywidualnej:

- SI roślin samopylnych

- SI roślin obcopylnych – metoda rezerw

- SI roślin rozmnażanych wegetatywnie – selekcja klonów

Selekcja indywidualna gatunków samopylnych

U roślin samopylnych występuje najmniejsza zmienność, dlatego materiałem wyjściowym do selekcji mogą być odmiany pierwotne, najczęściej jednak hodowlę rozpoczyna się od przekrzyżowania odpowiednich komponentów wyjściowych. W selekcji indywidualnej nasiona zbiera się z najlepszych pojedynków oddzielnie z każdej rośliny.

A	D	F	B	C	G	E
F	E	B	C	A	D	G

II rok

doświadczenie porównawcze

poletko selekcyjne

Metoda Rezerw

W selekcji indywidualnej roślin obcopylnych należy zapewnić warunki umożliwiające kontrolowane zapłodnienie. Służy temu modyfikacja, zwana metodą rezerw, która polega na tym, że tylko część nasion wybranych pojedynków wysiewa się w doświadczeniach porównawczych, podczas gdy reszta stanowi rezerwę. W następnym roku wykorzystując rezerwę nasion zostają rozmnożone i przekrzyżowane tylko wybrane rody, które wykazywały wysoką wartość użytkową. Dzięki temu unika się niepożądanych przekrzyżowań z udziałem roślin o niekorzystnych cechach.

II rok

A	D	F	B	C	G	E
F	E	B	C	A	D	G

III rok

Selekcja klonów

Klony to odmiany homogenne, jednorodne, dlatego ważną rolę w ich selekcji odgrywa zróżnicowanie materiału genetycznego w I roku hodowli.

Wykorzystywać można populacje naturalne roślin rozmnażających się wegetatywnie, które występują w rejonach, w których możliwe jest och rozmnażanie płciowe, za pomocą nasion (np. w Andach występują dzikie i prymitywne formy ziemniaków rozmnażają się wegetatywnie i generatywnie).

Materiał wyjściowy do selekcji klonów stanowi najczęściej pokolenie F₁ , otrzymane na drodze rozmnażania generatywnego z tego pokolenia wyodrębnia się pojedyncze rośliny o pożądanych właściwościach i w ten sposób otrzymuje klony o niejednakowych genotypach.

Właściwy wybór pojedynków jest bardzo istotny, ponieważ na skutek wegetatywnego rozmnażania ich właściwości genetyczne zostają utrwalone w całym klonie. Dlatego często stosuje się selekcję wstępną roślin uzyskanych z nasion i testuje się jej na jakościowe, a dopiero tak wybrane formy rozmnaża się na większą skalę, umożliwiające przeprowadzanie doświadczeń polowych, ocenę plonu oraz innych właściwości użytkowych.

SELEKCJA:

1. wegetatywna (selekcja masowa)

2. pozytywna

Selekcja pozytywna realizowana jest za pomocą 2 metod:

1. selekcja masowa (SM) – opiera się na założeniu, że wybór roślin na podstawie fenotypów odzwierciedla ich genotyp. Stosując selekcję masową nie prowadzi się oceny potomstwa.

2. Selekcja indywidualna (SI) – rodowodowa, indywidualna z oceną potomstwa – polega na wyborze pożądanych fenotypowo rozmnażaniu i ocenie potomstwa w polowych doświadczeniach porównawczych. Ocena polowa potomstwa pozwala na uwzględnienie udziału czynnika zmienności genetycznej w całkowitej zmienności fenotypowej roślin matecznych, czyli odziedziczalności, przez co ma większe znaczenie w hodowli roślin.

Efektywność selekcji zależy od:

1. Odziedziczalności cechy – odziedziczalność zależy od genotypu i modyfikującego wpływu warunków środowiska – jeśli czynnik genetyczny jest wysoki, szybszy będzie postęp hodowlany.

2. Terminu ujawnienia się cechy (przed czy po kwitnieniu – możliwość przepylenia, utrudniona kontrola).

3. Mechanizmu genetycznego dziedziczenia cechy – postęp jest szybszy w przypadku cech recesywnych w przypadku cech dominujących u heterozygotycznych roślin obcopylnych przy przepyleniu mogą ujawnić się cechy recesywne.

SCHEMAT SELEKCJI INDYWIDUALNEJ GATUNKÓW SAMOPYLNYCH

I rok – punktowy wysiew na polu selekcyjnym materiału wyjściowego i indywidualny zbiór nasion z wybranych pojedynków.

II rok – wysiew z zebranych nasion na oddzielnych paletach jako pokolenie A, ocena potomstwa A i wybór najlepszej części rodu.

III rok – wysiew nasion wybranych rodów A jako pokolenia B na mikropoletkach w doświadczeniach wielopowtórzeniowych , selekcja w obrębie rodów B i wybór najlepszych roślin.

IV rok – pokolenie C, powstało w wyniku rozmnażania najlepszych rodów B, podlega dalszej selekcji w wielopowtórzeniowych doświadczeniach porównawczych.

V rok – potomstwo najlepszych rodów pokolenia C to pokolenie D, które może dać początek nowej odmianie. Pokolenie D ocenia się przez 2-3 lata, w wielopowtórzeniowych doświadczeniach porównawczych, co pozwala stwierdzić, czy i które rody przewyższają pod względem plenności, lub innych cech populację wyjściową (aktualnie uprawiane odmiany). Wybrane rody zostają rozmnożone tak, aby hodowca dysponował dostateczną ilością nasion do wyprodukowania odpowiednio dużej partii materiału siewnego z rodów, które mają szansę na zrejonizowanie i zarejestrowanie.

SCHEMAT SELEKCJI INDYWIDUALNEJ GATUNKÓW OBCOPYLNYCH – METODA REZERW.

I rok – wysiew punktowy materiału wyjściowego na poletku selekcyjnym, wybór najlepszych pojedynków, indywidualny zbiór nasion oraz podział na dwie części.

II rok – wysiew jednej części nasion 2 z każdego pojedynka, jako rody A we wstępnym doświadczeniu porównywawczym (pozostała część nasion z pojedynków stanowi rezerwę) ocena i wybór najlepszych rodów. Ponieważ rośliny z wybranych rodów mogły być zapylane pyłkiem roślin mniej wartościowych, w kolejnym roku sięga się po rezerwę nasion.

III rok – wysiew rezerwy nasion wybranych rodów A jako pokolenie A’ w głównym doświadczeniu porównawczym, ocena i zbiór nasion z najlepszych rodów A’ oraz ich podział na dwie części.

IV rok – wysiew części nasion zebranych z roślin pokolenia A’ jako rody B (druga część nasion stanowi rezerwę) i ocena rodów we wstępnym doświadczeniu.

V rok – wysiew rezerw wybranych rodów B jako pokolenie B’ w głównym doświadczeniu porównawczym, wybór najlepszych rodów B’, z których nasiona łączy się, a po ich wspólnym rozmnożeniu na polu hodowlanym otrzymujemy materiał i nową odmianę.

SCHEMAT SELEKCJI INDYWIDUALNEJ GATUNKÓW ROZMNAŻANIA WEGETATYWNEGO – SELEKCJA KLONÓW.

I rok – materiał wyjściowy stanowi zwykle pokolenie F₁, otrzymane w wyniku krzyżowania generatywnego, z którego wybiera się pojedynki o interesujących użytkowo fenotypach.

II rok – wegetatywne potomstwo najlepszych roślin z populacji wyjściowej to klony A, które po wysadzeniu na polu hodowlanym ocenia się w I wstępnym doświadczeniu prównywawczym. Selekcja odbywa się na podstawie porównania ich z odmienna wzorcową (standard).

III rok – klony B, otrzymane w wyniku wegetatywnego rozmnożenia najlepszych klonów A, ocenia się w II wstępnym doświadczeniu porównawczym.

IV rok – w wielopowtórzeniowych doświadczeniach porównawczych ocenia się klony C (wegetatywne potomstwo najlepszych klonów B), z których najlepsze wybiera się do rozprzestrzeniania w różnych regionach kraju.

V rok – ocenie poddaje się klony D – wegetatywne potomstwo wybranych klonów C. Najlepsze klony D mogą zostać połączone i rozmnożone na skalę umożliwiającą skierowanie ich do badań, przed rejestracją jako nowej odmiany.