Лекция 1. Введение (стр. 2 )

На ветки с женскими цветками за несколько дней до их раскрытия, после удаления мужских соцветий (кастрации) надевают изоляторы. Оправдывают себя изоляторы из пергамента размерами 25—40X20—30 см. По длинным сторонам их прошивают. Верхнюю короткую сторону дважды загибают и закрепляют 2—3 канцелярскими скрепками. Нижнюю сторону изолятора накладывают на предварительно обмотанное ватой место ветки и плотно обвязывают шпагатом. Опыление производят в первые 2—3 дня после раскрытия женских цветков (шишек). Для этого снимают скрепки с изоляторов и кисточкой осторожно наносят пыльцу на рыльца цветков. Для нанесения пыльцы на цветки могут использоваться и другие способы (впрыскивание пыльцы при помощи шприцев и других приспособлений, нанесение пыльцы препаровальными иглами с насаженными на них косо срезанными кусочками пробки, ватными помазками и др.). Снимают изоляторы обычно через 10—12 дней.

Древесные породы с коротким периодом созревания плодов (тополя, ивы, ильмовые) могут скрещиваться в лабораторных условиях на срезанных ветвях. Ветви для этой цели заготавливают перед цветением (лучше за 1—2 дня) и помещают в сосудах с водой в комнатные условия с температурой 18—22 °С. Сосуды с мужскими и женскими побегами содержат в различных комнатах. Через несколько дней цветочные почки распускаются, и можно приступать к гибридизационным работам. Чтобы получить пыльцу заранее, выгонку ее необходимо начинать на несколько дней раньше.

Перед скрещиваниями важно проверить жизнеспособность пыльцы. Наиболее простым и эффективным способом является проращивание пыльцы в подвешенных каплях 10—20%-ного раствора сахарозы или на агаре. Число посеянных зерен в одной капле должно быть более, 100—200шт. Температура проращивания 25"°С. Через несколько часов после посева обычно начинается прорастание. Полный его учет производят через 12ч и более в 5 полях зрения, в трехкратной повторности. Последнее время успешно применяют для проращивания пыльцы целлофановую пленку, наклеенную крахмалом на предметное стекло и простерилизованную спиртом. На такую пленку после ее увлажнения дистиллированной водой высевают пыльцу. Проращивание производят в чашке Петри, на дно которой наливают воду или 2—16 %-ный раствор сахарозы. Предметное стекло с наклеенной пленкой в чашке Петри должно находиться на стеклянных подставках

Особенности внутривидовой гибридизации.

Внутривидовая гибридизация может применяться для получения гибридных растений от скрещиваний родительских пар, растущих в идентичных условиях, даже в одной популяции, или в резко различных климатических, эдафических условиях. В первом случае перед гибридизацией обычно ставится задача сочетания полезных в хозяйственном отношении признаков, которыми обладают родительские особи. Например, скрещивая быстрорастущую особь сосны обыкновенной, не отличающуюся высокой смолопродуктивностью, с деревом высокосмолопродуктивным, но умеренного роста, можно при последующем

Отборе выделить гибриды, удачно сочетающие быстрый рост и высокую смолопродуктивность. Очень важно бывает объединить в гибридных растениях признаки интенсивности роста и устойчивости к болезням и вредителям, признаки продуктивности и качества древесины и т. д.

Нередко перед внутривидовой гибридизацией деревьев из близких условий произрастания будет стоять задача усиления того или иного признака родительских пар, например интенсивности роста и качества стволов плюсовых деревьев, устойчивости к болезням и др. Во всех этих случаях расчет делается на аддитивный эффект, т. е. на суммарное выражение однозначно действующих полимерных генов.

При скрещивании отдаленных географических и экологических форм деревьев ставится задача получения высокого гетерозисного эффекта гибридного потомства за счет уникального сочетания генов. Примеров проявления гетерозиса при отдаленных внутривидовых скрещиваниях лесных пород накопилось довольно много.

По мнению , подбор производителей должен осуществляться в пределах сравнительно небольших расстояний (несколько сот километров или даже меньше) и отбирать следует в каждом районе по 5—10 экземпляров (женских и мужских) в хороших условиях роста из средневозрастных или приспевающих насаждений. В каждом случае родители должны быть по всем показателям (росту, качеству стволов, здоровью) самые лучшие, т. е. это должны быть - плюсовые деревья. Если у данной древесной породы выражена дифференциация пола, то в качестве материнских деревьев должны подбираться особи, у которых преобладают признаки женской сексуализации, а в качестве отцов — экземпляры мужской сексуализации.

Лекция 4. Методы лесной селекции. Отбор.

Различают два вида искусственного отбора — методический (сознательный) и бессознательный. Бессознательный отбор — это отбор, направленный на улучшение породы или сорта, когда не ставится задача вывести совершенно новый сорт или породу. Например, хозяйка использует на мясо плохих несушек, а яйценоских кур оставляет, то есть идет частичная выбраковка. Методический отбор заключается в научной разработке всей селекционной работы.

Искусственный отбор протекает успешнее, по мнению Дарвина, в крупных хозяйствах: среди большого количества особей больше и наследственного материала, следовательно, возможности отбора и выбраковки расширяются. Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к созданию совершенно новых сортов и пород, то есть никогда ранее не существовавших органических форм с признаками и свойствами, сформированными самим человеком, поэтому он является главной движущей силой в образовании новых пород животных и растений, приспособленных к интересам человека. Учение об искусственном отборе теоретически обобщило тысячелетнюю практику человека по созданию пород домашних животных и сортов культурных растений и стало одной из основ современной селекции.

При половом размножении участвуют две особи: мужкая и женская, у каждого из них образуются половые клетки – гаметы. Образование половых клеток связано с мейозом. Из соматических клеток (2n) образуются половые (1n).Первичные половые клетки (гонии), как и соматические несут в ядре 2n набор хромосом и размножаются митозом в зоне размножения половой железы (яичник или семенник). Они происходят из одной или нескольких зародышевых клеток и вначале у самок и самцов сходны. Затем они дифференцируются и превращаются в оогонии и сперматогонии (2n), которые в зоне роста половой железы проходят период роста (по времени это интерфаза).

Оогонии превращаются в ооциты I, сперматогонии - сперматоциты I. В зоне созревания они вступают в мейоз. В результате мейоза I у самок образуются ооцит II и одно редукционное тельце, у самцов - 2 сперматоцита II порядка. После второго деления мейоза из каждой клетки образуются по 2 гаплоидные клетки: у женской особи - 1 оотида и 3 направительных тельца, у мужской - 4 сперматиды. Затем оотида превращается в яйцеклетку, а сперматиды - в сперматозоиды. Направительные тельца редуцируются. затем происходит процесс оплодотворения, т. е. слияние женской и мужской гамет. оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой (2n).

Не все повреждения генетического аппарата, вызываемые мутагенами, реализуются в виде мутаций. Многие из них исправляются с помощью особых репарирующих ферментов. Репарация представляет эволюционно выработанные приспособления, повышающие помехоустойчивость генетической информации и ее стабильность в ряду поколений. Механизм репарации основан на том, что каждая молекула ДНК содержит два полных набора генетической информации, записанной в комплементарных друг другу полинуклеотидных нитях. Это обеспечивает сохранение неискаженной информации в одной нити, даже если другая повреждена, и по неповрежденной нити исправит дефект. В настоящее время известно три механизма репарации: фотореактивация, темновая репарация, пострепликативная репарация. Фотореактивация заключается в устранении видимым светом димеров тимина, особенно часто возникающих в ДНК под влиянием УФ-лучей. Замена осуществляется особым фотореактивирующим ферментом, молекулы которого не обладают сродством с неповрежденной ДНК, но опознают димеры тимина и связываются с ними сразу после их образования. Этот комплекс остается стабильным, пока не подвергнется действию видимого света. Видимый свет активирует молекулу фермента, она отделяется от димера тимина и одновременно разъединяет его на два отдельных тимина, восстанавливая исходную структуру ДНК. Темновая репарация не требует света. Она способна исправлять очень разнообразные повреждения ДНК. Темновая репарация протекает в несколько этапов при участии нескольких ферментов: 1) молекулы эндонуклеазы постоянно обследуют молекулу ДНК, опознав поврежденние, фермент подрезает вблизи него нить ДНК; 2) эндо - или экзонуклеаза делает в этой нити второй надрез, иссекая поврежденный участок; 3) экзонуклеаза значительно расширяет образующуюся брешь, отсекая десятки или сотни нуклеотидов; 4) полимераза застраивает брешь в соответствии с порядком нуклеотидов во второй (неповрежденной) нити ДНК.

Световая и темновая репарации наблюдаются до того, как произошла репликация поврежденных молекул. Если же происходит репликация поврежденных молекул, то дочерние молекулы могут подвергнуться пострепликативной репарации. Механизм ее пока не ясен. Допускается, что при ней бреши в деффектах ДНК могут застраиваться фрагментами, взятыми от неповрежденных молекул.

Тип взаимодействия неаллельных генов, при котором один доминантный ген подавляет действие другого неаллельного гена, называется эпистазом. Ген, который блокирует действие другого гена, называется эпистатичным. Ген, действие которого подавлено, называется гипостатичным. например: масть лошадей, цвет кожи у людей и др.

Модифицирующее взаимодействие генов. Гены-модификаторы не детерминируют какой-либо признак, а усиливают или ослабляют проявление других генов. Они вызывают переходные формы взаимодействия.

Комплиментарное взаимодействие генов – взаимодействие генов при котором в фенотипе проявляются оба гена.

Полимерия – тип взаимодействия, при котором на один признак влияет несколько разных, но сходно действующих неаллельных генов. Наследуются количественные и качественные признаки (удой молока у коровы).