Проект на тему "Селекция растений"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 53» города Чебоксары

Чувашской Республики

Проект по теме:

Проект выполнил:

ученик 6К класса

Белов Тихон

Научный руководитель:

Белова ВикторияГеннадьевна,

учитель биологии

Чебоксары, 2018

История возникновения селекции 

Возникновение селекции связано с введением в культуру растений и одомашниванием животных. Начав возделывать растения и разводить животных, человек стал отбирать и размножать наиболее продуктивные, что способствовало их непроизвольному улучшению. Так на заре человеческой культуры возникла примитивная селекция. Её история исчисляется тысячелетиями (15-20 тысяч лет). Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э.

Томас Фэрчайлд

Томас Фэйрчайлд в своём питомнике экспериментировал с опылением растений. Он опылил цветки гвоздики турецкой пыльцой гвоздики садовой, в результате чего у него в саду впервые появились растения с промежуточными для этих видов признаками. Впоследствии Фэйрчайлд продолжил разведение таких гибридов, получивших название «мулов Фэйрчайлда»

Иоганн Грегор Мендель

Заложил основы современной генетики, установив в 1865 году принцип наследования признаков и свойств организмов. Также он доказал метод скрещивания (на примере гороха) и обосновал три закона, названных позже его именем.

Чарльз Дарвин

Основатель теории происхождения человека от обезьяноподобных существ, провёл большое количество опытов по гибридизации (на примере роз)

  И. И. Герасимов

Русский ботаник исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией, т.е. всего набора хромосом в клетке.

Селекция как наука

Слово "селекция" произошло от лат. "selectio", что в переводе обозначает "выбор, отбор".

Селекция (от лат. selectio-выбор, отбор) - это наука о методах создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с полезными для человека свойствами.

Сорт, порода, штамм – это искусственно созданные человеком виды живых организмов, которые имеют определенные признаки и продуктивность.

В России началом развития научной селекции считается 1903г. — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском сельскохозяйственном институте (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева) селекционной станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. В 1909—1914 годах созданы Харьковская, Саратовская, Безенчукская, Одесская опытные станции.

В 1920-1930-е гг. создана сеть новых научно-исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Создателем основ селекции является выдающийся советский ученый Николай Иванович Вавилов (1887 - 1943).

Н.И. Вавилов собрал коллекцию семян различных сортов культурных растений и установил 7 центров происхождения и многообразия культурных растений, совпадающих с очагами древних цивилизаций.

Институт растениеводства имени Н.И. Вавилова — это совершенно уникальное место, где хранится коллекция семян всех сельскохозяйственных видов и сортов (в том числе, староместных) растений. По существу, это не только наше национальное достояние, это достояние всего человечества. Просто потому, что в случае любого экологического бедствия или каких-то катастрофических климатических явлений, как, например, засуха, восстановить утраченные сорта возможно только при помощи коллекции Вавиловского института.

• К началу Великой Отечественной войны основанный Вавиловым в Царском Селе институт растениеводства владел самой огромной в мире коллекцией семян. Во время блокады сотрудники института сохранили коллекцию при отсутствии электричества и перебоях с отоплением.

• Зимой 1941-1942 от голода умерли пятеро сотрудников института, отказавшихся рассматривать запасы злаков как еду. Летом ученые посадили семена под артиллерийским обстрелом.

Направления и методы селекции

Основные методы селекции вообще и селекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрёстноопыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. Таким образом получают, например, новые сорта ржи. Эти сорта не являются генетически однородными. Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при котором путём самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желаемыми признаками. Таким методом были получены многие сорта пшеницы, капусты.

Метод полиплоидии – на растения воздействуют мутагенами (колхицин), который нарушает процесс деления клетки. Такие растения содержат множественный набор хромосом и в дальнейшем будут более устойчивыми к условиям окружающей среды и более плодовитыми по урожайности.

В селекции растений выделилось нескольких направлений:

- селекция на урожайность, которая является главным критерием сорта, продолжает оставаться основным направлением селекции;

- селекция на качество: высокое содержание желаемых веществ (крахмала в картофеле, белка в пшенице, кормовом ячмене, кукурузе, масла в семенах подсолнечника, сои, рапса, сахара в сахарной свёкле и т. п.); более низкое содержание нежелательных соединений (алкалоидов в люпине, белка в пивоваренном ячмене, азотистых веществ в сахарной свёкле); хорошую пригодность для переработки (высокие мукомольные и хлебопекарные качества у пшеницы, пригодность для консервирования плодов и овощей, развариваемость зерна крупяных культур); лёжкость плодов, овощей, картофеля, кормовых корнеплодов и т. п.;

- селекция на содержание в белке зерновых культур незаменимых аминокислот (лизина, триптофана), на химический состав масла, на длину волокна.

- селекция на устойчивость к болезням и вредителям, на холодостойкость, зимостойкость, морозостойкость, засухоустойчивость, приспособленность к орошаемым условиям, высоким дозам удобрений, машинной уборке и др.

Сочетание различных направлений в селекции обеспечивает создание сортов с комплексом свойств и признаков, обладающих высокой урожайностью и приспособленных к определённым почвенным, климатическим и хозяйственным условиям.

Достижения в селекции растений

Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционная работа 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. 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:

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.

Среди новых сортов очень перспективны многолетние пшеницы, выведенные под руководством академика Николая Васильевича Цицина (1898–1980) на основе межвидовой гибридизации пшеницы и пырея (пшенично-пырейный гибрид, тритикале). 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, 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%.

Сорта: Зелёнка, Фуксинка

Сахарная свекла

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

А.Н. Лутков В.П. Зосимович

Сорта: Добрыня, Бордо

Кукуруза

При создании новых перспективных сортов этой культуры применяют самоопыляющиеся линии с их последующей гибридизацией

Сорта: Добрыня, Спирит, Ледяной нектар, Ранняя золотая – 401

М.И. Хаджинов Г.С. Галеев)

Вывод:

Не вызывает сомнений, что в наращивании производства продуктов питания в XXI веке решающее значение будет принадлежать селекции Дальнейшее успешное развитие селекции растений требует использования качественно новых методов, технологий и биологических концепций.