Тема 2. Методы селекции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Марийский государственный технический университет

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

Методические указания

К проведению учебной практики для студентов

специальности 250203. 65 «Садово-парковое и ландшафтное строительство»

и направления 250200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»

Йошкар-Ола

Составители: Э.П. Лебедева, Г.У. Доронина

УДК 630*165 (07)

Селекция растений: Методические указания к проведению учебной практики для студентов специальности 250203.65 «Садово-парковое и ландшафтное строительство» и направления 250200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»/Сост.:

Э.П. Лебедева, Г.У. Доронина. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. – 28с.

Рассмотрены методы оценки полиморфизма декоративных растений, технологические вопросы методов селекции, селекционного семеноводства, а также размножения отселектированного материала.

Печатается по решению редакционно- издательского совета МарГТУ

Рецензент:

©Марийский государственный

технический университет, 2008

ПРЕДИСЛОВИЕ

Селекция растений имеет большое прикладное значение.

В настоящее время ассортимент растений, выращиваемых в питомниках и используемых в ландшафтном строительстве, стремительно расширяется за счет существующих и новых сортов. Современному специалисту – инженеру садово-паркового и ландшафтного строительства необходимо теоретическое и практическое знание методов создания и воспроизводства селекционных сортов, новейших результатов селекционной работы.

Учебная практика, предусмотренная программой дисциплины, позволяет закрепить теоретические знания студентов на живых растительных объектах при получении практических навыков по гибридизации растений, оценки изменчивости морфологических признаков при отборе ценных форм, ознакомиться с методами сортового семеноводства, овладеть техникой размножения селекционного материала.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Студенты, не прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский осмотр, имеющие противопоказания по состоянию здоровья к учебной практике не допускаются.

2. При проведении учебной практики, обучающиеся должны строго соблюдать все правила техники безопасности. Студенты, допустившие нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к ответственности.

3. Опасные факторы:

-травмирование ног при передвижении по маршруту без соответствующей обуви и одежды;

-укусы ядовитыми животными, пресмыкающимися, насекомыми;

-отравления ядовитыми растениями, плодами, грибами;

-отравления химическими (ростовыми, дезинфицирующими или другими) веществами;

-заражение желудочно-кишечными болезнями;

-травмирование рук режущими инструментами.

4. Неоходимо прибыть на практику в одежде и обуви, соответствующей погодным условиям и не затрудняющей движений. Головной убор (светлого цвета в жаркую погоду) обязателен.

5. Для оказания первой медицинской помощи при травмах необходимо обязательно иметь с собой медицинскую аптечку.

6. Движение по маршруту должно выполняться компактной группой в пределах зрительной или голосовой связи.

7. При несчастном случае пострадавший или очевидец обязан немедленно сообщить об этом руководителю.

8. Запрещается:

- во время грозы укрываться под отдельно стоящими деревьями;

- бросать непогашенные спички или окурки;

-трогать руками ядовитых и опасных животных, пресмыкающихся, растения, грибы, колючие растения;

- снимать обувь и ходить босиком;

-пробовать на вкус какие-либо плоды, растения, грибы.

9. Для питья разрешается использовать только питьевую воду, которую необходимо брать с собой, или кипяченую воду.

10. При укусе ядовитыми животными, пресмыкающимися, насекомыми немедленно оказать первую медицинскую помощь, отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение и сообщить об этом администрации учреждения.

11. При получении травмы оказать первую помощь пострадавшему, при необходимости отправить его в ближайшее лечебное учреждение и сообщить об этом администрации.

12.После возвращения с учебно-опытных объектов необходимо тщательно вымыть руки с мылом и немедленно провести осмотр всего тела на наличие клещей.

Тема 1. Полимофизм в естественных и культурных популяциях растений

Цель

Оценка полиморфизма древесных растений.

Объекты

Насаждения местных видов – ели европейской, можжевельника обыкновенного и посадки интродуцентов - ели колючей, барбариса обыкновенного, рододендрона даурского.

Оборудование

Измерительные линейки, простые карандаши, полевой журнал, ботаническое описание изучаемого вида растения.

Вводные пояснения

Полиморфизм (изменчивость) живых организмов является важнейшим параметром эффективной селекции. Изменчивость реализуется в виде отклонений от нормы.

Изменчивость подразделяется на внутривидовую (индивидуальную, половую, хронографическую, экологическую, географическую, гибридогенную) и эндогенную (внутриорганизменную).

Выделяют качественную (основанную на качественных признаках) и количественную (основанную на количественных признаках) изменчивость. Качественные признаки описываются по принципу «есть-нет»: окрашенный-бесцветный, пирамидальный-раскидистый, устойчивый-неустойчивый и.т.п.

Количественные признаки могут быть описаны по принципу «больше-меньше»: высота растения, размер цветка, количество цветков в соцветии, урожайность семян и т. п.

Методика проведения полевых работ

1. Ознакомление на растительных объектах с примерами внутривидовой изменчивости: индивидуальной (ель европейская), половой (актинидия коломикта, облепиха крушиновидная, спаржа обыкновенная), хронографической онтогенетической (туя западная, можжевельник казацкий), экологической (ель колючая), гибридогенной (ель европейская с признаками ели сибирской), а также с примерами эндогенной изменчивости (барбарис обыкновенный, рододендрон Ледебура).

2. Определение качественной и количественной изменчивости.

Студенты, сравнивая, несколько растений одного вида в одновозрастной группе (указанных выше или других видов), визуально определяют варьирующие признаки: особенности ветвления, длину и форму побегов, обусловливающих форму кроны, длину и окраску листьев (хвои), наличие или степень повреждения болезнями (ель европейская, ель колючая, можжевельник обыкновенный и др.), размеры, форму и окраску листьев, цветков, сроки цветения (барбарис обыкновенный, рододендрон даурский, рододендрон японский) или другие признаки.

Бригада студентов у одного из перечисленных видов выделяет варьирующие признаки, разделяет их на качественные и количественные. Для каждого растения данного вида в группе проводится оценка изменчивости по качественным признакам по принципу («да-нет») и по количественным параметрам путем измерения или подсчета. Данные представляют в виде таблицы.

Таблица 1-Изменчивость … (название вида) по качественным и количественным признакам

Качественные признаки

№ рас-те-ния

иная (указать какая) окраска цветка, листа (хвои)

иная (указать какая) форма листа

наличие ранней (поздней) фено-формы

наличие поврежде-ния (название болезни)

прочий при-знак

Количественные признаки

высота растения см

размер листа (хвои), см

размер цветка, см

коли-чество цветков в соцве-тии, шт.

прочий при-знак

длина

ширина

длина

ширина

№ растения

Обработка данных

Вписывают в таблицу варьирующие качественные признаки, отмечают для каждого растения их наличие – «да» или «нет».

Для каждого растения определяют основные статистические показатели изучаемых количественных признаков (большая выборка):

среднее значение признака (Х) – высоты растения, длины и ширины цветка, (листа, хвои), количества цветков,

ошибку среднего значения (S_x).

По каждому изучаемому количественному признаку определяют коэффициент вариации (изменчивости) (V%). По величине уровня изменчивости выделяют наиболее варьирующие признаки. Также выделяют отдельные растения, для которых характерен высокий уровень изменчивости по изучаемым признакам.

Оценка знаний и умений

В результате выполнения данного задания студенты должны уметь определять виды изменчивости, выделять варьирующие признаки и отдельные растения, имеющие высокий уровень изменчивости по количественным признакам на основании статистического анализа.

Тема 2. Методы селекции

Цель

Ознакомление с объектами, полученными методами отбора, гибридизации, мутагенеза, полиплоидии.

Получение практического навыка по скрещиванию древесных и травянистых растений в открытом грунте.

Объект 1

Формовое разнообразие древесных и травянистых растений в природе как источник для отбора.

Ель колючая - формы по типу ветвления окраске хвои и шишек; туя западная и можжевельник обыкновенный – по габитусу; рододендрон даурский – по высоте, размеру и окраске цветков; примула весенняя - по высоте и форме цветочной розетки; незабудка лесная, колокольчик крапиволистный – по окраске цветков. Студенты описывают формы древесных и травянистых растений, выделяя нетипичные признаки.

Объект 2

Примеры гибридов древесных растений (коллекции гибридных тополей, жимолости, рододендрона, сирени, чубушника, яблони) в коллекционных посадках Ботанического сада.

Межродовые гибриды:

Церападус Мичурина (вишня × черемуха Маака)

Сорбокотонеастер Позднякова (рябина сибирская × кизильник черноплодный)

Межвидовые гибриды - гибриды тополей селекции А.С. Яблокова:

тополь Советский пирамидальный (т.белый × т.Болле)

тополь Подмосковный (т. дрожащий × т. душистый)

тополь Пионер (т. черный × т. черный ф. итальянский пирамидальный);

жимолость Гекрота (ж. американская × ж. вечнозеленая);

жимолость Тельмана (ж. вечнозеленая × ж. трагофила);

чубушник девичий (ч. Лемуана × ч. белоснежный `Махровый`);

Оборудование

Измерительные линейки сантиметровые, карандаши простые, калька, пинцеты, кисточки, пробирки с ватными пробками, чашки Петри, ножницы, этикетки, нитки, фильтровальная бумага, средство для дезинфекции инструментов.

Вводные пояснения

Скрещивание растений состоит в нанесении пыльцы отцовского растения на рыльце пестика материнского растения с целью получения гибридных семян. При скрещивании выполняются последовательно следующие операции: подготовка растений к скрещиванию, подбор цветков для опыления, их кастрация и изоляция, заготовка и хранение пыльцы, опыление цветков, изоляция после опыления, получение гибридных семян, заполнение документации.

Кастрация имеет свои особенности в зависимости от строения цветков. У видов с обоеполыми цветками удаляют тычинки, у видов с однодомными раздельнополыми цветками удаляют тычиночные цветки или макростробилы.

Методика проведения полевых работ

Ознакомившись с результатами гибридизации, студенты приступают к скрещиванию растений. В зависимости от срока проведения практики, подбирают цветущие в этот период растения: яблоня, сирень, рододендрон, чубушник, жимолость. Перед скрещиванием пинцетом удаляют все распустившиеся цветки соцветия, оставив несколько самых крупных бутонов. Обоеполые цветки кастрируют. Для этого раскрывают бутоны и осторожно пинцетом удаляют тычинки. Подготовленные цветки изолируют пакетиками из кальки. У основания побега, где имеются изолированные цветки, вешают этикетку. На этикетке простым карандашом указывают дату изоляции, число изолированных цветков. При опылении свежей пыльцой, ее заготавливают в тот же день. С отцовского растения пинцетом берут тычинки или снимают только пыльники, пыльцу сразу высыпают на рыльце. При переходе к опылению другого вида или сорта пинцет следует продезинфицировать, опустив его концы в этанол, а затем протереть фильтровальной бумагой. Готовность цветка к опылению определяют по выделению на рыльце пестика жидкого секрета. После нанесения пыльцы на цветок изолятор закрывают. На этикетке указывают опылителя и дату опыления. Заполняют журнал гибридизации (приложение 1).

Объект 3

Примеры полиплоидных растений

Древесные растения - триплоидная осина.

Травянистые растения - гибриды дарвиновых тюльпанов, сорта ириса бородатого, первоцвета, фиалки Витрокка и др.

Студенты описывают отличительные признаки полиплоидных растений наличие мощных, многоцветковых соцветий, разнообразие, чистоту и яркость окраски цветков как результат увеличения хромосомного материала.

Объект 4

Примеры мутантных растений.

Мутанты дуба черешчатого. Рассматриваются результаты селекции дуба черешчатого методом мутагенеза, осуществленные проф. М.М. Котовым в 1968 году. Желуди дуба черешчатого облучали дозами от 500 до 5000 рентген. Полученные химеры были посажены на пень, выявлены различные мутации - хлорофилльные, по типу ветвления, быстроте роста, устойчивости к болезням и условиям среды.

Объект 4

Пестролистные и окаймленные сорта древесных и травянистых растений, имеющие химерное строение тканей. Периклинальные химеры - (клен Друммонда, дерен Шпета, дерен `Серебристо-отороченный`, хоста белоокаймленная), мериклинальные химеры (пестролистные сорта лилейника), секториальные химеры (хоста волнистая), мозаичные химеры (полынь `Вариегата`).

Белоцветковый сорт ириса сибирского – пример мутации генов, контролирующих синтез красящих пигментов.

Карликовые и высокорослые вьющиеся сорта роз - результат почковых мутаций (спортов).

Махровые сорта тюльпанов и нарциссов, получены в результате индуцированных соматических мутаций.

Ознакомившись с объектами, студенты описывают мутанты, в каждом случае, указывая характер мутаций

Оценка знаний и умений

Студенты на основании изучения результатов отбора, гибридизации, мутагенеза, полиплоидии должны уметь выбирать направления и применять на практике методы селекции растений.

Дата добавления: 2015-07-12