Селекция растений
-
Селекция растений
- Наука об изменении признаков растений для улучшения качества продуктов
- Цель: выведение сортов с уникальными свойствами для различных областей применения
-
Методы селекции
- Отбор растений для размножения
- Методы генетики и хромосом
- Молекулярные методы
-
История селекции
- Началась с одомашнивания растений
- Грегор Мендель установил законы наследственности
- Современная селекция включает молекулярную биологию и другие науки
-
Классическая селекция
- Избирательное размножение растений с желаемыми характеристиками
- Преднамеренное скрещивание для получения новых сортов
- Использование гомологичной рекомбинации и методов in vitro
-
До Второй мировой войны
- Успешные коммерческие предприятия, такие как Gartons Agricultural Plant Breeders
- Применение выводов Менделя для прогнозирования частоты появления видов
- Открытие гетерозиса и его использование для увеличения урожайности
-
После Второй мировой войны
- Разработка методов скрещивания отдаленно родственных видов
- Использование методов культивирования растительных тканей
- Методы спасения эмбрионов и слияния протопластов
- Мутагенез и сомаклональная изменчивость
-
Классическая селекция
- Скрещивание с предпочтительным родителем для получения потомства с желаемыми признаками
- Циклический процесс, устраняющий генетический вклад устойчивого к плесени родителя
- Неизвестность точного генетического вклада
-
Современная селекция
- Использование молекулярной биологии для отбора и генетической модификации
- Маркерная селекция для определения местоположения и функции генов
- Обратное размножение и удвоенные гаплоиды для получения гомозиготных растений
-
Генетическая модификация
- Добавление или удаление генов для получения желаемого фенотипа
- Трансгенные и цисгенные растения
- Генетическая конструкция включает промотор, терминацию и маркер для отбора
- Методы внедрения: бактерии, вирусы, генная пушка, микроинъекции
-
Проблемы и регулирование
- Дебаты вокруг генетически модифицированных продуктов питания
- Нормативные акты для обеспечения безопасности и соответствия потребностям фермеров
-
Селекция и микробиом
- Изменение микробиома растений в результате селекции
- Гибридные растения сохраняют бактериальное сообщество родителей
-
Фенотипирование и искусственный интеллект
- Использование машинного обучения для фенотипирования
- Примеры успешного применения на ранних этапах
-
Скоростное размножение
- Введение скоростной селекции Уотсоном и соавторами
- Классическое фенотипирование при быстром разведении
-
Геномная селекция
- Платформа NGS сократила время и затраты на секвенирование.
- Использование крупномасштабных SNP-маркеров для прогнозирования геномной селекционной ценности.
- Метод повышает точность отбора и сокращает время селекции.
-
Совместная селекция растений
- Фермеры участвуют в улучшении урожая.
- Совместные подходы укрепляют местные сельскохозяйственные системы и генетическое разнообразие.
- Совместная селекция имеет лучшее соотношение затрат и выгод.
-
Эволюционная селекция растений
- Используются массовые популяции с различными генотипами.
- Выживание в обычных условиях является преобладающим методом отбора.
- Метод успешно использован для сохранения разнообразия сортов риса и снижения восприимчивости к болезням.
-
Вопросы и озабоченности
- Проблемы включают нехватку пахотных земель и необходимость поддержания продовольственной безопасности.
- Традиционная селекция ограничивает фенотипическую пластичность.
- Права селекционеров растений вызывают споры из-за коммерческих интересов.
-
Факторы, влияющие на окружающую среду
- Однородные сорта могут быть неподходящими для борьбы с колебаниями окружающей среды.
- Селекционеры ищут сорта, устойчивые к засухе и низкому содержанию азота.
-
Долгосрочный процесс
- Селекция требует времени, особенно для борьбы с заболеваниями.
- Среднее время от обнаружения угрозы до появления устойчивого урожая составляет не менее двенадцати лет.
-
Поддержание особых условий
- Сорта требуют особого контроля за источником семян и производственными процедурами.
- Изоляция необходима для предотвращения перекрестного заражения.
-
Пищевая ценность
- Селекция может оказывать негативное влияние на питательную ценность.
- Исследования показывают снижение содержания питательных веществ в овощах.
-
Снижение урожайности и его причины
- Снижение урожайности может быть связано с изменениями в культивируемых сортах.
- Компромиссы между урожайностью и содержанием питательных веществ.
-
Роль селекции растений в продовольственной безопасности
- Селекция растений повышает питательную ценность кормов и культур.
- Аналитическая химия и технология ферментации в рубце ускоряют скрининг образцов.
- Генетическое улучшение связано с перевариваемостью сухого вещества.
-
Необходимость увеличения производства продовольствия
- К 2050 году необходимо увеличить производство продовольствия на 70%.
- Селекция растений может повысить урожайность без увеличения площади участка.
-
Селекция растений в органическом сельском хозяйстве
- Органическое сельское хозяйство требует адаптированных сортов.
- Отбор по эффективности водопользования, использованию питательных веществ и устойчивости к стрессам.
- Использование прямого отбора для выявления наиболее адаптированных сортов.
-
Методы селекции в органическом сельском хозяйстве
- Контролируемые скрещивания и селекция с помощью маркеров.
- Отсутствие молекулярных маркеров для многих важных признаков.
-
Известные селекционеры растений
- Томас Эндрю Найт, Кит Дауни, Лютер Бербанк и другие.
-
Рекомендации и внешние ссылки
- Библиография и внешние ресурсы для углубленного изучения темы.