Слайд 1 Тема лекции:
Методы повышения стойкости акклиматизируемых растений,
влияющие на генетическую
основу растительного организма
21 апреля 2020 г.
Слайд 2Методы повышения стойкости акклиматизируемых растений, влияющие на генетическую основу
растительного организма, имеют больше перспектив для акклиматизации древесных
растений, потому что изменения направлены в сторону приспособления растений и его потомства к новым условиям.
К числу таких методов следует относить: ступенчатую акклиматизацию, отдаленную гибридизацию и индуцированный мутагенез.
Слайд 3Ступенчатая акклиматизация
Первым, кто высказал идею ступенчатой акклиматизации, был ботаник-географ Гумбольдт,
предлагавший переносить растения из тропиков в Европу через промежуточную станцию
на Канарских островах. После Гумбольдта об этом говорил Декандоль, однако он не верил в возможность настоящей акклиматизации растений. У нас в стране разработал и обосновал метод ступенчатой акклиматизации Мичурин И. В. Применяя этот метод, Мичурин продвинул на 700 км на север границу абрикоса, причем глубина каждой ступени была 300-350 км.
Слайд 4Сущность метода заключается в том, что интродуцируемое растение весь цикл
развития от семени до семени проходит в последовательно меняющихся
для него условиях, в разных географических пунктах. На всех этих этапах проводится последовательный отбор более стойких и продуктивных форм, по мере того как последующее потомство оказывается более приспособленным и его продвигают дальше на следующую ступень. Изменения, которые растение приобретает на ранних стадиях развития, приспосабливаясь к новым условиям, отражаются на его наследственности, и это позволяет ему легче приспособиться к условиям среды. Это вполне согласуется с теорией Дарвина: в изменившихся условиях среды происходит естественный отбор наиболее приспособленных сеянцев. Человек способствует этому отбору, отбирая наиболее мощные растения в качестве семенников и перенося их дальше
Слайд 5Метод отдаленной гибридизации
Гибридизация – возникновение потомства от соединения генетического материала
двух или большего числа форм, наследственно различающихся по одному или
комплексу признаков. Гибридизация между различными видами и другими таксонами в результате естественного переопыления называется спонтанной. Спонтанные гибриды служат материалом при отборе ценных биотипов для лесного хозяйства
Слайд 6Искусственная половая гибридизация является в настоящее время основным методом селекции
древесных растений. Скрещивание растений разных видов называется межвидовой гибридизацией, а
представители различных родов – межродовой. Теоретически метод скрещивание географически удаленных видов перспективных быстрорастущих пород обоснован Мичуриным И.В. (1931-1941) и Цицином Н.В.
Правильный подбор пар для скрещивания играет решающую роль. Родительские формы должны быть далеки друг от друга в систематическом отношении, происхождение их должно быть из разных климатических и даже экологических условий. Наиболее успешно акклиматизация деревьев и кустарников происходит в результате сочетания гибридизации, в особенности отдаленной межвидовой, и правильного воспитания гибридов в новых условиях среды.
Слайд 7Благодаря сочетанию отдаленной гибридизации с последующим направленным воспитанием гибридов при
акклиматизации создаются большие возможности в защитном лесоразведении и одновременно с
этим образование новых ценных форм (и гибридогенных видов) деревьев и кустарников, которые без содействия человека могли бы не возникнуть в естественной природе.
Для быстрого успеха акклиматизации интродуктор должен решать различные задачи по изменению и обогащению наследственности видов деревьев, которые намечается акклиматизировать в данных условиях. Например, если новые виды деревьев продвигают в более северные районы, необходимо повысить их морозостойкость и заморозкоустойчивость, иногда необходимо изменить отношение деревьев к кислотности почвы (приспосабливая их к жизни на более кислых почвах), отношение к длине дня и ночи. При продвижении новых видов в более засушливые теплые районы с нелесными почвами интродуктор должен добиваться повышения у деревьев засухоустойчивости.
Слайд 8Применяя гибридизацию можно усилить быстроту роста, цветение и плодоношение,
увеличение долговечности и общих размеров, достигаемых деревом за время жизни.
Эти качества связывают с увеличением жизнестойкости, явлением гетерозиса у гибридов. Это имеет большое значение в лесоводстве. Такие гибриды известны у лиственницы, тополя, орехов, дуба, клена, липы, ясеня и др. пород. Гетерозисные формы лиственниц получены А. Альбенским в Москве от скрещивания лиственницы сибирской и европейской в первые годы их цветения с лиственницей японской, взятой в качестве опылителя. У гибридов получено повышение энергии роста на 30-40 % по сравнению с исходными видами. Таким же образом Альбенский вывел тополя пирамидальной формы с высокой энергией роста и устойчивостью.
Слайд 9С Пятнинским выведены гибриды дуба, отличающиеся высокой энергией роста и
засухоустойчивостью. А. Яблоковым и Ф. Щепотьевым при гибридизации орехов получены
интересные гетерозисные формы с крупными плодами, причем гетерозис у гибридов передается по наследству. Для интродукции в средней полосе европейской части методом гибридизации подобраны и скрещены между собой географически отдаленные виды перспективных быстрорастущих пород: лжетсуга Мензиеса и лжетсуга японская, лириодендрон тюльпанный и лириодендрон китайский; бук европейский и бук длинночерешковый, ель аянская и ель сербская. Наблюдения за гибридами подтвердили их несравненно более высокую зимостойкость и засухоустойчивость по сравнению с исходными видами. При помощи половой гибридизации можно изменить форму стволов, типов ветвления (раскидистый, пирамидальный, колонновидный, плакучий), формы крон, качества и текстуры древесины, качества плодов, осенней раскраски листьев. Таким образом, половая гибридизация является самым надежным и быстрым способом управления эволюцией любого вида древесных и кустарниковых пород.
Слайд 10Активным методом, который также разработан Мичуриным, оказывается и вегетативная гибридизация.
Этим методом Альбенский получил гибриды между белой и желтой акацией;
действие прививки сказалось на морфологических признаках, на развитии листочков и изменении их формы; гибриды оказались более зимостойкими, чем исходная форма белой акации.
Производить прививки с целью акклиматизации надо в очень раннем возрасте – в стадии проростков (5-20 дневного возраста). У вегетативных гибридов появляется большая жизнеспособность, выражающаяся в интенсивности фотосинтеза.
Слайд 11Индуцированный мутагенез
Обрабатывают клетки мутагенными веществами, в результате повышается частота
мутаций. В этом случае говорят об индукции мутаций, а полученные
при этом клетки называют индуцированными мутантами.
Мутаген – фактор, вызывающий мутацию. Мутагенами могут быть химические, физические или биологические агенты. В результате использования этого метода получают зимостойкие и засухоустойчивые формы.
Мутант – организм, отличающийся от первоначального типа индивидуальным отклонением, возникшим в результате мутации.
Слайд 12Базой для исследования по интродукции лесных пород служат коллекции древесных
растений – дендрарии. В дендрариях ведутся постоянные наблюдения. Регистрируются время
посева и посадки, темп и ход роста, роводятся фенологические наблюдения, оценивается стойкость растений при перезимовке. Большое значение придается ботанической принадлежности маточных растений, с которых собраны семена или взяты черенки. Проверка правильности ботанического определения продолжается в течение всего периода интродукции.
Слайд 13Литература
1. Деденко, Т. П. Интродукция декоративных древесных и кустарниковых
пород:
учебное пособие / Т. П. Деденко, Е. П. Хазова ;
М-во
образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2015. – 95с.
2. Лапин П. И., Калуцкий К. К., Калуцкая О. Н. Интродукция лесных пород.— М.: Лесн. пром-сть, 1979.— 224 с., ил.,