Вавиловский журнал генетики и селекции основан в 1997 году. До 2011 года выходил под названием «Информационный вестник ВОГИС».
Текущее Свидетельство ПИ № ФС77-45870 о перерегистрации СМИ выдано 20 июля 2011 года Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Первичное регистрационное свидетельство ПИ № 77-1277 выдано Комитетом РФ по печати 20 декабря 1999 года. При перепечатке материалов ссылка на журнал обязательна.
ЦС ВОГиС
СВЕЖИЙ НОМЕР    РЕДСОВЕТ И РЕДКОЛЛЕГИЯ    ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ    О ПОДПИСКЕ     Вавиловское общество генетиков и селекционеров    
ПИСЬМА В ВАВИЛОВСКИЙ ЖУРНАЛ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ ONLINE-FIRST
«Информационный вестник ВОГиС»  АРХИВ:  1997   1998   1999   2000   2001   2002   2003   2004   2005   2006   2007   2008   2009   2010
«Вавиловский журнал генетики и селекции»  АРХИВ:   
2011   2012   2013   2014   2015   2016
Переводная версия Вавиловского журнала генетики и селекции - «Russian Journal of Genetics: Applied Research»

1998 год

№ 2,   содержание
№ 3,   содержание
№ 4,   содержание
№ 5,   содержание
№ 6,   содержание
№ 7,   содержание










№5 1998 год
Статья 4 : ПОВЫШЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ИСКУССТВЕННОГО ОТБОРА ПРИ СЕЛЕКЦИИ САМООПЫЛИТЕЛЕЙ.

Обычно приложение генетики к селекции видят в разработке способов увеличения полиморфизма (мутагенез, отдаленная гибридизация). Но ключевой проблемой селекции является не полиморфизм, а распознавание ценных генотипов в гетерогенной популяции. Поэтому мы сосредоточим внимание на проблеме селекционного отбора в двух основных вопросах, что и как отбирать.

Часто целью первичного отбора в селекционных питомниках считают поиск "уникального" генотипа - будущего кандидата в сорта. С этой целью отбор ведется по большому комплексу признаков, прежде всего по продуктивности. Но прямой отбор продуктивных растений по фенотипу затруднен из-за высокой паратипической изменчивости, которая на 1-2 порядка превышает генотипическое варьирование в гибридной популяции (Драгавцев и др., 1983). В итоге при отборе продуктивных генотипов по фенотипу удается распознать от 2 до 5 растений из 1000 ценных генотипов (Литун и др., 1980). Кроме того, урожай формируется посевом и потому является типичным групповым признаком (Малецкий, 1982), который в принципе не может оцениваться на отдельном растении. По этой причине отбор высокопродуктивных генотипов следует отодвинуть на заключительные этапы селекции, когда незначительное число перспективных форм выйдет на большие делянки.

С другой стороны, реализация высокого урожая сортом невозможна без его приспособленности к местным условиям - наличия устойчивости к неблагоприятным экологическим факторам данного региона и специфическим для него болезням растений. Было показано (Коваль, Токарев, 1980; Коваль, 1985), что задача начальных этапов отбора должна заключаться не в выделении конкретных ценных растений, а в обогащении популяции устойчивыми формами и уменьшении ее объема за счет выбраковки недостаточно устойчивых к болезням, к экологическим стрессам и, следовательно, неспособных реализовать в поле свою продуктивность генотипов.

Разработанный нами метод комплексного отбора на провокационных фонах (Коваль, 1985) позволяет быстро проработать в лабораторных условиях огромные популяции и тем самым сократить размер селектируемой выборки в 1000 раз. Суть его сводится к следующему.

1. Для отбора на устойчивость рекомендуется использовать провокационные фоны не отдельными тестами, а в комплексах из нескольких следующих друг за другом отборов по различным показателям. Устойчивость растений к любому природному комплексу условий обусловлена рядом физиолого-генетических параметров (Коваль, 1980), которые оцениваются отдельными лабораторными тестами. Часть популяции, отобранная в первом тесте, используется для отбора по второму параметру, а отобранные в нем растения поступают на третий провокационный фон и т.д. Каждый из тестов распознает необходимый нам генотип с вероятностью P и ошибкой Q=1-P. Суммарное распознавание в комплексе из n последовательных тестов P=1-Q1 Q2 Q3....Qn. Поскольку каждая ошибка Q меньше единицы, их произведение дает величину, стремящуюся к нулю по мере увеличения числа тестов. Точность суммарной оценки при этом возрастает.

2. Для ускорения процедуры отбора предусматривается замена количественных инструментальных оценок на качественные, визуальные оценки (живой - мертвый, растет - не растет).

3. Наибольшая производительность комплексного отбора может быть достигнута при проведении оценок на прорастающем зерне (Коваль и др., 1983), в культуре клеток или при гаметофитном отборе. Это несколько сужает круг генетических систем, пригодных для отбора, но позволяет перенести первые этапы селекции из полевых условий на лабораторный стол, ускорить процесс отбора и повысить его результативность.

Практическое использование этого приема (Коваль и др., 1983) позволило в короткий срок создать непрорастающий в колосе аналог Новосибирской 67.

Первым этапом комплексного отбора на провокационном фоне может быть гаметофитный отбор, позволяющий прорабатывать выборки во многие миллионы гамет. Жизненный цикл высших растений представлен спорофитной и гаметофитной фазой. Гаметофитная фаза, несмотря на небольшой срок "жизни", играет немаловажную роль в процессе эволюции и передаче генетической информации. Значительная часть генома растений экспрессируется как в диплоидной, так и в гаплоидной фазе развития. Это и позволяет проводить нам отбор на гаметном уровне. Благодаря этому открывается возможность быстро проработать выборки, состоящие из многих миллионов гамет, и выделять редкие генотипы, получая устойчивые формы.

Традиционно в практической селекции почти не используются отборы на гаметном уровне. Исключением могут служить работы, направленные на повышение устойчивости кукурузы и томатов к температурным стрессам (Простакова и др., 1993; Лях и др., 1993; Frova et al., 1995).

Большинство работ по гаметной селекции посвящено изучению устойчивости к температурным стрессам, засухе и патогенам. Значительно меньше внимания уделяется устойчивости к тяжелым металлам и засолению. Как один из случаев гаметофитного отбора можно рассматривать изменение солеустойчивости при выращивании растений F1 на фоне повышенного содержания NaCl.

Нами было показано (Быстров, Коваль, 1996), что выращивание гетерогаметной популяции (растений F1) в условиях засоления приводит к повышению солеустойчивости в последующих поколениях (из-за изменения частот генов, контролирующих этот признак). Сам по себе этот факт представляет интерес для практической селекции, поскольку позволяет проводить массовый негативный отбор уже в первом поколении гибридов. При этом мы почти гарантированы от потери ценных генотипов и обогащаем гибридную популяцию генами устойчивости.

Известно, что пыльцевых зерен формируется на несколько порядков больше, чем женских гамет, и они более подвержены воздействию внешних факторов. Поэтому логично было бы предположить, что в гаметном отборе они играют ведущую роль. Однако сдвиг частот генов при воздействии засоления на гаметофит высших растений в равной степени обусловлен отбором как среди сформированных пыльцевых зерен, так и среди женских гаметофитов. В то же время воздействие стрессового фактора во время формирования мужского гаметофита (созревания пыльцы) практически не оказывает влияния на устойчивость последующих поколений.

Возможность отбора (за счет избирательной гибели или преимущественного участия в оплодотворении) среди пыльцевых зерен известна давно. Но отбор среди женских гамет практически не изучен. Поэтому в ближайшее время наибольший теоретический интерес представляет изучение механизмов отбора среди женских гамет.

С практической точки зрения разработка методов гаметного отбора в составе комплексного отбора на провокационном фоне позволит повысить эффективность селекционного процесса и сократить время, необходимое для создания сорта.

Литература

  1. Быстров Р.А., Коваль В.С. Изменение солеустойчивости ячменя в результате выращивания гетерогаметной популяции на провокационном фоне // Генетика. 1996. Т. 32, № 12. С. 1657-1660.

  2. Драгавцев В.А., Шкель Н.Н., Ничипоренко Н. Задачи идентификации генотипов по продуктивности растений на ранних этапах селекции // Вопросы селекции и генетики зерновых культур: Сб. науч. тр. – М., 1983. С. 237-251.

  3. Коваль С.Ф. Проблема устойчивости зерновых в селекции. Отбор и оценка селекционного материала // Проблема отбора и оценки селекционного материала: Сб. науч. тр. – Киев: Наукова думка, 1980. С. 58-62.

  4. Коваль С.Ф. Комплексный отбор ценных генотипов на провокационном фоне у самоопыляющихся культур // С.-х. биология. 1985. N 3. С 3-13

  5. Коваль С.Ф., Ермакова М.Ф., Дундук И.Г. Выделение краснозерной формы пшеницы из сорта Новосибирская 67 методом комплексного отбора на провокационном фоне (АНК-1) // Проблемы селекции с.-х. растений: Сб. науч. тр. – Новосибирск, СО ВАСХНИЛ, 1983. С. 52-58.

  6. Коваль С.Ф., Токарев Б.И. Применение комплекса провокационных фонов для отбора растений // Проблема отбора и оценки селекционного материала: Сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1980. С. 32-36.

  7. Литун П.П., Манзюк В.Т., Барсукова П.Н. Методы идентификации генотипов по продуктивности растений на ранних этапах селекции // Проблемы отбора и оценки селекционного материала: Сб. науч. тр. – Киев: Наукова думка, 1980. С. 16-28.

  8. Лях В.А., Сорока А.И. Эффективность микрогаметного отбора на устойчивость кукурузы к температурному фактору // С.-х. биология. 1993. N 3. С.38-44.

  9. Малецкий С.И. Групповые признаки растений // Популяционно-генетические аспекты продуктивности растений. Новосибирск: Наука, 1982. С. 5-27.

  10. Простакова Ж.Г., Бронштейн А.И., Балашова Н.Н. Реакция на токсин как тест-система оценки устойчивости сои к фузариозу // С.-х. биология. 1993. № 3. С.32-37.

  11. Frova C., Portaluppi P., Villa M., Sari Gorla M. Sporophytic and gametophytic components of thermotolerance affected by pollen selection // J. of Hered. 1995. V. 86. № 1. P. 50-54.

В.С. Коваль, С.Ф. Коваль,
Сектор генетических основ селекции растений,
ИЦиГ СО РАН , Новосибирск

Информационный вестник ВОГиС : ISSN 2500-0462 (Print)

Информационный вестник ВОГиС : ISSN 2500-3259 (Online)