Составная перекрестная популяция
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Август 2018 г. ) |
Сложная перекрестная популяция (CCP) создается путем скрещивания ряда растений разных линий и последующего накопления семян из полученного потомства . Это делает CCP популяцией растений с большим внутренним генетическим разнообразием , в отличие от монокультур , где все растения являются клонами и гомозиготны во всех локусах (полностью инбредны). В последние годы CCP были предложены как способ создания современных местных пшеницы сортов , ячменя и овса . Исследования проводятся с целью выяснить, подходят ли они для органического земледелия лучше , чем современные сорта . [ 1 ]
Они подходят для коллективной селекции сельскохозяйственных культур, в отличие от сортов, принадлежащих крупным селекционным компаниям. [ 2 ]
Идея использования ЦКП в селекции растений была опубликована в 1956 г. [ 3 ] на основе сложного скрещивания ячменя , разработанного Гарри Харланом и Мэри Мартини в 1929 году. [ 4 ] [ 3 ] В статье были представлены данные по урожайности для 4 разных популяций за 8–28 лет, и после 8–15 лет повторной селекции в условиях естественного отбора популяции превзошли по урожайности эталонный сорт.
Этапы
[ редактировать ]Создание КПК включает в себя три этапа: инициирование, умножение и смешение. Затем популяция переходит в фазу поддержания. [ 2 ]
Инициация
[ редактировать ]Отбирается ряд линий, обычно от 7 до 30, с интересными свойствами, такими как урожайность или хлебопекарное качество, и выполняются все возможные их скрещивания. Если использовать много линий разного генетического происхождения, будет присутствовать огромное генетическое разнообразие. [ 5 ]
Умножение
[ редактировать ]Семена от скрещиваний высевают и собирают отдельно в течение одного-двух вегетационного периода, пока не накопится достаточное количество семян.
Смесь
[ редактировать ]Все семена смешивают в равных порциях для получения первого поколения CCP.
Обслуживание
[ редактировать ]Популяция многократно увеличивается и, возможно, изменяется в результате естественного отбора . Каждый год семена сохраняются после сбора урожая и используются в качестве семян для следующего вегетационного сезона. Растения, успешные в преобладающих условиях выращивания, дадут больше семян и внесут больший вклад в следующее поколение по сравнению с менее успешными растениями. Болезнь приведет к гибели восприимчивых растений, и популяция со временем станет устойчивой к распространенным заболеваниям, но только в том случае, если в исходной популяции присутствуют гены устойчивости.
Отбор путем вмешательства человека
[ редактировать ]Отрицательный массовый отбор, то есть удаление растений/семен с нежелательными свойствами, может проводиться при подготовке семян к посадке, при посещении полей в течение вегетационного периода и при сборе урожая. Удаление нездоровых/умерших растений с поля – простой способ улучшить популяцию. Перед посадкой является обычной процедурой очистка семян от сорняков , а также удаление мелких семян, что приводит к слабому отбору в сторону более крупных зерен. Семена также можно сортировать по цвету или содержанию белка. [ 6 ]
Плюсы
[ редактировать ]Когда генотипы, выросшие вместе в разнообразной популяции, имеют разные профили использования ресурсов, они дополняют друг друга в эксплуатации ограничивающего ресурса и, следовательно, подвергаются меньшей конкуренции между растениями.
В случае болезни или изменения окружающей среды одни растения возьмут верх, а другие погибнут. Стабильность урожайности в течение многих лет и окружающей среды может быть лучше, чем у чистых линий, благодаря компенсации. [ 2 ]
Методы совместной селекции растений (PPB) представляют собой альтернативу, направленную на улучшение местной адаптационной селекции, содействие генетическому разнообразию, расширение прав и возможностей фермеров и сельских сообществ. [ 7 ] В PPB фермеры активно участвуют в выведении новых сортов или популяций, например, путем селекции.
Минусы
[ редактировать ]Различные генотипы могут конкурировать друг с другом таким образом, что это не приносит пользы популяции. [ 2 ] Чистая линия, оптимизированная для определенной среды или использования, превосходит CCP в этих конкретных условиях.
Нет никаких оснований полагать, что дарвиновский отбор будет работать в желаемом направлении в отношении таких характеристик, как качество выпечки. Естественный отбор и человеческий отбор в полевых условиях действуют на стадии растения, а не на стадии семян.
Обыкновенная головня – это заболевание пшеницы, передающееся с семенами. В традиционном сельском хозяйстве с ним борются путем фунгицидами обработки семян . В органическом земледелии семена можно очистить щеткой перед посевом , но также желательно, чтобы растения обладали генетической устойчивостью. CCP, включая скрещивания устойчивых сортов, выращивали с тяжелой инфекцией обыкновенной головни в течение 5 лет и, по-видимому, становились более устойчивыми, но вирулентность обыкновенной головни, по-видимому, менялась по крайней мере так же быстро. В результате уровень заражения возрос. [ 8 ]
Генетический ресурс
[ редактировать ]ЦЦП могут быть ценным ресурсом генетического материала. Их можно использовать для сохранения ценного генетического разнообразия для будущего использования или в качестве основы для новых программ селекции. Перспективные растения можно отбирать и размножать, создавая новые сорта. [ 9 ]
Закон ЕС о семенах
[ редактировать ]является законной . Согласно законодательству ЕС, продажа и покупка семян смешанной популяции в качестве эксперимента в период с 2014 по 2018 год [ 10 ]
ORC Уэйклинс · Население
[ редактировать ]В 2000 году с помощью селекционеров и Центра органических исследований ученый Мартин Вулф скрестил 20 сортов пшеницы (отобранных по качеству и урожайности) и скрестил их, получив 190 новых скрещиваний. [ 11 ] Эти семена в дальнейшем не отбирались и не высаживались, не выращивались, не собирались и не пересеивались вместе как популяция. [ 11 ]
Мартин Вулф назвал его YQ, что означает «выходность» и «качество». Вулф лоббировал в Брюсселе и Вестминстере исключение из правил ЕС, которое позволило бы продавать YQ. В 2014 году он был принят, и с 2017 года семена YQ, официально называемые «ORC Wakelyns Population», стали первой популяционной пшеницей, поступившей в продажу в Европе . [ 12 ] [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гирлинг, Робби. «Отчет о проекте: Адаптивные популяции озимой пшеницы: развитие, генетическая характеристика и применение» . Проверено 3 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д Деринг, Томас Ф.; Кнапп, Сэмюэл; Ковач, Геза; Мерфи, Кевин; Вулф, Мартин С. (17 октября 2011 г.). «Эволюционная селекция зерновых культур — в новую эру» . Устойчивость . 2011 (3): 1944–1971. CiteSeerX 10.1.1.384.6538 . дои : 10.3390/su3101944 .
- ^ Jump up to: а б Сунесон, Койт А. «Эволюционный метод селекции растений» (PDF) . Проверено 14 декабря 2017 г.
- ^ Харлан, Гарри В.; Мартини, Мэри Л. (апрель 1929 г.). «Композитная гибридная смесь 1» . Агрономический журнал . 21 (4): 487–490. дои : 10.2134/agronj1929.00021962002100040014x . ISSN 0002-1962 .
- ^ Поулман, Джон М. (17 апреля 2013 г.). Разведение полевых культур . Springer Science & Business Media. ISBN 978-94-015-7271-2 .
- ^ Борген, Андерс. «Управление содержанием белка в различных популяциях с использованием сортировки отдельных семян NIRS» (PDF) . Проверено 3 марта 2020 г.
- ^ Дескло, Доминик. «Методы совместной селекции растений для органических зерновых» (PDF) .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Борген, Андерс. «Улучшение качества и здоровья различных популяций пшеницы» (PDF) . Проверено 18 декабря 2017 г.
- ^ Рагги, Л.; Негри, В.; Чекарелли, С. (21 августа 2016 г.). «Морфологическое разнообразие в сложной скрещенной популяции ячменя развивалось в условиях низких затрат и его взаимосвязь с молекулярным разнообразием: показания для селекции». Журнал сельскохозяйственной науки . 154 (6): 943–959. дои : 10.1017/S0021859615000921 . S2CID 89218772 .
- ^ «ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ КОМИССИИ от 18 марта 2014 года об организации временного эксперимента, предусматривающего определенные отступления от сбыта популяций растений видов пшеницы, ячменя, овса и кукурузы в соответствии с Директивой Совета 66/402/EEC» . ЭУР-лекс . 20 марта 2014 года . Проверено 9 декабря 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с Венделл Стивенсон (10 октября 2019 г.). «Сила муки: познакомьтесь с хлебными головками, которые пекут лучший буханку» . Еженедельник Гардиан . Проверено 28 октября 2019 г.
- ^ «Запуск ORC Wakelyns Population» . 6 июля 2015 года . Проверено 18 сентября 2018 г.