Признаки и свойства растений

Постоянно идущий на основе мутации и скрещивания процесс изменчивости растений создает между ними морфологические, физиологические и биохимические различия, которые используются и усиливаются в процессе отбора при создании новых сортов. Сорта качественно, т.е. в существенных чертах, различаются между собой. Качество сортов проявляется в их признаках и свойствах. Любая форма или сорт растений характеризуется совокупностью многих признаков и свойств.

Признаки или свойства – это единица морфологической, физиологической или биохимической дискретности организма. Морфологические особенности строения растений называются признаками. Признаки у растений определяются путем измерения, взвешивания и глазомерной оценки.

Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрёстноопыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают, выбраковываясь естественным отбором.

Несмотря на неблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют у перекрёстноопыляемых растений для получения гомозиготных («чистых») линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затем проводят перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями и в результате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужными селекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса: гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только

разных линий, но и разных сортов и даже видов. Эффект гетерозиготной (или гибридной) мощности бывает сильным только в первом гибридном поколении, а в следующих поколениях постепенно снижается. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов.

Таблица 1- Центры происхождения культурных растений

(по Н.И. Вавилову)

К ним относятся: высота растений, число и величина листьев, толщина стебля, число междоузлий и побегов кущения у злаков, величина колоса, метелки, форма клубня, корнеплода, плода, крупность зерна, наличие или отсутствие остей и огущения, плотность колоса или метелки у злаков, окраска семян и плодов и т.д.

Хозяйственная значимость различных признаков неодинакова: одни имеют большее, другие меньшее значение.

Физиологические, биохимические, технологические особенности растений называются свойствами. Физиологические свойства растений – это степень их засухоустойчивости, холодостойкости, зимостойкости, устойчивости к болезням и вредителям, реакция на условия освещения отзывчивость на высокий агрофон, в т.г. применение удобрений, орошение и т.д. биохимические свойства определяются количественным и качественным составом различных веществ: белка, крахмала, сахара, жира, эфирных масел, витаминов, алкалойдов. Технологические свойства связаны с из промышленной переработкой. Это выход муки из зерна при помоле объем и пористость выпекаемого из муки хлеба, количество экстративных веществ в зерне ячменя, перерабатываемого на пиво, пригодность для консервирования плодов, ягод и овощей, технические данные волокна у прядильных культур и т.д.

Основной показатель ценности сорта – его урожайность. Она представляет собой сложенное сочетание многих хозяйственно-биологических признаков и свойств растений.

Признаки растений условно делят на две группы: качественные и количественные. Качественными называют такие признаки, различие по которым можно установить непосредственно путем глазомерного определения, например, остый или безостый колос, пленчатое или голое зерно, округлая или овальная форма клубней, огущенный или неогущенный лист и т.д.

Количественными называют такие признаки, различие по которым нельзя или трудно устанавливать путем глазомерной оценки и для их определения необходимо прибегать к измерению, взвешиванию, подсчету (число зерен в колосе и в рогатке, масса клубней и корней, крупность семян, длина и толщина стебля) и т.д.

Деление признаков на качественные и количественные носит условный характер. Любому качественному признаку можно дать количественную характеристику, но в большинстве случаев достаточна определенность в оценки его достигается глазомерно. Если же глазомерная оценка не достаточна, то различие по качественным признакам устанавливает соответствующей количественной мерой. Например, при сравнивании двух сортов, один из которых безостит, а другой остистый, различия между ними по этому признаку устанавливают глазомерно. Если же сравнивают два остистых сорта, то может возникнуть необходимость дать количественную характеристику

этого признака, т.е. указать среднюю длину остей колоса у одного и у другого сорта. С другой стороны различие по признакам, которые обычно относятся к количественным, иногда устанавливают глазомерно. Так, при оценке некоторых сортов по такому количественному при знаку, как высота стебля, ограничиваются определениями: высокий, средний, низкий. Устанавливая величину зерна, нередко оценивают его как крупное, среднее, мелкое и т.д.

Любой признак или свойства организма в каждом поколений развивается заново на основе одного или нескольких генов во взаимодействии их с внешней средой. Но т.к. внешнее условие в которых развивается организм, никогда не бывают постоянными, то один и тот же признак выражается в различных величинах-модификациях. При этом качественные признаки более жестко контролируются генами. Они обладают большой устойчивостью, развитие их относительно меньше зависит от колебания внешних условий и по этому носит прерывный характер.

Количественные признаки определяются, как правило, большим числом генов и менее жестко контролируется ими. Они обладают меньшей устойчивастью, развитие их сильно зависит от колебания внешних условий и по этому носит непрерывный характер.

Степень изменчивости как качественных, так и количественных признаков растений под влиянием внешних условий различна: одни признаки более изменчивы, другие менее. Селекционеру при изучении внутривидового разнообразия экотипов форм и сортов необходимо хорошо знать и учитывать:

1) степень наследственной изменчивости того или иного признака или свойства у различных форм и сортов;

2) степень изменчивости определенного признака у одного и того же сорта (норму его реакции) под влиянием различных условий выращивания.

Это необходимо для подбора нужных форм при выведении нового сорта и для создания наилучших условий уже выращиваемым сортом, например, у пшеницы существует наследственно крупнозерные и мелкозерные формы.

У первых из них средняя масса 1000 семян 50-60 грамм, у вторых – 20-25 грамм. При возделывании одних и тех же условиях такая разница в крупности зерна сохраняется, а при низкой агротехнике происходи сильное снижение массы 1000 семян у первых, а у вторых едва заметное, значит крупнозерная форма представляя больший интерес для селекции, имеет преимущество и может быть использована лишь в условиях высокого агроделения.

Кукуруза карликовая – 50-60 см и высокорослые 5 м – силосные.

Зерновые - ячмень высокобелковый и пивоваренный – 6,5 -24% белка)

Даже такие стойкие признаки, как безостость или окраска остей у некоторых сортов пшеницы модифицируют под влияние условий выращивания. При сухой жаркой погоде после начала колошения остей, в это время при влажной погоде у отдельных остистых сортов, имеющих в обычных условиях черную окраску остей, они приобретают белый цвет.

Большое разнообразие форм у культурных и диких растений служит важной предпосылкой успеха селекционной работы.

Конрольные вопросы

1. Определение сорта.

2. Требования, предъявляемые к сорту производством.

3. Эколого-географическая систематика растений.

4.Признаки и свойства растений.

Гибридизация