Selekční systémy II – šlechtění samosprašných rostlin

Prezentace na téma: "Selekční systémy II – šlechtění samosprašných rostlin"— Transkript prezentace:

1 Selekční systémy II – šlechtění samosprašných rostlin
Tvorba odrůd typu linie, výběrové metody, pedigree, dihaploidizace

2 Autogamie Obecné důsledky: Nezávislost na opylovačích
Homozygotizace genotypu Definovatelná variabilita potomstev Důsledky pro šlechtění a semenářství Relativně rychlé ustálení vlastností potomstev selektovaných rostlin na požadované úrovni Relativně snadné semenářství

3 Autogamie P: Aa x Aa (1.0) F1: 1AA : 2Aa : 1aa (0.5) F2: 1AA : 2Aa : 1aa (0.25)

4 Samosprašné druhy Pšenice obecná (Triticum aestivum)
Ječmen obecný (Hordeum vulgare) Oves setý (Avena sativa) Mák setý (Papaver somniferum) Rajče (Lycopersicon esculentum) Fazol (Phaseolus sativus) Hrách setý (Pisum sativum) Rosnatky (Drossera sp.) Višeň (Prunus cerasus) Broskvoň (Prunus persica)

5 Kleistogamie Extrémní případ samosprašnosti
K oplození dochází již před otevřením květů

6 Systém šlechtění samosprašných
Princip: Navození genetické variability Ustálení vlastností na požadované úrovni prostřednictvím homozygotizace Průběžné zkoušení v poloprovozních a provozních podmínkách Výsledek: Uniformní a stálé liniové odrůdy

7 Linie v minulosti … Johannsen – teorie čistých linií
selekce ve směsi mění charakter potomstva, rozdíly ve velikosti semen se přenáší na potomstvo Mendel – pravidla o uniformitě, čistotě vloh a štěpení Nielsson-Ehle - shrnutí teorií Linie nelze snadno odlišit na základě kvantitativních vlastností v důsledku existence mnoha genů a vlivu vnějšího prostředí

8 Způsoby navození variability
Hybridizace vybraných rodičů P: 2n x 2n …. F1: 2n F2: 2n … štěpící Dihaploidizace haploidních rostlin F2: n + kolchicin … 2n… homozygotní

9 Výběrové systémy Hromadný výběr Individuální výběr
Odstraňování nežádoucích rostlin Osivo vybraných jedinců se vysévá v další generaci ve směsi Účinná v podmínkách pěstování Význam v udržovacím šlechtění Individuální výběr Potomstva vybraných jedinců se hodnotí odděleně Je základem rodokmenové metody - pedigree

10 Hromadný výběr Předpoklad: Nedostatky:
Jedinci mají genotyp odpovídající fenotypovému projevu. Nedostatky: Potomstvo vybraných jedinců neustále štěpí neboť nedochází k odstraňování heterozygotů. Nelze se vracet k předchozím generacím

11 Hromadný výběr ramš

12 Individuální výběr Vilmorin (1858): Johannsen (1903):
Definice izolačního přístupu – hodnotu jedince je možno hodnotit na základě jeho potomstva Johannsen (1903): Definoval dědičnou a nedědičnou variabilitu, variabilita linií je způsobená vnějším prostředím

13 Individuální výběr Princip:
Jedinec je posuzován na základě svého potomstva Pro založení následné generace se vybírají pouze jedinci z potomstev s odpovídající užitnou hodnotou

14 Individuální výběr Jedinec je posuzován na základě svého potomstva

15 Metody šlechtění samosprašných
Rodokmenová metoda Směšovací metoda Jednozrnková metoda Zpětné křížení Dihaploidní šlechtění

16 Rodokmenová metoda - pedigree
Základní metoda šlechtění samosprašných Opakovaný individuální výběr Stupně metody: KM – kmenové matky (základní výběrová školka – rostliny F2 generace) km – kmeny – potomstva kmenových matek V – výběry – potomstva kmenů a výběrů

17 Základní výběrová školka
Individuální výsev semen (řádkový) odpovídajících F2 generaci z kombinací křížení s dobrým heterózním efektem Rostlina, klas, bobule… = kmenová matka (KM) Rostliny jsou označeny a sledovány po celou vegetační sezónu (datování fenofází, odolnost, habitus, plodnost)

18 Potomstva F1 a F2 generace

19 Kmeny - km Potomstva kmenových matek
hodnotí se individuálně, na jednořádkových až dvouřádkových parcelkách Nevyhovující kmeny se odstraňují Z vyhovujících se vyberou nejlepší rostliny a jejich potomstva se vysévají odděleně a znovu hodnotí Testování po 3 generace (do F5)

20 Výběry Potomstva vybraných linií (F5)
Průběh staničních zkoušek + množení Hodnocení výkonnosti a uniformity linií Nevyhovující potomstva se odstraňují

21 Pedigree F1 – uniformní rostliny F2 – kmenové matky
F3 – F5 – potomstva kmenů F6 – staniční zkoušky linií F7 – polní pokus s opakováním + množení linií F8 – F10 – mezistaniční zkoušky F11 – F12 – oficiální odrůdový pokus

22 Výhody a nevýhody pedigree
Vyloučení nevhodných genotypů již v počátku selekce Projevuje se vliv ročníku Přesná posloupnost linií (přesnější selekce) Nevýhody: Složitá evidence Nutnost zkušeností Finanční náročnost

23 Směšovací metoda Homozygotizace probíhá ve směsných potomstvech
Během směsných generací probíhá přirozená selekce Pěstování v selekčním prostředí Hodnotí se konkurenční schopnost rostlin Po ustálení se kandivary množí a testují individuálně

24 Směšovací metoda Nevýhody:
Preference průměrných genotypů na úkor výnosných a odolných (přirozená selekce - konkurence) Reprodukce všech rostlin z generace Nutno provádět v polních podmínkách Nelze odhadnout strukturu populace

25 Kombinace perigree x ramsch
F1 – uniformita F2 – výběrová školka F3 – 1. ramsch F4 – 2. ramsch F5 – výběr linií F6 – F12 - stejný postup jako pedigree

26 Zpětné křížení P: rr x RR Bc1F1 – Bc5F1: Rr x rr
samoopylení Bc5F2 – Bc5F3: 1RR:2Rr:rr1 samoopylení a selekce

27 Dihaploidní šlechtění
Cíl: Urychlení procesu homozygotizace Zkrácení doby šlechtění Prostředky: Diploidizace haploidních jedinců pomocí kolchicinu Selekce vhodných genotypů, množení a testování

28 Dihaploidní šlechtění
Význam: Zkrácení procesu homozygotizace na jednu generaci Uplatnění dihaploidů ve výzkumu Heterozní šlechtění (rychlé získání homozygotního materiálu)

29 Postupy získání dihaploidů
P: AABB x aabb F1: AaBb AB Ab aB ab kolchicin F2: AABB, AAbb, aaBB, aabb

30 Haploidní rostliny Vznik: Spontánní (v přírodě) Indukované (in vitro)
Partenogenetický vývoj haploidní rostliny Eliminace sady chromozomů otcovské rostliny Indukované (in vitro) Androgeneze Gynogeneze

31 Eliminace chromozómů otce
nekompatibilita cytoskeletu zygoty a centromerického kinetochoru otcovských chromozómů. Kdy? Hordeum vulgare x H. bulbosum Triticum aestivum x Zea mays, Sorghum sp. Avena sativa x Zea mays

32 Nevýhody dihaploidního šlechtění
Vysoká pracovní náročnost Nízká výtěžnost haploidů či dihaploidů z prašníků Selekce v potomstvech spíše přirozená Náročné testování v polních podmínkách a poté teprve využití v procesu šlechtění jako výchozí materiál…