Proces van plantenveredeling: verdiensten en achternamen van plantenveredeling

Proces van Plantenveredeling: verdiensten en eindpunten van plantenveredeling!

Plantenveredeling is een wetenschap gebaseerd op principes van genetica en cytogenetica. Het is gericht op het verbeteren van de genetische samenstelling van de gewassen. Verbeterde rassen worden ontwikkeld door middel van plantenveredeling. Het doel is om de opbrengst, kwaliteit, ziekteresistentie, droogte en vorsttolerantie en andere kenmerken van de gewassen te verbeteren.

Plantenveredeling is cruciaal geweest bij het vergroten van de landbouwproductie. Enkele bekende prestaties zijn de ontwikkeling van semi-dwerg-tarwe en rijstvariëteiten, de noblisatie van Indiase stokken en de productie van hybride en samengestelde variëteiten van maïs, jowar en bajra. De verbeteringen die tot nu toe in de gewassen zijn aangebracht, vertegenwoordigen slechts een klein deel van de mogelijke verbeteringen.

Er is aanzienlijke ruimte voor het verder modificeren van de huidige gewassoorten. Er wordt aangenomen dat de genetische samenstelling van de planten in veel grotere mate kan worden gemodificeerd dan we normaal waarderen. Verder was het fokken van verschillende oogstplanten, zoals peulvruchten en oliehoudende zaden, niet zo intensief als die van tarwe en rijst. In deze gewassen kunnen veel verbeteringen in opbrengsten en andere kenmerken worden aangebracht. Plantenveredeling, samen met verbeterde gewasbeheerpraktijken, is het enige antwoord op de steeds toenemende vraag naar voedselgranen.

Selectie:

In zelfbestuivende gewassen laat selectie alleen reproductie toe in die planten die de gewenste eigenschappen hebben. Dit wordt bereikt door de volgende generatie te verhogen van alleen zaden geproduceerd door de geselecteerde planten; zaden van de resterende planten worden afgewezen. Selectie is hoofdzakelijk gebaseerd op het fenotype van planten. Bijgevolg hangt de effectiviteit van selectie in de eerste plaats af van de mate waarin de fenotypen van planten hun genotypen weerspiegelen.

Selectie heeft twee basiskenmerken of beperkingen. Ten eerste is selectie alleen effectief voor erfelijke verschillen; de doeltreffendheid ervan wordt sterk beïnvloed door de erfelijkheid van het personage onder selectie. Ten tweede creëert selectie geen nieuwe variatie; het maakt alleen gebruik van de variatie die al aanwezig is in een populatie.

Selectie in kruisbestoven soorten is in staat om het gen en de genotype frequenties te veranderen, nieuwe genotypes te produceren als gevolg van de veranderde genfrequenties, een verschuiving in het gemiddelde in de richting van selectie te veroorzaken en de variantie van de populatie enigszins te veranderen. De omvang van deze effecten wordt beïnvloed door het aantal genen dat het karakter beheerst, de mate van dominantie, de aard van genactie en in hoge mate erfelijkheid.

Zelfbestuivende gewassen:

Bij massaselectie worden een groot aantal planten met een vergelijkbaar fenotype geselecteerd en worden hun zaden met elkaar gemengd om de nieuwe variëteit te vormen. De planten worden geselecteerd op basis van hun uiterlijk of fenotype. Daarom wordt er gekozen voor gemakkelijk waarneembare karakters zoals planthoogte, oortype, korrelkleur, korrelgrootte, ziekteresistentie, uitgravingvermogen etc. Soms kan de opbrengst van de plant worden gebruikt als selectiecriterium.

Als de populatie variatie heeft voor korrelkarakteristieken zoals zaadkleur en zaadgrootte, kan selectie voor hen worden gedaan voordat de zaden van geselecteerde planten met elkaar worden gemengd. Over het algemeen worden planten die zijn geselecteerd in massaselectie niet onderworpen aan nageslachttest. Maar Allard (1960) houdt vol dat de test van het nageslacht gedaan moet worden. Het nieuwe ras wordt getest in opbrengstonderzoeken voordat het wordt vrijgegeven.

Wanneer een groot aantal wordt geselecteerd, is langdurig testen meestal niet nodig. Massale selectie is eenvoudig, gemakkelijk en minder veeleisend. Het vrijgeven van de nieuwe variëteit kost minder tijd en kosten dan in het geval van purelines. De voortgang onder massaselectie is over het algemeen klein, de ontwikkelde variëteit is niet zo uniform als een pureline en wanneer nageslachttest niet wordt uitgevoerd, is de fokwaarde van de geselecteerde planten niet bekend.

Toepassingen van massaselectie:

In geval van zelfbestuivende gewassen heeft massaselectie twee belangrijke toepassingen.

1. Verbetering van lokale variëteiten:

Massaselectie is nuttig voor de verbetering van lokale variëteiten van land, desi of lokale variëteiten van zelfbestoven gewassen. De lokale variëteiten zijn mengsels van verschillende genotypen die verschillen in bloei- of rijpheidstijd, ziekteresistentie, planthoogte enz. Veel van deze plantentypen zouden inferieur en laagproductief zijn. Als gevolg hiervan zouden ze de prestaties van de lokale variëteit verminderen. Vandaar dat de eliminatie van slechte plantentypen door massaselectie de prestaties en uniformiteit van de variëteit zou verbeteren.

2. Zuivering van bestaande pureline-variëteiten:

Purelines hebben de neiging om in de loop van de tijd variabel te worden als gevolg van mechanische mengsels, natuurlijke hybridisatie en mutatie. Het is daarom noodzakelijk dat de zuiverheid van pureline-variëteiten wordt gehandhaafd door middel van regelmatige massaselectie.

Verdiensten van massa-selectie:

1. Omdat een groot aantal planten is geselecteerd, wordt de aanpassing van de oorspronkelijke variëteit niet gewijzigd. Het is algemeen aanvaard dat een mengsel van nauw verwante purelines stabieler is in prestaties over verschillende omgevingen dan een enkele pureline. Aldus zullen variëteiten ontwikkeld door massaselectie waarschijnlijk meer worden aangepast dan purelines.

2. Vaak zijn uitgebreide en verlengde opbrengstproeven niet noodzakelijk, waardoor de tijd en kosten die nodig zijn voor het ontwikkelen van een nieuw ras worden verkort.

3. Massaselectie behoudt aanzienlijke genetische variabiliteit. Daarom zou een andere massaselectie na enkele jaren effectief zijn om het ras verder te verbeteren.

Beperkingen van massaselectie:

1. De variëteiten ontwikkeld door massaselectie vertonen variatie en zijn niet zo uniform als pureline-variëteiten. Daarom zijn dergelijke variëteiten over het algemeen minder geliefd dan pureline-rassen.

2. De verbetering door massaselectie is over het algemeen minder dan die door middel van selectie van de selectie. Het is omdat op zijn minst een deel van de plant nageslagen waaruit de nieuwe variëteit bestaat, armer is dan de beste pureline die uit hen kan worden gekozen.

3. Als er geen nageslachttest is, is het niet mogelijk om te bepalen of de geselecteerde planten homozygoot zijn. Zelfs bij zelfbestoven soorten treedt enige mate van kruisbestuiving op. Er is dus enige kans dat sommige van de planten heterozygoot zijn. Het is ook niet bekend of de fenotypische superioriteit van de geselecteerde planten het gevolg is van de omgeving of het genotype.

4. Vanwege de populariteit van pureline-rassen, wordt massaselectie niet vaak gebruikt bij de verbetering van zelfbestoven gewassen. Maar het is een snelle en handige methode om oude lokale variëteiten te verbeteren in de gebieden of gewassoorten waar de gewasverbetering net is begonnen.

5. Massaselectie maakt gebruik van de variabiliteit die al in een variëteit of populatie aanwezig is. Massaselectie wordt dus beperkt door het feit dat het geen variabiliteit kan genereren.

Pureline selectie:

Een pureline is het nageslacht van een enkele, homozygote zelfbestoven plant. Dientengevolge hebben alle individuen binnen een pureline een identiek genotype en is elke variatie binnen een pureline uitsluitend te wijten aan de omgeving. In de selectie van de selectie wordt een groot aantal planten geselecteerd uit een zelfbestuivend gewas en individueel geoogst; individuele nageslachten van planten uit deze worden geëvalueerd en de beste nakomelingen worden vrijgegeven als een pureline-variant. Daarom is selectie van de pureline ook bekend als individuele plantenselectie.

Gebruik van purelines:

Een superieure pureline kan als een variëteit worden gebruikt. Een pureline die niet geschikt is voor vrijgave als ras kan als ouder dienen bij de ontwikkeling van nieuwe hybride variëteiten. In onderzoeken naar spontane of geïnduceerde mutaties, met name die welke invloed hebben op kwantitatieve tekens, moeten purelines worden gebruikt. In veel biologische onderzoeken, zoals medicijnen, immunologie, fysiologie, biochemie enz., Is het gebruik van sterk inteeltlijnen (vrijwel purelines) van muizen, cavia's etc. essentieel. Dit wordt gedaan om genetische variatie in het experimentele materiaal te voorkomen, zodat de effecten van behandelingen gemakkelijk worden gedetecteerd.

Pureline-selectie heeft verschillende toepassingen voor de verbetering van zelfbestoven gewassen. Het wordt gebruikt om lokale of desi-variëteiten, oude pureline-variëteiten en geïntroduceerde variëteiten te verbeteren. Voordelen van Pureline-selectie

1. Pureline-selectie bereikt de maximaal mogelijke verbetering ten opzichte van de oorspronkelijke variëteit. Dit komt omdat de variëteit de beste pureline is die aanwezig is in de populatie.

2. Pureline-variëteiten zijn extreem uniform omdat alle planten in het ras hetzelfde genotype hebben. Een dergelijke uniforme variëteit is gemakkelijk te herkennen in zaadcertificeringsprogramma's.

Nadelen van Pureline Selection:

1. De variëteiten ontwikkeld door middel van selectie van de aura, hebben over het algemeen geen brede aanpassing en stabiliteit in de productie die in handen is van de lokale of desi-variëteiten waaruit ze zijn ontwikkeld.

2. De procedure van pure-lijnselectie vereist meer tijd, ruimte en duurdere opbrengstonderzoeken dan massaselectie.

3. De bovengrens voor verbetering wordt bepaald door de genetische variatie in de oorspronkelijke populatie.

Cross Pollinated Crops:

Kruisbestoven gewassen vertonen over het algemeen matige tot ernstige inteeltdepressie. Bijgevolg moet inteelt worden vermeden of tot een minimum worden beperkt in een kruisbestoven soort. Afzonderlijke planten uit dergelijke gewassen zijn zeer heterozygoot en het nageslacht van dergelijke gewassen zou heterogeen zijn en gewoonlijk anders zijn dan de moederplant vanwege segregatie en recombinatie. Daarom kunnen wenselijke genen zelden worden gefixeerd door selectie in kruisbestoven populaties, behalve voor kwalitatieve eigenschappen en, misschien, voor gemakkelijk waarneembare kwantitatieve tekens met hoge erfelijkheidsgraad.

De fokker streeft daarom naar het verhogen van de frequentie van gewenste allelen in de populaties. De selectie kan gebaseerd zijn op een fenotype zonder nageslachttesten, bijvoorbeeld massaselectie of op fenotype evenals nageslachttesten, bijv. Selectie van nakomelingen en terugkerende selectie.

Massale selectie:

Bij massaselectie worden een aantal planten geselecteerd op basis van hun fenotype, en het open bestoven zaad daaruit wordt samengevoegd om de volgende generatie te verhogen. De geselecteerde planten mogen open-bestuiven, dat wil zeggen willekeurig paren inclusief enige mate van zelfzucht. Massaselectie is dus alleen gebaseerd op de moederlijke ouder en er is geen controle op de ouder van het stuifmeel. Selectie van planten is op basis van hun fenotype en er wordt geen nageslachttest uitgevoerd.

De selectiecyclus kan een of meerdere keren worden herhaald om de frequentie van gunstige allelen te verhogen; een dergelijk selectieschema is algemeen bekend als fenotypische terugkerende selectie. De efficiëntie van massaselectie hangt in de eerste plaats af van het aantal genen dat het karakter, de genfrequenties en, nog belangrijker, erfelijkheid beheert. Massale selectie is eenvoudig, kost minder tijd en is zeer effectief in het verbeteren van karakters met een hoge erfelijkheid. Modificaties van massaselectie die rekening houden met de variatie ten gevolge van de omgeving, zijn ook effectief in het verbeteren van karakters met lage erfelijkheidsgraad. Het is echter alleen gebaseerd op de vrouwelijke ouder.

Selectie met Nakomelingen Test-Nakomelingen Selectie:

In deze selectie worden planten geselecteerd op basis van hun fenotype en onderworpen aan nageslachttesten. Het nageslacht voor nageslachttest kan worden verkregen door open bestuiving, zelfbestuiving, kruising met een open bestoven variëteit, een hybride of een inteelt. Superior nageslacht worden geïdentificeerd; fenotypisch superieure planten uit deze nageslacht worden geselecteerd en onderworpen aan nageslachttests. De selectiecyclus kan verschillende keren worden herhaald.

Er zijn verschillende aangepaste schema's van nakomelingen selectie: terugkerende selectie schema's zijn verbetering van deze schema's. Nakomelingen selecteren is relatief eenvoudig en is gebaseerd op nageslachttest, maar er is geen controle op de ouder van het stuifmeel en deze schema's duren vaak langer dan massaselectie.

Terugkerende selectie:

Het idee van terugkerende selectie werd voor het eerst gesuggereerd door Hayes en Garber in 1919 en onafhankelijk door East en Jones in 1920. Echter, samenhangende fokprogramma's van terugkerende selectie werden ontwikkeld in de jaren 1940, met name na 1945, toen Hull suggereerde dat terugkerende selectie nuttig kan zijn bij het verbeteren van specifieke combinaties. vermogen. Recurrente selectieschema's baseren de selectie op nageslachttests en oefenen rigide controle uit op bestuiving.

De zaadjes voor nakomelingen worden verkregen door selfing (eenvoudige herhaalde selectie), of door over te steken naar een tester met een brede genetische basis (terugkerende selectie voor algemeen combinatievermogen, RSGCA) of een inteelt (terugkerende selectie voor specifiek combineervermogen, RSSCA) ); in reciprocal recurrent selection (RRS) worden twee bronpopulaties gebruikt als testers voor elkaar. De geselecteerde planten zijn zelfzuchtig en gekruist met de juiste tester.

Het testkruiszaad wordt gebruikt voor het testen van het nageslacht. Planten die nageslacht produceren worden geïdentificeerd door nageslachttests, zelfbestoven zaden van deze planten worden geplant in een kruisblok. Alle mogelijke kruisbesmettingen worden gemaakt tussen deze nageslacht. Gelijke hoeveelheden zaad uit alle kruisingen worden gemengd om de populatie voor de eerste recurrente selectiecyclus te produceren. De eerste terugkerende selectie bestaat uit een herhaling van de hierboven beschreven bewerkingen.

Eenvoudige herhaalde selectie is effectief bij het verbeteren van karakters met een hoge erfelijkheidsgraad. Terugkerende selectie voor GCA is zeer effectief bij het verbeteren van de GCA en de opbrengstcapaciteit van de geselecteerde populaties, terwijl die voor SCA SCA en opbrengstvermogen verbetert. Reciprocal recurrente selectie zou GCA, SCA en het opbrengstvermogen van de twee bronpopulaties ten opzichte van elkaar verbeteren.

Wederzijdse wederkerige selectie zal naar verwachting gelijk of superieur zijn aan de andere steeds terugkerende selectieschema's in verschillende genetische situaties, variërend van volledige dominantie tot overheersing. Maar in de meeste praktische situaties zou wederzijdse selectie superieur zijn aan terugkerende selecties voor GCA en SCA.