Planteproces Avl: Fortjeneste og nedbrydelser af planteavl

Planteproces Avl: Fortjeneste og fordele af planteavl!

Planteavl er en videnskab baseret på genetiske principper og cytogenetik. Det har til formål at forbedre plantens genetiske sminke. Forbedrede sorter udvikles gennem planteavl. Målet er at forbedre udbytte, kvalitet, sygdomsresistens, tørke og frosttolerance og andre egenskaber ved afgrøderne.

Plantedyrkning har været afgørende for at øge landbrugsproduktionen. Nogle velkendte præstationer er udvikling af halvdwarf hvede og ris sorter, noblisation af indiske stokke og produktion af hybrid og sammensatte sorter af majs, jowar og bajra. De forbedringer, der er gjort i afgrødeplanterne hidtil, repræsenterer kun en lille del af de mulige forbedringer.

Der er betydelige muligheder for yderligere at ændre de nuværende afgrødearter. Det menes at plantens genetiske sminke kan modificeres i langt større grad end vi normalt værdsætter. Desuden har opdræt af flere afgrødeplanter, som pulser og oliefrø, ikke været så intensiv som hvede og ris. Der kan foretages mange forbedringer i udbytter og andre egenskaber i disse afgrøder. Plantedyrkning, sammen med forbedret afgrødehåndteringspraksis, er det eneste svar på den stadigt stigende efterspørgsel efter madkorn.

Udvælgelse:

I selvbestøvede afgrøder tillader udvælgelse kun reproduktion i de planter, der har de ønskede egenskaber. Dette opnås ved at hæve den næste generation af frø produceret kun af de udvalgte planter; frø fra de resterende planter afvises. Udvælgelsen er i det væsentlige baseret på fænotypen af ​​planter. Effektiviteten af ​​udvælgelsen afhænger derfor primært af, i hvilken grad fænotyperne af planter afspejler deres genotyper.

Udvælgelsen har to grundlæggende egenskaber eller begrænsninger. For det første er udvælgelsen kun effektiv til arvelige forskelle; dets effektivitet påvirkes stærkt af arveligheden af ​​karakteren under udvælgelsen. For det andet skaber valg ikke ny variation; Den bruger kun den variation, der allerede findes i en befolkning.

Udvælgelse i krydsbestemte arter er i stand til at ændre gen- og genotypefrekvenserne, producere nye genotyper på grund af de ændrede genfrekvenser, forårsage et skift i gennemsnit i retning af udvælgelse og ændre varians af befolkningen til en vis grad. Størrelsen af ​​disse virkninger påvirkes af antallet af gener, der styrer karakteren, graden af ​​dominans, arten af ​​genaktivitet og i vid udstrækning arvelighed.

Selvpollinerede afgrøder:

Ved massevalg udvælges et stort antal planter med tilsvarende fænotype, og deres frø blandes sammen for at udgøre den nye sort. Planterne vælges ud fra deres udseende eller fænotype. Derfor er udvælgelsen lavet for let observerbare tegn som plantehøjde, øre type, kornfarve, kornstørrelse, sygdomsresistens, dyrkeevne osv. Nogle gange kan udbyttet af planten anvendes som et kriterium for udvælgelse.

Hvis befolkningen har variation for kornkarakteristika som frøfarve og frøstørrelse, kan udvælgelse foretages for dem, før frøene fra udvalgte planter blandes sammen. Generelt er de planter, der vælges i massevalg, ikke udsat for afkomstest. Men Allard (1960) fastholder, at afkomstesten skal udføres. Den nye sort testes i udbytteforsøg, inden den frigives.

Når et stort antal er valgt, er langvarig testning generelt ikke nødvendig. Massevalg er enkelt, let og mindre krævende. Frigivelse af den nye sort kræver mindre tid og omkostninger end i tilfælde af pureliner. Fremskridt under massevalg er generelt lille, den udviklede sort er ikke så ensartet som en pureline, og når afkomstesten ikke er færdig, er avlsværdien af ​​de udvalgte planter ikke kendt.

Applikationer af massevalg:

Ved selvbestøvede afgrøder har massevalg to store anvendelser.

1. Forbedring af lokale sorter:

Massevalg er nyttig til forbedring af lokale sorter af jord, desi eller lokale sorter af selvbestøvede afgrøder. De lokale sorter er blandinger af flere genotyper, der afviger i blomstrings- eller modenhedstid, sygdomsresistens, plantehøjde osv. Mange af disse plantetyper ville være ringere og lave udbytter. Som følge heraf ville de sænke udførelsen af ​​det lokale sortiment. Derfor vil elimineringen af ​​dårlige plantetyper gennem massevalg forbedre præstationen og ensartetheden af ​​sorten.

2. Oprensning af eksisterende pureline sorter:

Pureliner har tendens til at blive variable med tiden på grund af mekaniske blandinger, naturlig hybridisering og mutation. Det er derfor nødvendigt, at renheden af ​​pureline sorter opretholdes ved regelmæssig massevalg.

Fordele ved massevalg:

1. Da et stort antal planter er valgt, ændres tilpasningen af ​​den oprindelige sort ikke. Det er generelt accepteret, at en blanding af nært beslægtede pureliner er mere stabil i præstation over forskellige miljøer end en enkelt pureline. Således er sorter, der udvikles gennem massevalg, sandsynligvis mere tilpassede end pureliner.

2. Ofte er der ikke behov for omfattende og langvarige udbytteforsøg, hvilket reducerer tid og omkostninger, der er nødvendige for at udvikle en ny sort.

3. Massevalg bevarer betydelig genetisk variabilitet. Derfor vil et andet massevalg efter få år være effektivt for at forbedre sorten yderligere.

Demerits of Mass Selection:

1. De sorter, der er udviklet gennem massevalg, viser variation og er ikke så ensartede som pureline-sorter. Sådanne sorter er derfor generelt mindre tilbøjelige end pureline sorter.

2. Forbedringen gennem massevalg er generelt mindre end den gennem purelinevalg. Det skyldes, at i det mindste nogle af plantens efterkommere, der udgør den nye sort, vil være fattigere end den bedste pureline, der kan vælges blandt dem.

3. I fravær af afkomstest er det ikke muligt at bestemme, om de udvalgte planter er homozygote. Selv i selvbestøvede arter forekommer der en vis grad af krydsbestøvning. Således er der en chance for, at nogle af planterne kan være heterozygote. Det er heller ikke kendt, om de fænotypiske overlegenhed af de udvalgte planter skyldes miljøet eller genotypen.

4. På grund af populariteten af ​​pureline-sorter er massevalg ikke almindeligt anvendt til forbedring af selvbestøvede afgrøder. Men det er en hurtig og bekvem metode til forbedring af gamle lokale sorter i de områder eller afgrødearter, hvor afgrødeforbedring lige er begyndt.

5. Massevalg udnytter den variabilitet, der allerede findes i en sort eller en population. Således er massevalg begrænset af, at det ikke kan generere variabilitet.

Purelin Selection:

En pureline er afkom af en enkelt, homozygot selvbestøvet plante. Som følge heraf har alle personer inden for en pureline identisk genotype, og enhver variation inden for en pureline er udelukkende på grund af miljøet. Ved purelin udvælgelse vælges et stort antal planter fra en selvbestøvet afgrøde og høstes individuelt; individuelle planteafkomster fra dem vurderes, og det bedste afkom udgives som en pureline-sort. Derfor er purelinevalg også kendt som individuel plantevalg.

Anvendelser af purelines:

En overlegen pureline kan anvendes som en sort. En pureline, der ikke er egnet til frigivelse som en sort, kan tjene som forælder i udviklingen af ​​nye hybrid sorter. I studier af spontane eller inducerede mutationer, især dem, der påvirker kvantitative tegn, skal pureliner anvendes. I mange biologiske undersøgelser, såsom medicin, immunologi, fysiologi, biokemi mv. Er brug af stærkt indavlede linjer (næsten pureliner) af mus, marsvin etc. nødvendigt. Dette gøres for at undgå genetisk variation i det eksperimentelle materiale, så effekten af ​​behandlinger let registreres.

Purelin udvælgelse har flere anvendelser til forbedring af selvbestøvede afgrøder. Det bruges til at forbedre lokale eller desi sorter, gamle pureline sorter og indførte sorter. Fordele ved Pureline-udvælgelse

1. Purelin udvælgelse opnår den maksimale mulige forbedring i forhold til den oprindelige sort. Dette skyldes, at sorten er den bedste pureline til stede i befolkningen.

2. Purelin sorter er ekstremt ensartede, da alle planter i sorten har samme genotype. En sådan ensartet sort er let identificeret i frøcertificeringsprogrammer.

Ulemper ved Pureline Selection:

1. De sorter, der er udviklet ved udvælgelse af purelin, har generelt ikke en bred tilpasning og stabilitet i produktionen, der besidder de lokale eller desi sorter, hvorfra de udvikles.

2. Proceduren for rentelinjevalg kræver mere tid, rum og dyrere udbytteforsøg end massevalg.

3. Den øvre grænse for forbedring er fastsat ved den genetiske variation, der findes i den oprindelige befolkning.

Krydsporede afgrøder:

Krydsbestemte afgrøder viser generelt moderat til svær indavlsdepression. Følgelig skal opdræt undgås eller opretholdes til et minimum i en krydsbestemt art. Individuelle planter fra sådanne afgrøder er stærkt heterozygotiske, og afkom fra sådanne afgrøder ville være heterogene og sædvanligvis forskellige fra forældreplanten på grund af segregering og rekombination. Derfor kan ønskelige gener sjældent fastgøres ved udvælgelse i krydsbestemte populationer, bortset fra kvalitative egenskaber og måske for let observerbare kvantitative tegn med høj arvelighed.

Opdrætteren har derfor til formål at øge frekvensen af ​​ønskelige alleler i populationerne. Udvælgelsen kan være baseret på fænotype uden afkom test, fx massevalg eller på fænotype såvel som afkom test, fx afkom valg og tilbagevendende udvælgelse.

Massevalg:

Ved massevalg udvælges en række planter på basis af deres fænotype, og det åbne pollinerede frø fra dem er samlet sammen for at øge næste generation. De udvalgte planter får lov til at åbne pollinere, dvs. at parre til tilfældigt, herunder en vis grad af selvbevægelse. Således er massevalg udelukkende baseret på moderens forælder, og der er ingen kontrol over pollenforældre. Udvælgelse af planter er baseret på deres fænotype og ingen afkom test udføres.

Udvælgelsescyklussen kan gentages en eller flere gange for at øge frekvensen af ​​gunstige alleler; Et sådant selektionsskema er generelt kendt som fænotypisk tilbagevendende selektion. Effektiviteten af ​​massevalg er primært afhængig af antallet af gener, som styrer karakteren, genfrekvenserne og vigtigere arvelighed. Massevalg er enkel, tager mindre tid og er yderst effektiv til forbedring af tegn med høj arvelighed. Modifikationer af massevalg, der tager hensyn til variationen på grund af miljøet, er effektive til forbedring af tegn med lav arvelighed også. Det er dog kun baseret på den kvindelige forælder.

Udvælgelse med afkom Test-afkom Valg:

I dette udvalg vælges planter på basis af deres fænotype og udsættes for afkomstestning. Efterkommen til afkom test kan opnås ved åben pollination, selvbestøvning, krydsning med en åben pollineret sort, en hybrid eller en indavlet. Overlegen afkom er identificeret; Fænotypisk overlegne planter fra disse efterkommere udvælges og udsættes for afkomstest. Udvælgelsescyklussen kan gentages flere gange.

Der er flere modificerede ordninger for afkom udvælgelse: tilbagevendende udvælgelsesordninger er forbedring af disse ordninger. Efterkommerne er relativt enkle, og er baseret på afkom test, men der er ingen kontrol over pollenforældre, og ofte tager disse ordninger længere tid end massevalg.

Tilbagevendende udvalg:

Ideen om tilbagevendende udvælgelse blev først foreslået af Hayes og Garber i 1919 og uafhængigt af East og Jones i 1920. Imidlertid blev kohærente avlsordninger med tilbagevendende udvælgelse udviklet i 1940'erne, især efter 1945, da Hull foreslog, at gentagende udvælgelse kan være nyttigt til forbedring af specifikke kombinationer evne. Tilbagevendende udvælgelsesordninger baserer udvælgelsen på afkomstest og udøver stiv kontrol med bestøvning.

Frøene til afkomstest opnås ved selvhæftning (simpelt tilbagevendende valg) eller ved at krydse til en tester med en bred genetisk base (tilbagevendende valg til generel kombinationsevne, RSGCA) eller til et indavlet (tilbagevendende valg til specifik kombinationsevne, RSSCA ); i gensidigt tilbagevendende selektion (RRS) anvendes to kildepopulationer som testere for hinanden. De udvalgte planter er selvforsynede såvel som krydsede til den relevante tester.

Testkorsfrøet bruges til afprøvning af afkom. Planter, der producerer afkom, identificeres ved afkomstest, selvstændige frø fra disse planter er plantet i en krydsningsblok. Alle mulige intercrosses er lavet blandt disse afkom. Lige mængder frø fra alle sammenkædninger blandes for at producere befolkningen til den første tilbagevendende udvælgelsescyklus. Det første tilbagevendende valg består af en gentagelse af de ovenfor beskrevne operationer.

Enkelt tilbagevendende valg er effektivt til forbedring af tegn med høj arvelighed. Tilbagevendende udvælgelse for GCA er yderst effektivt til forbedring af GCA såvel som udbyttet evne hos de udvalgte populationer, mens det for SCA forbedrer SCA og giver evne. Gensidigt tilbagevendende selektion ville forbedre GCA, SCA og give de to kildepopulationers evne i forhold til hinanden.

Gensidigt tilbagevendende selektion forventes at være enten lige eller overlegen til de andre tilbagevendende udvælgelsesordninger under forskellige genetiske situationer, der spænder fra fuldstændig dominans til overdominans. Men i de fleste praktiske situationer ville gensidig udvælgelse være bedre end tilbagevendende valg for GCA og SCA.