1
Общие положения
Дисциплина «Селекция и семеноводство» является обязательной
дисциплиной образовательной составляющей программы подготовки
аспирантов по направленности – «Селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений».
Направленность – «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных
растений» направлена на подготовку научных и научно-педагогических
кадров, а также высококвалифицированных специалистов, способствующих
решению современных проблем селекции и семеноводства полевых культур.
Объектами изучения являются современные методы селекции и создания новых сортов полевых культур, а также системы поддержания сорта (семеноводства).
Основу данной программы составляют сведения из ряда отраслей наук, описывающих функционирование и перспективы развития селекции и семеноводства.
Цель экзамена – установить глубину профессиональных знаний соискателя ученой степени, уровень подготовленности к самостоятельной научно-исследовательской работе.
Тема 1. История и теоретические основы селекции Развитие селекции от её возникновения до наших дней. Разработка эмпирических приёмов селекции виднейшими селекционерами прошлого:
(Ширеф, Галлет, Вильморен, Римпау, Ле-Кутера, Никльсене-Эле), возникновение и развитие селекции как науки. История возникновения селекционных учреждений в России (Шатиловская, Харьковская, Одесская и другие опытные станции, селекционная станция при Московской СХА (ТСХА). Работы по изучению растительных ресурсов и интродукции растений. Основоположники и выдающиеся представители отечественной селекции: Д.Л. Рудзинский, С.И. Жегалов, А.А. Сапегин, И.В.Мичурин, П.Н.
Константинов, П.И.Лисицин, А.П. Шехурдин, В.Я. Юрьев, П.П. Лукьяненко, В.С. Пустовойт, А.Л. Мазлумов, М.И. Хаджинов, В.Н. Ремесло, Н.Д.
Матвеев, В.Н. МамонтоваП.Ф. Гаркавый, А.Г. Лорх, А.В. Алпатьев и др.
Дарвинизм и генетика как теоретические основы селекции.
Возникновение генетики как науки и её роль в развитии современной научной селекции. Значение работ Н.И. Вавилова для теории и практики селекции. Использование генетических закономерностей для обоснования и дальнейшего совершенствования традиционных приёмов селекции:
гибридизации, отбора. Учёные о генетической изменчивости и её значении для совершенствования методики отбора, испытаний и других приёмов селекционной работы. Генетические методы в современной селекции:
отдалённая гибридизация, мутагенез, анеуплоидия, гаплоидия, полиплоидия, инцухт, использование мужской стерильности и гетерозиса. Связь селекции с другими теоретическими и прикладными дисциплинами (экология, биохимия, физиология растений, фитопатология и энтомология, технология переработки сельскохозяйственной продукции и др.). Использование в селекции методов и принципов математической статистики и сельскохозяйственного опытного дела.
Способы размножения растений: половое и вегетативное. Генетические особенности вегетативно размножаемых, перекрёстноопыляющихся, самоопыляющихся растений и апомиктов, определяющие приёмы селекционной работы с ними. Отношение растений к опылению собственной и чужой пыльцой.
Тема 2. Организация селекции и семеноводства как отрасли Достижения, основные направления современной селекции сельскохозяйственных культур в Российской Федерации. Значение сорта в сельскохозяйственном производстве. Система селекции и семеноводства в Российской Федерации: селекция – сортоиспытание – семеноводство – сортовой и семенной контроль. Организация работ на основе концентрации, специализации, и координации. ВНИИР и сеть его станций и опытных пунктов. Селекцентры – Госкомиссия по сортоиспытанию и охране селекционных достижений сельскохозяйственных культур при МСХ РФ, государственная семенная инспекция. Функции и задачи отдельных звеньев системы, их техническое оснащение современным оборудованием, структура организации.
Понятие о сорте, гибриде. Сорта народной селекции. Селекционные сорта: линейные сорта, сорта-популяции, сорта-лоны, сорта гибридного происхождения. Понятие о модели сорта.
Сорт как элемент индустриальной технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Выдающиеся сорта полевых, овощных, плодовых, ягодных и декоративных культур. Достижения отечественной и зарубежной селекции.
Направления селекции, связанные с интенсификацией земледелия:
селекция сортов интенсивного типа, селекция карликовых и полукарликовых форм (подвоев), оптимальный габитус растения и другие признаки, обуславливающие возможность механизированного возделывания и уборки.
Селекция на скороспелость. Селекция сортов специального (целевого) назначения.
Селекция на качество продукции: выход определенных частей растения, веществ, их состав, технологические и потребительские качества.
Селекция на различные виды устойчивости. Устойчивость к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям: засухоустойчивость, холодостойкость, зимостойкость, устойчивость к переувлажнению, солеустойчивость, устойчивость к кислотности почв, устойчивость к болезням и вредителям. Многолинейная селекция.
Тема 3. Исходный материал для селекции Эколого-географический принцип внутривидовой классификации культурных растений, предложенный Н.И. Вавиловым. Экотип и агроэкотип.
Эколого-географический тип (экологическая группа). Селекционно-ценные свойства и признаки, связанные с местообитанием вида, формы:
устойчивость к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям, к болезням и вредителям и т.д.
Учение о центрах происхождения культурных растений. Первичные и вторичные центры происхождения и формообразования, микроцентры.
Важнейшие центры формообразования на территории России. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, использование его в селекционной работе.
Классификация исходного материала по степени селекционной проработки: дикорастущие виды и формы, сорта народной селекции, селекционные сорта и формы. Особенности их селекционного использования. Важнейшие доноры ценных свойств и признаков, методы их выявления.
Сбор, поддержание и изучение коллекционного материала. Работа ВИР по сбору, изучению и сохранению коллекций. Интродукция. Натурализация и акклиматизация. Длительное хранение семян. Зарубежный опыт.
Тема 4. Создание исходного материала методом гибридизации Роль внутривидовой гибридизации в селекции растений. Основные закономерности формообразовательного процесса в гибридных поколениях при внутривидовой гибридизации. Принципы подбора родительских пар.
Типы скрещиваний.
Генетика популяций как теоретическая основа познания и управления формообразовательным процессом в популяциях растений.
Отдалённая гибридизация в современной селекции. Виды несовместимости и способы преодоления нескрещиваемости. Причины стерильности первого гибридного поколения и приёмы повышения его плодовитости. Особенности формообразования при отдаленной гибридизации. Интрогрессия отдельных признаков.
Использование методов полиплоидии и мутагенеза в отделённой гибридизации. Получение межвидовых (двух и трёхвидовых) гибридов.
Получение амфидиплоидов. Комбинирование геномов. Генетическая инженерия – включение отдельных хромосом (или их фрагментов) одной культуры в геном другой культуры. Получение форм с транслокациями, дополнительными и замещенными хромосомами.
Сорта (гибриды), созданные на основе использования метода отдаленной гибридизации. Использование биотехнологических методов в селекции (генетическая и клеточная инженерия). Трансгенные сорта. Методы получения и их использование.
Тема 5. Использование мутагенеза и полиплоидии в селекции растений Использование продуктов спонтанного и индуцированного мутагенеза в современной селекции. Типы мутагенов и приёмы индуцированного мутагенеза. Химерность тканей и способы уменьшения повреждающего эффекта мутагенов. Приёмы обнаружения мутаций у самоопылителей, перекрестников и вегетативно размножаемых растений. Использование мутантов в качестве исходного для селекции материала. Типы и идентификация полиплоидов. Автополиплоидия в селекции растений.
Способы получения и обнаружения автополиплоидов. Хозяйственно ценные свойства и признаки полиплоидов. Пониженная плодовитость автополиплоидов. Гибридизация и отбор как методы повышения плодовитости и улучшения хозяйственно-ценных свойств автополиплоидов.
Триплоиды. Получение и использование их в зависимости от способа размножения культур.
Получение гаплоидов и их использование в селекции. Сорта (гибриды), полученные путём использования мутагенеза и полиплоидии.
Тема 6. Селекция на гетерозис Преимущества гибридов первого поколения. Типы гетерозисных гибридов. Получение самоопылённых линий. Оценка на общую и специфическую комбинационную способность. Типы диаллельного анализа.
Применение различных способов получения гибридных семян: ручной кастрации и опыления, различных типов ручной стерильности (УМС, ГМС), двудомности и частичной двудомности, систем несовместимости. Создание линий с ЦМС и линий - восстановителей фертильности. Выделение гибридных растений по маркерному признаку. Использование гетерозиса в селекции различных сельскохозяйственных культур на современном этапе.
Виды искусственного отбора: массовый, индивидуальный и их модификации Способы изоляции потомств перекрестников и другие приёмы, предотвращающие переопыление потомств элитных растений. Однократный, повторный и непрерывный отбор. Рекуррентный отбор.
Отборы из гибридного материала. Отбор из различных гибридных поколений у самоопыляющихся растений. Отборы из первого поколения в случае гетерозисных родителей.
Влияние фона на результаты отбора. Провокационные и другие специальные фоны. Отбор на селективных средах при культуре тканей (клеток). Роль естественного отбора в селекции растений.
Наследуемость, селекционный дифференциал и реакция на отбор.
Объём популяции, необходимый для успешного отбора. Отбор по комплексу признаков. Отбор по сопряжённым признакам. Типы корреляций и их значение. Понятие об индексной селекции.
Тема 8. Методы оценки селекционного материала. Методика и техника селекции Классификация методов оценки. Способы обозначения градациипризнаков (свойств) – в %, в баллах, и т.п. Международная (девятибальная) система оценок по UPOV.
Оценки на провокационных и инфицированных фонах. Оценки по косвенным показателям.
Организация и схема селекционного процесса. Виды селекционных посевов: питомники, сортоиспытания, размножения.
Основные принципы и методы полевого изучения и испытания селекционного материала. Механизация работ в селекционных питомниках.
Специальные машины и механизмы, лабораторное оборудование и их назначение.
Виды сортоиспытания. Особенности сортоиспытания на устойчивость к карантинным вредителям и сорнякам. Оценка качества продуктов урожая.
Статистическая обработка данных сортоиспытания. Документация селекционного процесса. Правила ведения и хранения документации.
Основные источники ошибок при оценке селекционных образцов (сеянцев) на различных этапах селекции. Способы повышения достоверности точности сравнения. Схемы размещения селекционных номеров в питомниках и сортоиспытаниях. Способы ускорения селекционного процесса. Закон «О селекционных достижениях», его основные положения.
Государственное сортоиспытание. Организация и методика Государственного сортоиспытания. Принципы включения (и исключения) сортов в государственное сортоиспытание. Перспективные и районированные сорта. Патентование сортов. Государственный реестр селекционных достижений в Российской Федерации.
Тема 9. Семеноводство Генетика, как теоретическая основа семеноводства. Особенности развития семян на растении. Причины ухудшения сортовых качеств семян при репродуцировании: механическое и биологическое засорение, мутационный процесс, естественный отбор у перекрестников. Накопление инфекции. Появление новых рас заболеваний, как причина потери сортами устойчивости к болезням.
Условия, обеспечивающие формирование высококачественных семян и посадочного материала. Требования, предъявляемые к сортовым семенам и к условиям их выращивания (оптимальные агро- и экологические условия формирования семян, предотвращение заражения болезнями и вредителями, индустриальная технология уборки, послеуборочной обработки и хранения семян).
Закон РФ «О семеноводстве». Сертификация семян.
Тема 10. История и организационная структура семеноводства в России сельскохозяйственного производства. Система семеноводства полевых и овощных культур. Система распространения посадочного материала плодовых и ягодных культур.
Сортосмена. Основные принципы сортосмен. Сортообновление.
Обоснование различий в его периодичности у различных культур.
Предприятия по заготовке, подработке и хранению семян. Семенные, страховые и переходящие фонды. Режимы хранения семян.
Тема 11. Производство семян на промышленной основе Экологические основы промышленного семеноводства. Зависимость свойств и качества посевного и посадочного материала от природноклиматических условий. Схема и методика выращивания элитных семян зерновых и зернобобовых культур. Особенности семеноводства гибридов кукурузы – участки гибридизации, выращивание фертильных линий и их стерильных аналогов. Приёмы первичного семеноводства подсолнечника.
Особенности семеноводства гибридного подсолнечника. Особенности семеноводства овощных культур. Семеноводство картофеля на безвирусной основе.
Семеноводство многолетних трав. Особенности семеноводства сахарной свёклы – непрерывный, поддерживающий и улучшающий отборы, использование гетерозиса и др.
Организация семеноводства на предприятиях. Специальные приёмы выращивания высокоурожайных семян и повышения коэффициента их размножения.
Комплексная механизация и автоматизация семеноводческих процессов и поточная послеуборочная обработка семян. Хранение семенного материала.
Экономические аспекты промышленного семеноводства. Принципы организации семеноводства зерновых культур и трав на промышленной основе. Выделение зон оптимального семеноводства. Технология производства семян на промышленной основе.
Тема 12. Технология выращивания и нормативы на качество сортовых семян и посадочного материала Основные элементы семеноводческой агротехники. Мероприятия, обеспечивающие получение чистосортных семян. Пространственная изоляция. Сроки и способы уборки семян. Приёмы послеуборочного воздействия на семена. Подработка и хранение семян. Хранение маточников.
Семеноводство гибридных сортов. Особенности производства гибридных семян в связи с различными приёмами их получения (кукуруза, сорго, подсолнечник, рожь, овощные культуры). Оздоровление семян и посадочного материала.
Создание маточно-семенных садов. Выращивание подвоев. Принципы подбора подвоев. Влияние подвоя на рост и плодоношение. Способы прививки. Технология выращивания саженцев. Выращивание корнесобственного посадочного материала.
Сертификация семян и семенной контроль. Документация.
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Селекция и семеноводство в нашей стране до и после революции.Значение исследований Дарвина, Мичурина, Вавилова и других ученых в формировании и развитии науки селекции.
Генетика и её значение для селекции и семеноводства с-х культур.
Основные направления и задачи селекции полевых культур применительно к условиям различных почвенно - климатических зон страны.
Работы выдающихся советских селекционеров: B.C. Пустовойта, П.П. Лукьяненко, В.Н. Ремесло, В.Н. Мамонтовой, Ф.Г. Кириченко и других.
Направления, задачи и методы селекции сои на Дальнем Востоке.
Понятие о сорте. Сорт интенсивного типа. Требования, предъявляемые к сорту производством.
Классификация сортов по происхождению, методам выведения и их значение на различных этапах селекции растений.
Понятие об исходном материале. Виды, значение и способы получения исходного материала для селекции.
Учение Н.И. Вавилова о центрах происхождения и формообразования культурных растений, значение его в селекции.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова и его значение в селекции.
11. Цель и методы создания и изучения мировой коллекции ВИР, использование её в селекции.
12. Методы создания исходного материала.
13. Гибридизация как основной способ создания исходного материала.
14. Подбор родительских пар для скрещивания.
15. Типы скрещиваний и их краткая характеристика.
16. Методика и техника гибридизации у различных сельскохозяйственных культур.
17. Значение и использование отдаленной гибридизации у различных культур. Трудности при отдаленной гибридизации и приемы их преодоления.
18. Искусственные мутации, способы получения и использования их в селекции растений.
19. Полиплоидия и гаплоидия в селекции растений.
20. Методы инцухта и его использование в селекции на гетерозис.
21. Виды мужской стерильности растений. Использование ЦМС в производстве гибридных семян кукурузы и других культур.
22. Естественный и искусственный отбор, его значение в эволюции и селекции.
23. Отбор как основной метод селекции.
24. Понятие о методах искусственного отбора.
25. Достоинства и недостатки массового и индивидуального отборов.
26. Схема массового отбора и техника его проведения у самоопылителей.
27. Схема и техника проведения индивидуального отбора у самоопылителей.
28. Индивидуальный отбор из гибридных популяций.
29. Метод педигри. Метод пересева.
30. Методы отбора у перекрёсноопыляющихся растений и их характеристика.
31. Индивидуально-семейный и семейно-групповой отбор. Метод половинок.
32. Клоновый отбор.
33. Методы оценки селекционного материала.
34. Оценка на длину вегетации и урожайность.
35. Оценка хлебопекарных и технологических качеств зерна пшеницы.
36. Оценка на зимостойкость.
37. Оценка устойчивости к болезням.
38. Оценка устойчивости к вредителям.
39. Оценка приспособленности селекционного материала к механизированному возделыванию.
40. Виды селекционных посевов и их значениеЛ 41. Питомники исходного материала, селекционные, контрольные, специальные.
42. Схема селекционного процесса для самоопылителей.
43. Схема селекционного процесса с перекресниками.
44. Способы интенсификации селекционного процесса.
45. Организация госсортоиспытания и его задачи.
госсортоиспытание. Госреестр селекционных достижений.
47. Что такое семеноводство. Основные этапы его развития.
48. Система промышленного семеноводства в Амурской области.
49. Технология промышленного семеноводства.
50. Условия выращивания, обуславливающие урожайные свойства семян.
51. Причины ухудшения сортовых качеств и меры их предупреждения.
52. Сортосмена и сортообновление.
53. Основные, страховые и переходящие фонды сортовых семян их размеры назначение.
54. Понятие о суперэлите, элите, репродукциях, категориях.
55. Требования к элите и сортовым категориям.
56. Методы и приемы при производстве семян элиты. Их роль в семеноводстве.
57. Схема и техника выращивания элиты зерновых культур методом индивидуально-семейного отбора.
Схема и техника выращивания элитных семян методом массового отбора.
Схема и методика выращивания элиты картофеля.
Первичное семеноводство и техника работ в питомниках.
Сорто-фитопрочистка и техника ее проведения.
Дефицитные и перспективные сорта.
Государственный сортовой и семенной контроль и его задачи.
Цель и задачи апробации сортовых посевов.
Методика и техника проведения полевой апробации.
Документация сортовых семян и сортовых посевов.
Сортовые признаки и реестрированные сорта пшеницы.
Сортовые признаки и реестрированные сорта ячменя.
Сортовые признаки и реестрированные сорта овса.
Сортовые признаки и реестрированные сорта сои.
Сортовые признаки и реестрированные сорта картофеля.
Сортовые признаки и реестрированные сорта гречихи.
Сортовые признаки и реестрированные сорта кукурузы.
Литература 1. Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство культурных растений /Ю.Л.
Гужов, А. Фукс, П. Валичек.-М.:Колос,1991.-462 с.
2. Пушкин Б.И. Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: учебное пособие с грифом УМО(ДРУМЦ),-Благовещенск,1998.с.
3. Коновалов Ю.Б. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур/ Ю.Б. Коновалов, А.Н. Березкин, Л.И. Долгодворова. – М.:
Агропром-издат,1987,-366 с.
4. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур: учеб.
пособ./ В.В. Пыльнев, Ю.Б. Коновалов, А.Н. Березкин и др.: под ред. В.В.
Пыльнева.-М.: Колос, 2008,-370с.
5. Коновалов Ю.Б. Селекция растений к болезням и вредителям:
учебник для вузов./Ю.Б, Коновалов.-М.:Колос,2002,-309с.
6. Методические указания к проведению научных исследований по селекции полевых культур и написанию дипломных работ студентами агрономии и экологии/ М.В. Терёхин, Л.Н. Мищенко.:
-Благовещенск:
ДальГАУ,2005,-50с.
7. Генофонд рода Triticum L. как исходный материал для селекции/ Мво с-х РФ; РАСХН; ГНЦ РФ ВИР.