Выведение нового сорта огурцов методом гибридизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выведение нового сорта огурцов методом гибридизации

Введение

огурец гибридизация скрещивание

В настоящее время все большую популярность и самостоятельность приобретает такая наука как селекция. Ее роль велика и многогранна. Именно благодаря селекционным достижениям можно улучшать хозяйственно-биологические и декоративные качества растений.

Селекция - наука, которая рассматривает теоретические основы и практические приемы и методы улучшения существующих форм, сортов, растений и пород животных и создание новых сортов и пород. Селекция дословно означает “отбор”. По определению Н.И. Вавилова селекция представляет собой эволюцию, направленную волей человека.

Улучшение свойств растений и животных, придание им новых черт и особенностей развития с наследованием их в ряду поколений всегда предусматривает изменение наследственности организмов. Поэтому, чтобы эффективно и целенаправленно заниматься селекцией, нужно знать, что такое наследственность, чем она определяется, как изменяется.

Наука, изучающая наследственность и изменчивость организмов, называется генетикой. Закономерности наследственности и изменчивости растений, установленные генетикой, лежат в основе селекционной работы, в которой определяющее место отводится такому методу как гибридизация. Именно в результате гибридизации было создано большинство форм и сортов, в особенности с ценными декоративными и хозяйственными качествами, которые получили широкое распространение в благоустройстве городов и зон отдыха.

Разработка перспективного ассортимента видов и сортов древесных и цветочных растений для озеленения современных и будущих индустриальных городов - одна из самых актуальных задач современной селекции.

Раздел 1 Общая часть

1.1 Селекционно-генетические методы создания исходного материала

Самым длительным в истории селекции был метод, связанный с использованием естественных популяций и местных сортов, сформировавшихся под влиянием естественного и простейших приемов искусственного отбора. Дальнейшее повышение требований к необходимости производства к селекционным сортам привело к необходимости применения новых методов, таких как гибридизация, полиплоидия и мутагенез.

Гибридизация - скрещивание особей отличающихся друг от друга хотя бы одним аллелям, при котором достигается сочетание в одном гибридном организме (организме, полученном в результате скрещивания) свойств и признаков двух и большего числа родительских форм. Гибридизация расширила творческие возможности отбора и значительно ускорила селекционный процесс. Человек сам получил возможность создавать новые формы растений путем скрещивания интересных для него родительских пар. Она имеет такое же значение для селекции растений, как и в их общей и частной эволюции. Генетическое обоснование метода отбора в гибридизации способствовало разработке новых методов получения исходного материала, таких как полиплоидия и мутагенез.

Полиплоидия - увеличение числа хромосом в клетках растений или животных. Изменение нормального числа хромосом может происходить как в соматических клетках тканей, так и в половых клетка. Если произойдет удвоение числа хромосом в какой-либо одной соматической клетке растения, то полиплоидной будет только та часть растения, которая разовьется из этой клетки. Если же полиплоидизация произойдет при первом делении зиготы, то все клетки зародыша, а затем и новое развивающееся растение будут полностью полиплоидными. Если не произойдет расхождение хромосом при мейозе, то половая клетка будет обладать диплоидным набором хромосом, и после ее оплодотворения, могут появится растения с тремя или четырьмя наборами хромосом.

Полиплоидия вызывает глубокие и разносторонние изменения признаков и свойств организма. У полиплоидов, как правило, клетки значительно крупнее диплоидных, что часто приводит к увеличению размеров отдельных органов и всего растения в целом. Они имеют часто увеличенные цветки, что особенно ценится в декоративном цветоводстве, пыльцевые зерна, плоды, листья.

Триплоиды к тому же часто интенсивнее растут в высоту. Полиплоидия изменяет физиологические процессы, интенсивность жизнедеятельности и т.д. Полиплоиды часто характеризуются большей, чем у обычных растений, экологической приспособленностью (но исключение: почти все полиплоиды хвойных пород характеризуются пониженной жизнеспособностью, не выдерживают конкуренцию и погибают в молодом возрасте)

В селекционной работе с древесными и декоративными растениями полиплоидия приобретает большее значение как метод восстановления фертильности (плодовитости) и преодоления явления несовместимости при отдаленной межвидовой гибридизации. Также у полиплоидов значительно меньше, чем у диплоидов опасность снижения вариабельности, коэффициента изменчивости и появления депрессии в результате самоопыления.

Однако следует помнить, что часто между количеством и свойствами полиплоидов не всегда существует прямая связь. Очень часто диплоидные особи оказываются значительно лучше полиплоидных особей, полученных от них. Также результаты полиплоидии достаточно непредсказуемы, случайны и очень трудно поддаются каким-либо закономерностям, усложняет селекционную работу. Этими же признаками можно охарактеризовать и мутагенез.

Искусственная изменчивость при воздействии мутагенными факторами, или мутагенами, называется индуцированным мутагенезом. Мутагенные факторы делят на физические и химические. К основным физическим мутагенам относятся:

Радиация;

Температурные шоки;

Ультрафиолетовые лучи;

Ионизирующее излучение:

Волновые излучения (рентгеновские лучи, гамма-лучи);

Корпускулярные излучения (б-частицы, протоны, нейтроны, дейтроны и др.)

Химические мутагены насчитывают более 500 наименований. Они вызывают преимущественно генные мутации, физические - генные и хромосомные. Характер мутации зависит от чувствительности растения к мутагену. Слабое воздействие мутагена стимулирует процессы роста и жизнедеятельности организма. С усилением воздействия мутагеном эффект возрастает и достигает придела, затем постепенно падает и снижается до нуля. После этого он оказывает противоположное действие - начинает подавлять процессы жизнедеятельности и тем больше чем сильнее воздействие. Подавляющее воздействие мутагенов возрастает с повышением дозы воздействия до полной гибели клеток, органа или всего растения.

Говоря о мутационном процессе, нельзя не затронуть вопрос о роли мутаций в селекционной работе. Мутации, особенно крупные, приводят, как правило, к понижению жизнеспособности или вообще летальны. Чаще всего мутации нарушают равновесие внутри комплекса генетической системы, что не может не сказаться на взаимодействии между организмом и средой. Поэтому возникшие мутации бывают или “вредными” для организма, так как снижают его устойчивость, или “полезными”, так как расширяют нормы реакции организма. Но все мутации, в том числе и «вредные», представляют ценность в эволюционном отношении и с точки зрения селекции. Мутации создают резерв наследственной изменчивости данного вида, который позволяет виду приспосабливаться меняющимся условиям среды и завоевывать новые жизненные пространства. Но для селекционера мутации являются «сырым» материалом, который может быть использован в селекции растений с нужными для человека качествами. Однако число благоприятных исходов с нужными человеку последствиями в результате мутагенов очень низко, так как это достаточно непредсказуемый, случайный процесс. Это в значительной степени усложняет задачу селекционера.

Таким образом, гибридизация - это наиболее простой, прогнозированный и распространенный метод получения новых сортов в селекции.

1.2 Гибридизации в качестве основного метода создания гибридов и новых сортов растений

Как уже было отмечено ранее, гибридизация наиболее эффективный и широко распространенный способ создания популяции исходного материала. Скрещивание организмов, имеющих разную наследственную основу хотя бы по одному или нескольким признакам, называется гибридизацией, а особи, возникшие в результате такого скрещивания - гибридами. Различают межвидовую, межродовую и межсемейственную гибридизацию.

Гибридизацию нельзя рассматривать как простое арифметическое суммирование признаков и свойств растений. Родительские организмы передают потомству не признаки, а гены, на основе которых в каждом поколении гибридов признаки, контролируемые этими генами, развиваются вновь. Гибридизация используется в качестве способа получения исследования, получившего название гибридологического метода генетического анализа. Этот метод генетики основан на принципе мендельского анализа наследования и взаимодействия отдельных генов у организмов. При этом у гибридного поколения получается наследование не совокупности признаков, а одного, двух или трех контрастных признаков в ряду последовательных поколений с применением индивидуального анализа потомства от каждого гибридного растения.

Таким образом, гибридологический метод - это изучение наследования отдельных признаков и свойств у гибридов, полученных в результате скрещивания особей, различающихся по этим признакам и свойствам. В зависимости от числа расщепляющихся признаков у исходной пары особей, то есть у родителей (А), скрещивание их между собой называют:

а) моногибридные - отличия по одному признаку;

б) дигибридными - отличия по двум признакам;

в) тригибридные - отличия по трем признакам;

г) полигибридные - отличия более чем по трем признакам;

Согласно опытам Менделя, признак который сохранился в первом поколении F₁, называют доминантным, а подавляющий - рецессивным. Подавление и гибридных организмов одних признаков другими получило название в генетике доминирование. Поэтому гибриды F₁ всегда одинаковы между собой по фенотипу (внешним признакам) и с родителями, имеющими доминантные признаки. Это правило единообразия гибридов первого поколения.

Позже, во втором поколении гибридов F₂ рецессивный признак, который находится в скрытом виде в первом поколении гибридов, вновь возникает (выщепляется) в потомках гибридов. В результате скрещивания F₁ и F₂ находятся:

чисто доминантные особи состоят из двух доминантных генов (АА);

чисто рецессивные особи - аа,

(это гомозиготные организмы.);

гетерозиготные особи - имеющие аллеломорфную пару генов (Аа)

Таким образом, гибриды второго поколения F₂ имеют генотип трех типов: АА, Аа, аа.

Расщепление признаков по генотипу происходит по числовому соотношению близкому к 3:1. А расщепление по генотипу - в соотношении 1:2:1. (АА, аа - один раз; Аа - два раза). Это явление получило название второй закон Менделя.

При дигибридном скрещивании (скрещивании организмов, отличающихся по двум парам неаллельных признаков) в первом поколении, как и при моногибридном скрещивании, расщепления по фенотипу нет, а затем при самоопылении (F₁x F₁) гены свободно независимо сочетаются друг с другом во всех возможных комбинациях (комбинативная изменчивость) и расщепляются в итоге по фенотипу 9:3:3:1 или (3:1)², по генотипу (1:2:1)².

При дигибридном скрещивании по фено - и генотипам расщепление слипается из двух независимых моногибридных расщеплений. Независимое наследование или свободное комбинирование признаков при скрещивании назвали третьим законом Менделя. Тот же закон действует и при полигибридных скрещиваниях:

Тригибридное скрещивание:

Расщепление по фенотипу: (3:1)³;

Расщепление по генотипу: (1:2:1)³;

Полигибридное скрещивание:

Расщепление по фенотипу: (3:1)ⁿ;

Расщепление по генотипу: (1:2:1)ⁿ;

Знание этих законов имеет очень огромное значение т.к. является основой теоретических знаний для гибридизации, которая состоит в простом перекомбинировании признаков, скрещивающихся сортов. Но гибридные организмы несут в себе наряду с признаками отцовских организмов свои особенности как результат конкретного сочетания генов, которые не выявились через родительские гаметы.

Иногда при скрещивании в результате объединения взаимодействующих генов возникают совершенно новые признаки и свойства, которые отличаются от родительских форм. Поэтому было бы большей частью неверно сводить гибридизацию только к перекомбинированию генов и признаков родителей у потомства. Возможность получения растений, в той или иной степени сочетающих ценные признаки родительских пар, а так же обладающих новыми качествами. Метод гибридизации является важнейшим методом при решении задач искусственно направленного формообразования.

Одним из важных результатов гибридизации для селекции так же является гетерозис.

Гетерозис - проявление повышенной мощности роста и продуктивности первого поколения гибридов F₁ в сравнении с родительскими формами. Он может наблюдаться при развитии физиологических, биохимических и морфологических признаков растения. Различают гетерозис различных типов в зависимости от вида растения и его отношения к окружающей среде:

Соматический гетерозис - более мощное развитие вегетативных частей растения у гибридов;

Репродуктивный - более мощное развитие репродуктивных органов;

Адаптивный - повышенная жизнеспособность и приспособленность гибридов к условиям окружающей среды.

Гетерозис проявляется только в первом гибридном поколении F₁, во втором и последующих он постепенно затухает в следствии расхождении генов.

Поскольку гетерозис представляет собой комплексное явление, возникают некоторые проблемы для практической селекции, связанные с явлением гетерозиса. Чаще всего гибриды сравнивают с показателями у лучшего из родителя (это истинный гетерозис), со средним показателей родителя (гипотетический гетерозис), со стандартом (комплексный гетерозис).

Следует учитывать, что не всякая гибридизация ведет к гетерозисному эффекту. Для этого требуется скрещивать такие родительские пары, которые бы имели высокую комбинационную способность (КС). Чем ярче гетерозисный эффект, тем большая гетерозисная способность пар. Отбор форм с высокой КС очень труден: путем скрещивания растений и последующее скрещивание гибридного потомства одного растения поочередно со многими другими можно поучить потомство с различным выражением гетерозисного эффекта. Средняя величина гетерозиса ко всем этим комбинациям определит общую комбинационную способность (ОКС) данного исходного растения.

Специфическая комбинационная способность (СКС) - отклонение от среднего значения гетерозиса у той или иной конкретной комбинации.

ОКС у растений можно проверить через свободное естественное опыление испытываемого растения пыльцой неизвестного происхождения, методами топкросса (А* сорт-анализатор), поликросса (сорт * сорт).

1.3 Типы скрещиваний применяемых в гибридизации

Выбор типа скрещивания - один из основных моментов в начальной стадии гибридизации, так как от типа скрещивания зависит успешное получения нового сорта, его основные характеристики. При выборе того или иного типа скрещивания нужно принимать во внимание такие аспекты как особенности культуры (морфологические, биологические), характер исходного материала (степень сложности рассматриваемого материала), требования к новому сорту и так далее.

Употребляются разнообразные типы скрещивания:

однократные (отбор проводят в первом гибридном потомстве);

многократные, когда гибриды повторно скрещивают (с одним из родителей, с другим растением, другим сортом и так далее).

Они осуществляются разнообразными методами использования родительских форм их слияния и перестановок.

Однократные скрещивания.

1.Простые парные скрещивания.

На основе таких скрещиваний работа с гибридным материалом сводится к отбору в расщепляющемся поколении элитных растений и оценки их потомств.

Формула: А*В (С*D).

2. Реципрокные скрещивания.

При таких скрещиваниях каждый из двух родителей используется в первом случае в качестве материнской формы, а в другом - в качестве отцовской. Особенно важен этот тип скрещивания при отдаленной гибридизации, когда в прямых и обратных комбинациях результаты могут получаться неодинаковыми как в отношении завязывания семян, так и в качестве гибрида.

Формула: а) А*В; б) В*А

3. Множественные скрещивания (поликроссы).

При таких скрещиваниях опыление материнского растения осуществляется смесью пыльцы нескольких отцовских форм. Этот тип скрещивания применяется для определения общей комбинационной способности (ОКС) у перекрестно опыляемого растения (проба на гетерозис).

Формула: А*(В+С+D).

4. Топкроссы.

При этом методе материнское растение скрещивают со специальном сортом-анализатором или тестером. Вытекает из пункта 3

5. Диаллельное скрещивание.

Это скрещивание рассматривает получение гибридов между всеми получаемыми сортами или линиями.

Формула: сорт1* сорт2, линия1* линия2.

Сложные (многократные) скрещивания.

Возвратные скрещивания.

При этом методе полученные гибриды повторно скрещивают с одной из родительских форм (Беккроссы). К ним прибегают в тех случаях, когда требуется передать первому сорту отдельные признаки или несколько признаков другого сорта без нарушения целостности первого сорта.

Сорт А - реккурентный родитель.

Сорт В - донор.

Формула: 1) A*B;

2) (А*В)*В;

3)[(A*B)*B]*B.

Чаще всего к таким скрещиваниям прибегают для улучшения уцененного по комплексу признаков или отдельного признака сорта. Этот метод позволяет сохранить полученные удачные комбинации и постепенно добавить к ним число генов, необходимых для исправления недостатков данного сорта. Если необходимо передать конкурентному родителю доминантный признак, то можно осуществить возвратные скрещивания одно за другим, на завершающий год необходимо осуществить самоопыление; но если улучшаемому сорту необходимо передать рецессивный признак, то возвратные скрещивания необходимо чередовать с самоопылениями. Селекция на основе беккроссов позволяет получить результаты, которые могут быть предсказаны и воспроизведены повторно. Это единственный метод из скрещиваний, которые обладают такими преимуществами. Но рассматриваемый метод теряет преимущество при передаче гибридному поколению сложно наследуемых признаков.

Конвергентные скрещивания.

Этот метод основан на использовании параллельных скрещиваний разных сортов-доноров с одними и теми же рекуррентными родителями. Для передачи ему некоторых ценных признаков. Объединение признаков в одном растении достигается путем скрещивания между собой полученных параллельно сортов или линий.

Формула: 1.) А* сорт; А* сорт 2;

2.) ( А* сорт 1)* (А* сорт 2).

3. Ступенчатые скрещивания.

При такой гибридизации полученные гибриды скрещивают с третьим сортом, а если необходимо, то в скрещивания вовлекают четвертый, пятый и так далее. То есть в скрещивании участвуют несколько родительских форм, которые последовательно или ступенчато вовлекаются в гибридизацию. При таком скрещивании создается гибридный материал, включающий наследственные свойства нескольких сортов, или видов растений. Подбирая, например, для последующего скрещивания сорта, из которых один раннецветущий, второй высокоурожайный, а третий устойчив к болезням, можно получить гибрид, сочетающий в себе все три свойства. Желательно при таком виде скрещивании возвращаться к самоопылению для проверки.

Формула: а) А*В;

б) (А*В)*С;

в) [(А*В)*C]*D;

3. Межгибридные скрещивания.

Это скрещивания, при которых объединение наследственности происходит не последовательно, как при ступенчатой гибридизации, а параллельно после предварительного получения простых гибридов и последующего их скрещивания.

Формула: 1) А*В // C*D;

2) (A*B) *(C*D).

Указанным путем можно определить в потомстве зародышевую плазму большего числа сортов и сократить время на получения сложного гибрида. Но следует учесть, что при каждом повторном скрещивании по чисто техническим причинам “теряется” часть комбинационных генов, уменьшается разнообразие ожидаемого сорта.

1.4 Принцип подбора родительских пар и методы преодоления нескрещиваемости

Правильный отбор родительских пар для скрещивания - один из самых сложных и важных вопросов практической селекции. Сложность его заключается в том, что любая черта или качество родительских организмов не передается непосредственно потомству. В гибридном организме признаки и качества, полученные от родителей, создают разнообразные сочетания и развиваются в каждом поколении заново. Поэтому обобщение фактического материала разрешает определить отдельные закономерности формообразующих процессов у гибридов и разработать общие принципы или основы подбора родительских пар при скрещиваниях. Основные из них следующие:

эколого-географический метод;

подбор пар по элементам структуры урожая;

подбор пар по продолжительности отдельных ваз вегетации;

подбор пар на основе разницы по устойчивости сортов к болезням.

Эколого-географический метод.

Цель: объединить по возможности все положительные признаки и свойства разных экотипов в новом сорте. В скрещивания включают лишь формы с наилучшим выражением общих для экотипа признаков и с наиболее удачным сочетанием.

Например: - наличие коллекционных богатых экотипов;

- правильный выбор родительских форм;

- большой объем скрещивания;

- точная методика отбора из гибридного потомства;

- подбор пар на основе элементов структуры урожая.

Подбор пар по экологическому признаку был успешно применен Мичуриным. Учет исторически сложившихся биологических требований родительских организмов, изучение условий существования их предков позволили ему предвидеть возможный ход развития молодого гибридного растения в новых условиях. Он обнаружил, что при скрещивании местных сортов с инорайонными, первые, как более приспособленные к данным условиям, в большей степени передают свои признаки и свойства потомству.

Подбор пар по элементам структуры урожая.

Урожайность и выраженность отдельных элементов родительских пар - главные критерии их оценки. Как известно, урожайность сорта определяется рядом компонентов, оказывающих большее или меньшее влияние на конечный эффект. Если использовать высокоурожайные формы родительских пар, урожайность которых обусловлена за счет разных качественных и количественных признаков у обоих родителей, то в потомстве могут встретиться особи, превышающие по генеративности обе родительские формы за счет объединения генов, определяющих урожайность. Это явление увеличения или уменьшения значения какого-либо признака Шведский селекционер Нильсон-Эле назвал трансгрессией.

Подбор пар по продолжительности отдельных фаз вегетации.

При создании новых сортов часто оказывается необходимым совместить урожайность со скороспелостью, а в декоративном растениеводстве - с продолжительностью или сроком цветения. При этом следует учитывать, что общая продолжительность вегетации любого растения состоит из продолжительности отдельных фаз (фазы набухания почек, фазы распускания листьев и так далее). Подбирая для скрещивания сорта с разной длительностью отдельных фаз, можно добиться сочетания у гибрида, например, наиболее коротких и получить скороспелый сорт. Основное требование - точное знание фенологии обоих исходных сортов.

Подбор родительских пар на основе устойчивости их к болезням.

Устойчивость отдельных видов к болезням связана с таким понятием как иммунитет. Данное свойство обуславливается генетически и может быть передано культурным потомкам.

Обоснования выбора материнского и отцовского растений из пары партнеров.

В качестве материнского растения надо брать здоровые, неистощенные экземпляры вида, иначе может получиться слабое потомство. Материнские растения передают более полно обычно свои признаки и особенности потомству, чем отцовские.

Чтобы обеспечить успешное скрещивание, надо брать молодые, только что вступившие в пору плодоношения, растения, лучше всего цветущие. При этом следует учитывать, что молодые растения обладают меньшей способностью передачи своих свойств гибридному поколению по сравнению со старшими по возрасту растениями со сложившейся наследственностью. Поэтому если те или иные свойства материнского вида должны быть ослаблены, молодое растение надо брать в качестве материнского. Если же требуется преобладание свойств в потомстве материнского растения, то его нужно брать из числа старых.

Местные виды и формы вполне устойчивы и приспособлены к мастным условиям существования. Они отличаются всегда большей способностью передавать свои свойства. При скрещивании с такими видами гибриды от них обычно уклоняются в сторону мастных видов.

Также следует сказать о местных и культурных формах. Дикие формы растений обычно сильно способствуют передаче своих свойств, тогда как передача свойств и признаков у культурных форм значительно слабее.

Скрещиваемые растения должны выбираться из географически отдаленных областей. Кроме географической и экологической отдаленности видов необходимо отдавать предпочтение видам, стоящим в систематическом отношении далеко (межвидовые скрещивания).

После того, как будут подобраны пары для скрещивания, составляется план скрещивания, в котором учитывают биологию цветения видов и форм скрещиваемых растений, и предусматриваются такие комбинации видов, при которых оба вида цветут одновременно или отцовский вид зацветает раньше материнского. В противном случае необходимо использовать пыльцу прошлого года из холодильника.

Методы преодоления нескрещиваемости.

Вероятность оплодотворения при гибридизации (искусственном опылении) у разных растений разная. Нескрещиваемость или трудность скрещивания при гибридизации вызывается следующими причинами:

пыльца растения одного вида не прорастает на рыльце другого;

пыльца прирастает, но пыльцевые трубки растут так медленно, что оплодотворение не происходит;

оплодотворение происходит, но зародыш гибнет на той или иной стадии развития

Успех скрещивания зависит от степени родства: чем ближе в систематическом плане находятся растения, тем легче они скрещиваются. Хорошо скрещиваются растения в пределах одного вида (внутривидовые скрещивания), тяжелее - растения разных видов в пределах одного рода (межвидовые скрещивания), и еще тяжелее - растения разных родов в пределах одного семейства (межродовые скрещивания). Мичурин осуществлял как межвидовые, так и межродовые скрещивания на основе разработанных им самим следующих методов преодоления нескрещиваемости.

Метод смеси пыльцы.

Химические выделения разнообразной пыльцы, наносимой на рыльца цветов материнского растения, способствуют прорастанию пыльцы вида-опылителя.

Метод посредника.

Иногда если два растения не скрещиваются межу собой, подбирают третье, хорошо скрещивающееся с одним из пары. Такое растение называют посредником. Полученный гибрид затем скрещивают со свободным партнером.

Метод предварительного вегетативного сближения.

Если два растения не скрещиваются, то иногда одно из них прививают на второе. После зацветания привоя можно приступить к гибридизации.

Метод добавления пыльцы материнского растения

Часто пыльца материнского растения воздействует как катализатор в процессе оплодотворения.

Для преодоления нескрещиваемости иногда используют метод предварительного увеличения наборов хромосом (искусственная полиплоидия). Установлено, что у некоторых сельскохозяйственных культур (например, картофеля) межвидовые скрещивания удаются только среди полиплоидов.

Определенную роль в скрещиваемости видов может играть цитоплазма.

Скрещиваемость видов зависит также от факторов внешней среды - температуры, влажности воздуха и почвы, особенностей вегетационного периода и так далее. Успех скрещивания также может быть связан с индивидуальностями отдельных особей.

2.Проектная часть

2.1 Характеристика исходного материала

Огурец -- очень древнее культурное растение. Вероятнее всего, что происходит оно из северо-западной Индии. Именно здесь -- в обширной области, расположенной к северу от реки Ганг в его среднем течении до предгорий Гималаев, а также восточнее -- до реки Брамапутры -- для растений огурца складывались самые благоприятные условия. Но в настоящее время эти районы густо заселены, поэтому вполне понятно, что диких форм огурца здесь найти невозможно.

В Россию огурцы первоначально пришли из Византии, а потом из стран Передней Азии. Китайские огурцы входили в культуру нашей страны через страны Западной Европы.

Огурец -- однолетнее растение семейства тыквенных, относится к лиановидным травянистым монокарпикам, то есть плодоносящим один раз в жизни (моно -- один, карпос -- плод). Молодые растения прямостоячие. Но по мере роста главного стебля и боковых побегов (плетей) растение приобретает более или менее стелющуюся форму. Усики, расположенные в пазухах листьев, цепляются за окружающие предметы, и растение может приподниматься над поверхностью почвы.

Корневая система растения -- разветвленная, но слабо развитая. Корни располагаются в основном в поверхностном слое почвы (25--30 см). Однако в засушливых условиях в поисках влаги они могут уходить в глубину на 1 м и более. Нижняя часть стебля -- подсемядольное колено и нижние узлы -- имеет способность легко образовывать добавочные корни, особенно в теплых и влажных условиях. Это свойство используется в защищенном грунте для улучшения корневого питания растений,

Стебель огурца стелющийся, густо опушенный волосками и колючими шипиками. Длина главного стебля в зависимости от сорта достигает 150--200 см. На стебле на определенном расстоянии один от другого образуются узлы -- места прикрепления различных органов: листа, цветков, боковых побегов, усиков (Приложение рис.2 и 3).

На главном стебле обычно бывает от двух до шести боковых побегов, а на них, в свою очередь, более короткие побеги следующего порядка. Длина и степень ветвления побегов зависят от сорта и условий выращивания.

Усики и боковые побеги образуются не в каждом узле. Нижние 3--5 узлов чаще всего усиков не имеют. Боковые побеги часто бывают такими укороченными, что зачаточные листочки их незаметны, а цветки и плоды кажутся сидящими прямо в узле главного стебля. Обычно такие побеги развиваются позднее цветков, расположенных на главном стебле, и составляют «вторую очередь» плодоношения у позднеспелых сортов в длинную и теплую осень.

Листья расположены на стебле поочередно. Листовая пластинка крупная, цельная, округло-пятиугольной формы, с глубокой выемкой у места прикрепления черешка. Край листа зубчатый, пильчатый или почти ровный, обе стороны опушены. Окраска листа зеленая со всеми оттенками -- от светлого до темного. Размеры листьев очень сильно колеблются. В открытом грунте, особенно в сухую погоду, длина листа не более 10--13 см, а в теплицах она более 20 см .

Цветки у огурца разного строения: одни имеют только тычинки -- мужские генеративные органы -- и называются «тычиночными», или мужскими; другие имеют пестик, который состоит из завязи с рыльцем, и называются «пестичными», или женскими, и, наконец, бывают цветки с мужскими и женскими половыми органами -- их называют «обоеполыми», или гермафродитными.

Большинство ученых считает, что наиболее древняя форма цветка -- гермафродитная, а из нее (в зависимости от того, какие генеративные органы остаются недоразвитыми) возникли тычиночные или пестичные формы однополого цветка.

Женские цветки расположены в пазухе листа по одному или по два, реже по три и больше, а мужские собраны по пять-семь штук в густое соцветие-щиток. У мужских цветков венчик желтый, пятилепестковый, колесовидный; тычинок пять, четыре из них срослись попарно и одна свободная. Женские цветки крупнее мужских, под венчиком у них находится завязь (огурчик), по которой их сразу можно отличить.

Мужские и женские цветки чаще всего расположены в разных узлах, но на одном растении -- «в одном доме», почему растения называются однодомными. Обычно узлов с женскими цветками в несколько (4--7) раз меньше, чем мужских. Соотношение женских и мужских цветков -- очень важный показатель урожайности. Поэтому усилия селекционеров и агрономов направлены к тому, чтобы увеличить количество растений с женскими цветками.

Встречаются и двудомные сорта огурцов --у них на одних растениях образуются почти исключительно женские цветки; на других --почти одни мужские; на третьих женских и мужских узлов примерно поровну. Такие двудомные сорта обнаружены в Японии, Корее, на Южном Сахалине. При их помощи наши селекционеры вывели сорта Посредник 97, Изобильный 131 и Плодовитый 147.

Опыляются цветки огурца перекрестно, главным образом при помощи пчел. Если пчел мало, бывает и самоопыление, но урожай при этом значительно снижается. В защищенном грунте выращиваются сорта огурцов с крупными длинными плодами, которые не нуждаются в опылении цветков и семян не имеют (партенокарпические). Это. гибрид Московский тепличный, гибрид Спору.

Плод -- ложная ягода различной формы, величины и окраски, с тремя, реже с четырьмя, семенными камерами. Поверхность незрелого плода, называемого зеленцом (именно такие 6--10-дневные плоды употребляют в пищу), опушена. Волоски опушения называют шипами. (Приложение рис.7) Есть сорта и с гладкой поверхностью. Зеленцы бывают мелкие, длиной до 8 см , средние-- 8--11 см, крупные -- 12--18 см и очень крупные--- свыше 18 см .

Зрелые плоды, из которых добывают семена, называют семенниками. Поверхность кожи семенников бывает гладкая или покрытая густой сеткой трещин.

Семена огурца -- продолговатые, заостренные с обоих концов, беловато-кремовой окраски. В нормально развитом плоде содержится 100--400 штук семян. Вес 1000 штук семян колеблется от 20 до 35 г . Плоды созревают, то есть делаются пригодными для выделения семян через 40--50 дней после цветения. В средней части плода семена раньше созревают, быстрее и лучше прорастают, дают более урожайное потомство. Плод огурца сочный, имеет большой запас питательных веществ. Поэтому семенники можно не доводить до полного созревания на корню. Их можно убрать в 30--35-дневном возрасте, а потом дозаривать в теплом помещении. Качество, семян от этого не ухудшается.

Вредители и болезни огурцов

Основная причина заболеваний огурца - полив холодной водой и резкие колебания между дневной и ночной температурами. Наиболее распространенные болезни и вредители огурца приводятся ниже:

Антракноз - грибное заболевание, проявляющееся в появлении светло-бурых пятен на листьях и стеблях. Приводит к развитию на плодах глубоких язв, заполненных розовой слизью. Болезнь прогрессирует при высокой влажности воздуха.

Белая гниль - грибное заболевание в виде белого плотного налета, вызывающее размягчение и загнивание ткани на стеблях, черешках листьев и плодах. Болезни, как правило, сопутствует высокая влажность воздуха в теплице.

Корневая гниль - распространенное грибное заболевание огурца, вызывающее подвядание листьев с последующим засыханием всей огуречной плети и отмиранием корней. Заболеванию часто сопутствуют резкие перепады дневной и ночной температур и чрезмерная увлажненность в теплице.

Серая гниль - на листьях образуются крупные коричневые пятна, загнивают стебли, плоды покрываются бурыми, мокнущими пятнами с серым, пушистым налетом.

Белая мозаика - вирусное заболевание, проявляющееся в появлении на молодых листьях желтых и белых пятен и затем морщинистости. Приводит к замедлению роста растений, плохому цветению и пестрой окраске плодов. Нередко пораженные растения увядают. В основном, поражает растения в теплицах.

Зеленая крапчатая мозаика - обыкновенная мозаика огурца

Мучнистая роса - грибное заболевание, вызывающее белый или рыжеватый налет на верхней стороне листьев и приводящее к их преждевременному засыханию. Могут также поражаться стебли и, реже, - плоды. Заболеванию сопутствует чрезмерная увлажненность в теплице.

Пероноспороз, или ложная мучнистая роса - болезнь развивается на листьях: на верхней стороне появляются в начале хлоротичные пятнышки, затем они превращаются в светло-желтые угловатые, маслянистые, которые впоследствии буреют, на нижней стороне в местах пятен образуется серовато-фиолетовый налет.

Фузариоз - грибное заболевание, распространенное в теплицах. Болезнь может поражать отдельные растения, распространяться очагами и проявляться как массовое заболевание данной культуры.

Черная ножка - сеянцы огурца, корни которых поражены заболеванием, желтеют в фазе семядольных листьев, корневая шейка их буреет, на ней образуется перетяжка. Корни растений темнеют, трухлеют, размягчаются.

Описание некоторых сортов огурца домашнего

Обелиск

- среднеспелый, засолочный сорт огурца для открытого грунта, пчелоопыляемый.

Обильный

Сорт огурца селекции Волгоградской ОС ВИР для открытого грунта. Пчелоопыляемый. Среднеранний, в плодоношение вступает на 46 день после всходов. Растение среднеплетистое, длиной 115-125 см с сильным ветвлением. Зеленец эллипсовидный, редко бугорчатый с белым опушением, длиной 10-12 см, массой 90-125 г. Вкусовые качества свежих и консервированных плодов хорошие. Урожайность до 4 кг/м. Дружно и интенсивно отдает урожай. Районирован в 1999 году по Центральному, Центрально-Черноземному и нижневолжскому регионам.

Одиссей

Среднеспелый (52-55 дн.), пчелоопыляемый, со смешанным типом цветения гибрид огурца для открытого грунта. Выведен в Приднестровском НИИСХ. Растение среднерослое, длина главного стебля 2-2,2 м, ветвление сильное. Плоды длиной 8-11 см, диаметром 3-4,5 см, массой 90-110 г, со среднебугорчатой поверхностью и редким черным опушением, формируются в основном на боковых побегах. Мякоть плода сочная, хрустящая со слабым проявлением горечи, исчезающей при засолке. Вкусовые качества очень высокие. Гибрид устойчив к ложной мучнистой росе. Урожайность 31-34 т/га. Районирован в РФ.

Октопус

- Пчелоопыляемый гибрид от `S&G` огурца корнишонного типа для открытого грунта, преимущественно женского типа цветения, среднераннего срока созревания (45-50 дн.). Голландия. Растение среднерослое, в одном узле завязывается по 1-2 плода. Плоды короткие с белым опушением, цилиндрической формы, массой 80-110 г. Гибрид устойчив к кладоспориолзу, относительно устойчив к ВОМ к ложной и настоящей мучнистой росе.

Олимпиада

- пчелоопыляемый бугорчатый гибрид огурца для зимне-весенней культуры селекции Манул. Зеленец длиной 16-19 см.

Оникс

-сорт огурца Дальневосточной селекции для открытого грунта, раннеспелый, салатного назначения, длина плодов 11-13 см.

Опал

- гибрид огурца селекции С-Петербугского аграрного государственного университета. Партенокарпический, раннеспелый для весенне-летнего оборота в пленочных теплицах и укрытиях. Районирован в 1998 году по Северному, Северо-западному, Центральному, Центрально-Черноземному регионам. Для садово-огородных, приусадебных участков и фермерских хозяйств. В плодоношение вступает на 45-48 день после появления полных всходов. Растение длинноплетистое, преимущественно женского типа цветения. Зеленец короткий, 10-12 см с продольными белыми полосами, массой 96-109 г, универсального использования, вкусовые качества хорошие и отличные. Гибрид устойчив к основным болезням.

Орфей 9803114

Оригинатор ЗАО НПК «НК ЛТД». Включен в Госреестр по 2-й световой зоне для выращивания в весенне-летнем и осенне-летнем оборотах . Партенокарпический, салатный. Вступает в плодоношение на 41-51 день. Растение индетерминантное, сильнорослое, средневетвистое, преимущественно женского типа цветения, число завязей в узле 1-3 шт. Лист среднего размера, зеленый, гладкий, по краю ровный. Зеленец цилиндрический длиной 10-12 см,

диаметром 3-3,5 см, зеленый ребристый, мелкобугорчатый, бугорки редкие, опушение белое. Масса зеленца 108-119 г. Вкусовые качества хорошие и отличные. Урожайность в весенне-летнем обороте 16 кг/м, что на 4 кг выше чем у стандарта Буян и Мазай, летне-осеннем 8,6 кг/м.

Долго не перерастают и не желтеют. Рекомендуется для выращивания под пленкой, партенокарпик при опылении насекомыми товарных качеств не ухудшает.

Осенний корнишон

- зеленец длиной 7-9 см удлиненно - веретеновидный, с красивой мелкобугорчатой поверхностью и ситцевостью. Устойчив к корневым гнилям и вынослив к мучнистой росе, что позволяет собирать урожай до конца сентября. Сорт рекомендован для весенних пленочных теплиц на приусадебных и садово-огородных участках и требует удаления побегов в пазухах четырех первых листьев и сохранения главного побега до верхней шпалеры. Сорт селекции Хардвик.

Отелло

- Раннеспелый гибрид огурца (42-45 дн.) Селекции голландской фирмы Садоз сидс. Хорошо подходит для выращивания в стеклянных и пленочных теплицах и открытом грунте. Зеленец цилиндрический, мелкобугорчатый, без горечи, длиной 6-8 см. Устойчив к основным болезням. Используется для потребления в свежем виде и консервирования. Урожайность более 10 кг/м

Павловский

- сорт огурца селекции «Хардвик» формирует огурчики с мелко бугорчатой поверхностью, отличного вкуса. Пригоден для засолки и консервирования. Сорт рекомендован для весенних пленочных теплиц на приусадебных и садово-огородных участках и требует удаления побегов в пазухах четырех первых листьев и сохранения главного побега до верхней шпалеры.

Пазано

- Среднеранний партенокарпический гибрид огурца корнишонного типа для теплиц и открытого грунта, женского типа цветения. Растение мощное. В каждой пазухе листа завязывается по 2 зеленца. Зеленец с гладкой поверхностью, без горечи, цилиндрической формы, зеленые, плотные, длиной 6-9 см, диаметром 3-4 см, отличного вкуса.

Пальчик 9907440

Малыченко Любовь Петровна, Попова Антонина Михайловна, ГП «Сортсемовощ». Включен в Госреестр по Центральному, Центрально-Черноземному и Нижневолжскому регионам для выращивания в открытом грунте. Раннеспелый, пчелоопыляемый, салатный, консервный и засолочный. Растение индетерминантное, сильноплетистое, средневетвистое, преимущественно женского типа цветения, с пучковым заложением завязей. Лист крупный, темно-зеленый. Зеленец цилиндрической формы, темно-зеленой окраски, с полосами средней длины и слабо выраженной пятнистостью, ребристый, крупнобугочатый, бугорки редкие, опушение белое. Масса плода 114-120 г, длина 9,2-12,7 см, диаметр 2,7-3,4 см. Вкусовые качества свежих, соленых и консервированных плодов отличные. Урожайность 188-427 ц/га. Отличается длительным плодоношением - более 60 дней, толерантен к мучнистой росе.

Парад

- скороспелый (33-54 дн.) Пчелоопыляемый сорт огурца салатного назначения для открытого грунта. Зеленец длиной 8-11 см, массой 93-103 г

Паркер

- раннеспелый пчелоопыляемый гибрид огурца для открытого грунта и пленочных укрытий с преимущественно женским типом цветения. Растение мощное, характеризуется обильным завязыванием однородных по размеру (до 12 см) плодов. Первая завязь образуется над 4-5 листом. Плоды крупнобугорчатые, белошипые, не желтеют. Мякоть плотная без гречи, отличного вкуса. Устойчив к высоким температурам, ВТМ, мучнистой росе.

Парнас

- гибрид огурца селекции АООТ «Сортсемовощ». Пчелоопыляемый, раннеспелый для весенне-летнего оборота в пленочных теплицах и укрытиях. Районирован в 1998 году по Северному, Северо-Западному, Центральному, Центрально-Черноземному регионам. Для садово-огородных, приусадебных участков и фермерских хозяйств. В плодоношение вступает на 45-56 день после появления полных всходов. Растение средне- и длинноплетистое, женского типа цветения. Зеленец короткий, эллипсовидный, массой 103-124 г, универсального использования, вкусовые качества хорошие и отличные. Гибрид устойчив к основным болезням.

Партос

Урожайный партенокарпический гибрид салатного назначения. Для открытого и защищенного грунта. Период от всходов до плодоношения 42-47 дней. Растение длинно-плетистое. Плод длиной 7-9 см, бугорчатый, приятного зеленого цвета, с белым опущением, с отличными вкусовыми качествами. Устойчив к раку, вирусу огуречной мозаики и мучнистой росе.

Парус

- партенокарпический гибрид огурца селекции Приднестровского НИИСХ для весенней культуры, второго оборота пленочных теплиц и укрытий, открытого грунта, раннеспелый. Районирован в 1998 году по Северному, Северо-Западному регионам. Для садово-огородных, приусадебных участков и фермерских хозяйств. В плодоношение вступает на 54-56 день после появления полных всходов. Растение длинноплетистое (3-3,5 м), женского типа цветения. Зеленец длиной 8-10 см, массой 60-80 г, редко-мелко-бугорчатый, салатного и консервного назначения, хорошего и отличного вкуса. Плодоношение дружное. Гибрид устойчив к настоящей и ложной мучнистой росе, вынослив бурой пятнистости. Короткоплодный засолочного типа. Зеленец зеленый со светлыми полосами на трети плода, с бугорчатой поверхностью, черношипый, долго не буреющий. Растение букетного типа цветения, в каждом узле формируется 2-3 зеленца. Плодоношение дружное. Гибрид может использоваться для получения корнишонов. Урожайность около 20 кг/м. Плотность посадки 2,2-2,5 раст/м.

Пасадена

- среднеранний (45-48 дн.), партенокарпический гибрид огурца Голландской селекции `S&G` для открытого грунта и пленочных теплиц. Районирован в 1998 году по Центральному и Средневолжскому регионам для садово-огородных и приусадебных участков, фермерских хозяйств. Салатного и консервного назначения. Растения средне- и слаборослые, женского типа цветения. Зеленец короткий (6-9 см) с полосами средней длины с пятнистостью, средне бугорчатый, без горечи, массой 66-92 г. Вкусовые качества хорошие. Гибрид отличается стабильной урожайностью, комплексной устойчивостью к болезням.

Пассандра

- очень ранний партенокарпический гибрид огурца селекции Энза Заден. Рекомендуется для всех оборотов. Плоды длиной 15-17 см, зеленые, слегка ребристые. Гибрид устойчив к кладоспориозу, толерантен к мучнистой росе и ложной мучнистой росе, ВОМ.

Пасамонте

-Партенокарпический гибрид огурца селекции `S&G` корнишонного типа для теплиц и открытого грунта. Период от всходов до первого сбора 43-45 дн. Растение сильнорослое с хорошей завязываемостью плодов. В пазухе завязывается по 2-3 зеленца. Плоды цилиндрические без горечи, длиной 6-9 см и не перерастают. Гибрид устойчив к кладоспориозу, относительно устойчив к мучнистой росе и ВОМ. При опылении растения меньше растут, плодоношение наступает раньше, качество плодов не изменяется

Патриарх

Ранний, высокоурожайный пчелоопыляемый гибрид огурца для консервирования и засолки, для открытого грунта и пленочных укрытий. Корнишоны крупно и редко-бугорчатые, не желтеют и не перерастают, длиной 8-11 см, генетически без горечи. Гибрид требует 2-3-х разового сбора, устойчив к основным болезням. СеДеК.

Патти

- партенокарпический гибрид огурца для открытого и защищенного грунта, окна и балкона. Ранний, высокоурожайный. Плоды мелкобугорчатые, Отличаются: преимущественно женским типом цветения, как следствие, большим количеством огурцов, отсутствием горечи, маленькими семенными камерами; высокими засолочными качествами; они не образуют пустот при консервировании, хрустят, длительно хранятся без ухудшения качеств. Сорт устойчив к болезням и стрессовым условиям. СеДеКа.

Перента

- гибрид огурца Немецкой селекции для открытого грунта, урожайный женского типа цветения. Плоды цилиндрической формы, мелкие с белыми шипами, пригодны для переработки. Для гибрида характерна быстрая отдача урожая, устойчив к кладоспориозу и вирусу огуречной мозаики

Петрович гибрид

- среднеранний, пчелоопыляемый сорт огурца женского типа цветения для открытого грунта, высокоурожайный при любых погодных условиях. Плод короткий с соотношением длины и толщины 2,7:1, зеленый, мелкобугорчатый пригоден для консервирования.

Пикник

- гибрид огурца для открытого грунта селекции Гавриш. Партенокарпический, скороспелый, урожайный.

Пикобелло

- партенокарпический гибрид огурца для выращивания в зимне-весеннем обороте, селекции Нидерландов. Районирован в 1997 году по Центральному и Центрально-Черноземному регионам. Салатного назначения. В плодоношение вступает на 64-66 день после полных всходов. Растение слаборослое. Зеленец длиной 14-16 см с короткой шейкой, массой 129-160 г. хорошего вкуса. Урожайность 15,8 - 20 кг/м. Ценность гибрида: высокие урожайность и товарность плодов, выравненность зеленцов, хорошие вкусовые качества, устойчивость к кладоспориозу и пятнистости листьев.

Победитель

- позднеспелый, засолочный сорт огурца для открытого грунта, пчелоопыляемый.

Подмосковные вечера

- скороспелый, урожайный партенокарпический гибрид огурца селекции Манул. Рекомендуется для весенне-летней и летне-осенней культуры в защищенном грунте, но и в открытом грунте дает не плохие результаты. Гибрид теневынослив и обладает высоким гетерозисным эффектом. Зеленцы овально-цилиндрической формы, длиной 12-14 см пригодны для всех видов переработки. Обладает устойчивостью к основным болезням. Плотность посадки 2,5 раст./м. Рекомендуется собирать не реже 3 раз в неделю.

Престиж

- партенокарпический, скороспелый сверхурожайный гибрид огурца, до 20 кг/м корнишонов. Плоды крупнобугорчатые, не горчат, долго сохраняют качество. Отличаются длительным периодом плодоношения, устойчивостью к болезням и стрессовым условиям. Дает стабильные урожаи под пленкой, стеклом и в открытом грунте. Хорошо растет на окне и балконе. Прекрасно подходит для консервирования. СеДеК.

Престольный

Высокоурожайный пчелоопыляемый гибрид для открытого грунта и пленочных укрытий. Период от всходов до плодоношения 48-50 дней. Растение мощное. Зеленец крупнобугорчатый, длиной 9-12 см, без горечи, не желтеет, универсального использования. Устойчивк оливковой пятнистости, вирусам, бактериозу, антракнозу, средняя степень устойчивости к настоящей и ложной мучнистой росе.

Прибыльный

- Среднеранний сорт огурца салатного назначения для открытого грунта и пленочных укрытий, пчелоопыляемый. Плоды цилиндрические темно-зеленого цвета, длиной 15-22 см крупнобугорчатый не желтеет. СеДеК.

Призыв - 238

- раннеспелый, засолочно - салатный сорт огурца для открытого грунта, пчелоопыляемый.

Примадонна

- ранний (40-45 дн.) партенокарпический гибрид огурца женского типа цветения для закрытого грунта, возможно выращивание в комнатных условиях. Плоды мелкобугорчатые, хрустящие, великолепного вкуса и аромата, долго сохраняют товарный вид, обладают генетически обусловленным отсутствием горечи. Идеальны для всех видов консервирования. Урожайность до 28 кг/м. Обладает комплексной устойчивостью к болезням. Пучковое расположение завязей - от 2 до 4. Зеленцы одинаковы по размеру с соотношением 3:1. Корнишоны имеют высокие технологические качества: мелкие семенные камеры, высокую плотность мякоти при нежной кожице. Зеленец цилиндрический, средне-зеленый, Мелкобугорчатый. Гибрид характеризуется дружной отдачей урожая.

Принто