Селекция лиственницы сибирской и организация ПЛСБ в Оленгуйском лесхозе

.Средняя полнота насаждений - 0,6. Значительна доля низкополнотных древостоев (0,3-0,5) - 35 %.

.Высокая доля насаждений произрастающих  на склонах с крутизной более  15° - 54 тыс. га (17 % от покрытой  лесом площади), что указывает  на резко выраженный горный  рельеф территории лесокомбината,  затрудняющий хозяйственное освоение  лесов.

7.Возрастная структура лиственничных  лесов удовлетворительная. Распределение  по возрастным группам равномерное,  что позволяет соблюдать непрерывное  и равномерное пользование. В  сосновых насаждениях имеется  значительный недостаток спелых  древостоев (площадь спелых в  2 раза меньше нормы). Структура  мягколиственных насаждений неудовлетворительная, в березняках молодняки составляют 70 %, в осинниках - 99 %.

.Среднее и текущее изменение  запаса имеют величину нормальную  для данного лесорастительного  района и среднего возраста  насаждений.

 

Таблица 3 - Сравнение принятых возрастов  рубок с ранее действующими и оптимальными

Преобладающие породыКлассы бонитетаВозрасты рубокПринятые прежним лесоустройствомДействовавшие на год лесоустройстваОптимальныеПринятые настоящим лесоустройствомКатегории лесов: защитные полосы вдоль дорог, лесохозяйственные части зеленых зонСосна, лиственницаIII и выше121 - 140121 - 140121 - 140121 - 140Сосна, лиственницаIV и ниже121 - 140141 - 160141 - 160141 - 160Кедрвсе бонитеты241 - 280241 - 280241 - 280241 - 280Березавсе бонитеты61 - 7071 - 8071 - 8071 - 80Осинавсе бонитеты61 - 7061 - 7061 - 7061 - 70Категории лесов: запретные полосы рек и водоемов, запретные нерестовые полосы, эксплуатационные лесаСосна, лиственницаIII и выше101 - 120101 - 120101 - 120101 - 120Сосна, лиственницаIV и ниже101 - 120121 - 140121 - 140121 - 140Кедрвсе бонитеты161 - 200201 - 240201 - 240201 - 240Березавсе бонитеты51 - 6061 - 7061 - 7061 - 70Осинавсе бонитеты51 - 6051 - 6051 - 6051 - 60

2 Методы селекции

 

Результативность селекции в первую очередь зависит от применяемых  методов. К настоящему времени наиболее распространенными являются методы отбора и гибридизации. Кроме того, в последние годы активные работы ведутся по разработке методов полиплоидии, мутагенеза, культуры изолированных  клеток и тканей, клеточной и генной инженерии.

 

.1 Отбор

 

В основе селекционной работы в любом направлении отбор  является наиболее важным и решающим процессом все сорта сельскохозяйственных культур созданы и создаются  отбором.

Улучшение древесных и  кустарниковых пород путем выявления , отбора и размножения ценных популяций и форм является основным методом лесной селекции.

В лесной селекции выделяют три типа отбора: массовый, групповой  и индивидуальный.

Массовый отбор, или отбор, лучших климатических экотипов (отбор  по происхождению), является простейшим методом селекции, который положен  в основу районирования переброски семян лесных древесных растений. При помощи географических культур  установлено большое влияние  происхождения семян на рост и  качество лесных насаждений сосны, ели, дуба, лиственницы и других видов  древесных растений как в пределах естественного ареала, так и при интродукции. На первом этапе искусственного отбора выгодно исходить из местной, или локальной, расы (популяции), которая под действием естественного отбора приобрела полезные приспособления к окружающим условиям.

Групповой отбор лучших местных  популяций становится основой лесной селекции. Этот вид отбора высококачественных насаждений, популяций лесных древесных  пород называют популяционным отбором.

Индивидуальный отбор - это  отбор лучших биотопов, или клонов, а также ценных форм в популяциях и экотипах. Индивидуальный отбор  плюсовых деревьев по фенотипу без  проверки по потомству соответствует  однократному массовому отбору в  сельском хозяйстве. Отбор лучших особей в ряду поколений сельскохозяйственных растений получил название непрерывного массового отбора. Разновидностью непрерывного массового отбора является негативный отбор, при котором отбираются не лучшие растения, а удаляют из насаждения худшие особи. В лесоводстве процесс  негативного отбора осуществляется рубками ухода и санитарными  рубками, при которых вырубаются худшие по селектируемому признаку и больные растения.

Отбор по фенотипу дает хорошие  и быстрые результаты в том  случае, когда его задачи совпадают  с направлением естественного отбора в данных условиях. Например, если в  популяциях имеются ранораспускающиеся формы и этот признак в данной местности определяет лучшее вызревание побегов и улучшает общий прирост древостоев, то отбор по началу и продолжительности вегетации может быть эффективным. Но в селекции на улучшения качества продукции возможности отбора по фенотипу часто очень ограничены. Таким образом, аналитическая селекция и создание новых форм при помощи других методов значительно облегчаются при совпадении направлений естественного и искусственного отборов. В популяциях лесных древесных растений наблюдаются три основных формы естественного отбора: направленный, стабилизирующий и дизруптивный.

Направленный отбор - из популяции  в процессе развития древостоев отмирает один из генотипов с положительным  или отрицательным отклонением  значения признака от среднепопуляционного. Направленный отбор у лесных древесных пород с отпадом в онтогенезе отстающих по росту особей наиболее характерен для признака продуктивности по высоте.

Стабилизирующий отбор наблюдается  при пониженной адаптивности ценности признака, когда в популяции отмирают особи, имеющие генотипы с крайними отклонениями признака (возрастает частота  гетерозигот). Например, превалирования прироста гетерозиготных особей в раннем возрасте у ели, березы и других пород.

Дизруптивный отбор - определенные преимущества имеют оба генотипа с крайними отклонениями признака. В зависимости от типа скрещивания между ними возникает различное распределение генотипов.

Основными методами индивидуального  отбора являются методы: клоновый отбор, отбор у перекрестноопыляющихся растений и метод педегри.

Индивидуальный отбор  в селекции растений, размножаемых вегетативно, называется клоновым. Индивидуальный отбор у перекрестного опыляющихся растений, вследствие постоянного переопыления и расщепления признаков сортов у перекрестноопыляющихся растений нельзя вывести путем однократного индивидуального отбора. Поэтому в селекции таких растений применяется многократный или непрерывный (в каждом поколении) индивидуальный отбор. При этом имеют дело не с отдельным растением, а с семьями.

Индивидуально-семейный отбор  заключается в том, что после  отбора лучших растений в популяции  исходного материала потомство  каждого лучшего растения, называемого  семьей, размещают изолированно от остальных потомств (Царев и др., 2001).

 

2.2 Гибридизация

 

Гибридизация - скрещивание  между собой двух или большего числа видов, наследственно различающихся  по какому-либо признаку или группе признаков.

Гибрид - потомство, полученное в результате скрещивания особей с разной наследственностью.

Скрещивание особей разных форм и сортов, принадлежащих к  одному виду, называется внутривидовой  гибридизацией.

Скрещивание особей, принадлежащих  к разным видам одного рода, разным родам и разным семействам, называется межвидовой, межродовой и межсемейственной гибридизацией.

Гетерозис - увеличение мощности и жизнеспособности гибридов, по сравнению  с родительскими формами.

Искусственная гибридизация - контролируемое скрещивание, которое  проводится с целью получения  семенного потомства, отличающегося  хозяйственно-ценными признаками.

При гибридизации:

)подбирают родительские  пары для скрещивания (чтобы  каждый из родителей обладал  одним из признаков, которые  необходимо получить в гибриде)

)наблюдают за протеканием  репродуктивной фазы у родительских  особей

)собирают пыльцу, определяют  ее жизнеспособность

)проводят искусственное  опыление

)наблюдают за развитием  гибридных семян

)собирают гибридные семена, высеивают и выращивают гибридное  потомство

)отбирают среди гибридов  экземпляры по селектируемым признакам.

В зависимости от принципа подбора родительских пар различают  типы скрещиваний:

простые - однократные скрещивания  между двумя родительскими формами

парные - однократное скрещивание  только между двумя родительскими  формами

диаллельные - каждая испытываемая форма или вид скрещивается со всеми другими формами или видами во всех возможных комбинациях

реципрокные - каждый из двух форм или видов в одном случае является материнской формой, во втором отцовской

сложные - если скрещивается более двух родительских форм или гибридное потомство повторно скрещивается с одним из родителей

множественные (поликросы) - материнское растение опыляется смесью пыльцы нескольких видов

возвратные (беккроссы) - гибрид повторно скрещивается с одной из родительских форм

ступенчатые - полученный от простого скрещивания гибрид скрещивается не с родительской формой, а с  третьим видом, затем с четвертым

конвергентные - скрещивание гибридов от материнской и отцовской форм

межгибридное - объединение наследственности нескольких родителей при скрещивании гибридов от параллельного скрещивания (Любавская, 1985).

 

.3 Мутагенез

 

Мутации - это прерывистые, скачкообразные изменения наследственных структур, возникающие под влиянием факторов среды. Изменчивость, обусловленная  возникновением мутаций, называется мутационной. Растения с мутировавшими клетками называются мутантами.

Мутации классифицируют по различным признакам. В зависимости  от того, на каком уровне они возникают  и какие генетические структуры  затрагивают, различают мутации  генные, хромосомные, геномные, пластидные и плазменные.

Генные мутации представляют собой наследственные изменения, связанные  с появлением новых аллелей. Они  возникают на уровне нуклеотидов  в результате потери или удвоения, изменения порядка чередования  или вставки одного или нескольких нуклеотидов в молекулах ДНК  в ядре. Так как фиксированных  границ между триплетами не существует, все перечисленные изменения  в молекулах ДНК приводят к  изменению порядка "считывания" наследственной информации, заключенной  в этих молекулах.

Хромосомные мутации возникают  вследствие разрывов хромосом. Оторванная часть хромосомы (фрагмент) может  присоединиться к той же или любой  другой хромосоме или элиминируется  в процессе деления клетки. Потеря части хромосомы называется делекцией, удвоение одного и того же участка хромосомы - дупликацией, поворот в пределах одной хромосомы какого-то участка ее на 180° получил название инверсия, а присоединение фрагмента к другому месту той же или другой негомологичной хромосомы - транслокации. Перестройки, захватывающие всю хромосому, называются хромосомными, а хроматиду - хроматидными (Котов, 1997).

Геномные мутации связаны  с изменением числа хромосом в  клетке.

Плазменные мутации представлены изменениями наследственных структур в цитоплазме, а пластидные - в пластидах. Они изучены пока недостаточно полно.

Элементарной единицей мутации  считается мутон, равный одному нуклеотиду.

Мутации возникают в природе  и могут быть вызваны искусственно. Первые называются спонтанными (естественными), а вторые - индуцированными (искусственными). По своей природе мутации естественного  происхождения и полученные искусственно не отличаются.

Мутации, возникающие в  гаметах, называются гаметическими, а в клетках тела - соматическими. Если мутировавшая гамета участвует в оплодотворении и образовании зиготы, то все клетки организма, вырастающего из такой зиготы, будут мутировавшими. Соматическая мутация передастся только тем клеткам организма, для которых в качестве исходной материнской служила соматическая мутантная клетка. Таким образом возникает химерный организм, состоящий из клеток с неодинаковой генетической информацией.

По характеру фенотипического  проявления различают мутации морфологические, если изменение затрагивает морфологические  признаки, физиологические и биохимические. В последних двух случаях изменения  касаются физиологических и биохимических процессов. Строго говоря, любые изменения морфологических признаков или функциональных особенностей происходят через изменения биохимических процессов (Котов, 1997).

В большинстве случаев  мутации снижают жизнеспособность мутировавшей клетки и организма. Такие мутации называются вредными. Крайним выражением действия вредных мутаций является гибель мутанта. В таких случаях мутация называется летальной. Мутации, не вызывающие заметных сдвигов в жизнеспособности организмов, - нейтральные. Часть мутаций способствует усилению жизнеспособности организмов. Это - биологически полезные мутации. Их нельзя отождествлять с хозяйственно полезными мутациями, вызывающими усиление признаков, используемых человеком для удовлетворения своих нужд. Нередко улучшение "хозяйственного" признака сопровождается ослаблением конкурентной способности организма. Естественный отбор такие мутанты элиминирует, а человек отбирает и разводит в культуре. Любая мутация может наследоваться, так как она возникает в наследственных структурах клеток. Характер наследования зависит от природы мутаций, хотя в основе лежат общие закономерности, связанные с их наследованием.