Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Idegen termékenyülő növények nemesítése 1. Botanikai sajátságok: - A növényfaj vegetációs ciklusa (egyéves, kétéves évelő, lágyszárú, fás-szárú) - A virágok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Idegen termékenyülő növények nemesítése 1. Botanikai sajátságok: - A növényfaj vegetációs ciklusa (egyéves, kétéves évelő, lágyszárú, fás-szárú) - A virágok."— Előadás másolata:

1 Idegen termékenyülő növények nemesítése 1. Botanikai sajátságok: - A növényfaj vegetációs ciklusa (egyéves, kétéves évelő, lágyszárú, fás-szárú) - A virágok elhelyezkedése (virág, virágzat, egylaki, egyivarú, kétivarú, kétlaki) - Megporzás módja (szélporozta. rovarporozta) - Fertilitási viszonyok (önfertil, önsteril)

2 A növényfaj hasznosítási iránya (gazdasági, esztétikai) Termés: Beltartalom: szemtermés módosult ivarszerv vegetatív növényi rész olaj fehérje keményítő rost drogok illóolajok alkaloidák feldolgozóipari minőség virág, virágzat

3 Alapfogalmak populáció: migráció: imigráció: önbeporzás: beltenyésztés: heterózis forrás: DUS vizsgálat: szaporodási közösségben élő egyedek összessége elvándorlás (szegényedés) bevándorlás (gazdagodás) szoros rokontenyésztés több genráción keresztül érvényesülő rokontenyésztés kivételes és alapvető forrás, a hibrid vigort alapozza meg D = differencia : különbözés U = uniformity : egyöntetűség S = stability : stabilitás

4 A kukoricanemesítés célkitűzései - Termőképesség növelése - Alkalmazkodóképesség javítása - Betegségellenállóság - Alacsony szemnedvesség betakarításkor - Profitabilis vetőmagelőállítás stressztolerancia szárazságtűrés hidegtűrés herbicidtolerancia golyvásüszög rostosüszög fuzárium gyors szárazanyag felhalmozás gyors vízleadás szilárd szár anyai szülő termőképessége apai szülő pollenszolgáltatása magas biológiai értékű vetőmag

5 Kukoricanemesítés a felhasználás ágazatai szerint 1.Takarmány kukorica (szemes) 2.Silókukorica 3.Csemege kukorica 4.Fehér kukorica 5.Waxy kukorica (amilopectin) 6.Amilóz kukorica 7.Olajos kukorica 8.Gríz kukorica 9.Lizin kukorica 10.Pattogatni való kukorica 11.Baby kukorica

6 Populáció javítás szabadlevirágzású fajta előállítás fajtafenntartás, javító fajtafenntartás Hibridizáció heterózis források beltenyésztett vonalak előállítása keresztezés, próbahibridek, test szülőpartnerek fenntartása és felszaporítása üzemi vetőmag előállítás steril úton vagy az anyapartner lecímerezésével

7 A nemesítési tevékenység megszervezése tenyészkert eszközök alapanyag beszerzés nemesítés fajtabejelentés, fajtaelismerés szaporítóanyag fenntartása vetőmag szaporítás marketing, logisztika

8 A kukorica rendszertana Magvas növények csoportja Zárvatermők alcsoportja Egyszikűek osztálya Pelyvások sorozata Pázsitfűfélék családja Zea félék raja Fontosabb rokon fajok Egyéves teozinte (Euclena mexicana) Évelő teozinte (Euclena perennis) Tripsacum félék (Tripsacum dactyloides) Shorgum félék (Shorgum vulgare) Jób könnye (Coix lacryma-jóbi(L))

9 A kukorica klasszifikációja, Sturtevant (1899) 1.Zea mays indurata 2.Zea mays amylacea 3.Zea mays indentata 4.Zea mays everta 5.Zea mays saccarata 6.Zea mays amylea saccarata 7.Zea may sceratina 8.Zea mays tunicata flint fluory dent pattogatni való csemege keményítős-csemege waxy csuhés Anderson – Cutler (1944) Rassz: A rokon egyedeknek egy olyan csoportja, melyeknek elegendő tulajdonságuk közös ahhoz, hogy felismerjük az összetartozásukat, elegendő számú olyan tulajdonsággal rendelkeznek, melyek az összes többi rassztól megkülönbözteti őket.

10 Klasszifikált kukorica rasszok Mexico32Welhausen et. al. (1952) Kuba 7Hathaway (1957) Kolumbia23Roberts et. al. (1957) Közép-Amerika13Welhausen et. al. (1957) Brazília52Briger et. al. (1958) Paterniani és Goodman (1977) Bolívia32Ramírez et. al. (1960) Nyugat-Indiák 7Brown (1960) Chile19Timothy et. al. (1961) Peru49Grobman et. al. (1961) Ecuador23Timothy et. al. (1963) Venezuela19Grant et. al. (1963) Egyesült Államok 9Brown és Goodman (1977) Európa11 (33)Leng et. al. (1962) Pavlicic (1971) Brandolini (1969) Európa + Amerika 296 db

11 A hibridkukorica bevezetése előtt Magyarországon megtalált rasszok és fajtacsoportok Rassz Fajtacsoportok Közép-Európai Dent komplexPrarie Királynője, F lófogú, Iowa Aranybánya Funk Y.D, Szegedi sárga lófogú, Mindszentpusztai sárga lófogú, Magyar Kincs Fehér lófogú komplex, Reid King Vörös lófogú komplex PignolettóBélyei, Alcsúti, Zalaszentgróti, Bánkúti keményszemű, Udvaros soksorú PáduaiMindszentpusztai fehér, Kárász Pál féle LapusnyakiÓriás Arany, Iregi Fillér komplexTájfajták Rózsa-Basa komplexPutyi Magyar 8 soros simaszemű komplexMesterházi, Zsombolyai, Csényei, Bodzai, Székely Korai Simaszemű6 hetes, 12 hetes Pattogatni valóEgérfogú, Rizsszemű CinquantinoTájfajták MazsolaLila, sárga, fehér

12 A csemegekukorica genom származása Huelsen (1954), Galinat (1971) és Hadi (1993) szerint

13 A kukorica átlagtermések Magyarországon, Mt/ha  Legnépszerűbb fajták Régi fajták:  Magyar 8 soros simaszemű Cinquantino Pignoletto Külföldi fajták: Préri királynője Iowai Aranybánya Magyar nemesí- tett fajták:  F korai  Mps. Mpf.  Szegedi s. lófogú Beltenyésztéses hibridek:  Mv DC 5  Mv DC 1 Mv DC 602 Mv DC 59 Mv SC 530 Mv SC 570 Mv SC 580 Első nemesített fajták:  Legkorábbi székely  Béllyei pignoletto  Bánkuti lófogú  Rózsa – Basa  Zsombolyai  Mesterházi  Lapusnyaki  Magyar fehér lófogú Beltenyésztéses hibridek  Stira  Norma Furio Occitan  P.3732 P.3901 Volga

14 Populáción belüli és populációk közötti rekurrens szelekciós módszerek (Hallauer, 1980) Intrapopulációs módszerek Fenotípusos vagy tömegszelekció (Gardner, 1961) Módosított ear-to-row szelekció (Lonnquist, 1964) Half-sib szelekció (Jenkins, 1940) Half-sib szelekció (Hull, 1945) Full-sib szelekció Beltenyésztett nemzedék szelekció (S 1, S 2 stb.) Interpopulációs módszerek Reciprok rekurrens szelekció (Comstock et al., 1949) Reciprok rekurrens szelekció beltenyésztett teszterrel (Russell és Eberhart, 1975) Módosított reciprok rekurrens szelekció I. (Paterniani és Vencovsky, 1977) Módosított reciprok rekurrens szelekció II. (Paterniani és Vencovsky, 1977) Reciprok full-sib szelekció (Hallauer és Eberhart, 1970)

15 javított populáció eredeti populáció javított populáció eredeti populáció A populációjavítás természete középérték legjobban kombinálódó vonal termés relatív % gyakorisági eloszlás %

16 Tömegszelekció Módszer: -komplett állományban egészséges növények kiválasztása; -a kiválasztott növények termésének elkülönített betakarítása; -szelekció a kiválasztott tulajdonságokra; -a kiválasztott egyedek terméséből azonos magmennyiség keverékének előállítása. Alkalmazás: -könnyen elbírálható; -magas h 2 értékkel rendelkező. tulajdonságokra. Előnyei: -1 év, 1 ciklus; -a genetikai változékonyság megőrzése; -olcsó, kevés munkaráfordítással végezhető. Hátrányai: -nincs parentális kontroll; -nincs utódbírálat; -környezet által erősen befolyásolt tulajdonságokra nem hatékony. Változatai: -egyszerű; -szülői kontrollal végzett szelekció; -grid szelekció.

17 Ear-to-row szelekció Módszer: -anyatövek, családok kiválasztása; -minden csőről származó magot megjelölt sorba vetünk; -2-3 hely (1 izolált) és 2-3 ismétlés/hely; -az izolált helyen a családokat anyaként vetjük, apa az összes család tartalék magjának a keveréke; -az izolált területen ismétlésenként 4-5 növényt elitezünk; -ezek termését külön takarítjuk be; -megállapítjuk a családonkénti átlagtermést; -szelekció a családok között, szelekció a családon belül. Előnyei: -1 év, 1 ciklus; -a genetikai változékonyság megőrzése; -olcsó. Hátrányai: -izolált területet igényel; -nincs apai kontroll. Változatai: -egyszerű; -módosított; -apai kontrollal módosított.

18 Half-sib (féltestvér) szelekció Módszer: 1. év: a, Nagy populációban önbeporzással izolálunk növényt, az önbeporzott csöveket és ugyanazon növényről származó maradék pollent azonos számmal nyilvántartjuk. b, A megjelölt növényekről származó maradék pollennel teszterkeresztezést végzünk. 2. év: a, Az önbeporzott csövekről származó S 1 családokat ismétléses kísérletbe vetjük. b, Az előállított teszterkeresztezéseket ismétléses kísérletbe vetjük. c, Az S 1 családoknak vagy az S 1 xT féltestvérek teljesítmé- nyének elbírálása, szelekció. 3. év: A kiválasztott S 1 családoknak egymás közötti keresztezése, új rekombinációk előállítása. Alkalmazás: -nehezen, vagy per se nem elbírálható tulajdonságoknál; -alacsony h 2 értékkel rendelkező tulajdonságoknál; -környezet által erősen befolyásolt tulajdonságoknál.

19 Half-sib (féltestvér) szelekció Hátrányai: -1 ciklus 3 év; -sok kézi munkaerőt, hibridkísérletet igényel; -nem lehetséges nagyszámú egyeddel dolgozni- genetikai elszegényedés Előnyei: -parentális kontroll mindkét nemzedékben; -utódbírálat, teljesítmény bírálat; -környezet által erősen befolyásolt, komplex tulajdonságoknál is effektív. Változatai: -S1 per-se; -S2 per-se; -S0 test cross; -S1 test cross; -általános kombinálódó-képességre; -speciális kombinálódó-képességre; -kombinált: -S1 per-se + S0 test cross -önbeporzás és rekombináció virágzás előtt elbírálható tulajdonságoknál.

20 Full-sib (teljes testvér) szelekció Módszer: -1. év: S 0 xS 0 full-sib párok előállítása; -2. év: utódbírálat teljesítmény-kísérletben; -3. év: a kiválasztott full-sib családok egymás közötti keresztezése (intermating); Előnyök és hátrányok: -mint a half-sib szelekciónál; Változatai: -S 0 xS 0 ; -S 1 xS 1 ; -alkalmas kétcsövű populációkra; -rekombináció beiktatása nélkül.

21 A szemtermés ciklusonkénti átlagos növekedése különböző visszatérő szelekciós módszerekkel (Sprague és Eberhart, 1977)

22 Második előadás

23 A hibridkukorica-nemesítés fontosabb mérföldkövei Beal, W. J. (1876) (első önbeporzás) Holden, P. G. (1895) (első vonal) East, E. M. (1905, 1908, 1909) (első vonal) Shull, G. H. ( ) (hibridizáció) Jones, D. F. (1917, 1924) (első hibrid) Duddlestone, B. H. (1921) (kereskedelmi vonalak) Jenkins, M. T. (1935) (korai tesztelés) Sprague, G. F. (1933) (szintetikus fajta) Hayes, H. K és Johnson, I. J. (1939) (pedigree módszer) Fleischmann, R. (1908) (F122 heterózis forrás) Pap, E. (1953) (első eu hibrid, MPS heterózisforrás) Russell, W. A. és Teich, A. H. (1967) (módszertan)

24 Beltenyésztett hibridek nemesítése 1.Shull 1908, 1909 alapvetései: a, minden szabadon elvirágzó fajta növényei természetesen keletkezett komplex hibridek; b, a szoros rokontenyésztés (önporzás) hatására minden tulajdonság stabilizálódik, tovább nem hasad (homozigótává válik), a stabil vonalak korlátlan ideig „változatlan” állapotban fenntarthatók; c, a homozigóta vonalak egymás közötti keresztezésével (genetikai, élettani, ökológiai) luxuria, túlfejlődés, vagy hibridhatás jön létre, a hibridhatás a hibridek újra előállításával korlátlanul ismételhető; a táblán minden növény genetikailag minden másikkal azonos, ezért a termesztés és betakarítás könnyen gépesíthető; d, a nemesítés célja nem a „legszebb”, legtermőképesebb beltenyésztett vonal előállítása, hanem a homozigóta vonalak egymás közötti keresztezésével a legtermőképesebb hibrid előállítása.

25 A beltenyésztés hatása a BSSS populációban a kiindulási populáció százalékában

26 Beltenyésztett vonalak előállításának módszerei 1.Standard módszer, vagy direkt izolálási módszer 2.Pedigree módszer 3.Back-cross módszer 4.Single-seed, vagy single hill módszer 5.Gaméta szelekció 6.Monoploidok -Homozigóta diploid: anyai, apai -Indeterminate gametofiton -Pollenkultúra

27 Pedigree módszer alkalmazása beltenyésztett vonalak előállítására Pedigree a felmenők rokonságában: B164 x LE Idt. 2B Idt. x I 205 Idt. 3A M 49 x Idt. M 49 2A M 49 Idt. 4A B164 x LE Idt. 2C Idt. x I. 205 A886 x B164 Idt. 3B A556 A 237 A 78 A 509 A 109

28 Hibrid típusok SC = single cross= AxB TC = three way cross= (AxB)xC DC = double cross= (AxB)x(CxD) SLC = sister line cross= A 1 xA 2 Teljesítmény vizsgálat Standardizálás Kísérletek:előkísérlet, főkísérlet, hivatalos kísérlet, nagyparcellás bemutató kísérlet

29 Amerikai heterózisforrások I. 1. Reid Yellow Dent (Gordon Hopkins * Little Yellow) Robert és James Reid ( ) a) Iowa Stiff Stalk Synthetic Georges F. Sprague ( ) b) Iodent Lyman C. Burnett (1923) Merle T. Jenkins (1935) Raymond F. Baker (1942) Forest A. Troyer (1958) John L. Hoffbeck (1966) William B. Ambrose (1980) Thomas I. Kevern (1984)

30 Amerikai heterózisforrások II. 2. Lancaster Surecrop (Henry High * Golden Queen) Hershey család ( ) Frederick D. Richey (1945) Glenn H. Stringfield (1949) Donald F. Jones (1949) Marcus S. Zuber (1964)

31 Amerikai heterózisforrások III. 3. Minnesota 13 Franklin DeCou (1893) Willet M. Hays ( ) 4. Northwestern Dent ( Blody Butcher) Oscar H. Will ( ) 5. Leaming Jacob és Chester Leaming ( )

32 Európai heterózisforrások 2. Rumai 122 (Livingstone féle Early Golden * Közönséges Bánáti) Fleischmann Rudolf (1908- ) Miladin Vukovics Vladimir Trifunovics Relja Savic Branco Palaversic Szüllő Ferenc 1. Európai Korai Flint (Lacaune O. P (Legkorábbi Székely?)) Cauderon Pollmer, W. G. Ordas, A. 3. Mindszentpusztai sárga lófogú (Déli lófogú * Conico) Pap Endre (1917, 1928, ) Csetneki András (1976) Kovács Károly (1983) Dolinka Bertalan (1989) Kiss Károly (1968)

33 A Rumai heterózis forrás Livingstone féle Early Golden (Magyarországon 1893-tól) Közönséges Bánáti (Régi magyar 8 soros, valószínűleg Karibi Flint, 1600-as évektől) Korai arany (Pejacsevics Péter, Ruma ) Rumai 122 sz. anyatő (Fleischmann Rudolf, 1908) 1. Rumai sárga lófogú 2. Vukovári sárga lófogú 3. Béllyei sárga lófogú 4. „F” Aranysárga lófogú (Fleischmann R., 1923) A) „F” Korai (Fleischmann R., 1934 Magyarország) (Fleischmann R., 1938 Hollandia) B) „F” Mezőhegyesi (Szüllő F., 1942) a) Novisadski Flajsmann

34 A Mindszentpusztai sárga lófogú heterózisforrás valószínű származása I. Southern DentConico Chester Leaming (Ohio, )* Leaming (Magyarország, ) Mindszentpusztai sárga lófogú (Pap Endre ) * Walace és Brown (1956)

35 Az M14*C103 pedigree-ből előállított vonalak hibridjeinek kombinálódóképessége és szemnedvessége három egymást követőgeneráción tesztelve (El-Lakany és Russell 1971) *VS= visual selection H= high plant density **TC= top cross L= low plant density

36 A BS-1 populációból 5 különböző módszerrel előállított vonalak kombinálódóképessége 6 hely, tő/ha állománysűrűségben vizsgálva (Russell és Machadó, 1982) Megállapítás: 1. Az 1., 3., 4., 5., módszer azonos hatékonyságú. 2. A 2. módszer is alkalmas kiváló értékű vonalak előállítására, de nem szűri ki hatékonyan a gyengébb variánsokat.

37 A B73*B84 rokonvonal-keresztezésből előállított különböző populációkból származó vonalak kombinálódóképessége a Mo17 teszteren (Lamkey-Schnicker és Melchinger, 1995)

38 között vetőmag előállításra 0.1%-nál nagyobb arányban használt elitvonalak az összes tesztelt S2, S3 vonalak százalékában *A 38 vonalból 19 szoros rokonságban van ugyanazon listán szereplő másik vonallal. A tényleges gyakoriság: 0,0053. Optimista kalkuláció: S2, S3 vonalból 1 eredeti elitvonal. Pesszimista kalkuláció: S2, S3 vonalból 53 eredeti vonal.

39 Populáció javítás során előállított elit vonalak száma

40 Elit beltenyésztett vonalak élettartama vetőmag- előállításra használt részarányuk százalékában Vonal A közzététel éve C ,4 11,9 4,2 0,3 < 0,1 < 0,1 OH ,2 15,7 11,7 0,9 0,1 < 0,1 B ,5 8,2 8,6 0,1 0,0 0,0 B14A ,0 1,3 1,6 0,2 < 0,1 W64A ,0 0,9 13,0 1,5 0,6 0,1 B ,0 25,7 6,8 2,4 0,3 A ,0 0,0 4,2 0,9 < 0,1 A ,4 15,2 9,7 1,9 Mo ,0 7,0 12,2 1,5 B ,0 0,0 0,8 < 0,1 B ,0 0,1 0,6 < 0,1 B ,1 16,1 11,3 B < 0,1 0,0 B ,3 < 0,1

41 Következtetések Kereskedelmi értékű vonalak előállítása érdekében fontossági sorrendben az alábbi szempontok a meghatározóak: 1.A kiindulási pedigree teljesítménye; 2.A kiindulási pedigree komponenseinek egymással adott teljesítménye; 3.A szelekciós módszerek; 4.A szelekciós körülmények

42 Kukoricanemesítési tevékenység (Martonvásár) - nemesítési programok (5) - téli tenyészkert (Chile) - törzsfenntartás - törzsleírás (DUS) - top-cross program (kísérleti előállítás) - rezisztencia program - laboratórium (vetőmagtisztaság) - promóció

43 Humán erőforrások -kutatók, intézeti mérnökök 13 fő -felsőfokú végzettségű nem kutató (adatbázis kezelő, vezető technikus) 2 fő -technikusok 10 fő -állandó fizikai dolgozók 20 fő -alkalmi munkások ? fő 45 fő

44 A kísérletezéshez szükséges nagyértékű eszközök LE feletti erőgép + munkagépek 1 db - kistraktor + munkagépek 3 db - parcella vetőgép 3 db - parcella kombájn 3 db - labor berendezések - kisbusz, terepjárók 5 db - kísérleti terület (50-60 ha) A kísérlethez szükséges fontosabb anyagok: - műtrágya - növényvédőszer, laborvegyszerek - izolátor, zacskó Közlekedés: - saját gépkocsi használat

45 Nemesítési programok átlagos finanszírozása Külföldön USD ~ Ft 2. Parcella igény: a, pc belső tenyészkert pc téli tenyészkert b, pc hibridkísérlet 3. Porzás: db/év 4. Top cross db (izolált területen) Magyarországon Ft a, 2000 pc belső tenyészkert 600 pc téli tenyészkert b, 7000 pc hibridkísérlet db/év db

46 Hibridelőállítás költsége fajtabejelentés / év -3 fajtaelismerés / év -4-5 évente 1 népszerű fajta 2. 1 fajtaelismerés teljes költsége: Ft : 3 fajta= Ft 1 népszerű fajta elismerése Ft * 4 év= Ft

47 Államilag minősített hibridkukoricák száma Magyarországon 1997 Napraforgó: magyar: 17 db (36%) külföldi: 30 db Kukorica szemes : 147 db siló : 56 db összesen: 203 db

48 Hibridkukorica vetőmag szaporítása 1. Szülővonalak felszaporítása izolált területen 2. Hibrid-vetőmag előállítás a, 2♀ 1♂ b, 4♀ 2♂ c, 6♀ 2♂ d, 0♂ 3. Betakarítás 4. Vetőmag üzemi feldolgozása 5. Vetőmag kikészítés a, csávázás b, inclustrálás 6. Csomagolás 7. Logisztika

49 A kukorica vetőmagfeldolgozásának szerkezete tárolásutófosztásválogatás az asztalon/szállító szalagon szárító morzsolásStandard alatti mag tárolás tisztító (Clipper) -aspirátor -fölözés-aljazás -osztályozás EL ES S LR3 LF3 MR3 MF3 Kereklyukú rosta L M S Résrosta L LF MR MF Szemhossz szerinti osztályozás LR1 LR2 LF1 LF2 MR1 MR2 MF1 MF2 Fajsúly szerinti osztályozás vagy aspirátor csávázás csomagolás


Letölteni ppt "Idegen termékenyülő növények nemesítése 1. Botanikai sajátságok: - A növényfaj vegetációs ciklusa (egyéves, kétéves évelő, lágyszárú, fás-szárú) - A virágok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések