WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

зменшенні швидкості накопичення біомаси й утворенні господарсько-цінного врожаю.
Успішному вирішенню проблеми підвищення продуктивності та стійкості рослин до несприятливих абіотичних і біотичних чинників мають сприяти роботи зі створення генетично модифікованих (ГМ) рослин. Проводяться дослідження з генетичної трансформації хлоропластів [38], де основними мішенями є РБФК/О і білки реакційних центрів, а також з інтенсифікації метаболізму цукрів і крохмалю, де ключову роль відіграє фермент сахарозофосфатсинтаза [46]. З метою уповільнення старіння в клітини рослин вводять гени фарнезилтрансферази та ізопентенілтрансферази [44], для підвищення їх стійкості до водного стресу - гени триазолфосфатсинтази і триазолфосфатфосфатази, відповідальні за синтез манітолу й триазолу [13], ген фарнезилтрансферази, який бере участь у синтезі АБК в замикаючих клітинах продихів, а також гени, відповідальні за солестійкість [34]. Є дані стосовно результатів посилення експресії генів С4 фотосинтезу кукурудзи [28], запатентовані методи гальмування дозрівання або старіння рослин [18].
Разом з тим аналіз результатів генно-інженерних робіт показує, що наслідки маніпуляцій з одним і навіть кількома генами, які контролюють окремі ланки фотосинтетичного метаболізму, як правило малопомітні на рівні врожаю та його якості, а іноді позитивний ефект взагалі відсутній. Часто поліпшення продуктивності є наслідком взаємодії генів, прямо не пов'язаних з урожаєм. Тому з огляду на недостатність знань щодо генетичної основи фотосинтетичної продуктивності емпіричний добір наразі залишається найпотужнішим інструментом пошуку оптимальних генетичних взаємодій, що виникають зі схрещування ліній з переважними фотосинтетичними й іншими сприятливими для врожаю характеристиками. При цьому стає очевидною необхідність впровадження фізіологічних стратегій підвищення потенціалу продуктивності. Такі підходи грунтуються на використанні знань фізіології фотосинтезу і про-дукційного процесу та їх лімітуючих ланок, застосуванні ефективних фізіологічних тестових параметрів. Добір батьківських форм із поліпшеними фізіологічними й анатомічними ознаками та їх схрещування дадуть змогу отримувати високопродуктивний елітний матеріал, який буде результатом взаємодії багатьох різних рис генотипу, що забезпечуватиме прояв найкращих властивостей.
1.3.Глобальні зміни клімату, та їх вплив на період вегетації рослин.
Зрозуміло, що глобальні зміни клімату вносять додаткові труднощі у вирішення цих фізіолого-генетичних завдань, особливо в конкретних регіональних умовах.
На сьогодні Україна має досить потужний потенціал для підвищення продуктивності аграрного сектору за рахунок поліпшення технологій та інтенсифікації землеробства. Земельний фонд України становить 60,4 мли га, з яких 55 % (33,3 млн га) займає рілля. Близько 60 % (~ 20 млн га) площ орних земель становлять чорноземи, а це - 4,5 % високопродуктивних земель у світі.
Загалом для України на фоні глобального підвищення температури не прогнозується значне зменшення річної суми опадів, проте можливе посилення контрастності між окремими зонами та порами року за кліма-тичними умовами. Наприклад, морозні зими супроводжуватимуться літньою спекою, північно-західні регіони влітку потерпатимуть від дощів, а південно-східні - від посухи. Можливі також різкі коливання погодних умов в одному регіоні протягом вегетаційного періоду, що збільшує ризики землеробства і непередбачуваність кінцевого врожаю. Очікуване посилення контрастності погодних умов ставить перед фізіологами і генетиками нелегкі завдання зі створення екологічно пластичних сортів основних продовольчих культур, насамперед зернових, які б поєднували стійкість до різких коливань температури, вологості, освітлення з високою продуктивністю.
Одним із напрямів селекції з метою підвищення надійності отримання запланованого врожаю за рахунок уникнення дії несприятливих чинників у критичні для розвитку рослин фази онтогенезу (наприклад, літньої посухи у фазу цвітіння) є селекція на скороспілість. Хоча зворотним боком підвищення скороспілості може бути зниження продуктивності внаслідок скорочення періоду фотосинтетичного перетворення світлової енергії на біомасу протягом вегетації рослин, існують припущення щодо можливості підвищення продуктивності скороспілих сортів за рахунок регуляції тривалості окремих фаз їхнього онтогенезу. Багато авторів дотримується думки, що окремі фази розвитку й компоненти врожаю, а також тривалість фаз і загальний урожай взаємозв'язані [17]. Тому важливо вміти маніпулювати тривалістю цих фаз, щоб опосередковано керувати компонентами врожаю. Певного періоду вегетації можна досягти поєднанням фаз різної тривалості [41]. Звідси припускають, що керування розвитком рослин без значних змін вегетаційного періоду може забезпечити підвищення потенціалу врожайності.
Перспективним вважають збільшення тривалості фази наливання зерна без зміни загальної тривалості вегетаційного періоду за рахунок вегетативної фази або ранньої репродуктивної. Це сприятиме кращій виповненості зерна й, можливо, збільшенню кількості продуктивних пагонів, що підвищить збір зерна з одиниці площі посіву. Є підстави вважати, що контроль скороспілості у конкретну фазу не залежить від контролю інших фаз, тому відносний час цвітіння можна перерозподілити між вегетативною і' ранньою та пізньою репродуктивними фазами [43]. Оскільки температура очевидно є єдиним чинником довкілля, що істотно впливає на тривалість періоду розвитку рослин після цвітіння, останньою можна керувати лише генетичним поліпшенням скороспілості [42].
Генетичне поліпшення стійкості майбутніх сортів до дії несприятливих чинників, зумовлених змінами клімату, неможливе без широкого застосування фізіологічних підходів. Особливо актуальними стали проблеми підвищення стійкості сучасних районованих в Україні сортів озимої пшениці допосухи, водного та високо- і низькотемпературних стресів. Стійкість рослин до низько- та високотемпературних стресів є генетично детермінованою ознакою, що великою мірою залежить від умов загартування. Фізіологічні реакції та їх особливості треба досліджувати саме у фазу загартування, а не в період, коли дія стресового чинника спричинює сильне ушкодження рослин.
Глобальне потепління вкрай негативно вплинуло на температурні умови вегетації озимої пшениці в Україні. В останні роки спостерігається чітка тенденція до зменшення суми опадів влітку (особливо на півдні) та збільшення кількості днів з температурою повітря понад 30°С. Отже, отримання стабільних високих урожаїв озимої пшениці дедалі більше залежатиме від впровадження у сільськогосподарське виробництво сортів, які б оптимально поєднували велику потенційну продуктивність зі стійкістю до високих температур і порушення водопостачання, оскільки останнє істотно впливає на реальну зернову продуктивність (табл. 1). Значний розрив між потенційною продуктивністю і реальним врожаєм зерна у сільськогосподарському виробництві зумовлює необхідність інтенсифікації подальшого розвитку теорії і практики селекції на адаптивність, що передбачає тісну інтеграцію з фізіологічними, біохімічними та генетичними дослідженнями [7].
Загалом генетичне поліпшення врожайності за посушливих умов - надзвичайно складне завдання. Навіть найбільш випробувані методи (наприклад, емпірична селекція на кінцевий урожай) можуть бути
Loading...

 
 

Цікаве