ЗАМЕТКИ СЕЛЕКЦИОНЕРА – Telegram
ЗАМЕТКИ СЕЛЕКЦИОНЕРА
491 subscribers
11 photos
1 video
19 links
ЗАМЕТКИ СЕЛЕКЦИОНЕРА — мой канал для мыслей про селекцию, семеноводство и развитие сельского хозяйства
Download Telegram
Слева - теосинте, Справа - кукуруза
👍6🔥1🤓1
Из-за риска блокировки Telegram я открыл дублирующее сообщество во «ВКонтакте» для анонсов и новостей канала.
https://vk.com/im/channels/-235916638?cmid=1
3👍1🔥1
Во избежание потери контента создал дублирующий канал на ДЗЕН https://dzen.ru/id/698094e0f9bb5a4fa5066c40?share_to=link
В нашем чате возникла дискуссия касательно преимуществ и недостатков использования ЦМС (цитоплазматической мужской стерильности) в семеноводстве кукурузы. Что ж, давайте разберемся.
Часть 1
Возможно, не все читатели знают, что такое ЦМС, поэтому позвольте дать краткую историческую справку.
ЦМС — это явление полной стерильности пыльцы у растений, которое передается по материнской линии (через цитоплазму) и широко используется в семеноводстве для производства гибридных семян без ручной кастрации. Впервые это явление обнаружил немецкий биолог, генетик Карл Корренс (1864–1933) у огородного растения — чабера садового (Satureja hortensis). Непосредственно у кукурузы это явление было открыто независимо друг от друга американским исследователем Родсом (Rhodes M.M. Cytoplasmic inheritance of male sterility in Zea mays. Science, 1931, 73: 340–341) и советским ученым М.И. Хаджиновым (Ковалев Н.В. Практические достижения Всесоюзного института растениеводства за 1931 г. // Социалистическое растениеводство, 1932, серия А, № 4) в 1931 году.
Это было своевременное открытие, так как к тому времени уже было обнаружено явление гетерозиса у кукурузы и активно велись работы по созданию и внедрению гибридов кукурузы в производство. В США шел активный переход на использование гетерозисных гибридов, в то время как в СССР государство фактически разгромило советскую генетику. В результате Хаджинов оставил работу в ВИРе и перешел на Краснодарскую государственную селекционную станцию, а Н.И. Вавилов, под чьим руководством он сделал свое открытие, оказался в Саратовской тюрьме.
В результате с 30-х годов в США началась активная замена сортов гибридами, тогда как в Советском Союзе этот переход начался только к 50-м годам.
Продолжение следует...
👍62🔥2🫡1
Часть 2

В общем, понятно, что ЦМС — это явление полной стерильности пыльцы у растений, которое передается по материнской линии (через цитоплазму) и широко используется в семеноводстве для производства гибридных семян без ручной кастрации.

Теперь давайте разберемся в сути процесса. ЦМС обусловлена нарушениями в митохондриальном геноме, так как митохондрии передаются только по материнской линии. В этом месте у многих возникает законный вопрос: «Как они тогда размножаются?»

Материнская форма со стерильной цитоплазмой (Цит S) опыляется линией, имеющей такой же генотип, но нормальную цитоплазму (Цит N). Полученные гибриды стерильны, а фертильная линия на нормальной цитоплазме называется закрепителем стерильности. Здесь нужно уточнить один момент: линия-закрепитель стерильности не должна нести генов-восстановителей фертильности (Rf).

Гены-восстановители находятся в ядре, и от их взаимодействия с генами, находящимися в митохондриях, зависит, будет ли у растения пыльца. Так вот, у линии-закрепителя гены-восстановители находятся в рецессивной форме (rf).

Теперь разберемся, откуда берется стерильная форма (стерильный аналог) линии-закрепителя.

Для создания стерильных аналогов используют насыщающие скрещивания (беккроссы).

Формула:

Р — рекуррентный родитель,

Д — донор.

text

P: АР × БД
F1: АБ (или РД) — ядерный материал 50/50
BC1: РД × Р → Р²Д (ядерный материал 75/25)
BC2: Р²Д × Р → Р³Д (ядерный материал 87,5/12,5)
BC3: Р³Д × Р → Р⁴Д (ядерный материал 93,75/6,25)

После 7-го беккросса от донора остается ~0,2 % ядерного материала.

Продолжение следует…
👍5🔥21🫡1
Часть 3
Итак, чтобы получить урожай при производстве семян F₁, мы должны скрестить материнское растение с цит S rfrf с отцовским — цит N RfRf или цит S RfRf (они в любом случае будут давать пыльцу и фертильное потомство). А что делать, если линия может быть хорошим отцом, но не восстанавливает фертильность? Для этого нужно с помощью насыщающих скрещиваний перенести гены Rf в нужную нам линию.
Берём из своей коллекции линию-восстановитель на стерильной цитоплазме в качестве матери, а свою новую линию — в качестве отца и, отбирая для скрещиваний материнские растения только с «пылящей» метёлкой, делаем 7–8 беккроссов. Аналог-восстановитель готов. Конечно, это только общая схема, за которой много «подводных камней» и способов их обхода, но для понимания процесса, думаю, достаточно.
У ЦМС кукурузы есть несколько типов. Основные — техасский (Т‑тип), молдавский (М‑тип) и парагвайский (С‑тип). Каждый из них имеет свои гены-восстановители, причём не по одному, но на генетике этих признаков мы останавливаться не будем.
Первыми были найдены техасский и молдавский типы стерильности, наиболее удобным оказался Т‑тип. Он и получил распространение в США. Всё было хорошо до тех пор, пока в 70‑х годах не произошла эпифитотия южного гельминтоспориоза расы Т. В результате посевы погибли практически полностью. Переходить на другие типы ЦМС американские семеноводы не стали — фермеры у них богатые, а мощная промышленность позволила быстро нарастить выпуск кастрационных машин.
В нашем отечестве эта напасть приключилась в 90‑х годах, и Т‑тип стерильности был оперативно заменён М‑ и С‑типами.
Продолжение следует…
👍4
Часть 4

В общем, семеноводство на основе ЦМС определённо имеет свои плюсы.

Здесь я просто приведу цитату из комментария в чате:

«По поводу ЦМС — мне, как семеноводу, удобнее работать с ЦМС. Без использования ЦМС невозможно получить дешёвые семена гибридов. Это „стартовый комплект“ для семеноводства кукурузы, для тех, кто ещё не обзавёлся своей техникой.
На заказчика, даже если у него есть техника, рассчитывать не приходится. Початкоуборочный комбайн может предоставить заказчик, и даже если он приедет на пять-десять дней позже — с полем кукурузы ничего критичного не случится.
Кастрационную машину надо иметь свою, причём она должна стоять „рядом“ с полем. Есть линии, у которых метёлка начинает цвести практически одновременно с выходом из пазухи листа — два дня задержки в кастрации — и поле можно браковать. А если у заказчика в этот момент машина занята на другом поле? Не факт, что быстро получится собрать бригаду».

Также по поводу трудностей, с которыми приходится сталкиваться, можно почитать здесь:
https://news.1rj.ru/str/Marinasemenovod/166
или здесь:
https://vk.com/wall-110145042_318

Продолжение следует…
👍4
Часть 5

Но критики ЦМС, а такие, поверьте, есть (я думаю, это те, кто не умеет её использовать), тоже приводят свои доводы.

Первый и главный — это то, что перевод на ЦМС занимает время и не позволяет быстро передать гибрид в производство. Довод серьёзный, но только в том случае, если вы берёте готовый испытанный гибрид на стороне или не умеете работать с ЦМС (особенно тяжело, если у вас «комбо»). Прежде чем гибрид будет подан на регистрацию и развёрнуто его семеноводство, его несколько лет испытывают. Даже крупные международные компании, имеющие обширную сеть пунктов испытаний, проводят целую серию испытаний, прежде чем принять гибрид к производству. При этом уже после первых лет испытания круг «кандидатов» сужается до размеров, которые позволяют без неподъёмных затрат начать работы по переводу гибрида на стерильную основу. А если компания обладает достаточными ресурсами и имеет зимний питомник, то срок перевода на ЦМС сокращается вдвое. Использование фитотрона и «спидбридинг» позволяют сделать это за 1–2 года. С помощью специальных «гаплоиндукторов» также можно создать стерильный аналог за 2 года, а с зимним питомником — за год.

Представим ситуацию: линия-закрепитель у нас есть, а стерильного аналога ещё нет. Как тогда её можно использовать, не прибегая к обрыву метёлок? В этом случае она может быть отцом в материнской форме тройного (или простого модифицированного — такие тоже бывают) гибрида. Здесь критик возразит, что такие гибриды заведомо проигрывают простым по урожайности, но те, кто сеял Краснодарский 291 АМВ или Ладожский 292 АМВ, с ними не согласятся. 15 лет назад они на равных конкурировали с топовыми гибридами американской селекции.

Также есть мнение, что отставание нашей селекции от американской вызвано тем, что они делают гибриды на фертильной основе, но оно не выдерживает критики. До того как американцы вынуждены были отказаться от ЦМС, мы тоже отставали от них, а сейчас у нас есть компании, производящие семена с обрыванием метёлок, но это не приближает их качество к гибридам, созданным компаниями «Пионер» и «Декалб». О причинах отставания отечественной селекции мы поговорим как-нибудь в другой раз.

Продолжение следует…
👍3👎2
Часть 6

А что, если стерильную форму мы сделали, а с восстановителем не успели? Как тогда быть?

Тогда вместо «семеноводства на стерильной основе с полным восстановлением» будет семеноводство на стерильной основе по схеме смешивания. При этом 70–75 % поля будет занято участком со стерильной материнской формой, а 25–30 % — участком, выращиваемым на фертильной основе с обрыванием метёлок. В дальнейшем на заводе эти семена смешают. 25–30 % цветущих метёлок обеспечат качественное опыление гибридов F₁.

Некоторые компании на стерильную основу переводят только самые ходовые гибриды, так как они имеют наибольший удельный вес в семеноводстве.

В целом я не призываю к тотальному переходу на ЦМС. Широкое разнообразие цитоплазмы предотвращает возникновение эпифитотий, а умелое комбинирование подходов обеспечивает достаточную гибкость использования генетических ресурсов и планирования семеноводства.

ЦМС — это не панацея, это хороший инструмент в умелых руках.

Конец.
👍4🙈1
А ещё обрыв метелок снижает урожайность материнской формы на 10-40% по сравнению со стерильной формой
👍3
Задача на логику.
По программе импрртозамещения нужно обеспечить рост производства семян новых отечественных сортов. Что для этого сделает МСХ?
А- облегчит бюрократическую нагрузку
Б- снизит налоговую нагрузку на семеноводов
В- оставит все как есть
Г- введет увеличит административную нагрузку и размножение семян до внесения в государственный реестр?

Правильный ответ:
"С одной стороны, я согласна, что везде должен быть порядок – и в семеноводстве тоже, – сказала Людмила Беспалова. – Но, понимаете, раньше мы передавали сорт в Государственное сортоиспытание – и он попадал под временную правовую защиту Государственной комиссии по сортоиспытаниям. Мы могли с вами заключать договоры на временное размножение в целях накопления семян. Вы смотрели на сорта, сами их изучали, накапливали семена..

На второй год после районирования сорт уже занимал 30-50, а то и 70 тысяч гектаров. А сегодня – всё, мы ничего не можем."

https://agrobook.ru/expert/novye-sorta-pshenicy-ne-kot-v-meshke-akademik-ran-lyudmila-bespalova-o-tom-chto-budem-seyat-v
👍61
Forwarded from Эдуард Хатефов
На мой взгляд (это мое личное мнение) мы теряем и селекционеров и нашу молодую смену ввиде будущих  селекционеров. Минсельхоз аргументирует введение платных испытаний тем, что "должны быть равные конкурентные условия" для всех заявителей (это слова О.Лут) . И это хотят в стране, где доллар стоит почти 100руб с МРОТ  12т.руб  и стоимости испытания кукурузы в одной точке ГСК около 100тыс руб. Сейчас все чиновники ГСК и МСХ замерли в ожидании, что скажут селекционеры и семеноводы на такие условия. Если промолчат, то стоимось будет 100% и гораздо дороже, чем сейчас,  если нет, то будут искать другие пути заработать на отечественной селекции. На мой взгляд, это похоже на заказ оттуда с  попыткой уничтожить мелкие хозяйства и частные селекцентры для того чтобы создать крупные селекционно-семеноводческие холдинги и оставшиеся  селекционеры будут там в роли "мелких винтиков", исполняющих заказ хозяев, а не нужды страны. Только так крупные агрохолдинги могут диктовать свои условия правительству. С холдингом держащим значительную долю рынка семян "договориться" или "купить" легче, чем с мелкими разрозненными хозяйствами. Заказчики подождут, пока это все станет единым и разом приберут к рукам и  вот тогда кабала российского сельского хозяйства обеспечена. Аналогично идет работа с молодой сменой селекционеров. Их просто нет. Мои аспиранты получают копейки  в виде стипендии, им не разрешено занимать на работе больше 0,5 ставки и по этой причине они вынуждены подрабатывать на стороне. О качественной подготовке нет и речи. Лишь бы с голоду и от холода не умерли в Питере. Материал и условия работы начинающих селекционеров хуже, чем было в СССР. Все сам, все через  немогу-нехочу-не дам-непущать. После защиты диссертации молодежь не хочет идти в сельское хозяйство из-за сложной и физически трудной селекционной  работы в поле. Тем более, что в конце которой нужно три года выкладывать по несколько млн.руб., чтоб провести испытание своих селекционных достижений в ГСК.  Еще нет гарантии, что эти испытания завершатся успешной регистрацией и допуском к использованию сорта или гибрида. Следовательно, никаких роялти у них может не быть никогда. Министерские чиновники (большей частью без с/х опыта работы и образования)  считают, что так можно возродить селекцию в России и избавиться навсегда от импорта. Видимо эта уверенность им внушается лоббистами стоящими выше, которые не пропустили в закон о  семеноводстве наши поправки об условии  обязательных  бесплатных испытаниях отечественных сортов и гибридов. Кроме того  ФГИС Семеноводство создано так, что лучше бы его не создавали. А деньги уже на эту программу освоены и обратной дороги нет. Нас селекционеров не спросили и спрашивать не собираются - как бы нам этого хотелось или было бы удобней для нашей работы. Еще лет 5-10 и селекция с такими "заботами о нем" скатится на уровень ожидания заказов от крупных компаний, держащих за горло сельское хозяйство в России.
👍131
В 2024 году Госсорткомиссия (ГСК) отметила 100-летний юбилей. Много можно прочесть о ее исключительной полезности. Но все чаще можно услышать мнения, что ГСК в настоящее время не только не приносит пользы, но и тормозит внедрение новых сортов, а с введением оплаты за испытания хозяйственной ценности для многих не крупных селекционеров просто закрывает доступ на рынок. Говорят, что испытания на многих госсортоучастках проводятся некорректно, в то же время реестр полон сортов, не удовлетворяющих потребности рынка.
Для того чтобы выяснить, имеют ли значение результаты испытаний сортов ГСК для СХТП, я прошу пройти опрос.
Итак, подведем итоги опроса. Большинство из 200 человек, принявших участие в опросе, в выборе сортов опираются на свой (53%) опыт или опыт коллег (48%) (скорее всего, совмещают эти подходы). Почти половина (39%) обращает внимание на демонстрационные посевы. Результатам ГСУ доверяют даже меньше, чем рекомендациям поставщиков: 7% против 9%. То есть уровень доверия к ГСК среди фермеров невысок.

Для кого же успешное прохождение регистрационных испытаний в Госсорткомиссии (ГСК) имеет значение? Например, для НИИ. Это удобная форма завершения работы: «Мы новый сорт зарегистрировали, значит, работа выполнена, а следовательно, деньги потрачены не зря». Такая же логика присутствует и во многих холдингах, ведущих селекцию. Подобное явление образно можно назвать иллюзией защищенности.

Целью должен быть не сорт, прошедший испытания в ГСК, а сорт, успешно конкурирующий на рынке. Очень часто новые гибриды, внесенные в Госреестр, не производятся. На это, разумеется, есть причины. Запуск производства нового гибрида, например, сложнее, чем производство старого с отлаженными процессами. Вывод на рынок тоже непростая задача, особенно если критерием успешности селекционной программы было внесение в реестр.

Целью работы селекционера должны быть сорта и гибриды, превосходящие конкурентов или хотя бы превосходящие то, что есть в «портфеле» компании.
👍4
Итак, какие выполняет Госсорткомиссия? Основных функций три:
1. Испытания на отличимость, однородность и стабильность (ООС). Это экспертиза, которая подтверждает, что сорт является уникальным (отличается от уже известных), все растения в популяции достаточно однородны и сохраняют свои признаки из поколения в поколение.
2. Испытания на хозяйственную полезность (ХП). Здесь сорт проверяют на практике: изучают его урожайность, устойчивость к болезням, засухе или холодам, качество полученной продукции и пригодность к механизированной уборке. Ежегодно проводится более 18 тысяч таких полевых опытов.
3. Сравнительные и контрольные испытания. Комиссия также проводит испытания сортов, которые уже включены в реестры, чтобы контролировать сохранение их заявленных качеств.
Как ГСК справляется с испытаниями на хозяйственную полезность, мы поняли из опроса. Теперь интересно узнать мнение аграрного сообщества об эффективности работы по остальным направлениям.
Ответьте на вопрос: как вы считаете, эффективна ли работа ГСК по защите интеллектуальной собственности и контролю сохранения заявленных качеств сортов/гибридов:
Final Results
2%
Эффективна, не к чему придраться.
6%
Нормально выполняется, но бывают редкие нарушения.
43%
Абсолютно не эффективна, нарушения сплошь и рядом.
49%
Посмотреть ответы
2
Генетическая паспортизация сортов растений необходима для защиты авторских прав селекционеров, контроля подлинности семенного материала, поддержания чистоты сорта и оценки генетического разнообразия коллекций . За последние десятилетия методологическая база паспортизации в мировой практике прошла путь от анализа запасных белков до исследования однонуклеотидного полиморфизма (SNP). Рассмотрим основные методы, их преимущества и недостатки, а также современное состояние технологической базы в России.
Поскольку я имею опыт работы в молекулярной биологии в пом числе разработки маркерных систем для изучения генетического разнообразия линий кукурузы, а технически это выполняется так же как и паспортизация, только цели и финальное оформление различаются, то чувствую за собой моральное право рассказывать о ДНК- паспортизации. Об этом и будет следующая серия постов.
👍3🔥2
Белковые маркеры: первые шаги и их ограничения

Белковые маркеры (прежде всего запасные белки семян, такие как глиадины у злаков) стали первыми биохимическими инструментами для сортовой идентификации. В 1983 году метод был утвержден Международной ассоциацией по семенному контролю (ISTA) в качестве арбитражного . Однако с развитием молекулярной биологии стали очевидны существенные недостатки этого подхода.

Основные недостатки белковых маркеров

1. Экологическая нестабильность. Белки являются конечными продуктами экспрессии генов и частью фенотипа растения, поэтому их состав подвержен влиянию внешней среды . Исследования показали значительную погодичную изменчивость компонентов спектра:

- У сортов пшеницы изменчивость составляла 15-35%, у ячменя — от 20 до 94% .
- В экстремальные по погоде годы (например, холодные) изменчивость возрастала на 12-50% .
- У сортов вишни в благоприятный год число компонентов увеличивалось на 76% по сравнению с неблагоприятным .

2. Зависимость от условий выращивания. На состав и количество запасных белков влияют стрессовые факторы: недостаток питательных веществ (серы, азота), отклонения температуры. Это означает, что один и тот же сорт, выращенный в разных условиях, может показать разный белковый профиль .

3. Низкая разрешающая способность. Белковые маркеры выявляют лишь небольшую часть существующего генетического разнообразия. Только около 30% нуклеотидных замен могут быть обнаружены с помощью белкового маркирования, так как не каждая замена в ДНК приводит к замене аминокислоты .

4. Мономорфизм у родственных генотипов. У многих близкородственных сортов спектры запасных белков могут быть идентичными, что делает невозможной их дифференциацию .

5. Ограничения по стадии анализа. Для анализа используются преимущественно запасные белки семян, поэтому паспортизацию нельзя провести на стадии проростка или вегетирующего растения .

6. Формирование по материнскому типу. Спектры запасных белков формируются по материнскому типу, что затрудняет идентификацию гибридных форм .

В связи с этими недостатками белковые маркеры сегодня считаются устаревшим методом с низкой информативностью, и в современной практике они постепенно уступают место ДНК-технологиям. .
3