1-Бөлім. Селекцияның ғылыми және генетикалық негіздері

1.5. Селекциядағы негізгі белгілер және олардың қалыптасуы

Селекциядағы негізгі белгілер – өсімдіктердің морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық және шаруашылық тұрғыдан құнды қасиеттерін сипаттайтын, генетикалық тұрғыдан анықталатын және іріктеу процесінде мақсатты түрде өзгертілетін фенотиптік көрсеткіштер жиынтығы болып табылады. Бұл белгілер селекцияның бағыттарын айқындайды және жаңа сорттардың сапасын анықтайтын негізгі критерийлер ретінде қарастырылады.

Белгілердің қалыптасуы – күрделі көпдеңгейлі процесс, ол генетикалық факторлардың, гендердің өзара әрекеттесуінің және қоршаған орта жағдайларының ықпалымен жүзеге асады. Сондықтан селекцияда белгілерді тек сипаттау ғана емес, олардың генетикалық табиғатын, тұқым қуалау заңдылықтарын және фенотиптік көріну механизмдерін терең зерттеу қажет.

Маңызды

Селекциядағы белгілер:

генотиппен анықталады
фенотипте көрінеді
орта әсеріне тәуелді
тұқым қуалау арқылы беріледі

Селекциядағы белгілердің жіктелуі

Селекцияда қолданылатын белгілер бірнеше функционалдық топтарға бөлінеді:

Белгі тобы	Сипаттамасы	Селекциядағы маңызы
Морфологиялық	Сыртқы құрылым	Идентификация
Физиологиялық	Өмірлік процестер	Бейімделу
Биохимиялық	Құрам	Сапа
Шаруашылық	Өнім көрсеткіші	Тиімділік

Морфологиялық белгілер

Морфологиялық белгілер өсімдіктің сыртқы құрылымдық ерекшеліктерін сипаттайды және селекцияда бастапқы диагностикалық көрсеткіштер ретінде кеңінен қолданылады. Бұл белгілерге жапырақ пішіні, жеміс өлшемі, түсі, қабық құрылымы, өркендердің формасы және гүл құрылысы жатады.

Бұл белгілер көбінесе сапалық сипатқа ие, яғни олар нақты категорияларға бөлінеді және көбіне бір немесе бірнеше геннің бақылауында болады. Сондықтан морфологиялық белгілер салыстырмалы түрде тұрақты және ұрпақтан ұрпаққа өзгеріссіз берілуге бейім. Морфологиялық белгілердің селекциядағы маңызы олардың визуалды анықталу жеңілдігімен және сорттарды идентификациялаудағы рөлімен түсіндіріледі. Олар селекциялық материалды бастапқы бағалау кезеңінде тиімді қолданылады.

Талдау

Морфологиялық белгілердің тұрақтылығы селекционерге генетикалық біркелкілікті анықтауға мүмкіндік береді. Алайда олар көбіне өнім сапасын толық сипаттай алмайды, сондықтан басқа белгілермен бірге қарастырылуы қажет.

Физиологиялық белгілер

Физиологиялық белгілер өсімдіктің тіршілік әрекетінің ішкі процестерін сипаттайды және оның қоршаған ортаға бейімделу қабілетін анықтайды. Бұл белгілерге өсу қарқыны, фотосинтез қарқындылығы, транспирация деңгейі, су режимі, гүлдену және пісу мерзімі жатады.

Бұл белгілердің ерекшелігі – олардың динамикалық сипаты, яғни олар уақыт пен орта жағдайларына байланысты өзгеріп отырады. Сондықтан физиологиялық белгілер генотип пен орта арасындағы өзара әрекеттесудің нәтижесі ретінде қарастырылады. Физиологиялық көрсеткіштер селекцияда өсімдіктің экологиялық бейімделгіштігін бағалау үшін маңызды. Әсіресе климаттық стресс (құрғақшылық, температура өзгерісі) жағдайында бұл белгілер шешуші рөл атқарады.

Талдау

Физиологиялық белгілер селекцияда сорттың белгілі бір аймаққа бейімделу мүмкіндігін анықтайды. Бұл белгілердің тұрақтылығы жоғары сорттар өндірістік тұрғыдан тиімді болып табылады.

Биохимиялық белгілер

Биохимиялық белгілер өсімдіктің ішкі химиялық құрамын сипаттайды және өнім сапасының негізгі көрсеткіштері болып табылады. Бұл белгілерге қант мөлшері, қышқылдық деңгейі, витаминдер, ароматты қосылыстар және басқа да метаболиттер жатады.

Бұл белгілердің басым бөлігі полигенді сипатқа ие, яғни олардың қалыптасуына бірнеше ген бір уақытта әсер етеді. Сонымен қатар, биохимиялық көрсеткіштер қоршаған орта факторларына (температура, жарық, топырақ құрамы) жоғары сезімтал келеді. Биохимиялық белгілер селекцияда өнімнің дәмдік және тағамдық құндылығын анықтауда маңызды рөл атқарады. Олар нарықтық талаптарға сәйкес сорттарды таңдауда шешуші фактор болып табылады.

Талдау

Биохимиялық белгілердің күрделілігі селекция процесін қиындатқанымен, олардың оңтайлы комбинациясы жоғары сапалы сорттарды алуға мүмкіндік береді.

Шаруашылық белгілер

Шаруашылық белгілер өсімдіктің ауылшаруашылық өндірісіндегі тиімділігін сипаттайтын интегралды көрсеткіштер болып табылады. Бұл белгілерге өнімділік, сақтау қабілеті, тасымалдауға төзімділік, аурулар мен зиянкестерге төзімділік жатады.

Бұл белгілер көбінесе бірнеше морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық қасиеттердің жиынтық нәтижесі болып табылады. Сондықтан олар селекцияның соңғы нәтижесін бағалауда негізгі критерийлер ретінде қолданылады. Шаруашылық белгілердің ерекшелігі – олардың экономикалық маңыздылығы. Бұл белгілердің жоғары деңгейі ауылшаруашылық өндірісінің тиімділігін арттырады.

Талдау

Селекцияда шаруашылық белгілер ең маңызды болып табылады, себебі олар сорттың нақты өндірістік құндылығын анықтайды. Сондықтан селекциялық жұмыстар көбіне осы белгілерді жақсартуға бағытталады.

Белгілердің қалыптасу механизмдері

Өсімдіктер селекциясында белгілердің қалыптасу механизмдерін түсіну – ғылыми негізделген іріктеудің және жаңа сорттарды тиімді шығарудың басты шарты болып табылады. Белгілердің қалыптасуы генетикалық ақпараттың берілуі, гендердің өзара әрекеттесуі, олардың экспрессиясы және қоршаған орта факторларының ықпалы нәтижесінде жүзеге асатын көпдеңгейлі биологиялық процесс ретінде қарастырылады.

Белгі – генотип пен орта әсерінің нәтижесінде қалыптасатын фенотиптік көрініс. Сондықтан кез келген селекциялық белгі тек генетикалық кодтың тікелей көрінісі емес, ол – генетикалық және экологиялық факторлардың интеграцияланған нәтижесі.

Қазіргі генетикада белгілердің қалыптасуы геномдық деңгейден фенотиптік деңгейге дейінгі иерархиялық жүйе ретінде түсіндіріледі. Бұл жүйеде гендер, гендік желілер, реттеуші механизмдер және сыртқы орта факторлары өзара әрекеттесе отырып, нақты фенотиптік белгілерді қалыптастырады.

1. Моногенді тұқым қуалау

Белгілі бір белгінің бір ғана геннің бақылауында болуы. Мұндай белгілер көбінесе сапалық сипатқа ие және нақты категорияларға бөлінеді (мысалы: қызыл/жасыл түс, тегіс/бұдырлы қабық). Бұл жағдайда геннің екі немесе бірнеше аллельдері болуы мүмкін және олардың арасындағы өзара қатынас доминанттылық немесе рецессивтілік заңдылықтарына бағынады. Моногенді белгілер классикалық Мендель заңдарына сәйкес тұқым қуалайды.

тұқым қуалау заңдылықтары қарапайым
фенотиптік көрініс айқын
генотип–фенотип байланысы тікелей

Алмұртта моногенді белгілер сирек кездеседі, бірақ кейбір морфологиялық сипаттамалар (мысалы, жеміс түсінің белгілі бір компоненттері немесе қабықтың текстурасы) осындай типке жатуы мүмкін.

Талдау: Моногенді белгілер селекцияда диагностикалық маңызы жоғары, себебі оларды бақылау және іріктеу салыстырмалы түрде жеңіл. Алайда олар шаруашылық тұрғыдан маңызды күрделі белгілерді толық сипаттай алмайды.

2. Полигенді бақылау

Бір белгінің бірнеше гендердің бірлескен әсерімен қалыптасуы. Бұл селекциядағы ең маңызды механизмдердің бірі, себебі көптеген шаруашылық құнды белгілер осы типке жатады.

сандық өзгергіштік (continuous variation)
гендердің аддитивті әсері
қоршаған ортаға жоғары тәуелділік

Полигенді белгілерде әрбір ген белгілі бір дәрежеде үлес қосады, ал олардың қосынды әсері фенотиптік көріністі анықтайды. Мұндай белгілерге өнімділік, жеміс массасы, қант мөлшері, төзімділік жатады.

дәм сапасы
қант + қышқыл + аромат

өнімділік
гүл саны + жеміс байлануы + қоректік заттар

төзімділік
көптеген физиологиялық механизмдер

Талдау: Полигенді белгілер селекцияда ең күрделі, бірақ ең маңызды болып табылады. Оларды жақсарту үшін ұзақ мерзімді іріктеу және статистикалық талдау қажет. Бұл белгілердің өзгергіштігі селекцияның негізгі ресурсы болып табылады.

3. Эпистаз

Бір геннің басқа гендердің әсерін басуы немесе өзгертуі. Бұл құбылыс гендердің күрделі өзара әрекеттесуін көрсетеді және фенотиптің қалыптасуына айтарлықтай әсер етеді. Негізгі түрлері: доминантты эпистаз, рецессивті эпистаз, комплементарлық әсер.

Эпистаз нәтижесінде кейбір белгілер күтілгеннен өзгеше көрінуі мүмкін, себебі бір ген басқа геннің әсерін толық немесе ішінара басып тастайды. Алмұртта эпистаз дәмнің қалыптасуына, төзімділік механизмдеріне және пісу мерзіміне әсер етеді.

Сурет 6. Эпистаз

Талдау: Эпистаз селекцияда маңызды, себебі гендердің өзара әрекеттесуін ескермей жүргізілген іріктеу дұрыс нәтиже бермеуі мүмкін. Сондықтан қазіргі селекцияда гендік желілерді зерттеу маңызды орын алады.

4. Ген–орта өзара әрекеттесуі

Генотиптің фенотиптік көрінісінің қоршаған орта жағдайларына тәуелді өзгеруі. Бұл селекциядағы ең маңызды және күрделі факторлардың бірі. Бір генотип әртүрлі ортада әртүрлі фенотип көрсетуі мүмкін. Бұл құбылыс әсіресе полигенді белгілерде айқын байқалады.

Негізгі факторлар: температура, ылғалдылық, топырақ құрамы, жарық режимі.

Алмұрт мысалында: бір сорт жылы аймақта тәтті, ал салқын аймақта қышқылдау болуы мүмкін.

Талдау: Бұл құбылыс селекцияда сорттарды әртүрлі аймақтарда сынаудың қажеттілігін түсіндіреді. Генотиптің тұрақтылығы тек лабораторияда емес, нақты ортада тексерілуі тиіс.

Қорытынды

Белгілердің қалыптасуы – генетикалық және экологиялық факторлардың өзара әрекеттесуінің нәтижесі. Моногенді белгілер қарапайым және тұрақты болса, полигенді белгілер күрделі және өзгергіш келеді. Эпистаз гендердің өзара байланысын күрделендірсе, ген–орта әрекеттесуі фенотиптің тұрақтылығын анықтайды.

Сондықтан селекцияда: тек фенотипті емес, генотипті зерттеу, ұзақ мерзімді бақылау және әртүрлі ортада сынақ қажет.

Белгілердің генетикалық қалыптасу механизмдерін терең түсіну селекцияның ғылыми негізін құрайды. Бұл механизмдерді дұрыс қолдану арқылы жоғары өнімді, сапалы және тұрақты сорттарды қалыптастыруға болады.

Теориялық бөлімді оқып болсаңыз, білімді бекіту тапсырмаларына өтіңіз:

Білімді бекіту тапсырмалары (1.5)