Устойчивость растений к насекомым.

Еще в 30е годы ХХ века было обнаружено, что бактерии Bacillus thurengiensis синтези­руют специфический белок — так называемый Bt-протеин (Bt-токсин, дельта-эндотоксин) высокотоксичный для насекомых. Попадая в кишечник насекомого, этот белок расщеп­ляется, образуя активную форму токсина. В результате насекомое погибает. Необходимо отметить, что Bt-протеин, выделенный из одного определенного штамма бактерии, способен убивать только определенный тип насекомых, например, жуков, и не действует на пчел, бабочек и др. Поэтому препараты, широко используемые в сельском и лесном хозяйстве для борьбы с различными насекомыми-вредителями в соответствии со спектром действия носят названия колептерин, лепидоцид, дендролин и др. Еще одним важным достоинством этих препаратов является их полная безопасность для здоровья как теплокровных и человека (пищеварительная система у них устроена иначе, чем у насекомых), так и для окружающей среды (высокая специфичность действия, быстро разрушаются под действием ультрафиолета, не способны накапливаться в растениях и почве, легко смываются с листьев). Однако, Bt-препараты способны защищать растения только очень короткое время и поэтому слабоэффективны.

Эта проблема была решена с помощью получения трансгенных растений, устойчивых к насекомым-вредителям.

Ген, кодирующий синтез Bt-протеина, был выделен из генома В. thurengiensis и в ряде случаев существенно модифицирован. Затем соединен с необходимыми регуляторными элементами и с помощью векторов встроен в различные виды сельскохозяйственных растений. Чаще всего используют выделенные из разных штаммов В. thurengiensis Bt-гены cryIA(b) для кукурузы, cryIIIA для картофеля, cryIA(с) для хлопчатника. При создании устойчивых к насекомым-вредителям сельскохозяйственных сортов генетики использовали не вирусные, а растительные промоторы. Так, в Bt-кукурузе использован промотор гена фосфоенолпируваткарбоксилазы самой же кукурузы, который обеспечивает экспрессию Bt-генов исключительно в зеленых тканях растений (листьях, стеблях). Именно благодаря этому Bt-протеина нет в зрелом зерне и силосе. Для создания Bt-картофеля использован промотор фермента рибулозо-1-5-бифосфаткарбоксилазы из растения арабидопсиса. Bt-ген, регулируемый этим фоточувствительным промотором, работает на свету в тысячу раз сильнее, чем в темноте, поэтому в клубнях Bt-протеина образуется в 100 раз меньше, чем в листьях. Эти данные свидетельствуют, что созданные трансгенные сорта картофеля и кукурузы не содержат в своем урожае продуктов привнесенного бактериального гена и соответственно, безопасны для человека и животных.

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 627 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: http://helpiks.org/8-22135.html

Устойчивость к насекомым

Для борьбы с насекомыми-вредителями в растениеводстве используются химические средства — инсектициды. Однако они оказывают вредное воздействие на полезных насекомых, загрязняют окружающую среду; кроме того, насекомые довольно скоро приспосабливаются к ним. Известно свыше 400 видов насекомых, устойчивых к используемым инсектицидам. Поэтому все большее внимание привлекают биологические средства борьбы, обеспечивающие строгую избирательность действия и отсутствие адаптации насеко- мых-вредителей к применяемому инсектициду.

Давно известна бактерия Bacillus thuringiensis, продуцирующая белок, высокотоксичный для многих видов насекомых и в то же время безопасный для млекопитающих. Этот прототоксин (Cry-белок, гены которого локализованы на плазмидах) в кишечнике насекомых протеолитически расщепляется и превращается в токсин (5-токсин, или дельта-токсин), убивая их. Активированный токсин специфично связывается с рецепторами в средней кишке насекомых, что приводит к лизису клеток кишечного эпителия. Взаимодействие токсина с рецепторами строго специфично, что усложняет подбор комбинации «токсин — насекомое».

В природе найдено большое количество штаммов В. thuringiensis, чьи эндотоксины действуют только на определенные виды насекомых. Препараты В. thuringiensis в течение десятилетий использовали для контроля численности насекомых на полях. Безопасность токсина и его составных белков для человека и других млекопитающих полностью доказана.

Встраиванием гена эндотоксина в геном растений (табак, картофель, томаты, хлопчатник, кукуруза, рис, рапс, тополь и др.) были получены трансгенные растения (Bt-растения — от В. thuringiensis), не поедаемые насекомыми (например, картофель, устойчивый к колорадскому жуку), что позволило отказаться от применения инсектицидов (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Получение трансгенных растений хлопка с геном bt, несущим устойчивость к насекомым (по Л.А. Лутовой, 2000)

В Северной Америке картофель со встроенным геном cry IIIA (с токсичными для колорадского жука свойствами) получил широкое распространение. В настоящее время полевые испытания трансгенного картофеля проводятся в России.

Получены трансгенные растения табака, способные синтезировать токсин. Такие растения устойчивы к поеданию гусеницами Manduca sexta: последние погибали в течение трех суток контакта с токсинпродуцирующими растениями. Токси- нообразование и обусловленная им устойчивость к насекомым передавались по наследству как доминантный признак.

Трансформация генами эндотоксина, выделенными из генома В. thuringiensis, растений томата вызывает у них защитный эффект, сопоставимый с использованием инсектицидных препаратов.

В настоящее время Bt-растения хлопка и кукурузы занимают основную долю в общем объеме производства генетически модифицированных растений этих культур в США.

Источник: http://m.studme.data/categ1_org/271495/tehnika/ustoychivost_nasekomym

Трансгенный рис станет устойчив к вредителям без ущерба урожайности

Китайские ученые предложили механизм, позволяющий эпигенетически регулировать баланс между устойчивостью к заболеванию и урожайностью в трансгенном рисе.

Генетические модификации сельскохозяйственных культур чаще всего используются для придания им устойчивости к насекомым-вредителям или гербицидам, уничтожающим сорняки. Однако внесение большого количества копий генов устойчивости в геном растений часто снижает их урожайность. Снижение же количества копий, в свою очередь, уменьшает устойчивость. Авторы новой статьи описали ранее неизвестный молекулярный механизм, обеспечивающий устойчивость одному из сортов трансгенного риса при сохранении высокой урожайности. В перспективе этот механизм можно будет использовать для создания других сортов трансгенных растений, имеющих устойчивость к заболевании при сохранении высокой урожайности.

В исследовании использовался трансгенный рис Gumei 4 (GM4), устойчивый к пирикуляриозу риса — одной из самых опасных болезней риса, которая вызывается грибами Pyricularia oryzae. В отличие от многих других трансгенных разновидностей риса, GM4 также сохраняет высокую урожайность. Устойчивость к заболеванию обеспечивается встроенным в геном риса локусом Pigm. Однако генный состав этого локуса до сих пор оставался неизвестным.

Авторы показали, что локус Pigm представляет собой кластер генов, кодирующих нуклеотид-связывающие рецепторы, которые обеспечивают устойчивость к заражению грибом. Кластер содержит два конкурирующих типа генов: PigmR обеспечивают собственно устойчивость, а PigmS препятствует активации PigmR, тем самым подавляя устойчивость. При этом PigmR вызывает уменьшение размеров зерен, а PigmS, напротив, повышает урожайность. Конкурентное взаимодействие этих двух генов, таким образом, обеспечивает баланс между устойчивостью к пирикуляриозу и высокой урожайностью.

При этом экспрессия PigmS, как оказалось, регулируется эпигенетически, за счет метилирования тандемных транспозонов MITE в промоторной области. Это позволило авторам предложить механизм регуляции экспрессии PigmS: стимулируя или подавляя метилирование MITE, можно таким образом регулировать антагонистическое взаимодействие PigmR и PigmS, повышая или понижая устойчивость к пирикуляриозу и урожайность.

Недавно японские биологи получили трансгенный рис, в зернах которого запасается на 20 процентов меньше фосфатных соединений, чем в обычных растениях. Выращивание этого риса позволит уменьшить использование удобрений и, одновременно, улучшить усвояемость полезных веществ.

Весной 2016 года в США был опубликован официальный доклад посвященный генетически модифицированным (ГМ) сельскохозяйственным культурам. Его авторы проанализировали более 900 научных исследований и пришли к выводу, что ГМ-культуры не только не вредны, но могут быть полезны для человека.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Источник: http://aggeek.net/ru-blog/transgennyj-ris-stanet-ustojchiv-k-vreditelyam-bez-uscherba-urozhajnosti

Paulownia Shan Tong

Paulownia Shan Tong (Fortunei x Tomentosa) -28° C

Селективное разведение павловнии в 1970-х и 1980-х годах в основном было сосредоточено на скорости роста и приспособляемости. Наряду со всесторонним использованием китайской древесины павловнии и непрестанным улучшением и развитием технологий обработки, стало очевидно, что старое поколение клонированной линии не могло соответствовать требованиям времени. Сегодняшнее селекционное разведение не только фокусируется на темпах роста и приспособляемости, но также улучшение качества древесины и преодолений проблем при обработке и использовании.

Shan Tong № 3 и Shan Tong № 4 новое поколение искусственно скрещённых видов павловнии, который выращивались на протяжении 11 летних исследований. Их получили путем искусственного скрещивания P. tomentosa Steud и P. Fortunei Hemsl на основе селективных улучшений источников семян. Это достижение было оценено Департаментом лесного хозяйства Шаньси Китая, удостоено премии науки о прогрессе Шаньси, внесено в национальные научные и технологические достижения и прошло через экзамен, организованный высшим комитетом по тонкому разнообразию лесов Китая, который достигает ведущего уровня аналогичных исследований в мире. Успешное исследование павловнии путем искусственного скрещивания P. tomentosa Steud and P. fortunei Hemsl, имело большое значение во всем мире.

Характеристика и преимущества Shan Tong

Shan Tong – это новейшая и улучшенная разновидность павловнии выведенная в Китае, которая имеет следующие преимущества по сравнению с другими видами павловнии: быстрый рост, сильная устойчивость к болезням и насекомым-вредителям, большая устойчивость к засухе и холоду, большой объем получаемой древесина, хорошее качество, сбережение площади земли за счет узкой кроны, исключительная приспособляемость, сильные способности к восстановлению и т. д.

Быстрый темп роста
Согласно сравнительному тесту, в лесах, выросших при одинаковых условиях в течение семи лет, средний индивидуальный объем Shan Tong больше, чем № 1 Yuza (искусственно скрещённый вид старого поколения) на 63,78%. В полузасушливых районах западного Китая диаметр Shan Tong, выращенного в течение семи лет, достигал 35 сантиметров. Его темпы роста особенно в раннем периоде находятся на лидирующем уровне. Быстрый темп роста сократит период вырубки, а также увеличит объем полученной древесины.

Сильная устойчивость к болезням и насекомым-вредителям
Устойчивость к болезням и насекомым-вредителям является важным признаком для быстрорастущих и высокопродуктивных лесов в производстве павловнии. Результаты полевых исследований по естественному заражению показывают, что индекс инфицирования «Ведьмина метла» Shan Tong, выращенной в течение семи лет, значительно ниже, чем у других видов павловнии.

Высокая устойчивость к засухе и холоду
Толерантность к естественным условиям является еще одним важным показателем в селекции сортов павловнии. Виды павловнии с большой устойчивостью к засухе и морозостойкостью, обладают более сильной способностью противостоять климатическим изменениям, показывая более высокий рост, лучшую выживаемость и урожайность. Согласно экспериментальному наблюдению Shan Tong.показал, что может выдерживать как низкие температуры до -28℃, так и высокие до 42℃.

Большой объем получаемой древесины
Ствол у Shan Tong прямой, высокий, стройный и обладает хорошим качеством. В зависимости от условий и методов выращивания, высота ствола павловнии, может достигать 6-9 метров, а диаметра ствола может достигать 4 – 10 см в первый год после технического среза. Shan Tong семи лет, может достичь 0,35-0,6 м3.

Превосходное качество древесины
Превосходное качество древесины павловни играет решающую роль в целях использования и экономической выгоде. Экспериментальные результаты показывают, что механические и физические свойства древесины Shan Tong лучше, чем у предшественников, которая достигла и превысила международный стандарт качества древесины. В короткие сроки можно получить большее количество качественной древесины, что является благоприятным показателем для промышленных целей.

Экономия площади при посадке
В зависимости от вида павловнии ее характеристика развития и форма кроны различны. Кроны разных видов павловнии делятся на три категории: узкая, средняя и широкая крона. Ширина узкой кроны на 40% меньше, чем у широкого типа. Shan Tong – это узкий и средний тип короны, который позволит сэкономит более 40% земли, что позволит нам использовать рамки посадки 4х4м и 4х3м.

Адаптация к климатическим условиям

Многолетняя практика показала, что Shan Tong может расти в северной и южной частях Китая, а также в аналогичных районах зарубежных стран. В последние годы США, Германия, Болгария, Иран, Непал, Вьетнам, Бирма, Лаос, Таиланд, Индонезия Уганда и другие страны успешно ввели этот прекрасный сорт. Shan Tong может расти в разных климатических и почвенных условиях, выигрывая на своей широкой адаптации, которая позволит сэкономить огромное количество сил и материальных ресурсов для облесения, снизить общую стоимость лесоразведения, повысит доходность.

Источник: http://paulownia.pro/ru/paulownia-shan-tong/

Селекция огурцов на устойчивость к вредителям

Устойчивость растений к вредным насекомым — клещам, нематодам и др. изучена в меньшей степени, чем устойчивость к грибам, вирусам и бактериям.

Сорта, устойчивые к разным видам вредителей, уже используются более чем у 60 сельскохозяйственных, культур.

У культуры огурца пока начаты работы по созданию устойчивых сортов к паутинному клещу и галловой нематоде.

Паутинный клещ относится к классу паукообразных. На листьях огурца, поврежденных клещом, появляются сначала точки-уколы, в дальнейшем листья становятся.пятнистыми, желтеют и засыхают.

Паутинный клещ. Для борьбы с ним применяют химические, биологические и агротехнические меры борьбы.

Голландский исследователь Ponty О. М. В. провел большую работу по разработке методик заражения огурцов и определения их устойчивости к повреждению паутинным клещом. Опыты проводил в климатических камерах и в теплицах. Растения выращивали при температуре 20—22° С. В фазе четырех листьев инокулировали каждое растение 20 взрослыми самками клеща. После в лунки также вносят возбудителей корневой гнили, а в 1 до 5:1—слабые повреждения, 5 — наиболее сильные. В результате анализа опытов в климатических камерах и теплицах 800 сортов огурца были оценены на устойчивость к паутинному клещу и выделены следующие наиболее устойчивые сорта: Р 122860 (Корея), Hybrid Long Green Pickle, Robin 50, Ohio —MR-200 (США), PI.178885 (Турция), Aodai (Япония), PI.163222 (Индия), Р1.218036 (Иран).

В нашей стране работы по созданию устойчивых к клещу сортов ведутся во ВНИИССОК и ВИЗРе. Пока выделен исходный материал — устойчивых форм к клещу, которые также не поражаются оливковой пятнистостью и мучнистой росой.

Галловые нематоды (Meloidogyne spp.) —опасные паразиты огурцов в теплицах, а в субтропической зоне — и в открытом грунте. Оптимальная для нематоды температура почвы 20—30° С. Самец галловой нематоды червеобразной формы, длиной 1,2— 1,5 мм, самка грушевидной, длиной 1,5 мм и шириной 0,7—0,9 мм. Самка откладывает в корень растения до 2 тыс. яиц. Личинки питаются соком корней растения, на корнях образуются вздутия — галлы. Поврежденные нематодой растения отстают в росте. Урожай огурцов снижается до 35—70% и более.
Химические и физические способы борьбы с галловыми нематодами в защищенном грунте в настоящее время пока еще недостаточно эффективны. В связи с этим большое значение приобретает выведение устойчивых к нематоде сортов. В настоящее время имеются сорта овощных культур, устойчивые к одному или нескольким видам галловых нематод. Среди сортов и гибридов огурца устойчивых к галловой нематоде не обнаружено.

Большая работа по селекции на устойчивость к нематоде проводится в МолдНИИ овощеводства, земледелия и орошения. В этом институте была разработана методика искусственного заражения галловой нематодой почвы в теплицах или парниках. По этой методике было оценено 704 образца огурца на устойчивость к галловой нематоде. Было выявлено, что нематоды поразили вес сортообразцы на 4 балла, только из сорта Тепличный 2 и гибридов с ним были выделены растения, имеющие поражение в I—2 балла. Отобранные экземпляры отличались мощной корневой системой и меньшей степенью поражения галлами, кроме того, они были способны образовывать корневые волоски на пораженных галлами корнях. Этот исходный материал повышенной устойчивости к нематоде селекционеры института использовали при создании новых сортов и гибридов.

Во ВНИИССОК совместно с Всесоюзным институтом гельминтологии имени К. И. Скрябина ведется работа по выведению устойчивых к нематоде сортов огурца. Пока еще только получены гибриды устойчивых к нематоде образцов пчелоопыляемых форм, партенокарпические (неустойчивые). Устойчивые к нематоде образцы, как правило, имеют мощную корневую систему.
В США изогенные линии огурцов без горечи и с горечью испытывали на устойчивость к южной нематоде. Установлено, что число личинок в развивающихся тканях негорьких линий было значительно больше, чем в горьких. Кукурбитацин оказывал отпугивающее действие на нематоды.

Все селекционеры стараются выводить сорта, не имеющие горечи в плодах. Вероятно, нужно использовать в селекции формы, имеющие большое количество кукурбитацина в вегетативных частях растения и не имеющие горечи в плодах.

Источник: http://www.uniexo.ru/sad/selektsiya-ogurtsov-na-ustojchivost-k-vreditelyam.html

Устойчивость к насекомым вредителям

Г.И. Таранухо Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур.

Устойчивость к вредителям и болезням генетически связана со вре­менем и длительностью происхождения наиболее уязвимых фаз развития растений, способностью синтезировать защитные вещества, особенностями морфологического и анатомического строения органов и тканей, подверга­ющихся вредоносному воздействию специфических патогенов в наиболее сильной степени.

Косвенными признаками для оценки изучаемых видов, разновидностей и сортов растений могли бы служить особенности биохимического их сос­тава и наличие определенных веществ, препятствующих развитию болезнет­ворного начала. Однако, в большинстве случаев, эти механизмы воздейс­твия патогена и хозяина остаются нераскрытыми или проявляются в ка­честве реакции на поражение растительного организма. Поэтому при оцен­ке на устойчивость к болезням используются прямые признаки, проявляю­щиеся у восприимчивых образцов на определенных фазах развития растений.

Степень повреждаемости вредителями растительных объектов различного происхождения зависит от особенностей анатомо-морфологического строения отдельных органов и тканей, особенностей прохождения фенологических фаз роста и развития, биохимического состава частей растений, способ­ностей растения восстанавливать или компенсировать поврежденные участ­ки.

По этим косвенным признакам можно проводить успешную оценку и от­бор устойчивых к вредителям источников для создания ценных по этим признакам сортов. Найденные формы подсолнечника, у которых, например, в семенной оболочке между пробковым слоем и склеренхимой находятся темно-окрашенные клетки с высоким содержанием углерода, образуют так называемый панцирный слой, который препятствует прогрызанию семянок личинками подсолнечной моли.

Сорта и виды пшеницы, у которых зерновки окружены плотно прилегающими более толстыми цветковыми чешуями значительно меньше других пов­реждаются хлебным жуком, пшеничным трипсом и другими вредными насеко­мыми. Примером этому может служить знаменитый сорт озимой пшеницы Бе­зостая 1. Выполненность соломины верхнего подколосового междоузлия спасает растения пшеницы от повреждения хлебным пилильщиком. Для твер­дой пшеницы эта особенность является видовым признаком. В результате длительных поисков удалось найти такие формы и в пределах мягкой пше­ницы, что позволило создать сорта типа Кинельская 40, устойчивые к этому вредителю. Форма и плотность прилегания листового влагалища к стеблю, а также устойчивость и быстрое огрубление тканей стебля у ози­мой пшеницы сорта Киянка и ей подобных вызывает гибель вышедших из яиц личинок гессенской и шведской мух и очень резко снижает численность этих насекомых в посевах.

Сорта и формы ячменя и пшеницы, способные к дополнительному куще­нию могут без существенного ущерба для урожая быстро дать новые побеги и компенсировать те, которые были повреждены личинками шведской мухи. Отдельные источники устойчивости к гессенской мухе способны образовы­вать даже новый узел кущения взамен поврежденному этим вредителем.

Косвенным признаком для отбора устойчивых форм картофеля к колорадскому жуку является наличие содержания в листьях специфического ал­калоида, называемого демиссином. Используя для отдаленной гибридизации вид S.demissum, в настоящее время направлены значительные усилия на избавление этой культуры от данного вредоносного насекомого путем се­лекции.

Оценка зерновых культур на устойчивость к полеганию осуществляет­ся не только по длине соломины и двух нижних междоузлий, но и по таким косвенным признакам как число проводящих пучков и толщина стенок соло­мины, тип куста, длина колеоптиле и форма зародыша зерновки.

При селекции на нерастрескиваемость бобов у люпина исключительное значение имеют исследования особенностей анатомического строения сте­нок перикарпия. Наличие сплошных склеренхимных обкладок со спинной или брюшной, а лучше с обоих сторон боба обеспечивает нерастрескиваемость бобов даже при их созревании и перестое в сухую, жаркую погоду.

Источник: http://agrosbornik.ru/selekcia-i-semenovodstvo/64-2012-06-01-15-45-04/914-2012-06-01-17-53-35.html

Я садовник

Сейчас абсолютно каждый дачник может вырастить на своём огороде такой овощ, как сладкий болгарский перец. А откуда он пришёл в Россию и почему он болгарский? И можно ли…

Своей невероятной красотой дельфиниумы напоминают сильных и мощных богатырей старинных сказок. Имея мощные стебли и плотные колосья, эти цветки имеют высокую устойчивость к различным вредителям и заболеваниям. Сегодня…

Эписция не так популярна, как её родственница фиалка, а жаль. Эписция сочетает в себе не только красивое цветение и декоративность листьев, но и простоту в уходе. Она быстро…

Папоротник — очень распространённое комнатное растение, родом из тропиков. В природе растёт как на земле, так и на деревьях. Не является паразитом. Уход за папоротником в домашних условиях….

Каждый огородник желает вырастить крепкую здоровую рассаду помидор. Не всегда это удается, поскольку для получения хорошей рассады необходимо обладать определенными знаниями и навыками. Но не боги горшки обжигают,…

Источник: http://iasodovnik.ru/page/2/