¿Libro de texto de autoaprendizaje "Genética y mejoramiento de árboles frutales"?
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Temas de examen de autoestudio agrícola:
1. Ma Zhe, economía política, general Mao, teoría de las tres de Deng, cultivo ideológico y moral.
2. Algunas escuelas también exigen que los estudiantes tomen un examen de matemáticas. El tipo es agricultura matemática, que es menos difícil que los exámenes de matemáticas para candidatos en ciencias, ingeniería y economía y administración. Adecuado para aquellos que no han estudiado demasiado. Para los estudiantes, la dificultad sigue siendo bastante alta.
3. Fisiología y bioquímica de las plantas, estadística de probabilidad aplicada, genética, diseño de experimentos de campo, ecología agrícola, cultivo y labranza, mejoramiento genético, ciencia de las semillas, gestión económica agrícola, extensión agrícola, enfermedades de las plantas y plagas de insectos.
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¿Cómo propagar árboles frutales? Ciencia y tecnología que utiliza de manera integral los logros de las ciencias biológicas para cultivar nuevas variedades de árboles frutales. El mejoramiento de árboles frutales en un sentido amplio también incluye la introducción y selección de variedades mejoradas. Hay dos factores importantes que promueven el surgimiento y desarrollo del mejoramiento genético de árboles frutales. En primer lugar, para desarrollar la producción de árboles frutales es necesario cultivar nuevas variedades de árboles frutales que satisfagan los estilos de vida, los niveles de vida y las necesidades de consumo del mercado contemporáneos; por otro lado, el desarrollo de la ciencia, la tecnología y las disciplinas básicas adyacentes ha inyectado nueva vitalidad; mejoramiento de árboles frutales. Estas ciencias y tecnologías adyacentes y disciplinas básicas incluyen el cultivo de frutas, la genética, la taxonomía, la citología, la fisiología y la bioquímica, la bioestadística e incluso la ingeniería genética. Gracias a los esfuerzos de los obtentores de árboles frutales, no sólo se han cultivado miles de nuevas variedades, sino que la composición varietal de las zonas productoras de árboles frutales del mundo también ha sufrido enormes cambios en el siglo XX. Además, se ha mejorado cada vez más la investigación sobre el cultivo de nuevas variedades de árboles frutales y se han establecido teorías y métodos sistemáticos para los árboles frutales, que se han convertido en una parte integral del mejoramiento de cultivos.
Con el surgimiento de la agricultura primitiva, los humanos llevaron a cabo espontáneamente actividades de selección de árboles frutales mientras recolectaban frutos para alimentarse. Esta selección de árboles frutales tiene características de mejoramiento originales y simples y es pionera en el mejoramiento de árboles frutales. Desde el siglo III a. C. hasta el siglo II a. C., la denominación de las variedades de árboles frutales y la aparición de la tecnología de injertos se consideran hitos importantes en el progreso del mejoramiento de los árboles frutales. En el siglo VI d.C., los agricultores chinos descubrieron la variación y separación genética de las plántulas de pera mediante prácticas de producción agrícola a largo plazo. En el capítulo sobre plantación de peras de "Qi Shu", cada pera tiene diez semillas, dos de los descendientes pueden heredar las excelentes cualidades de la madre y los ocho descendientes restantes mantienen los mismos rasgos silvestres que la pera Du. Este es el registro histórico más antiguo de que los humanos comprenden la variación y el aislamiento genético de las plántulas de árboles frutales en el mejoramiento genético de árboles frutales. En el siglo XI, mi país contaba con una monografía sobre árboles frutales que incluía registros de variedades. Entre ellos, "Lishu" de Cai Xiang, "Han Yanzhi's Julu" y "Liu Guan's Jujube" son famosos por su amplia variedad y registros detallados. Se puede decir que estas monografías de árboles frutales son un resumen científico de los recursos de variedades de árboles frutales; también se puede decir que son una prueba de los logros en el mejoramiento de variedades de árboles frutales.
En el siglo XVIII, Vanmonds en Bélgica comenzó a utilizar el método de selección grupal para realizar varias generaciones de plántulas. Se seleccionaron muchas cepas excelentes entre 80.000 plántulas, algunas de las cuales siguen siendo las mejores del mundo en la actualidad. Principales variedades de pera. En 1806, el caballero inglés utilizó por primera vez la hibridación artificial para producir nuevas variedades de frutas. Escribió: Para cada árbol frutal, la nueva variedad obtenida polinizando las flores de una variedad en otra variedad es de mucha mejor calidad que la obtenida mediante la propagación pura de semillas.
A principios del siglo XIX, Darwin publicó muchos trabajos sobre la evolución, discutió los principios de la selección natural y la selección artificial, explicó el importante papel de la hibridación y la selección en la mejora de variedades y promovió en gran medida el mejoramiento genético de árboles frutales. desarrollo.
Bajo la influencia de esta idea, Burbank en los Estados Unidos y Michu Forest en la Unión Soviética no sólo desarrollaron cientos de nuevas variedades de árboles frutales basándose en sus propias prácticas de mejoramiento de árboles frutales, sino que también acumularon experiencia en la selección de padres híbridos, el cultivo y preselección de plántulas, etc. Tener una rica experiencia práctica.
En la segunda mitad del siglo XIX surge la genética mendeliana. Las leyes genéticas biológicas que propuso se aplicaron a cultivos, incluidos los árboles frutales, elevando el mejoramiento empírico al nivel de mejoramiento científico y llevando el mejoramiento de árboles frutales a una nueva etapa. El propio Mendel llevó a cabo con éxito el cruzamiento de peras en Burrow.
Los países europeos y americanos en la década de 1920, y Japón y China en la década de 1950, comenzaron a cultivar árboles frutales. Hasta ahora, se ha llevado a cabo el mejoramiento de más de 30 tipos de árboles frutales, de los cuales los más estudiados son las manzanas, las peras, los melocotones, las naranjas, las almendras y las avellanas, las uvas, las fresas, los aguacates y los kiwis; ha sido menos estudiado. Desde la década de 1940, el mejoramiento genético de árboles frutales, al igual que el de otros cultivos, se ha desarrollado rápidamente. No se limita a seleccionar plantas cultivadas mediante mutación de plántulas, mutación de yemas e hibridación artificial, sino que también utiliza métodos físicos y químicos modernos para la reproducción por mutación y la reproducción poliploide. Especialmente debido al auge de la ingeniería genética, la ingeniería celular y la ingeniería genética, se ha iniciado una nueva etapa de la investigación biotecnológica de árboles frutales en el campo del mejoramiento de árboles frutales, enriqueciendo así el contenido del mejoramiento de árboles frutales y formando gradualmente un sistema de mejoramiento adecuado para el Características de los árboles frutales.
Características del mejoramiento genético de árboles frutales
Los árboles frutales son cultivos perennes, y su historia filogenética y ontogenia son diferentes a los de los cultivos anuales. El mejoramiento de árboles frutales, especialmente el mejoramiento de híbridos, tiene las siguientes características: ① Debido a la polinización natural a largo plazo, los pares de árboles frutales contienen genes tanto de especies cultivadas como de especies silvestres, y las plántulas tienen las características de heterocigosidad. Las variedades de árboles frutales son tipos superiores seleccionados de heterocigotos y no son autohomocigotos. Los árboles frutales suelen ser estériles debido a la autopolinización, por lo que es difícil mantener líneas endogámicas y es casi imposible obtener descendencia separada de líneas puras, lo que dificulta el análisis genético. ②Muchas variedades de árboles frutales no tienen reproducción ni fertilización gamética. Cuando las células esporógenas femeninas del óvulo mueren, las células somáticas de la nucela pueden formar células esporógenas regeneradas sin meiosis, formando así poliploidía espontánea. Los fenómenos de agametogenes y embriones nucelares en árboles frutales han sido confirmados y deben tomarse en serio en el mejoramiento. ③Algunos árboles frutales no solo tienen poliploidía espontánea, sino que también tienen características de poliploidía secundaria, como manzanas, peras, etc. Su separación y combinación de genes pertenecen a características genéticas de poliploidía muy complejas. ④ Muchos rasgos económicos importantes de los árboles frutales son rasgos genéticos cuantitativos controlados por múltiples genes. Por lo tanto, algunos rasgos son a menudo el resultado de la "herencia cuantitativa" de la interacción de muchos genes. Las leyes mendelianas simples no pueden explicar la herencia de muchos rasgos. (5) El cultivo de árboles frutales ocupa una gran superficie y lleva mucho tiempo. Se necesitan de 5 a 6 años o incluso décadas para que las plántulas florezcan y den frutos. El impacto de los factores ambientales en el desempeño de los rasgos es complejo y, hasta ahora, todavía faltan métodos experimentales objetivos para identificar los rasgos de los árboles frutales. Todo esto trae consigo algunas dificultades para la genética y el mejoramiento de los árboles frutales.
Pero el mejoramiento genético de árboles frutales también tiene algunas ventajas. Debido a la naturaleza heterocigótica de los árboles frutales, la matriz genética acumulada mediante hibridación a largo plazo es particularmente rica. Mediante el aislamiento y combinación de genes pueden aparecer nuevos rasgos que no se encuentran en los padres y formar nuevas variedades. Al mismo tiempo, una vez formada una variedad de árbol frutal, ya sea plántula o cogollo, es fácil de consolidar mediante propagación vegetativa.
Los obtentores de árboles frutales de varios países han llevado a cabo investigaciones a largo plazo sobre los principios y métodos de cultivo de nuevas variedades de árboles frutales y han publicado muchos resultados y trabajos. A juzgar por el contenido de esta investigación, se centran principalmente en los siguientes seis aspectos:
Teoría del mejoramiento de los árboles frutales
Después de casi 40 años de desarrollo, la teoría del mejoramiento de los árboles frutales tiene dos componentes importantes: 1 Es un fenómeno de la vida y una característica biológica de los árboles frutales que está estrechamente relacionada con la cría de árboles frutales. Incluyendo el estado juvenil de los árboles frutales, la poliploidía, la esterilidad, la apomixis, la partenogénesis, el embrión de nucellus, la mutación de yemas, la quimera, la autofecundación, el cruzamiento y la hibridación a distancia. La otra categoría son los principios básicos y sus aplicaciones directamente relacionadas con la variación genética de los árboles frutales, incluida la herencia de rasgos de un solo gen, la herencia de rasgos poligénicos, la herencia de algunos rasgos complejos, rasgos relacionados, vinculación, heredabilidad, análisis genético, selección de padres, efecto parental, identificación de descendencia, número de descendencia, etc. El propósito de estudiar la base teórica del mejoramiento de árboles frutales es guiar la práctica del mejoramiento de árboles frutales, reducir la ceguera y fortalecer la cientificidad, mejorando así la eficiencia y acelerando el proceso de mejoramiento de árboles frutales.
Para desarrollar nuevas variedades es necesario un plan de mejora cuidadoso y detallado. Al formular y proponer un plan de cría, primero se deben determinar los objetivos de cría en función de las tareas de cría.
Los objetivos del mejoramiento genético de árboles frutales deben basarse en satisfacer las necesidades de planificación del desarrollo de la producción y consumo del mercado, e implementar los principios de combinar el enfoque con lo general, lo actual con el largo plazo y las necesidades con las posibilidades. Sólo después de que se hayan determinado los objetivos del mejoramiento será posible seleccionar materiales de germoplasma que cumplan con los requisitos y adoptar los enfoques y métodos más apropiados.
Cualquier mejora de árboles frutales debe tener en cuenta los siguientes objetivos principales: ① Calidad. Se requiere que la fruta sea de tamaño moderado, forma limpia, cáscara suave y color atractivo: la pulpa es densa, crujiente o suave, jugosa, moderadamente agridulce y rica en aroma, además, los cítricos y las uvas también deben serlo; cultivar variedades sin semillas. ②Alto rendimiento. Se requiere que las nuevas variedades desarrolladas tengan la mayoría de las excelentes características que constituyen factores de alto rendimiento, como un período de fructificación temprano, una fuerte capacidad de cuajado de frutos, una alta tasa de cuajado de frutos y una ligera caída de frutos antes de la cosecha, para lograr el objetivo de obtener rendimientos elevados y estables. ③Maduro. En la mayoría de los casos, es necesario obtener variedades finas de maduración tardía y almacenables, pero también existen requisitos para variedades de maduración temprana a media según la región. ④Resistencia. Incluyendo tolerancia al frío, resistencia a la sequía, tolerancia al anegamiento, tolerancia a la sal, tolerancia al calor y resistencia a diversas enfermedades y plagas de insectos. Muchos países de Europa, América y Japón prestan especial atención al mejoramiento para obtener resistencia a enfermedades y plagas de insectos, y han logrado grandes avances en el mejoramiento de manzanas para resistir la sarna y peras para resistir la niebla del peral y del manzano. ⑤Tipo de planta. Es necesario criar portainjertos enanos que puedan controlar el tamaño de la copa, o criar variedades enanas compactas o de ramificación corta. El cultivo de portainjertos enanos comenzó en la década de 1920, y el cultivo de variedades enanas comenzó principalmente en la década de 1970.
Recursos de germoplasma de árboles frutales
Los recursos de germoplasma de árboles frutales son la base material para el mejoramiento genético de árboles frutales. Evaluar e identificar las características de los recursos de germoplasma de árboles frutales y dilucidar su valor económico y de investigación científica son de gran importancia para el mejoramiento de árboles frutales. Por un lado, pueden proporcionar directamente variedades y portainjertos excelentes para la producción y, por otro lado, pueden proporcionar. puede proporcionar los mejores materiales parentales para cultivar nuevas variedades. Desde una perspectiva de mejoramiento, es necesario realizar los siguientes estudios de evaluación: ① Observación de rasgos hortícolas. Incluyendo rasgos económicos del fruto, características biológicas y características morfológicas. ②Reconocimiento de persona. Incluyendo identificación de calidad, identificación de alto rendimiento, identificación de resistencia al frío, identificación de tolerancia a sales y álcalis, resistencia a la sequía, identificación de tolerancia al anegamiento, identificación de resistencia a insectos e identificación de enanos. ③Evaluación genética de rasgos. Investigaciones adicionales sobre el modo de herencia y la heredabilidad de los rasgos específicos identificados proporcionarán una base científica precisa para seleccionar los padres reproductores. Todos estos estudios de observación, identificación y evaluación toman mucho tiempo y requieren ciertas instalaciones y medios. En la década de 1980, algunos países establecieron bancos de germoplasma de árboles frutales o viveros nacionales de recursos de germoplasma de árboles frutales, con personal de tiempo completo dedicado a la investigación sobre la recolección, preservación, evaluación y utilización de los recursos de germoplasma de árboles frutales. Además de realizar investigaciones sobre los recursos de germoplasma de árboles frutales dentro de sus capacidades, los fitomejoradores de árboles frutales también deben aceptar y utilizar plenamente los resultados de la investigación especializada y la información para servir a sus propios objetivos de mejoramiento.
Debido a las diferentes tareas de mejoramiento, objetivos y variedades de árboles frutales, los enfoques y métodos de mejoramiento de árboles frutales también son diferentes. Los enfoques de mejoramiento en un sentido amplio incluyen: ① Introducción. Se ha demostrado que los retoños o vástagos de frutas introducidos desde otras regiones del país y del extranjero pueden adaptarse a las condiciones ecológicas de la región, tienen un crecimiento normal, cumplen con los requisitos de calidad y rendimiento y pueden convertirse en nuevas variedades excelentes en la región. ② Selección de plántulas. Los árboles frutales son plantas de polinización cruzada y son genéticamente heterocigotos. Las plántulas cultivadas a partir de semillas híbridas naturales suelen producir mutaciones diversas y complejas. La gente selecciona cepas individuales que satisfacen sus necesidades y las reproducen para obtener nuevas variedades. ③ Cambio de cogollos y selección de semillas. En entornos naturales complejos y condiciones de cultivo y manejo a largo plazo, las células meristemáticas de las yemas a menudo producen células mutantes que son diferentes de las células madre. Las ramas o plantas individuales producidas por las yemas mutantes se denominan mutaciones de yemas. Una característica común de la gemación es que los rasgos económicos originales se mantienen básicamente y sólo unos pocos mutan. La gente selecciona un sistema nutricional adecuado a partir de esta variación y lo transforma en nuevas variedades. ④ Cruce cruzado. Los híbridos se obtienen combinando gametos de diferentes tipos genéticos, y los híbridos se cultivan y seleccionan para obtener nuevas variedades. Actualmente es la forma y método más importante para el mejoramiento de árboles frutales. Dependiendo de la tarea de reproducción, existen diferentes métodos de hibridación, como hibridación interespecífica, hibridación interespecífica, hibridación a distancia, retrocruzamiento y retrocruzamiento. Sus contenidos de investigación incluyen principalmente biología de la floración, recolección y almacenamiento de polen, emasculación, polinización, procesamiento de estratificación de semillas, identificación de plántulas, métodos para acortar la infancia e identificación de rasgos económicos de frutos. ⑤Cría por mutación. Utilice métodos físicos y químicos para cambiar la ploidía cromosómica, reorganizar la estructura cromosómica o mutar genes para crear mutaciones de yemas artificiales o poliploides. La reproducción por radiación utiliza principalmente cobalto 60, rayos gamma o rayos de neutrones como fuente de radiación, y la reproducción por mutación química utiliza agentes químicos como la esencia de hada de Akiyama como mutágeno. ⑥ Cría poliploide.
La mayoría de las variedades poliploides de árboles frutales no sólo tienen las características de frutos grandes, buena calidad y sabor, y una fuerte resistencia a enfermedades y plagas de insectos, sino que incluso las especies poliploides de árboles frutales silvestres, como las especies poliploides silvestres de manzanas, también tienen las características de Las características de la apomixis, que favorecen la poliploidía de los árboles frutales, siempre han sido muy valoradas en la producción debido a la propagación del fruto a partir de portainjertos uniformes. Todo mejoramiento poliploide es mejoramiento de árboles frutales con el propósito de cultivar poliploides excelentes, incluido el mejoramiento híbrido, el mejoramiento por mutación, la selección de semillas y la selección por mutación de yemas.
Aunque los métodos y métodos de mejoramiento de árboles frutales de alta tecnología de la década de 1970 todavía estaban en su infancia, tenían grandes perspectivas de desarrollo. Esto se refleja principalmente en el cultivo de nuevas variedades de frutas mediante tecnología de cultivo in vitro; la detección de cepas resistentes y la rápida propagación de variedades de árboles frutales; ① En términos de cultivo de nuevas variedades, además del cultivo de embriones y de endospermo in vitro, también se cultiva en tubos de ensayo la capacidad de regeneración de los callos de raíces y hojas, y se utilizan mutágenos para producir mutantes con diferentes ploidías. El cultivo de protoplastos de plantas de cítricos en Israel, Japón y China no solo obtuvo con éxito plantas regeneradas, sino que también obtuvo plantas de fusión de protoplastos de naranjas amargas y naranjas, mandarinas y naranjas de Wenzhou, kumquats y naranjas de verano, limones rugosos y naranjas dulces. Durante 1986, Sergio Ogit en Argentina aisló con éxito el protoplasma del mesófilo a partir de materiales de prueba in vitro y de campo. Después del subcultivo, el callo se regeneró en ramas con raíces y se cultivaron plantas regeneradas con protoplastos, que no solo tenían la capacidad de regenerar callos, sino que también tenían variación fenotípica en las hojas de las ramas regeneradas. También se ha informado que Agrobacterium tumefaciens y Agrobacterium rhizogenes pueden usarse para lograr cambios genéticos en la recombinación y el enraizamiento del ADN. El haploide de manzana se obtiene mediante el desarrollo de núcleos masculinos y femeninos. ② En la detección de líneas individuales resistentes, mediante la inoculación de bacterias patógenas de diferentes enfermedades, se pueden detectar líneas individuales resistentes a la sarna del manzano, la niebla del peral y del peral y la mancha bacteriana del melocotón en condiciones in vitro. ③En términos de propagación rápida de árboles frutales, el cultivo de puntas de brotes se lleva a cabo principalmente en condiciones de cultivo in vitro mediante el establecimiento de líneas de propagación asexual estériles, proliferación de explantes, diferenciación de raíces, trasplante y domesticación. Hemos logrado un éxito notable en la tecnología de micropropagación de variedades y portainjertos libres de drogas, y hemos cultivado plántulas enraizadas en probetas de manzanas, cítricos, peras, uvas, fresas y otros árboles frutales. Se han utilizado en el Reino Unido y los Estados Unidos. Estados Unidos, Canadá, Francia, Italia, Japón y Ha sido ampliamente promovido y aplicado en la producción en algunas zonas de mi país.
Cualquier forma de mejoramiento de árboles frutales debe pasar por un programa de mejoramiento que consta de tres etapas, a saber, la etapa de mejoramiento, la etapa de prueba intermedia y la etapa de selección de variedades mejoradas. Antes de determinar si se debe promover la producción de una nueva variedad, se deben pasar estrictamente estas etapas y procedimientos, y se deben tomar todas las medidas posibles para acortar el ciclo. En esta circunstancia, la simplificación de los procedimientos de mejoramiento y la mejora de los sistemas y métodos de mejoramiento se han convertido en temas importantes para acelerar la investigación sobre el mejoramiento de árboles frutales. Su principal contenido de investigación son los métodos técnicos para la preselección de plántulas y el acortamiento del período infantil; los métodos técnicos para mejorar la calidad de las plántulas y ampliar el coeficiente de reproducción, incluida la biotecnología de árboles frutales.
En el desarrollo futuro del mejoramiento de árboles frutales, todavía quedan muchas cuestiones teóricas básicas por explorar, y los métodos técnicos de mejoramiento también deben mejorarse y mejorarse. Pero mientras tanto, el mestizaje seguirá siendo el enfoque dominante durante algún tiempo. Por lo tanto, es necesario realizar una evaluación genética e investigación en profundidad sobre los recursos de germoplasma de árboles frutales para aclarar aún más los métodos genéticos de diferentes árboles frutales, a fin de reducir el número de combinaciones híbridas y aumentar el número de plantas individuales en la combinación durante El cruzamiento a través de la hibridación de múltiples padres y los cruces de múltiples generaciones produce híbridos con excelentes rasgos generales. Para satisfacer las necesidades del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades, la hibridación a distancia recibirá cada vez más atención; aún es necesario realizar en profundidad investigaciones sobre la fisiología del desarrollo para acortar el período de las plántulas. Con la modernización de las instalaciones y los medios, el ciclo de investigación en mejoramiento se acortará considerablemente. Por ejemplo, en grandes cámaras climáticas artificiales, controlando la temperatura, la humedad y la intensidad de la luz, se puede identificar con precisión la adaptabilidad y la resistencia a enfermedades de variedades y plántulas. En el pasado, se necesitaban más de diez años o décadas para obtener los resultados de las pruebas, pero en el futuro solo serán necesarios unos pocos años. La aplicación de métodos avanzados como la cromatografía de gases y la cromatografía líquida puede mejorar la eficiencia y precisión de la identificación de plántulas de cítricos, embriones nucelares y embriones híbridos, acelerando así el proceso de mejoramiento. Además, la combinación de láser y mutágenos químicos en la mutagénesis aumentará la frecuencia de mutaciones totales y la frecuencia de mutaciones excelentes; un problema importante en el mejoramiento de árboles frutales es el largo período de infancia de los árboles frutales. Los métodos tempranos de selección e identificación de árboles frutales plantean obstáculos importantes.
Para acelerar el proceso de mejoramiento de árboles frutales, es necesario fortalecer la investigación sobre biotecnología de árboles frutales desde los siguientes aspectos: ① Inducción in vitro de mutantes ② Detección e identificación tempranas in vitro o in vivo; ③ Tecnología de micropropagación in vitro; ④ La utilización del desarrollo del núcleo masculino o desarrollo ginogenético crea genes homogéneos; ⑤ ingeniería celular - hibridación de células somáticas de protoplastos ⑥ ingeniería genética - transferencia y recombinación de ADN; La investigación sobre el mejoramiento genético de árboles frutales también puede desarrollarse rápidamente gracias a la cooperación y los intercambios internacionales.
¿Es necesario que los servidores públicos realicen un examen totalmente acorde con la carrera requerida? ¿Me especialicé en árboles frutales? El informe del examen de servicio civil debe ser totalmente consistente con la especialización requerida.
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