Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ ВПО "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра селекции и озеленения
Генетика лиственницы сибирской
Пояснительная записка
(СиО.000000.101)
Руководитель:
_____________________Н. А Шенмайер
(подпись)
__________________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студент группы 2604
___________________Е.С. Синюгин
(подпись)
_____________________________
(дата)
РЕФЕРАТ
Курсовая работа выполнена на основе анализа литературных источников. Рассматриваются вопросы биологических особенностей вида, наследственности, изменчивости, мутагенеза, полиплоидии и генной инженерии.
Курсовая работа занимает 38 страниц и использованы 16 источников литературы.
ЛИСТВЕННИЦА СИБИРСКАЯ, ИЗМЕНЧИВОСТЬ, МУТАГЕНЕЗ, ПОЛИПЛОИДИЯ, МУТАЦИИ, КАРИОТИП, НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.
1. Биологические особенности вида. 5
1.1 Ареал. 5
1.2 Условия произрастания. 5
1.3 Характеристика внешнего вида. 7
1.4 Хозяйственное значение. 10
2. Наследственность. 12
3. Изменчивость. 18
3.1 Изменчивость генеративных органов. 20
3.1.1 Длина шишек. 20
3.1.2 Число чешуй в шишке. 21
3.1.3 Форма шишек. 22
3.1.4 Форма края семенной чешуи. 23
3.1.5 Опушенность семенной чешуи. 23
3.1.6 Цвет семенных чешуй. 24
3.1.7 Окраска пыльников. 25
3.2 Изменчивость вегетативных органов. 25
3.2.1 Окраска молодых побегов. 25
3.2.2 Длина хвои. 26
3.2.3 Форма кроны.. 26
4. Методы изменения наследственности. 28
4.1 Мутагенез. 28
4.2 Полиплоидия. 30
4.3 Генная инженерия. 34
Заключение. 37
Библиографический список. 38
Основной задачей генетики лесных, плодовых и декоративных древесных пород является получение и размножение таких экземпляров, которые превосходили бы остальные по ряду хозяйственно-ценных признаков.
Решить эту задачу можно, используя следующие методы выведения сортов: отбор, гибридизация, мутагенез, полиплоидия, генная инженерия.
Для выведения сорта отбором необходимо знать закономерности наследования признаков, межвидовую и внутривидовую изменчивость, наличие хозяйственных форм и запросы потребителей, что позволит сформулировать цель отбора и провести работу по заданной программе. Гибридизация, или скрещивание проводится с целью получения гибридов путем искусственного опыления, что позволяет получить гибрид, содержащий в генотипе признаки обоих родителей. Мутагенез и полиплоидия позволяют при помощи физических и химических воздействий получить измененные организмы, часть из которых может обладать ценными свойствами. Генная инженерия открывает возможность создания сорта по заданной программе.
Громадные территории центральных районов Сибири занимает лиственница сибирская. Лиственница сибирская произрастает в Сибири от нижнего и среднего течения Оби до Байкала: от тундры на севере до Алтая и Саян на юге. В европейской части России она распространена к востоку от Онежского озера и Белого моря, захватывает Урал, спускаясь до южных его предгорий. В горах лиственница сибирская поднимается до верхней границы леса (на Алтае до 2400м). Основные массивы лиственничных лесов приурочены к горным районам Южной Сибири. Низкогорные лиственничники характеры для Кузнецкого Алатау, Усинской котловины в Западном Саяне, бассейнов Канна и Маны в Восточном Саяне (Ирошников, 1978г). Лиственница сибирская образует несколько самостоятельных рас. Н.В. Дылис (1961г) в связи с разнообразием условий произрастания и экологической неоднородностью лиственницы сибирской выделил несколько климатипов, или географических рас (полярная, алтайская, саянская, енисейская, ленская и байкальская). Лиственница обладает очень широким экологическим ареалом. В пределах границ своего распространения она формирует леса в самых разнообразных климатических и почвенных условиях – от засушливых центральных районов Азии (Тува, Монголия) до лесотундры на северо-востоке азиатской части России.
Успешный рост и высокая продуктивность лиственницы – это соответствие ее биологических особенностей экологическим условиям произрастания. Чем полнее удовлетворены биологические особенности и требования лиственницы к условиям жизни, или биология ее соответствует экологии, то есть климатическим, почвенным, фито - и зооценотическим условиям, тем лучше растут образуемые лиственницей лесные насаждения и формируют устойчивые и продуктивные древостои.
Лиственница как ботанический род сформировалась в условиях гор и континентального климата. Это определило высокую ее требовательность к сухости воздуха, большому количеству тепла в период вегетации и низким температурам в зимний период. Наличие этих условий при достаточном количестве воды в почве определяет повышенную транспирацию и ассимиляцию лиственницы, способствует быстрому росту, прямоствольности, устойчивости к заболеваниям, в том числе ракам (DasyscyphaWillcommiiHart), выживаемость в борьбе с другими породами. В.И. Богоявленский (1940 г) приводит примеры высокой энергии роста лиственницы сибирской в условиях горного и подвижного воздуха с достаточным количеством воды в почве для Хакасии, Горной Шории и др. районов Сибири. При большой влажности и пониженных температурах воздуха в период вегетации у лиственницы замедляется транспирация, нарушается интенсивность дыхания и ассимиляции; она медленно растет, болеет, покрывается лишайниками, дает большой опад. Жаркое лето, быстро сменяющее весну, при достаточном количестве влаги в почве благоприятно для роста лиственницы. Особенно чувствительна к застою воздуха и повышенной его влажности лиственница сибирская.
Лиственница светолюбива и не переносит затенения, культивируют ее на открытых, хорошо освещаемых местоположениях. В таких условиях хвоя лиственницы обладает высокой фотосинтетической способностью и при наличии воды и пищи в почве определяет хороший рост.
Лиственница лучше растет на склонах. К химическому составу почв лиственница не требовательна (Попов, 1983).
В засушливых условиях у границы своего ареала в центральных районах Сибири лиственничные леса часто граничат с сухими степями. Леса здесь размещаются на северных склонах гор и растут на мелких сухих каменистых почвах. Живой напочвенный покров в таких лиственничниках представлен степными ксерофитами. Такие типы леса в некоторых южных горных районах Сибири являются господствующими.
Однако, произрастая в условиях резкого недостатка влаги, лиственница образует очень низкие по производительности (V – Vа классы бонитета) древостои, отличающиеся небольшими полнотами. Достаточно устойчивы лиственничные леса и в условиях избыточного увлажнения. Обширные массивы лиственничников на избыточно увлажненных почвах можно встретить в пределах границ всего ареала распространения лиственницы. Чаще всего лиственница занимает заболоченные участки, образовавшиеся в связи с наличием на небольшой глубине слоя вечной мерзлоты, где она не имеет серьезных конкурентов (Онучин, 1959). Высокая устойчивость лиственницы на почвах с близким уровнем мерзлоты объясняется способностью лиственницы образовывать придаточную корневую систему. При поднятии мерзлого горизонта нижние ярусы корней лиственницы вмерзают в почву. Выше уровня мерзлоты сейчас же образуются новые придаточные корни, вследствие чего корневая система расположена в несколько ярусов (Тихомиров, 1973).
В пределах своего естественного ареала лиственница образует леса на почвах, содержащих большое количество кальция, и на кислых почвах. По требовательности к различным элементам минерального питания, по данным Г.Ф. Морозова (Тихомиров, 1973), лиственница среди основных наших древесных пород занимает предпоследнее место, уступая только сосне обыкновенной.
Лиственница (Larix), род хвойных летне-зеленых деревьев семейство сосновых. Однодомные деревья, обычно крупные, высотой до 35-50 м, диаметром до 1 м. В течение всей жизни лиственницы общая форма ее кроны яйцевидно-коническая, причем в молодости – более узкая, к старости – широкая, с более тупой вершиной. Ветви отходят под углом, более или менее приближающимся к прямому; при этом более старые характерно изгибаются: будучи сначала немного направлены вверх, они затем отгибаются к низу, а потом снова несколько приподнимаются к верху. На худшей почве крона формируется более узкой. Крона образована удлиненными ростовыми побегами (ауксибластами), на которых листья (хвоя) расположены одиночно и спирально, и укороченными побегами (брахибластами), с пучками хвоинок (по 20-40 в каждом). Брахибласты развиваются на ауксибластах второго года жизни и старше. Хвоя лиственницы узколинейная, мягкая, к вершине немного расширенная, ярко-зеленая с сизоватым налетом, на удлиненных побегах одиночная, прямая или слегка согнутая, на укороченных побегах сидит пучками, чаще по 30-50 штук не равной длины. В разрезе овальная, с более выпуклой верхней стороной и более плоской, но с несколько выдающимся килем с низу. Хвоя в длине колеблется очень значительно (от 12 до 45 мм), а на быстрорастущих длинных верхушечных побегах достигает даже свыше 10 см. Наиболее обычной, типичной длиной хвои лиственницы сибирской надо считать 30-35 мм. Ширина хвои тоже сильно колеблется, начиная от 0,6 мм и до 1,0 мм, но на очень сильных верхушечных побегах она достигает ширины до 2,5 мм. Она распускается рано весной, перед осенним листопадом желтеет, обладает высокой продуктивностью фотосинтеза (в 1,5-2 большей, чем хвоя ели и сосны). Основное значение в сложении коры и в физиологических функциях имеет пучковая хвоя (на ее долю приходится до 90% и более общей массы хвои) (Дылис, 1981).