Задачи к теме 3: Оценка наследования количественных признаков

Задача 27. На питомнике МГУЛа имеется коллекция привитых форм карельской березы (Betula pendula Roth var. Сarelica (Mercl.) Hämet–Ahti) трех клонов. Определить, наследуется ли высота карельской березы Н² и генетическое улучшение R, если вести селекцию на быстрорастущие формы. Коэффициент наследуемости рассчитать через дисперсию и лимиты.

Высота 1 клона, м.: 9,00 8,50 8,00 8,75 8,25.

Высота 2 клона, м.: 7,00 7,50 8,00 8,00 7,00.

Высота 3 клона, м.: 3,80 3,60 4,00 3,20 3,40.

Задача 28. В озеленении широко используются виды клематиса (Clematis L.). Они служат исходным материалом при создании сортов, селекция которых ведется на величину цветка (диаметр), окраску, махровость, сроки цветения, величину кустов. Рассчитайте через лимиты, наследуется ли величина цветка Н², с какими из перечисленных видов предпочтительнее работать по этому признаку и какой результат можно ожидать при однократном отборе R, если у ниже перечисленных видов диаметр цветков следующий:

клематис цельнолистный (C. integrifolia L.) – 30 – 50 мм;

клематис кустарниковый лопастной (C. fruticosa Turcz. f. lobata Maxim.) – 40 – 45 мм;

клематис Питчера (C. pitcheri Torz et Gray) – 18 – 20 мм;

клематис фиолетовый (C. viticella L.) – 30 – 50 мм;

клематис Жакмана (C. × jackmanii Th. Moore) – 90 – 140 мм;

клематис Арманда (C. Armandii Franch.) – 50 – 70 мм.

Задача 29. В промышленном садоводстве все клематисы (Clematis L.) подразделяются на мелко- и крупноцветковые, кустовые и вьющиеся. Сортовые клематисы относят к определенным группам (Жакмана, Патенс и др.); учитывая происхождение по материнской линии, сортовые клематисы размножаются прививкой или черенкованием. Рассчитайте, наследуется ли величина цветка (его диаметр) в группах, относящихся к крупноцветковым вьющимся. Рассчитайте для каждой группы коэффициента наследуемости Н² через дисперсию и лимиты. Рассчитайте через лимиты коэффициент наследуемости Н² для всех крупноцветковых сортов. Можно ли проводить отбор R по этому признаку внутри группы и между ними. Объясните полученные результаты.

 

Сорта группы Жакмана, диаметр цветков, см:

Бирюзинка – 12,0 15,2 16,0 14,4 13,4 13,9 15,2 15,4 16,0 14,0

Дымчатый – 14,2 16,0 18,0 15,1 16,9 14,0 17,0 18,1 16,4 15,8

Салют Победы – 14,0 12,0 16,0 14,8 13,2 12,5 15,5 12,4 14,6 14,5

Лютер Бербанк – 18,0 16,0 20,0 17,4 18,6 16,9 19,1 20,0 16,0 18,0

Сорта группы Патенс, диаметр цветков, см:

Барбара Дибм – 17,8 15,5 17,4 15,8 18,0 17,0 16,0 18,0 17,9 16,4

Нелли Мозер – 16,2 18,0 20,0 19,4 17,6 18,0 19,2 19,8 16,8 20,0

Надежда – 14,8 15,4 16,0 15,8 14,9 14,0 15,0 16,2 15,3 14,9

Президент – 16,4 14,2 15,0 18,0 18,0 17,8 15,6 14,8 18,0 17,9

 

Сорта группы Витцела, диаметр цветков, см:

Александрит – 12,0 14,0 12,5 13,5 12,7 14,0 13,2 12,0 13,5 12,4

Лесная опера – 11,9 12,0 13,1 14,0 14,5 12,5 13,7 12,3 14,0 12,2

Никитский розовый – 10,0 12,0 14,0 10,5 13,5 12,5 11,5 11,7 12,25 12,0

Рассвет – 14,5 15,6 16,5 17,4 20,0 21,0 17,8 19,2 19,0 18,5

Задача 30. Почти все сорта сирени получены в результате селекции исходного дикорастущего вида сирени обыкновенной (Syringa vulgaris L.). Основные признаки характерные для сорта – это цветки и соцветия, их окраска и величина. Рассчитайте коэффициент наследуемости H² и генетическое улучшение R для нескольких сортов сирени обыкновенной по диаметру цветка и длине соцветия (табл. 17). Сорта размножены черенкованием. Коэффициент наследуемости рассчитайте через лимиты.

Таблица 17

Статистические показатели соцветий различных сортов сирени

Название сорта	Диаметр цветка, см	Длина соцветия, см
Академик Бурденко	2,8 – 3,0	22,5 – 23,0
Вивиан-Морель	1,5 – 1,8	23,5 – 25,0
Лебедушка	2,5 – 3,0	27,5 – 28,0
Маршал Жуков	2,5 – 3,0	24,0 – 25,0
Память о Вавилове	2,0 – 2,7	19,5 – 20,0
Школьница	2,0 – 2,2	24,0 – 25,0
Экселлент	2,5 – 3,0	27,0 – 28,0

Задача 31. Сорта роз группы флорибунда имеют различную величину цветка и количество лепестков (табл. 18). Наследуют ли эти признаки Н², рассчитайте генетическое улучшение R при отборе растений по выше указанным признакам. Сорта размножаются вегетативно. Каждый сорт представлен 7 растениями.

Задача 32. При селекции каштана посевного (Castanea sativa Mill.) на урожайность были отобраны 10 материнских деревьев, отличающихся обильным плодоношением. В дальнейшем была определена урожайность их потомства. В табл. 19 даны средние значения урожайности каждого материнского дерева У, кг, и его потомства Х, кг. Определить долю аддитивных генов в генетической сотавляющей h² и эффективность однократного отбора по этому признаку.

Таблица 18

Величина цветка различных сортов роз

Сорт	Величина цветка, см
Количество лепестков, шт.
Август Зеебауер	8,2 9,0 8,5 8,0 8,8 9,0 8,0 40 44 42 41 43 40 44
Воуч	7,0 7,2 8,0 7,9 7,4 8,0 7,0 20 22 21 23 20 24 24
Волга-Дон	9,0 10,0 9,2 9,5 9,8 10,0 9,0 28 30 29 29 28 30 28
Волшебница	6,0 7,0 6,5 6,2 6,8 7,0 6,0 27 25 26 25 26 27 26
Капри	7,0 7,1 7,8 8,0 7,6 7,0 8,0 35 40 36 37 38 40 36

 

Таблица 19

Урожайность каштана посевного

№ дерева
У, кг
X, кг

 

Задача 33. Известно, что плотность древесины – генетически обусловленный фактор. Является ли этот признак результатом действия аддитивных генов у дуба черешчатого (Quercus robur L.)? Плотность древесины родителей У, кг/м³, и потомства Х, кг/м³ даны в табл. 20.

 

Таблица 20

Плотность древесины у дуба черешчатого

№ дерева
У, кг/м3
Х, кг/м3

 

Задача 34. По данным А.В. Чудного (1985) смолопродуктивность сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) является генетически обусловленным признаком, коррелирующим с диаметром дерева. За сезон с одного дерева можно получить от 0,12 до 4,9 кг живицы. В результате многолетних исследований были отобраны материнские деревья с максимальным выходом живицы, и получено их потомство (полусибсы). Выход живицы у материнских деревьев У, кг, и потомства Х, кг, представлены в табл. 21. Какие гены могут оказывать влияние на передачу этого признака? Можно ли в результате однократного отбора улучшить популяцию по признаку «смолопродуктивность»?

Таблица 21

Выход живицы у сосны обыкновенной

№ дерева
У, кг	4,3	4,8	4,5	4,4	4,7	4,6	4,9	4,3	4,4	4,1
Х, кг	4,6	4,5	4,7	4,5	4,9	4,4	4,5	4,6	4,7	4,4

Задача 35. В результате селекционной инвентаризации было отобрано 10 деревьев сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Mayr.), отличающихся обильным плодоношением. Затем проведено контролируемое опыление, и у выращенного потомства (сибсов) определена урожайность. Значения урожайности родителей У, кг, и потомства Х, кг, представлены в табл. 22. Можно ли считать, что признак «урожайность» контролируется аддитивными генами? Можно ли получить генетическое улучшение при однократном отборе особи с максимальным значением?

 

Таблица 22

Урожайность сосны кедровой сибирской

№ дерева
У, кг	7,5	8,0	6,5	6,0	9,0	7,0	8,5		9,5
Х, кг	8,5	8,5	9,5	8,0	8,5	8,5	8,0	10,5	9,0	9,0

 

Задача 36. Известно,что высота дерева – генетически обусловленный признак. Докажите при помощи методов математической статистики, контролируется или не контролируется аддитивными генами высота ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). В табл. 23 дана высота материнских деревьев У, см, и средняя высота потомства Х, см, полученного от свободного опыления в 8-летнем возрасте.

Таблица 23

Высоты ели европейской

№ дерева
У, см
X, см

 

Задача 37. Методом поликросса (cвободное опыление) было получено первое поколение F₁ плюсовых деревьев лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.). Высота материнских деревьев У, см, и средние высоты их потомства в 9-летних культурах Х, см, даны в табл. 24. Является ли признак «высота» результатом действия аддитивных генов? Возможно ли получить генетическое улучшение при однократном отборе по признаку «высота»? Обоснуйте ваш ответ.

Таблица 24

Высоты деревьев лиственницы сибирской

№ дерева
У, см
X, см

 

Задача 38. Культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) заложены из семян, полученых от контролируемого опыления плюсовых деревьев (сибсы). Даны средние высоты материнских и отцовских деревьев У, м, и средняя высота потомства в 30-летнем возрасте Х, м (табл. 25). Какие гены контролируют передачу этого признака? Какое генетическое улучшение получится при однократеом отборе особи с максимальным значением признака?

Таблица 25

Высоты деревьев сосны обыкновенной

№ дерева
У, м	13,2	13,5	13,8	14,2	14,5	14,8	15,3	15,6	15,8	16,5
Х, м	14,0	13,0	14,5	13,2	15,5	15,0	14,8	13,2	14,5	15,5

 

Задача 39. 40-летние культуры ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) заложены семенами плюсовых деревьев (полусибсы). Определить h², если известна высота материнских деревьев У, м, и средняя высота полусибсового потомства Х, м (табл. 26.). Можно ли получить генетическое улучшение при однократном отборе особи с максимальным значением признака «высота»?

Таблица 26

Высоты деревьев ели европейской

№ дерева
У, м	16,0	16,5	16,8	16,8	17,3	17,7	18,5	18,7	19,5	22,0
Х, м	15,0	16,9	16,5	15,0	18,0	16,0	17,0	15,5	16,0	19,0

 

Задача 40. 50-летние культуры сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Mayr.) заложены семенами плюсовых деревьев (полусибсы). Расчитать h² для признака «высота дерева». Средние высоты родителей У, м, и потомков Х, см, даны в табл. 27. Расчитайте генетическое улучшение.

Задача 41. Культуры сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Mayr.) заложены семенами, собраными с материнских деревьев, разичающихся по признаку «масса 1000 семян» У, г. Рассчитать коэффициент наследуемости для этого признака, если известна масса 1000 штук семян у полусибсового потомства Х, г (табл. 28).

Таблица 27

Высоты деревьев сосны кедровой сибирской

№ дерева
У, м	17,0	18,2	18,6	18,8	19,6	19,8	20,1	20,6	21,5	23,5
Х, м	22,0	19,0	17,0	20,2	22,0	19,0	24,0	18,2	17,0	20,2

 

Таблица 28

Масса 1000 штук семян сосны кедровой сибирской

№ дерева
У, г
Х, г

 

Задача 42. Культуры сосны кедровой корейской (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) заложены семенами, собраными с материнских деревьев, различающихся по признаку «масса 1000 семян» У, г. Рассчитать коэффициент наследуемости для этого признака, если известна масса 1000 штук семян у полусибсового потомства Х, г (табл. 29).

Таблица 29

Масса 1000 штук семян сосны кедровой корейской

№ дерева
У, гр
Х, гр

 

 

Литература

1. Бороевич С. Принцыпы и методы селекции растений. – М.: Колос, 1984. – 142 с.

2. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководство к практическим занятиям по генетике. – М.: Просвещение, 1979. – С. 35 – 68; 134 – 149; 157 – 158.

3. Вейр Б. Анализ генетических данных. – М.: Мир, 1995. – 400 с.

4. Гуляев Г.В. Генетика. – М.: Колос, 1971. – 340 с.

5. Гуляев Г.В. Задачник по генетике. – М.: Колос, 1980. – 78 с.

6. Гуляев Г.В., Мальченко В.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению. – М.: Россельхозиздат, 1983. – 240 с.

7. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. – М.: Наука, 1984. – С. 22 – 23; 142–145.

8. Здорик М.Г. Статистика для лесных специалистов. – М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952. 225 с.

9. Котов М.М., Лебедева Э.П. Применение биометрических методов в лесной селекции. – Горький, 1977.– С. 48 – 60.

10. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высшая школа, 1980. – 293 с.

11. Лобашов М.В., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции. Изд. 2-е. – М.: Просвещение, 1979. – 304 с.

12. Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика. – М.: лесная промышленность, 1982. – 288 с.

13. Луценко А.И., Луценко Э.К., Ляхова Н.Ф. Введение в биометрию. – РГУ, 1986. – 96 с.

14. Магомедмирзаев М.М. Введение в количественную морфогенетику. – М.: Наука, 1990. – 232 с.

15. Мазер К., Джинкс Дж. Биометрическая генетика. – М.: Мир, 1985. – 463 с.

16. Мюнтцинг А. Генетика. Общая и прикладная. – М.: Мир, 1967. – 610 с.

17. Орлова Н.Н. Генетический анализ. – М.: МГУ, 1991. – 318 с.

18. Петров С.А. Методы определения и практического использования коэффициента наследуемости в лесоводстве. – М., 1973. – С. 2 – 7; 12 – 22; 26 – 38.

19. Погиба С.П., Зуихина С.П., Шапкин О.М. Генетическая оценка плюсовых деревьев и подбор родительских пар для плантаций II и III порядков. Методические разработки. – М.: МЛТИ, 1991. – 40 с.

20. Погиба С.П., Шапкин О.М. Методические указания к выполнению контрольных работ по селекции. - М.: МЛТИ, 1991. – 60 с.

21. Райт Д.В. Ввведение в лесную генетику. – М.: Лесная промышленность, 1978. – 470 с.

22. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. – Минск: Высшая школа, 1967. – 328 с.

23. Ромедер Э. Шенбах Г. Генетика и селекция лесных пород. – М.: Сельхозиздат, 1962. – 267 с.

24. Роне В.М. Генетический анализ лесных популяций. – М.: Наука, 1980. – 158 с.

25. Свалов Н.Н. Вариаионная статистика. Пособие для студентов лесохозяйственного факультета. – М.: МЛТИ, 1975. – С. 3 – 20.

26. Свиржев Ю.М., Пасеков В.П. Основы математической генетики. – М.: Наука., 1982. – 512 с.

27. Смиряев А.В., Гохман М.В. Биометрические методы в селекции растений. – М.: Агропромиздат, 1985. – 214 с.

28. Смиряев А.В., Мартынов С.П., Кильчевский А.В. Биометрия в генетики и селекции растений. – М.: МСХА, 1992. – 269 с.

29. Урбах В.Ю. Биометрические методы. – М.: Наука, 1964. – 415 с.

30. Хайрулин Р.Х. Математические методы в генетике. – Изд-во Казанского ун-та, 1988. – 185 с.

31. Falconer D.S. Introdactions to Quantitative genetics. – Edinburg; London: Olivcr and Boyd, 1960. – 365 p.