Опыт с кукурузой

В условиях пришкольного участка, особенно южных районов страны, очень удобно и показательно выполнить опыт по моногибридному скрещиванию на кукурузе. Она имеет раздельнополые цветки, поэтому отпадает необходимость в кастрации, а результаты расщепления наглядно видны в различной окраске семян початка (см. рис. 53).

План опыта с кукурузой

Тема опыта. Наследование окраски семян у кукурузы. (Опыт выполняется 2 года.)

Первый год опыта. Цель опыта. Получить гибридные семена первого поколения.

Подготовка участка, посев. Обработанный и подготовленный под посев участок разделить на две делянки. В качестве материнского растения взять сорт Розенбергская, имеющий окрашенные семена, в качестве отцовского — сорт Менизота, имеющий неокрашенные семена. Семена родительских сортов должны быть проверены на гомозиготность по исследуемому признаку и иметь высокие посевные качества. На первой делянке высеять семена материнского сорта, на второй — отцовского. Схема, сроки посева и агроприемы должны быть такие же, как в других опытах с кукурузой.

Уход за растениями. До цветения за растениями родительских сортов нужно проводить такой же уход, как в других опытах с кукурузой.

Биология цветения. Кукуруза — раздельнополое однодомное растение. Женские цветки у нее собраны в соцветие початок. На каждом растении может быть несколько початков, расположенных в пазухах листьев нижней и средней части растения. Мужские цветки собраны в соцветие метелку (султан), расположенное на верхушке растения.

Изоляция. За несколько суток до появления рылец из обертки на удобно расположенные початки растений материнского сорта надеть пергаментные изоляторы размером 20× 20 см, которые защитят рыльца от попадания посторонней пыльцы.

Сбор пыльцы. Когда в метелках отцовского сорта созревают пыльники, их надо отряхнуть на лист чистой бумаги и ссыпать в пробирки или пакетики. Пыльца у кукурузы быстро теряет жизнеспособность, поэтому собирать ее нужно в день опыления, в утренние часы.

Опыление. Перед опылением с початка материнского растения снять изолятор и из пакета высыпать свежесобранную пыльцу. После опыления на початок вновь надеть изолятор и в него поместить этикетку. В этикетке указать название материнского сорта, отцовского сорта, дату изоляции, дату опыления, фамилию гибридизатора. Так как в початке имеется большое количество разновременно цветущих цветков, то через день опыление следует повторить. Опыление можно проводить и без предварительного сбора пыльцы. Для этого с отцовского растения в день опыления надо срезать метелку и поместить под изолятор на материнском початке.

Уход. Через неделю после опыления, чтобы обеспечить доступ воздуха к формирующимся початкам, изолятор нужно снять или надорвать и концы отогнуть вниз. Этикетку оставить до созревания початка. В остальном за материнским растением нужно осуществлять такой же уход, какой рекомендуется в других опытах с кукурузой.

Семена, развившиеся после опыления початков материнского сорта пыльцой отцовского сорта, будут гибридными семенами первого поколения.

Уборка початков. Уборку гибридных початков провести в период полной зрелости. С початков снять обертки, удалить остатки столбиков и просушить.

Хранение. В течение зимы гибридные початки хранить отдельно по комбинациям в соответствующих коробках или в ящиках, в которые поместить этикетку с указанием комбинации.

Ведение дневника. Указать все работы по выращиванию исходных родительских сортов. Описать приемы подготовки растений кукурузы к скрещиванию и технику гибридизации. Отметить окраску семян у исходных родительских сортов и гибридов первого поколения.

Второй год опыта. Цель опыта. Получить гибридные семена второго поколения.

Подготовка участка. Участок для посева гибридных семян готовить так же, как в первый год опыта.

Подготовка семян и посев. Из одной части початков гибридные семена вымолотить, протравить и высеять, как в первый год опыта. Другую часть початков оставить не обмолоченными до конца опыта.

Уход. За гибридными растениями проводить такой же уход, как и в первый год опыта.

Изоляция. Накануне цветения на початки гибридных растений надеть изоляторы, чтобы предотвратить попадание посторонней пыльцы.

Сбор пыльцы. Когда у гибридных растений созреют пыльники, их стряхнуть на лист бумаги и ссыпать в пакеты (или срезать цветущую метелку).

Опыление провести в день сбора пыльцы, в утренние часы. Для этого снять изолятор с початка и нанести на рыльце пыльцу (или поместить под изолятор цветущую гибридную метелку). После опыления изолятор вновь надеть. Через 1—2 суток опыление повторить.

Уход. В дальнейшем за гибридными растениями проводить такой же уход, как за материнскими растениями в первый год опыта. Развившиеся на гибридных растениях F₁ семена будут гибридными семенами F₂.

Сбор початков и хранение. Сбор початков произвести в период полной зрелости. После сбора с початков снять обертки, очистить от остатков столбиков и просушить.

Гибридные початки сложить в коробки или ящики, в них поместить этикетку с указанием комбинации и хранить до проведения заключительного анализа и прохождения соответствующих разделов в курсе общей биологии.

Ведение дневника. Отметить все работы по выращиванию гибридных растений кукурузы F₁. Описать приемы получения гибридных семян F₂. Отметить окраску семян у гибридов второго поколения.

Анализ результатов опыта. По окончании опыта сделать сводный анализ характера наследования окраски семян у кукурузы при моногибридном скрещивании. Для этого отдельно подсчитать количество окрашенных и неокрашенных семян в початках материнского и отцовского сортов и гибридов F₁ и F₂ поколений. Данные учетов занести в таблицу.

Данные отдельных учетов суммировать, установить процентное соотношение и сделать вывод о характере наследования окраски семян у кукурузы при моногибридном скрещивании. Подготовить сводный отчет по опыту и сделать монтаж, поместив початки исходных родительских сортов, гибридов первого и второго поколений.

При правильном ведении опыта в F₁ все семена будут окрашены, а в F₂ 75% семян окрашены и 25% не окрашены. Характер наследования окраски семян у кукурузы изображен на рисунке 53.

Выводы по опыту использовать для демонстрации менделевского расщепления.