Doskonalenie roślin uprawnych i leśnych
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | B.1s.DRU.SM.BBTSX |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Doskonalenie roślin uprawnych i leśnych |
Jednostka: | Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa |
Grupy: |
Biotechnologia stosowana II stopień, 1 sem. obowiązkowe |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Skrócony opis: |
Celem zajęć jest zapoznanie studentów z teoretycznymi podstawami tworzenia odmian roślin uprawnych i drzew leśnych. Przedmiot obejmuje wiadomości dotyczące osiągnięć hodowlanych, genetycznych podstaw hodowli, gromadzenia, indukowania i wykorzystania zmienności genetycznej, konwencjonalnych metod hodowli roślin samo- i obcopłodnych oraz rozmnażanych wegetatywnie, hodowli heterozyjnej oraz kierunków ulepszania różnych cech roślin użytkowych. Studentów zapoznaje się także ze współczesnymi technikami biotechnologicznymi ułatwiającymi hodowlę oraz diagnostyką molekularną roślin. |
Pełny opis: |
Wykłady: - Wiadomości wprowadzające: hodowla roślin jako nauka, działalność praktyczna i współczesny etap ewolucji roślin uprawnych, pojęcie odmiany rolniczej. - Genetyczne podstawy hodowli roślin: biologia kwitnienia roślin uprawnych, przystosowania do sposobu rozmnażania, genetyka roślin samo- i obcopłodnych, podstawowe typy populacji hodowlanych – struktura genetyczna, celowość i sposoby haploidyzacji roślin, cechy jakościowe i ilościowe, sposoby działania genów, odziedziczalność. - Gromadzenie, generowanie i wykorzystanie zmienności roślin: materiał wyjściowy do hodowli, ochrona zasobów genowych, wykorzystanie kultur in vitro, krzyżowanie form genetycznie oddalonych, indukowanie allopoliploidów (pszenżyto), somatyczna hybrydyzacja, otrzymywanie i wykorzystywanie mutacji genowych i genomowych (odmiany poliploidalne), wykorzystanie form transgenicznych, wykorzystanie zmienności somaklonalnej. - Selekcja w hodowli roślin: konwencjonalne procedury selekcyjne, selekcja u poliploidów, dihaploidy selekcja w kulturach in vitro. - Wytwarzanie nowych odmian: własności pierwszego (F1) i dalszych pokoleń mieszańców, programy hodowlane z uwzględnieniem sposobu rozmnażania roślin; hodowla zachowawcza. - Wykorzystanie zjawiska heterozji: utrwalenie genotypu (chów wsobny, podwojone haploidy), ogólna i swoista wartość kombinacyjna, dystans genetyczny, wytwarzanie nasion mieszańcowych (kastracja, męska sterylność, samoniezgodność, linie żeńskie, systemy sztuczne), ekonomiczne aspekty wykorzystania heterozji, znaczenie odmian heterozyjnych w rolnictwie. - Kierunki hodowli roślin uprawnych: plon i jakość plonu, odporność na choroby i szkodniki, odporność na niekorzystne warunki środowiska. - Postęp w wyniku hodowli: postęp biologiczny w produkcji roślinnej, rola i przykłady osiągnięć hodowli roślin w Polsce i w świecie. - Hodowla wspomagana markerami: mapy genetyczne, konstrukcja i wykorzystanie, markery cech monogenicznych, loci cech ilościowych (QTL), mapowanie asocjacyjne, diagnostyka molekularna w hodowli roślin. - Zmienność wewnątrzgatunkowa: przyczyny historyczne i genetyczne zmienności, zmienność ciągła i ekotypowa, fitogeografia, historia genetycznej zmienności drzew leśnych, paleobotanika, analiza pyłkowa, zasięgi występowania gatunków, migracje, dryf genetyczny, efektywna wielkość populacji, efekt „szyjki butelki”, efekt założyciela, rasy drzew, odmiany, krzyżówki, mutanty. - Podstawy genetyki populacyjnej drzew leśnych: genetyka populacyjna, częstość alleli i genotypów, prawo Hardy-Weinberga, czynniki zmieniające genetyczną równowagę w drzewostanie, dziedziczność a środowisko zewnętrzne - Podstawy genetyki populacyjnej drzew leśnych: selekcja naturalna i sztuczna, adaptacja do warunków środowiska, modyfikacje, plastyczność, konkurencja i kooperacja, rekombinacje, heterozja, sąsiedztwo, izolacja i dryf genetyczny, chów wsobny, selekcja populacyjna i indywidualna, selekcja pozytywna i negatywna, różnica selekcyjna i zysk selekcyjny, intensywność selekcji, odziedziczalność. - Podstawy genetyki molekularnej: wykorzystanie markerów genetycznych: izoenzymowych, terpenowych oraz genetycznych typu RAPD, AFLP, PCR-RFLP do identyfikacji populacji i genotypów wybranych gatunków drzew leśnych, markery mikrosatelitarne DNA, transgenika: izolowanie genów, konstrukcje genowe, metody wprowadzania genów, selekcja i charakterystyka drzew transgenicznych (GMO). - Biologia i technika rozmnażania drzew leśnych: rozmnażanie wegetatywne, technika rozmnażania wegetatywnego, rozmnażanie generatywne, fizjologiczne podstawy zawiązywania się kwiatów, żywotność i rozprzestrzenianie się pyłku, zapylenie, zapłodnienie, stadia rozwoju owoców i nasion, okres spoczynkowy, sposoby oceny kwitnienia i owocowania, kwalifikowana baza nasienna, techniki przechowywania nasion, technologie produkcji sadzonek. Ćwiczenia - Genetyczne skutki samopłodności, obliczanie frekwencji homozygot i heterozygot w kolejnych pokoleniach inbredu, pojęcie linii. - Obliczanie frekwencji alleli i genotypów w populacjach kojarzących się losowo, równowaga genetyczna, czynniki wpływające na odchylenia od stanu równowagi. - Szacowanie współczynnika odziedziczalności (h2) na podstawie krzyżowań pojedynczych i za pomocą czynnikowego układu krzyżowań. - Reakcja na selekcję, średnia wartość cechy w pokoleniu potomnym w zależności od wartości współczynnika odziedziczalności. - Selekcja u roślin samopylnych i obcopylnych, struktura genetyczna odmian, skuteczność selekcji u diploidów i poliploidów. - Techniki hodowlane – kastracja, izolacja, krzyżowanie, bonitacja, poletka hodowlane, zapoznanie studentów z listą odmian COBORU. - Ocena zróżnicowania genetycznego materiałów hodowlanych w oparciu o polimorfizm SSR. - Identyfikacja sprzężeń marker – cecha użytkowa, konstruowanie genetycznych map sprzężeń. - Diagnostyka molekularna, identyfikacja odmian metodami molekularnymi. |
Literatura: |
Literatura podstawowa: Michalik B. (red.). Hodowla roślin z elementami genetyki i biotechnologii. PWRiL. Poznań, 2009 Acquaah G. Principles of plant genetics and breeding. Blackwell Publishing, 2007 Sabor J. (red.). Elementy genetyki i hodowli selekcyjnej drzew leśnych. Wyd. CILP, Warszawa, 2006 Literatura uzupełniająca: Freeland J.R., Ekologia molekularna. PWN. Warszawa 2008 Allard R.W., Principles of plant breeding. J. Wiley & sons, INC. New York, 1999 Czasopisma: Euphytica, Molecular Breeding |
Efekty uczenia się: |
WIEDZA - absolwent zna i rozumie: - genetyczne podstawy hodowli odmian roślin uprawnych i drzew leśnych. Zna sposoby gromadzenia, indukowania i wykorzystania zmienności genetycznej dla potrzeb hodowli - konwencjonalne metody hodowli roślin samopylnych, obcopylnych i rozmnażających się wegetatywnie oraz zasady hodowli heterozyjnej. Posiada wiedzę o kierunkach i sposobach ulepszania różnych cech roślin użytkowych oraz osiągnięciach hodowlanych - współczesne techniki biotechnologiczne wspomagające hodowlę roślin i wykorzystywane w diagnostyce molekularnej - znaczenie wspomagania hodowli roślin technikami molekularnymi UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi: - identyfikować sposoby rozmnażania roślin uprawnych i zna strukturę genetyczną odmian - dobrać metody hodowlane w zależności od gatunku, jego sposobu rozmnażania i celu hodowli - ocenić efektywność procedur hodowlanych w zależności od odziedziczalności cechy, sposobu rozmnażania i stopnia ploidalności roślin oraz intensywności selekcji - wykonać podstawowe hodowlane zabiegi techniczne (kastracja, krzyżowanie, bonitacja), planuje doświadczenia ścisłe, korzysta z informacji o odmianach zawartych w publikacjach COBORU - właściwie dobrać metody biotechnologiczne wspomagające hodowlę roślin uprawnych i drzew leśnych oraz techniki diagnostyki molekularnej - zinterpretować wyniki analiz molekularnych KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do: - uzasadnienia konieczności doskonalenia roślin uprawnych i leśnych między innymi z użyciem metod biotechnologicznych i jest przygotowany do ich stosowania - opisania relacji między doskonaleniem genotypu roślin uprawnych i leśnych a postępem w rolnictwie i leśnictwie oraz środowisku przyrodniczym - formułowania obiektywnych opinii na temat znaczenia technik molekularnych w doskonaleniu roślin uprawnych i leśnych oraz je uzasadnia |
Metody i kryteria oceniania: |
Forma i warunki zaliczenia: egzamin - test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru + pytania otwarte zaliczenie z ćwiczeń - rozwiązywanie zadań problemowych Kryteria oceny: egzamin – 60% zaliczenie ćwiczeń - 40% |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.