Kursa kods LauZ5124

Kredītpunkti 2

Augu ģenētika un selekcija

Zinātnes nozareLauksaimniecības zinātne (nav zn)

Kopējais stundu skaits kursā80

Lekciju stundu skaits16

Semināru un praktisko darbu stundu skaits16

Studenta patstāvīgā darba stundu skaits48

Kursa apstiprinājuma datums24.09.2020

Atbildīgā struktūrvienībaAugsnes un augu zinātņu institūts

Kursa izstrādātājs

author viesdoc.

Arta Kronberga

Dr. agr.

Kursa anotācija

Maģistranti padziļināti iepazīstas ar laukaugu ģenētiku un selekciju, likumiem par iedzimtību un mainību, kultūraugu jaunu šķirņu veidošanas metodēm, balstoties uz izstrādātajām selekcijas procesa shēmām. Maģistranti padziļināti apgūst selekcijas materiāla novērtēšanas metodes, selekcijas darba plānošanas un organizācijas pamatprincipus.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Zināšanas. Maģistranti gūst padziļinātas zināšanas par ģenētikas likumiem, kā pamatu selekcijas darbam, par selekcijas teorētiskajiem pamatiem, metodēm, kas izmantojamas dažādu šķirņu veidu selekcijā. Studenti gatavojas semināriem, kur uzstājas ar mutiskiem ziņojumiem par izvēlētām tēmām, risina uzdevumus ģenētikā par pazīmju iedzimšanu.

Prasmes. Maģistranti izprot ģenētikas likumsakarības, kas nosaka pazīmju iedzimšanu un izlases pamatojumu selekcijas procesā. Izprot dažādu selekcijas etapu būtību un savstarpējo pakārtotību. Izprot dažādas selekcijas metodes un to pielietošanas pamatotību dažādām sugām un dažādos selekcijas etapos.


Kompetence. Maģistranti ir kompetenti strādājot laukaugu selekcijā, izvēlēties pareizās selekcijas metodes un izmantot tās praktiskajā selekcijas darbā, studēt un analizēt zinātnisko un citu literatūru, diskutēt par kursā apgūtajām tēmām. Analizē un sastāda selekcijas darba shēmas dažādām laukaugu sugām, pielietojot dažādas selekcijas darba metodes.

Kursa saturs(kalendārs)

1. Ģenētikas jēdziens, attīstības vēsture, jaunākie sasniegumi. Ko pēta ģenētika. Ģenētika kā selekcijas teorētiskais pamats. Ģenētikas pētījumu metodes 2h
2. Gēns –sugu iedzimstošo īpašību noteicējs. Nukleīnskābes: DNS un RNS, to uzbūve un funkciju atšķirības. DNS replikācija, transkripcija, translācija. Ģenētiskais kods, tā nozīme olbaltumvielu sintēzē un regulēšanā. Gēns, tā uzbūve. Hromosomālā iedzimtības teorija. Hromosomu uzbūve. Hromosomu ģenētiskās kartes. Mitoze un meijoze. Gēnu rekombinācija. Gēna darbības ekspresija 2h
3. G. Mendeļa iedzimtības likumi. Dihibrīdiskā un polihibrīdiskā krustošana. χ2 testa izmantošana hibridizācijas rezultātu analīzei. Neatkarīgā pazīmju skaldīšanās. Gēnu mijiedarbība. Neallēlo gēnu mijiedarbība 2h
4. Organisma mainība. Gēna un ārējās vides mijiedarbības veidi. Reakcijas norma. Neiedzimstošā un iedzimstošā mainība un mutācijas. Mutāciju rašanās un to cēloņi. Mutāciju klasifikācija: gēnu, hromosomu un genomu mutācijas. Mutagēni, to iedalījums, kritiskās devas. Mutāciju izmantošana augu selekcijā: selekcijas shēma, sasniegumi 2h
5. Poliploīdija. Jēdziens par poliploīdiju. Haploīds un diploīds. Poliploīdās rindas. Poliploīdu klasifikācija: autopoliploīdi, alopoliploīdi, aneiploīdi. Poliploīdo augu galvenās pazīmes un likumsakarības, to nozīme selekcijā. Kultūraugu tetraploīdo un triploīdo šķirņu ieguve un to raksturojums. Amfidiploīdu ieguve. Haploīdi, to iegūšanas metodika. Selekcijas shēma darbā ar haploīdiem. Iegūtās šķirnes 2h
6. Populāciju ģenētika. Hardija-Veinberga likums, tā darbības nosacījumi. Alēļu biežuma aprēķins populācijās, izlases ietekme uz alēļu biežumu. Populāciju šķirņu selekcija 2h
7. Ārpuskodola iedzimtība. Citoplazmatiskās iedzimšanas organoīdi: plazmīdas un mitohondriji. Citoplazmatiskā vīrišķās sterilitātes (CVS) atklāšana, tās veidi un ģenētiskā būtība 2h
8. Inbrīdings un heteroze. Inbrīdings - tā ģenētiskā būtība pašapputes un svešapputes augiem. Heterozes efekts, tā izmantošana laukaugu selekcijā. Heterozo hibrīdu šķirņu ieguves shēma 2h
9. Laukaugu selekcija. Augu selekcijas loma lauksaimniecībā. Šķirnes definīcija. Šķirņu iedalījums pēc to izcelsmes: šķirnes - populāciju, vietējās, klonu, līniju un hibrīdās šķirnes, čiti šķirņu veidi. Selekcijas metodes –iekšsugu, attālā hibridizācija, mutaģenēze, poliploīdija, biotehnoloģija. Selekcijas shēmas. Selekcijas izejmateriāls – tā veidi un nozīme selekcijas procesā. Vecākaugu izvēle hibridizācijā 2h
10. Pašapputes augu selekcija, tās ģenētiskie pamati. Šķirņu ģenētiskā struktūra. Masu, individuālās izlases izmantošana pašapputes augu selekcijā. Pārsējas metode: pamatojums un pielietošana, hibrīdās populācijas lielums, izlases iespējas, priekšrocības un trūkumi. Pedigrī sistēma: pamatojums un būtība, izlase agrajās hibrīdu paaudzēs, variāciju iespējamība, priekšrocības 2h
11. Svešapputes augu selekcija, tās ģenētiskie pamati. Sintētisko šķirņu iegūšana 2h
12. Šķirņu reģistrācija: AVS un SĪN testi... 2h
13. Biotehnoloģijas metožu pielietošana selekcijā. Audu kultūru izmantošana selekcijā. Selekcija in vitro. Somoklonālā variabilitāte. Gēnu inženierija, tās iespējas un perspektīvas selekcijā 2h
14. Selekcijas principi uz izturību pret biotiskajiem faktoriem. Biotiskie faktori, kas ietekmē šķirņu augšanu: sēņu, vīrusu, baktēriju slimības, nematodes, kaitēkļi. Oligēnā un poligēnā izturība pret slimībām. Horizontālā un vertikālā izturība, to raksturojums un nozīme augu slimību ierobežošanā. Selekcijas shēmas izturīgo šķirņu veidošanai 2h
15. Selekcija uz izturību pret abiotiskajiem faktoriem. Abiotiskie faktori, kas ietekmē šķirņu augšanu: sausums, karstums, paaugstināts sāļu, minerālu saturs augsnē, u.c. Selekcijas principi šķirņu veidošanai uz izturību pret abiotiskajiem faktoriem 2h

16. Genotipisko un fenotipisko marķieru pielietošana selekcijā. Fenotipiskie, bioķīmiskie, DNS marķieri, to raksturojums un pielietošanas iespējas augu selekcijā. DNS marķieru klasifikācija un iegūšanas veidi, izmantošanas iespējas dažādu selekcijas uzdevumu risināšanā. MAS (uz marķieriem balstīta izlase) 2h.

Prasības kredītpunktu iegūšanai

1. Lekciju apmeklējums LLU ir obligāts.
2. Jāuzraksta divi kontroldarbi 1) par ģenētikas uzdevumiem 2) par šķirņu veidiem.
3. Sagatavo rakstisku un mutisku referātu ar ilustratīvu Power Point slaidu atbalstu par maģistranta izvēlētu tēmu, kas saistīta ar studiju kursā apgūstamo vielu Saņem ieskaiti, kura var ietekmēt gala vērtējumu + vai – virzienā.
4. Visiem darbiem jābūt izpildītiem sekmīgi. Ja visi darbi nav novērtēti ar sekmīgu vērtējumu, eksāmenu kārtot nav atļauts.
5. Vērtējums par semestra laikā sekmīgi novērtētiem darbiem veido 10% no eksāmena vērtējuma.

6. Atlikušos 90% iegūst rakstiska eksāmena laikā, kas veidots kā tests. Lai iegūtu sekmīgu atzīmi, testā jābūt iegūtiem vismaz 50% punktu no kopīgā iespējamo punktu skaita

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

• Katrs maģistrants sagatavo referātu par paša izvēlētu tematu, kas saistīts ar studiju kursā apgūstamo vielu (Word formāts; sagatavojams atbilstoši LF noteikumiem. Vēlamais apjoms: 10 – 15 lpp. bez izmantotās literatūras saraksta.

• Katrs maģistrants sagatavo vienu 15 min garu referātu (PowerPoint formāts) par paša izvēlētu tematu, kas saistīts ar studiju kursā apgūstamo vielu.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Darbi, kurus vērtē ar iesk./neiesk.: jāizpilda darbs atbilstoši iepriekšējā punktā izvirzītajām prasībām; referāti – jāprezentē maģistrantu grupai.
Kontroldarbi, par kuriem saņem atzīmi: tiek vērtēti atbilstoši 10 ballu skalas atšifrējumam.

Gala eksāmens tiek vērtēts ar atzīmi 10 ballu skalā.

Obligātā literatūra

1. Caligari P. An Introduction to Plant Breeding. Oxford: Blackwell Publishing. 2009. 209 p.
2. Plant Breeding. J.Brown., P.Caligari, H.Campos. Wiley Blackwell, 2014. 278 p.
3. Griffiths A., Gelbart W., Lewontin R., Miller J., Modern genetic analysis. W.H. Freeman and Company, New York, 2002., -736.
4. Āboliņš M. Ģenētikas praktikums.- LLU., 1997.- 225 lpp.
5. Madera, Silvija S. Bioloģija : eksperimentāla mācību grāmata. 1. daļa. - Rīga: Zvaigzne AB,. - [2001]. - 290 lpp.

6. Misiņa M., Loža V. Ģenētika ar selekcijas pamatiem.- R., 1991.- 397 lpp

Papildliteratūra

1. Holms I. Laukaugu selekcija Latvijā.- R.: Avots, 1992.- 112 lpp.
2. Dictionary of Plant Breeding. Rolf H.J.Schlegel. CRC Press, 2010. 571 p. [tiešsaiste] [24.09.2019.] Pieejams: https://www.taylorfrancis.com/books/9780429150708.

3. Chahal G.S., Gosal S.S. Principles and procedures of plant breeding. Harrow, U.K: Alpha Science International Ltd, 2002. 604. p.

Periodika un citi informācijas avoti

Zinātniskie žurnāli un rakstu krājumi, kas pieejami LLU FB abonētajās datu bāzēs, piemēram:

1. Plant Breeding. Published by John Wiley and Sons. ISSN (printed): 0179-9541. ISSN (electronic): 1439-0523.

2. Euphytica Published by Springer. ISSN (printed): 0014-2336. ISSN (electronic): 1573-5060. Pieejams LLU FB abonētajā datubāze SpringerLink http://www.springerlink.com/content/0014-2336/

Piezīmes

Lauksaimniecības maģistra studiju programmas Laukkopības un Dārzkopības apakšvirzienu obligātais studiju kurss 1. semestrī.