2. Селекция растений и животных
Для выведения новых сортов растений селекционеры применяют мутагенез, искусственный отбор (массовый и индивидуальный), внутривидовую и отдалённую (межвидовую) гибридизацию, полиплоидию.
Исходный материал создаётся с помощью искусственного мутагенеза , который во много раз увеличивает частоту мутаций.
для выведения безостых и низкорослых сортов злаковых растений использовалось рентгеновское излучение. Новые сорта декоративных и овощных культур получают с помощью химических мутагенов.
Полученные мутантные растения после отбора подвергаются скрещиванию для получения новых ценных комбинаций признаков.
В основе инбридинга ( близкородственного скрещивания ) у растений лежит принудительное самоопыление перекрёстноопыляющихся форм. Инбридинг используется для перевода генов в гомозиготное состояние и получения чистых линий .
При скрещивании чистых линий образуются гибриды, у которых ярко выражен гетерозисом .
таким способом получают гибридные семена большинства овощных культур, которые выращиваются в сельском хозяйстве.
Используется в селекции растений и отдалённая гибридизация . Полученные межвидовые гибриды обычно бесплодны, так как у них нарушается протекание мейоза при образовании половых клеток. Для преодоления бесплодия таких гибридов применяют особые методы, одним из которых является полиплоидия .
Впервые преодолеть бесплодие межвидового гибрида удалось в \(1924\) г. Г. Д. Карпеченко. Учёный получил бесплодный капустно-редечный гибрид с диплоидным набором \(18\) хромосом, из которых \(9\) «редечных» и \(9\) «капустных». Конъюгация этих хромосом не происходила. Карпеченко удвоил хромосомный набор. У полиплоидного гибрида оказалось \(36\) хромосом (по \(18\) «редечных» и «капустных). Появилась возможность конъюгации, и гибрид стал плодовитым.
В \(20\)-х г. \(ХХ\) в. была успешно проведена гибридизация пшеницы и ржи и получены пшенично-ржаные гибриды ( тритикале ). В \(30\) г. Н. В. Цицин скрестил пшеницу с пыреем, а И. В. Мичурин смог создать межвидовые гибриды плодово-ягодных культур.
Большинство современных видов культурных растения являются полиплоидными . Триплоидные, тетраплоидные и даже октоплоидные формы получены с помощью колхицина, которым обрабатывают семена растений.
- размножение животных происходит только половым путём;
- потомство обычно небольшое;
- животные становятся половозрелыми через несколько лет после рождения;
- невозможно самооплодотворение, поэтому сложнее получать чистые линии;
- отдельные признаки (молочность, яйценоскость) не проявляются у самцов.
Основные методы (отбор и гибридизация) используются и в селекции животных. Отбор применяется только индивидуальный.
Близкородственное скрещивание ( инбридинг ) применяется для закрепления полезных признаков.
Межпородное скрещивание ( аутбридинг ) проводится для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. У гибридов наблюдается увеличение жизнеспособности, продуктивности, устойчивости к болезням, т. е. проявляется гетерозис.
при скрещивании двух пород уток получают гетерозисных бройлерных уток, которые быстро растут и отличаются от обычных уток большим весом.
Источник
Межвидовая гибридизация
В чем уникальность и особенности межвидовых гибридов? Зачем селекционерам понадобилось выводить таких странных животных и растений?
Свойства межвидовых гибридов:
- бесплодие, стерильность
- гетерозис — межвидовые гибриды б\обладают более явно выраженными свойствами, чем родители — больше вес, рост, устойчивость к заболеваниям, лучшая адаптивность к условиям среды и т.п.
Давайте подробнее разберем проблему бесплодия межвидовых гибридов
Все дело в наборе хромосом и генов, присущих родительским организмам.
При внутривидовом скрещивании новый организм получает от родительских по гаплойдному (1n) набору гомологичных хромосом, восстанавливая таким образом свою диплойдность (2n).
Ключевое слово здесь — «гомологичные«
Гомологичные хромосомы — пара хромосом приблизительно равной длины, с одинаковым положением центромеры и дающие одинаковую картину при окрашивании. Их гены в соответствующих (идентичных) локусах представляют собой аллельные гены — аллели, то есть кодируют одни и те же белки или РНК
У межвидовых гибридов часть хромосом или участки хромосом не являются гомологичными.
Самому организму это вреда не приносит, но при образовании половых клеток (т.е. при половом размножении), такие для таких хромосом не возможны коньюгация и кроссинговер.
У растений такая проблема решается полиплойдией. При удвоении хромосом у каждой появляется гомологичная пара и проблема решена.
Искусственно полиплоидия вызывается ядами , разрушающими веретено деления , такими как колхицин
Поэтому у растений возможно не только межвидовая гибридизация, но даже межродовая.
Так, от скрещивания пшеницы линии № 5129, выделенной из гибрида Triticum turgidum x Tr. dicoccum с твердой пшеницей степной волжской экологической группы, был получен высокоустойчивый к гессенской и шведской мухам сорт твердой пшеницы Харьковская 46. Этот выдающийся сорт быстро получил широкое признание.
У животных, как известно, полиплойдия — явление редкое. Нарушения в образовании половых клеток делают такие межвидовые гибриды стерильными.
В науке есть три способа преодолеть эту проблему:
характерна для видов, утративших нормальный половой процесс, – гермафродитов, напр. земляных червей, и видов, у которых яйцеклетки развиваются без оплодотворения (см. партеногенез) , напр. некоторых насекомых, рыб, саламандр
Межвидовая гибридизация — результат научной деятельности человека, в природе такие гибриды практически не встречаются.
Давайте рассмотрим самые известные примеры таких гибридов в животном мире
Самый часто встречающийся именно в вопросах ЕГЭ — бестер.
Бестер (по первым слогам слов белуга и стерлядь) — гибрид двух видов рыб семейства осетровых, полученный путём искусственного скрещивания белуги со стерлядью. Плодовит.
Самый известный и, наверное, самый древний из известных межвидовых гибридов — мул.
Мул — результат скрещивания осла и кобылы. Термин «мул» первоначально применялся к отпрыску любых двух животных разных видов — к тому, что в настоящее время называется «гибридом».
Чрезвычайно выносливая зверюшка, по характеру более спокойный, чем осел, менее упрямый, маловосприимчив к заболеваниям.
Зебройд — гибрид зебры и любой другой лошади
Зубробизон — гибрид зубра и бизона (дают плодовитое потомство как при скрещивании между собой, так и с представителями исходных видов)
Гролар — гибрид медведя гризли и полярного медведя
Лигр — гибрид льва и тигрицы, тигролев — гибрид тигра и львицы
Обратите внимание на вопрос из ЕГЭ:
3) архаромеринос — название состоит из двух частей — явно гибрид! 🙂
4) бестера мы уже знаем
6) тритикале — гибрид ржи и пшеницы
Источник