Современные методы в селекции растений.
- Метод клеточной инженерии —получен межвидовой соматический гибрид картофеля.Протопласт(с греч.protos–первый,plastos-вылепленный, образованный)- клетки без клеточной стенки и имеющие только клеточную мембрану.Гибрид отличался большей мощностью куста и высотой стебля.
- Метод хромосомной инженерии связан с заменой отдельных хромосом или добавлением новых.
- Метод генной инженерии.
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ – это область молекулярной генетики, разрабатывающая методы конструирования новых генетических программ для управления жизненными процессами. Например, в геном организма встраиваются или исключаются из него отдельные гены или группы генов. Такие эксперименты проводят на бактериях, вирусах, высших организмах
Работы Мичурина
| Методы | Сущность метода | Примеры |
| 1.Биологически отдаленная гибридизация а)межвидовая б)межродовая 2.Географически отдаленная гибридизация. 3.Отбор 4.Метод ментора (воспитателя) 5.Метод посредника 6.Воздействие условиями среды. 7.Смешение пыльцы. | Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами. Скрещивание представителей разных родов для получения новых форм растений. Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости). Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и их лежкости. Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чем ментор старше, мощнее, длительнее действует, те его влияние сильнее. При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещиваемости используют дикий вид в качестве посредника. При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадками. Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости) | Вишня Владимирская х черешня Винклера белая = Вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость).  Вишня х черемуха = церападус.  Груша дикая уссурийская х Бере рояль (Франция) = Бере зимняя Мичурина.  Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью Яблоня Китайка (подвой) х гибрид Кандиль-китайка = Кандиль-синап (морозостойкий).  Бельфлер-жёлтый х Китайка = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт).  Дикий монгольский миндаль х дикий персик Давида = миндаль Посредник. ↓ Культурный персик х миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север). Закаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений. Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу. |
Итог 60 лет работы И.В.Мичурина: 1)300 сортов (новые и усовершенствованные) растений;2) гибриды: яблоня х груша, яблоня х рябина, малина х ежевика, яблоня х айва, абрикос х слива, миндаль х персик, вишня х черемуха. Достижения селекции растений 1.0зимая пшеница. Для России пшеница — основная зерновая культура. Академик Павел Лукьяненко создал ряд высокоурожайных сортов озимой пшеницы, занимающих миллионы гектаров, как в России, так и в других странах. Особенной популярностью пользуются сорта Аврора и Кавказ, дающие урожай до 100 ц/га, и Безостая 1 с урожайностью до 50 ц/га. На основе последнего сорта были выведены сорта Краснодарская 57 и Одесская полукарликовая. На Мироновской селекционной опытной станции академиком Василием Ремесло (1907-1983) выведены высокоурожайные сорта: Мироновская 264, Мироновская 808, Ильичевка(в 1974 г. этот сорт районирован в 15 областях Украины и при надлежащем орошении и высокой агротехнике дает урожаи до 100 ц/га). За последние 50 лет урожайность сортов озимой пшеницы возросла с 25 до 65 ц/га, т.е. в 2,5 раза . Очень перспективны многолетние сорта пшеницы, выведенные под руководством академика Николая Цицина (1898-1980) на основе межвидовой гибридизации пшеницы и пырея. Они высокоурожайны, засухоустойчивы, выдерживают морозы до -35 ◦С. 2.Яровая пшеница. Наиболее ценен созданный Алексеем Шехурдиным и Валентиной Мамонтовой (1895-1982) высокоурожайный сорт Саратовская 29, отличающийся высокими хлебопекарными качествами. З.Подсолнечник. Замечательны достижения академика Василия Пустовойта (1886-1972). До середины XX в. лучшие сорта подсолнечника по масличности не превышали 33%. В настоящее время средняя масличность семян достигает 50%. 4.Сахарная свекла. За последние годы резко повысились сахаристость и урожайность сахарной свеклы. Большую роль в селекции этой культуры сыграла полиплоидия (работы А.Н. Луткова, В.П. Зосимовича). 5,Кукуруза. При создании новых перспективных сортов этой культуры применяют самоопыляющиеся гомозиготные линии с их последующей гибридизацией (М.И. Хаджинов и Г. С. Галеев).
Источник
Новейшие методы селекции
Биотехнология — использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Их выращивают на питательных средах в специальных биореакторах.
Новейшими методами селекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия.
Генная инженерия основана на выделении нужного гена из генома одного организма и введении его в геном другого организма. «Вырезание» генов проводят с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов — рестриктаз, затем ген «вшивают» в вектор — плазмиду, с помощью которого ген вводится в бактерию. «Вшивание» осуществляется с помощью другой группы ферментов — лигаз. Причем вектор должен содержать все необходимое для управления работой этого гена — промотор, терминатор, ген-оператор и ген-регулятор. Кроме того, вектор должен содержать маркерные гены, которые придают клетке-реципиенту новые свойства, позволяющие отличить эту клетку от исходных клеток. Затем вектор вводится в бактерию, и на последнем этапе отбираются те бактерии, в которых введенные гены успешно работают.
Излюбленный объект генных инженеров — кишечная палочка, бактерия, живущая в кишечнике человека. Именно с ее помощью получают гормон роста — соматотропин, гормон инсулин, который раньше получали из поджелудочных желез коров и свиней, белок интерферон, помогающий справиться с вирусной инфекцией.
Второй путь — синтез гена искусственным путем. Для этого используются и-РНК, с помощью фермента обратная транскриптаза на и-РНК синтезируется ДНК.
Методы хромосомной инженерии. Одна группа методов основана на введении в генотип растительного организма пары чужих гомологичных хромосом, контролирующих развитие нужных признаков, или замещении одной пары гомологичных хромосом на другую. На этом основаны методы получения замещенных и дополненных линий, с помощью которых в растениях собираются признаки, приближающие к созданию «идеального сорта».
Очень перспективен метод гаплоидов, основанный на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Например, выращивают из пыльцевых зерен кукурузы гаплоидные растения, содержащие 10 хромосом, затем хромосомы удваивают и получают диплоидные (10 пар хромосом), полностью гомозиготные растения всего за 2—3 года вместо 6—8-летнего инбридинга.
Сюда же можно отнести и получение полиплоидных растений в результате кратного увеличения хромосом.
Методы клеточной инженерии связаны с культивированием отдельных клеток в питательных средах, где они образуют клеточные культуры. Оказалось, что клетки растений и животных, помещенных в питательную среду, содержащую все необходимые для жизнедеятельности вещества, способны делиться. Клетки растений обладают еще и свойством тотипотентности, то есть при определенных условиях они способны сформировать полноценное растение.
- Это дает возможность с помощью клеточных культур получать ценные вещества. Например, культура клеток женьшеня нарабатывает биологически активные вещества.
- С другой стороны, можно размножить эти растения в пробирках, помещая клетки в определенные питательные среды. Так можно размножать редкие и ценные растения. Это позволяет создавать безвирусные сорта картофеля и других растений!
Продолжается работа по гибридизации клеток. Например, разработана методика гибридизации протопластов соматических клеток. Удаляются клеточные оболочки и сливаются протопласты клеток организмов, относящихся к разным видам — картофеля и томата, яблони и вишни. Перспективно создание гибридом, при котором осуществляется гибридизация различных клеток. Например, лимфоциты, образующие антител», гибридизируются с раковыми клетками. В результате гибридомы нарабатывают антитела, как лимфоциты, и «бессмертны», как раковые клетки. Следовательно, они обладают возможностью неограниченного размножения в культуре.
- Интересен метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки. Таким способом возможно клонирование животных, получение генетических копий от одного организма.
Источник