Селекции растений выведение новых пород домашних

Вопрос 11. Искусственный отбор как основной фактор выведения пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов.

Искусственный отбор — выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном отношении особей животных и растений данного вида, породы или сорта для получения от них потомства с желаемыми свойствами. Основы теории искусственного отбора заложены Ч.Дарвином (1859), который показал, что искусственный отбор является основным фактором, обусловившим возникновение пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений. Бессознательный искусственный отбор осуществлялся уже на первых этапах одомашнивания человеком животных и окультуривания растений. К 18 веку сформировался методический искусственный отбор, сохранивший свое значение и в современном растениеводстве и животноводстве и ставший ныне наукой о методах создания сортов растений, пород животных и самостоятельной отраслью с.-х. производства. Искусственный отбор ведется по отдельным, интересующим человека признакам, что может приводить к распадению генетических и морфогенетических корреляционных систем организмов, тогда как естественный отбор, благоприятствующий лишь тем особенностям организмов, которые повышают их приспособленность, способствует закреплению целых комплексов приспособительных признаков. Поэтому нередко, как побочный результат искусственного отбора, выявляется фенотипический эффект различных генов, которые прежде были блокированы действием генов-репрессоров в составе соответствующих генетических комплексов. В результате фенотипическая изменчивость организмов, подвергаемых действию искусственного отбора, повышается, а общая жизнеспособность снижается. Искусственный отбор проводится в виде двух основных форм: массовый отбор — выбраковка всех особей по фенотипу (окраска, форма, высота и т.д.), не соответствующих породным или сортовым качествам; индивидуальный отбор — отбор отдельных особей с учетом наследственной устойчивости их признаков, обеспечивающий совершенствование сортовых и породных качеств. В связи с рецессивностью большинства мутаций, служащих источником фенотипической изменчивости, подвергаемой искусственному отбору, для более быстрого закрепления новых признаков, используют инбридинг. Последний имеет и отрицательные последствия (снижение генетического разнообразия, переход в гомозиготное состояние нежелательных рецессивных аллелей), для ликвидации которых применяют аутбридинг, повышающий гетерозиготность организмов. (сравни: Естественный отбор).

Селекция – (от лат. выбор, отбор) — наука о методах создания сортов, гибридов растений и пород животных, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками. Селекцией называют также отрасль сельскохозяйственного производства, занимающуюся выведением сортов и гибридов с.-х. культур, пород животных. Теоретической основой селекции является генетика. Отбор, гибридизация с использованием гетерозиса, полиплоидия и мутагенез — основные методы селекции. В зависимости от целей проводят селекцию на качество (вкус, содержание белка в зерне, жирномолочность и т.д.), устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным климатическим условиям, урожайность у растений, плодовитость и продуктивность у животных. Результатом селекционного процесса являются сорт растений, порода животных, штамм микроорганизмов, созданные человеком и имеющие определенные наследственные свойства. Все организмы, составляющие эту совокупность, имеют сходные, наследственно закрепленные особенности, однотипную реакцию па условия среды. Как наука селекция окончательно оформилась благодаря трудам Ч.Дарвина. Он проанализировал огромный материал по одомашниванию животных и введению в культуру растений и на этой основе создал учение об искусственном отборе. Селекция как процесс представляет собой специфическую форму эволюции, подчиняющуюся общим закономерностям. Главная отличительная особенность селекции как процесса состоит в том, что естественный отбор заменен на искусственный, проводимый человеком. Н.И.Вавилов назвал селекцию «эволюцией, направляемой волей человека». Основными разделами селекции как науки являются:

1. учение об исходном материале;

2. учение о типах и источниках наследственной изменчивости;

3. учение о роли среды в развитии признаков и свойств;

4. теория искусственного отбора.

Селекция животных. Выведение новых пород началось вслед за приручением, одомашниванием диких животных. Для них характерно в основном половое размножение. В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. В селекции животных широко применяют два вида скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг). Инбридинг ведет к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к средовым факторам, снижением плодовитости и т.д. Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. Скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет поддерживать полезные качества и усиливать их в последующих поколениях. В частности, М.Ф.Иванов создал высокопродуктивную породу свиней Белая украинская, породу овец Асканийская рамбулье.

Селекция растений. Основные приемы селекции растений: подбор родительских пар для скрещивания; гибридизация; индивидуальный и массовый отбор лучших биотипов. Часто применяются методы повышения уровня генотипической изменчивости для более успешного отбора нужных форм. К ним относятся индуцированный мутагенез, отдаленная гибридизация, использование веществ, повышающих плоидность кариотипа. Научно обоснованные методы селекции основаны на законах генетики. В последнее время селекцию сочетают с методами генной инженерии. Селекция высокопродуктивных форм – самый эффективный путь повышения продуктивности сельского хозяйства. Так называемую зеленую революцию в земледелии Индии, Мексики и ряда других стран совершило внедрение низкорослых (карликовых) сортов риса и пшеницы, у которых рост идет в колос, а не в солому. Такие злаки не полегают и наиболее экономичны. В нашей стране к подобным сортам относятся Донская полукарликовая и Мироновская низкорослая.

Селекция микроорганизмов. Микроорганизмы (прокариоты – бактерии, сине-зеленые водоросли; эукариоты – грибы, микроскопические формы водорослей, простейшие) находят широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Благодаря сравнительно простой организации генома, короткому жизненному циклу, большому разнообразию физиологических и биохимических свойств микроорганизмы являются удобными объектами биотехнологических методов. До недавнего времени основными методами повышения продуктивности промышленных штаммов микроорганизмов были индуцированный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток (клонов). Промышленно ценный штамм должен содержать мутации, обеспечивающие повышенный синтез необходимого соединения. Основываясь на этом методе, С.И.Алиханян с сотрудниками получили штаммы микроорганизмов со значительно повышенной продукцией антибиотиков. В настоящее время большое значение в биотехнологии имеют методы клеточной и генной инженерии. Ярким примером служит успешное включение в геном кишечной палочки гена, ответственного за образование у человека гормона поджелудочной железы – инсулина.

Источник

Краткий конспект «Основы селекции»

Краткий конспект содержит основные вопросы, изучаемые по теме «Основы селекции».

Просмотр содержимого документа
«Краткий конспект «Основы селекции»»

Селекция – наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих потребностям человека.

Сорт, порода и штамм – совокупность особей, искусственно созданная человеком, которая характеризуется определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими признаками.

Теоретической основой селекции является генетика, разрабатывающая проблемы наследственной изменчивости, системы скрещивания и отбора.

Создателем современной генетической основы селекции является Н. И. Вавилов.

Важнейшей задачей селекции является исследование закономерностей эволюции домашних животных и возделываемых растений.

По выражению Н. И. Вавилова, селекция – это эволюция, управляемая человеком.

Перед селекционерами стоит задача создания высокопродуктивных сортов и пород, дающих продукцию высокого качества, пригодных для механизированного возделывания и уборки, способных максимально использовать создаваемые условия внешней среды (свет, тепло, вода, удобрения, СО₂ и т.д.) и обладающих другими необходимыми технологическими качествами (при транспортировке, хранении и переработке).

Основные (традиционные) методы селекции – гибридизация и отбор.

Современные генетико-селекционные методы:

— отдаленная и внутривидовая гибридизация,

— экспериментальный (индуцированный) мутагенез,

— клеточная и генная инженерия (биотехнология) и т.д. позволяют создать новые формы с исключительно высоким уровнем продуктивности.

Селекционный процесс включает в себя поиск исходного материала и выделения образцов с наибольшей выраженностью признака.

ЦЕНТРЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

Академик Н. И. Вавилов указывал, что для успешной работы по созданию сортов и пород следует изучать и учитывать исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных, их генетическое разнообразие. Обобщив огромный материал, собранный в результате многочисленных экспедиций, Н. Вавилов внес выдающийся вклад в развитие представления о центре происхождения культурных растений, которые совпадают с древними очагами мирового земледелия.

1. Индонезийско-индокитайский (южноазиатский)

Бананы, сахарная пальма, сахарный тростник, огурцы, баклажан.

2. Китайско-японский (восточноазиатский)

Рис, просо, соя, шелковица, слива, вишня, чай.

3. Переднеазиатский (юго-западный)

Пшеница, рожь, ячмень, овес, чечевица.

Морковь, лен, миндаль, виноград.

Оливковое дерево, капуста, брюква, свекла.

Бананы, арбуз, кофе, твердые сорта пшеницы.

Фасоль, томат, арахис, ананас, картофель, хинное дерево.

Кукуруза, фасоль, тыква, табак, какао, красный перец, длинноволокнистый хлопчатник

Выбор исходного Гибридизация (скрещивание) Искусственный отбор

(желательно из центров Межлинейная Массовый Индивидуальный

многообразия) гибридизация (по фенотипу) (по генотипу)

Инбридинг Полиплоидия Отдаленная

(получение и индуцированный гибридизация

чистых линий: мутагенез (редька х капуста)

Инбридинг у растений – это принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений. Проводят 6-7 лет –переводят гены в гомозиготное состояние (АА; аа).

Инбридинг приводит к «депрессии», поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние:

Потомство одной самоопыляемой особи называется чистой линией (АА, аа).

В селекции растений часто применяют межлинейную гибридизацию – перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями (т.е. чистыми линиями).

При этом возникает эффект гетерозиса, или гибридной мощи, т.е. гибриды F1 по ряду признаков часто превосходят исходные родительские формы. Отмечается повышенная жизнеспособность F1.

Эффект гетерозиса объясняется переводом рецессивных генов в гетерозиготное состояние, в котором они не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность

Эффект гетерозиса в последующих поколениях при половом размножении снижается и сохраняется при вегетативном.

Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом относительно гаплоидного набора. Полиплоиды отличаются повышенной продуктивностью. Многие культурные растения являются полиплоидами.

Для получения полиплоидов воздействуют на половые клетки растений мутагенами, разрушающими веретено деления (например, колхицин) при этом образуются три-,

Отдаленная гибридизация позволяет в одном организме совместить признаки разных родов и видов. Гибриды F₁ обычно бесплодны. Советский ученный Г. Карпеченко разработал способ преодоления бесплодия:

1. Удвоил число хромосом гибрида F1, т.е. гаметы растений были диплоидны

1. Это обеспечило нормальное протекание мейоза;
2. Гаметы, которые при этом образовывались, несли по одному гаплоидному набору редьки и капусты (9 + 9 = 18)
3. Зигота после оплодотворения вновь несла 36 хромосом (18редичных и 18 капустных).

Источник