Сообщение по биологии
На тему: ” Селекция”.
ТМОЛ при ТРТУ
Бутенков Дмитрий.
Таганрог 2000 год.
Слово "селекция" произошло от лат. "selectio",что в переводе обозначает "выбор, отбор".
Селекция - это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений их гибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.
Теоретической основой селекции является генетика-наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она изучает закономерности наследования признаков и свойств родительских форм, разрабатывает методы и приемы управления наследственностью. Применяя их на практике при выведении новых сортов растений и пород животных, человек получает нужные формы организмов, а также управляет их индивидуальным развитием онтогенезом. Основы современной генетики заложил чешский ученый Г.Мендель, который в 1865 году установил принцип дискретности, или прерывности, наследовании признаков и свойств организмов.
В начале двадцатого века американский биолог Т.Х.Морган обосновал хромосомную теорию наследственности, согласно которой наследственные признаки определяются хромосомами органоидами ядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой. Признак обычно определяется парой хромосом. При образовании половых клеток парные хромосомы расходятся. Полный их набор восстанавливается в оплодотворенной клетке. Таким образом новый организм получает хромосомы от обоих родителей, а с ними наследует те или иные признаки.
| Методы | Селекция животных |
| Подбор родительских пар | По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков) |
| Гибридизация: а) неродственная (аутбридинг) | Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство |
| Б) близкородственная (инбридинг) | Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками |
| Отбор: а) массовый | Не применяется |
| Б) индивидуальный | Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру |
| Метод испытания производителей по потомству | Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству |
| Экспериментальное получение полиплоидов | Не применяется |
| ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МУТАГЕНЕЗ | Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов |
| ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ | Создание новых комбинаций генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения лекарственных препаратов |
В селекции растений широко применяют гибридизацию и отбор — массовый (без учета генотипа) и индивидуальный. В растениеводстве по отношению к перекрестноопыляющимся растениям нередко применяется массовый отбор. При таком отборе в посеве сохраняют растения только с желательными качествами. При повторном посеве снова отбирают растения с определенными признаками. Индивидуальный отбор сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к выделению чистой линии — группы генетически однородных (гомозиготных) организмов. Для внесения в генофонд создаваемого сорта растений или породы животных ценных генов и получения оптимальных комбинаций признаков применяют гибридизацию с последующим отбором. При скрещивании разных пород животных или сортов растений, а также при межвидовых скрещиваниях в первом поколении гибридов повышается жизнеспособность и наблюдается мощное развитие. Это явление получило название гибридной силы, или гетерозиса. Оно объясняется переходом многих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантных генов. При последующих скрещиваниях гибридов между собой гетерозис затухает вследствие выщепления гомозигот. Один из приемов селекции — выведение чистых линий путем многократного принудительного самоопыления растений: потомство такого растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшем скрещивают особи двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первого поколения, их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однако в последующих поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтому в практике используют только гибриды первого поколения. Искусственный мутагенез. Естественные мутации сопровождающиеся появлением полезных для человека признаков, возникают очень редко. На их поиски приходится затрачивать много сил и времени. Частота мутаций резко повышается при воздействии мутагенов. К ним относятся некоторые химические вещества а также ультрафиолетовое и рентгеновское излучения. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной резкого возрастания частоты мутаций. Наряду с вредными мутациями нередко обнаруживаются и полезные, которые используются учеными в селекционной работе. Путём воздействия мутагенами в' растениеводстве получают и полиплоидные растения, отличающиеся более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционная работа И. В. Мичурина. Большое значение он придавал подбору родительских пар для скрещивания. При этом он не использовал местные дикорастущие сорта (так как они обладали стойкой наследственностью, и гибрид обычно уклонялся в сторону дикого родителя), а брал растения из других, отдаленных географических мест и скрещивал их друг с другом.
| Методы | Сущность метода | Примеры |
| Биологически отдаленная гибридизация: а) межвидовая | Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами | Вишня владимирская X черешня Винклера белая = вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость) |
| б) межродовая | Скрещивание представителей разных родов для получения новых растений | Вишня Х черемуха = Церападус |
| Географически отдаленная гибридизация | Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости) | Груша дикая уссурийская Х Бере рояль (Франция)=Бере зимняя Мичурина |
| Отбор | Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и их лежкостн | Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью |
| Метод ментора | Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чём ментор старше, мощнее, длительнее действует, тем его влияние сильнее | Яблоня Китайка (под вой)X гибрид (Китайка Х Кандиль-синап) = Кандиль-синап (морозостойкий) Бельфлер-китайка (гибрид-подвой) X Китайка (привой) = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт) |
| Метод посредника | При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещнваемости использование дикого вида в качестве посредника | Дикий монгольский миндаль Х дикий персик Давида = миндаль Посредник Культурный персик X миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север) |
| Воздействие условиями среды | При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадками | Закаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений |
| Смешение пыльцы | Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости) | Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу |
Селекция животных отличается от таковой у растений: животные дают мало потомков, у них позднее наступает половозрелость, они не размножаются вегетативно и у них отсутствует самооплодотворение. Однако и в селекции животных используют гибридизацию и отбор, как массовый, так и индивидуальный. Учитывают признаки экстерьера родительских пар, родословную производителей, проверяют чистоту породы. Путем близкородственного скрещивания (инбридинга) получают чистые линии, когда все или большинство генов переходят в гомозиготное состояние.
Скрещивание неродственных особей называется аутбридингом. Его осуществляют между особями разных пород одного вида животных и даже в пределах различных родов и видов, т. е. при отдаленной гибридизации. Этим путем получены бесплодный гибрид осла и лошади— мул, гибрид одногорбого и двугорбого верблюда, гибрид яка и крупного рогатого скота (самцы у них бесплодные, а самки плодовиты). Эти гибриды характеризуются гетерозисом, т. е. повышенной жизненностью, обладают долголетием и большей выносливостью по сравнению с родителями.
Мутацией называют изменение количества или структуры ДНК данного организма. Мутация приводит к изменению генотипа, которое может быть унаследовано клетками, происходящими от мутант- ной клетки в результате митоза или мейоза. Мутирование может вызывать изменения каких-либо признаков в популяции. Мутации, возникшие в половых клетках, передаются следующим поколениям организмов, тогда как мутации в соматических клетках наследуются только дочерними клетками, образовавшимися путем митоза, и такие мутации называют соматическими.
Мутации, возникающие в результате изменения числа или макроструктуры хромосом, известны под названием хромосомных мутаций или хромосомных аберраций (перестроек). Иногда хромосомы так сильно изменяются, что это можно увидеть под микроскопом. Но термин «мутация» используют главным образом для обозначения изменения структуры ДНК в одном докую, когда происходит так называемая генная, или точечная, мутация.
Внезапные спонтанные изменения фенотипа, которые нельзя связать с обычными генетическими явлениями или микроскопическими данными о наличии хромосомных аберраций, можно объяснить только изменениями в структуре отдельных генов. Генная, или точечная (поскольку она относится к определенному генному локусу), мутация - результат изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы. Такое изменение последовательности оснований в данном гене воспроизводится при транскрипции в структуре мРНК и приводит к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции на рибосомах.
Существуют различные типы генных мутаций, связанных с добавлением, выпадением или перестановкой оснований в гене. Это дупликации, вставки, делении, инверсии или замены оснований. Во всех случаях они приводят к изменению нуклеотидной последовательности, а часто - и к образованию измененного полипептида. Например, делеция вызывает сдвиг рамки.
Генные мутации, возникающие в гаметах или в будущих половых клетках, передаются всем клеткам потомков и могут влиять на дальнейшую судьбу популяции. Соматические генные мутации, происходящие в организме, наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантной клетки путем митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в котором они возникли, но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматические мутации, вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но в некоторых случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста и деления. Эти клетки могут дать начало опухолям - либо доброкачественным, которые не оказывают особого влияния на весь организм, либо злокачественным, что приводит к раковым заболеваниям.
| Методы генетики |
| Название метода | Сущность метода |
| ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ | Производится анализ закономерностей наследования отдельных признаков и свойств организмов при половом размножении, а также анализ изменчивости генов и их комбинаторики. Метод разработан Г. Менделем |
| ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ | С помощью светового и электронного микроскопов изучаются материальные основы наследственности на клеточном и субклеточном уровнях (хромосомы, ДНК) |
| ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ | Синтез гибридологического и цитологического методов обеспечивает изучение кариотипа человека, изменений в строении и количестве хромосом |
| ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ | Основывается на определении частоты встречаемости различных генов в популяции, что позволяет вычислить количество гетерозиготных организмов и прогнозировать, таким образом, количество особей с патологическим (мутантным) проявлением действия гена |
| БИОХИМИЧЕСКИЙ | Изучаются нарушения обмена веществ (белков, жиров, углеводов, Минеральных веществ), возникающих в результате генных мутаций |
| МАТЕМАТИЧЕСКИЙ | Производится количественный учет наследования признаков |
| ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ | Выражается в составлении родословных (человека, животных). Позволяет установить тип и характер наследования признаков |
| БЛИЗНЕЦОВЫЙ | Основан на изучении близнецов с одинаковыми генотипами, что позволяет выяснить влияние среды на формирование признаков |
| ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ | Позволяет проследить действие генов в процессе индивидуального развития; в сочетании с биохимическим методом позволяет установить присутствие рецессивных генов в гетерозиготном состоянии по фенотипу |
Доклад: Селекция Слово "селекция" произошло от лат. "selectio",что в переводе обозначает "выбор, отбор". Селекция - это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений их гибридов, пород животных.
Реферат Селекция гладиолусов С овременное состояние селекции гладиолуса. Последняя четверть века характеризуется в селекции гладиолуса значительным подъемом, что выразилось не только в увеличении количества сортов, но и в значительном улучшении их качества, в появлении новых форм.
Курсовая: Новейшие методы селекции: клеточная инженерия, генная инженерия, хромосомная инженерия Новейшие методы селекции: клеточная инженерия, генная инженерия, хромосомная инженерия. Важнейшая роль биоинженерии направлена в современной селекции на устойчивость и качество продукции, создание нового поколения сортовых ресурсов страны. Селекция это одна из важнейших наук на сегодняшний день. Эта наука выходит на первый план среди многих естественных дисциплин.
Реферат Методы селекции Выполнил учащийся 9Б класса Мерхалев Михаил Анатольевич Проверил учитель по биологии Парфенова Елена Владимировна Иркутск 7)Клеточная селекция. Использование модифицированных растений - За и Против.
Курсовая: Селекция ячменя пивоваренного направления Помякшева Л.В. Руководитель Рубец В.С. Введение Из Приказа Министерства сельского хозяйства и продовольствия
nreferat.ru
Гибридизацией называют скрещивание организмов с различной наследственностью. В результате получают новый организм, сочетающий наследственные задатки родителей. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис. При гетерозисе при скрещивании организмов с разной наследственностью происходит биохимическое обогащение гибрида у него усиливается обмен веществ. В последующих поколениях эффект гетерозиса постепенно затухает. У вегетативно размножаемых растений (картофель, плодовые и ягодные культуры) возможно закрепление гетерозиса в потомстве. Гибридизацию применяют для получения ценных форм растений и животных. Скрещивание особей, принадлежащих к разным видам, называют отдаленной гибридизацией, а скрещивание подвидов, сортов растений или пород животных -внутривидовой. В зоотехнии(наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных животных, теоретическая основа животноводства) различают собственно гибридизацию и межпородное скрещивание животных, потомство от которых называется помесным, помесями. Помеси легко скрещиваются между собой и дают потомство. Процесс гибридизации, преимущественно естественной наблюдали очень давно. Гибриды от скрещивания лошади с ослом (мул, лошак) существовали уже за 2000 лет до н.э. Искусственные гибриды (при скрещивании гвоздик) впервые получил английский садовод Т. Фэрчайлд в 1717 году. Большое число опытов по гибридизации провел Чарльз Дарвин. Гибридизацию, особенно форм и сортов в пределах одного вида широко используют в селекции растений, с помощью метода гибридизации создано большинство современных сортов сельскохозяйственных культур.
2.в.ПОЛИПЛОИДИЯ.
В 1892 году русский ботаник И.И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом - полииплоидов. В природе хорошо отлажены механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочерний строго распределяет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в два раза числа хромосом, или, ка назвали ученые редукционное деление клетки, при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т.е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки дипловдны. У них два набора хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.
2.г. МУТАГЕНЕЗ.
В 20-х годах стало развиваться мутационная генетика - учение о возникновении мутаций, т.е. таких изменений признаков организмов, которые передаются по наследству. Мутации возникают в половых клетках. Советский ученый Н.И. Вавилов установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения, например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Н.И. Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений. Изменчивость организмов - одно из важнейших проявлений жизни. В природе не существует двух совершенно сходных особей .Различия обусловлены наследственными и внешними факторами. Поэтому изменчивость организмов выражается в двух формах: наследственной и модификационной. Внешний вид окружающих нас организмов - это результат сложного взаимодействия их наследственной основы и факторов окружающей среды. Каждое растение в разных условиях выглядит по-разному. Например, во влажный год у растений крупные, мясистые листья, а в засушливый - мелкие, тонкие. Если бы листья в сухих условиях оставались такими же крупными, избыточное испарение влаги привело бы к их гибели. Свойство организмов реагировать на изменение окружающей среды названо нормой реакции. Модификационная изменчивость играет огромную роль в сохранении и распространении вида. Эволюция происходит за счет наследственных изменений, мутаций и рекомбинаций наследственных факторов. У одного и того же организма стабильность генов различна: один ген может мутировать в несколько раз чаще другого. Различия в мутабельности отмечены не только между разными генами,но и разными формами вида. Склонность к мутированию не одинакова и у разных видов .На частоту мутирования оказывают влияние физиологические и биохимические изменения, происходящие в клетке под влиянием внешних условий. Под действием некоторых внешних факторов количество мутаций увеличивается в сотни раз. Мутации появляются в клетках любых тканей многоклетоточного организма. Если они возникли в половых клетках, их называют генеративными, в клетках других тканей теласоматическими. Ценность мутации различна, она обусловлена типом размножения организма. Генеративные мутации проявляются у зародышей следующего поколения, а соматические - только у той особи, у которой они возникли, и по наследству другому поколению не передаются. Разновидность соматических мутаций у растений - почковые мутации, появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Развившийся из этой клетки побег полностью имеет мутантный признак. Раньше эти мутации называли спортами. Из такого спорта, обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая, И.В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони также были созданы использованием почковых мутаций. Целый ряд ценных сортов картофеля также происходит из спонтанно возникших форм с соматическими мутациями. К мутациям принято относить разного рода генетические преобразования, связанные с ядром и цитоплазмой клетки. Причиной мутации могут быть химические изменения гена, мелкие и крупные перестройки хромосом, изменение числа хромосом, а также изменения органелл цитоплазмы. Отсюда название разных типов мутаций. Генные или точковые мутации затрагивают изменения молекулярной структуры молекулы ДНК. Происходит замена или включение одной пары азотистых оснований, а также выпадении нескольких их пар. Результат действия генных мутаций -образование белка нового типа или отсутствие белка из-за препятствия его синтеза. Мутации, связанные с разрывами и перестройками хромосом, называют хромосомными. Причиной возникновения мутаций в естественных условиях пока с полной достоверностью не установлены. Мутации проводимые искусственным путем происходят за счет воздействия радиацией, действием химических веществ. 3. ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕКЦИИ. З.а. В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. В сельском хозяйстве нашей страны усиленно применяется селекция для вывода новых сортов растений. Благодаря ей удалось в десятки раз, по сравнению с 1917 годом повысить урожайность многих видов растений на единицу площади. Растения, выведенные нашими селекционерами успешно выращиваются не только в России, но и за ее пределами. Сорта интенсивного типа, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая-1,Аврора,Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская-808,Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.), с урожайностью в производственных условиях 50-100 ц/га занимает в нашей стране и за рубежом миллионы гектаров. З.б. В ЖИВОТНОВОДСТВЕ. Благодаря работам советских селекционеров в животноводстве выведены ценные высокопродуктивные породы крупного рогатого скота- костромская, казахская белоголовая; овец, асканийская, красноярская, казахский архаромеринос и др. С помощью селекции получены каракульские овцы, дающие шкурки различной окраски. В птицеводстве созданы линии, используемые для получения скороспелых гибридов мясного (бройлеры) и яичного направлений. Усиливаются работы по селекции новых видов и пород животных, отвечающих требованиям индустриальных технологий животноводства, совершенствуются племенные и продуктивные качества скота и птицы. 4. БИОТЕХНОЛОГИЯ. Под биотехнологией понимают совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы с целью производства для народного хозяйства и медицины различных веществ. В биотехнологических процессах широко применяют микроорганизмы (бактерии, нитчатые грибы, актиномицеты, дрожжи). В огромных биореакторах (ферментерах) на специально подобранных питательных средах они нарабатывают белок, лекарственные препараты, ферменты и др. Большую роль играют микроорганизмы в обеспечении животноводства полноценными кормовыми белками. На отходах нефтяной промышленности, а также на метаноле, этаноле, метане растут бактерии и дрожжи. Они создают большую массу белка, используемого как полноценные кормовые добавки. Этот белок богат незаменимой аминокислотой лизином, которого часто не хватает в растительной пище, вследствие чего задерживается рост животных. Большое значение в биотехнологии приобретают методы, получившие название клеточной инженерии. Предварительно клетки искусственно выделяют из организма и переносят на специально созданные питательные среды, где они в стерильных условиях продолжают жить и размножаться. Такие клеточные культуры (или культура тканей) могут служить для продукции ценных- веществ 126 .- Например, культура клеток растения женьшень продуцирует лекарственное вещество, как и целое растение. Клеточные культуры используют и для гибридизации клеток. Применяя некоторые специальные приемы, можно объединить клетки разного происхождения организмов, обычная гибридизация которых половым путем невозможна. Метод клеточной инженерии открывает принципиально новый способ создания гибридов на основе соединения в единую систему не половых, а соматических клеток. Уже получены гибридные клетки и организмы картофеля и томатов, яблони и вишни и некоторые другие. Открываются огромные перспективы для создания человеком новых форм культурных растений. У животных получение гибридных клеток также открывает новые перспективы, главным образом для медицины. Например, в культуре получены гибриды между раковыми клетками (обладающими способностью к неограниченному росту) и некоторыми клетками кровилимфоцитами. Последние вырабатывают вещества, обусловливающие иммунитет (невосприимчивость) к инфекционным, в том числе вирусным, заболеваниям. Используя такие гибридные клетки, можно получать ценные лекарственные вещества, повышающие устойчивость организма к инфекциям. В биотехнологии широко применяют метод генной (генетической) инженерии. Успехи молекулярной биологии и генетики открывают широкие перспективы управления основными жизненными процессами путем перестройки генотипа. Исследованиями по перестройке генотипа занимается генная инженерия. Методы ее очень сложны. Сущность некоторых их них сводится к тому, что в генотип организма встраиваются или исключаются из него отдельные гены или группы генов. Такие эксперименты проводятся преимущественно на прокариотных организмах (бактериях) и вирусах, но имеются уже некоторые данные, показывающие возможность применения методов генетической инженерии и на эукариотных организмах. В результате встраивания в генотип ранее отсутствовавшего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые она раньше не синтезировала. Например, в генотип бактерии кишечной палочки удалось ввести ген из генотипа человека, контролирующий синтез инсулина — гормона в углеводном обмене. Инсулин широко используется в медицине при лечении нарушений функции поджелудочной железы (диабет). В настоящее время промышленный синтез инсулина будет осуществляться при посредстве кишечной палочки с встроенным геном инсулина. Хорошо известно, какое огромное значение для урожайности сельскохозяйственных культур имеют неорганические соединения азота. Существуют некоторые виды бактерий, обладающих замечательной способностью фиксировать атмосферный азот, переводя его в связанный азот почвы. Поставлена задача — гены, контролирующие фиксацию атмосферного азота, ввести в генотип почвенных бактерий, которые не имеют этих генов. Решение задачи будет иметь первостепенное значение для растениеводства, совершенно по-новому встанет вопрос об удобрении почв. Значение биотехнологии огромно, поскольку с ее помощью решаются серьезные проблемы. На базе микробиологии родилась и быстро развивается целая отрасль — микробиологическая промышленность. Активно участвуя в решении Продовольственной программы СССР, она выпускает средства интенсификации сельского хозяйства: высокоэффективные кормовые добавки и препараты' (кормовые дрожжи, незаменимые аминокислоты, витамины, ферменты, кормовые и ветеринарные антибиотики). Налажен выпуск микробиологических средств защиты растений от вредителей и болезней, бактериальных удобрений, а также препаратов для нужд пищевой, текстильной, химической и других отраслей промышленности и для научных целей.
www.ronl.ru
ПЛАН
Что такое селекция.
Основные методы применимые в селекции.
а) Отбор.
б) Гибридизация
в) Полиплоидия
г) Мутагенез.
Применение селекции.
а) В сельском хозяйстве.
б) В животноводстве.
4) Биотехнология.
Слово "селекция" произошло от лат. "selectio",4ro в переводе обозначает "выбор, отбор". Селекция это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов ,пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.
2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРИМЕНИМЫЕ В СЕЛЕКЦИИ.
Основа любого сорта растений или породы животных – родоначальник. Его ценность в накоплении в генотипе.
многих генов, обусловливающих высокую продуктивность или другие нужные качества. Потомство от выдающегося родоначальника, сходное с ним по фенотипу и генотипу составляет линии животных или растений. Они поддерживаются целенаправленным отбором. Особенно отбор применяется в животноводстве, где отбор производителей играет первостепенную роль в племенном деле. В народе говорят: "Производитель - половина стада".
Гибридизацией называют скрещивание организмов с различной наследственностью. В результате получают новый организм, сочетающий наследственные задатки родителей. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис. При гетерозисе при скрещивании организмов с разной наследственностью происходит биохимическое обогащение гибрида у него усиливается обмен веществ. В последующих поколениях эффект гетерозиса постепенно затухает. У вегетативно размножаемых растений (картофель, плодовые и ягодные культуры) возможно закрепление гетерозиса в потомстве. Гибридизацию применяют для получения ценных форм растений и животных. Скрещивание особей, принадлежащих к разным видам, называют отдаленной гибридизацией, а скрещивание подвидов, сортов растений или пород животных -внутривидовой. В зоотехнии(наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных животных, теоретическая основа животноводства) различают собственно гибридизацию и межпородное скрещивание животных, потомство от которых называется помесным, помесями. Помеси легко скрещиваются между собой и дают потомство.
Процесс гибридизации, преимущественно естественной наблюдали очень давно. Гибриды от скрещивания лошади с ослом (мул, лошак) существовали уже за 2000 лет до н.э. Искусственные гибриды (при скрещивании гвоздик) впервые получил английский садовод Т. Фэрчайлд в 1717 году. Большое число опытов по гибридизации провел Чарльз Дарвин.
Гибридизацию, особенно форм и сортов в пределах одного вида широко используют в селекции растений, с помощью метода гибридизации создано большинство современных сортов сельскохозяйственных культур.
В 1892 году русский ботаник И.И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом - полииплоидов.
В природе хорошо отлажены механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочерний строго распределяет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в два раза числа хромосом, или, ка назвали ученые редукционное деление клетки, при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т.е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки дипловдны. У них два набора хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.
studfiles.net
Сообщение по биологии
На тему: ” Селекция”.
Подготовил: ученик 11-А классаТМОЛ при ТРТУ
Бутенков Дмитрий.
Таганрог 2000 год.
Слово «селекция»произошло от лат. «selectio», что в переводе обозначает «выбор,отбор».
Селекция — это наука,которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений ихгибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаясявыведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокойпродуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых кболезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.
Теоретической основой селекции являетсягенетика-наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управленияими. Она изучает закономерности наследования признаков и свойств родительскихформ, разрабатывает методы и приемы управления наследственностью. Применяя ихна практике при выведении новых сортов растений и пород животных, человекполучает нужные формы организмов, а также управляет их индивидуальнымразвитием онтогенезом. Основы современной генетики заложил чешский ученыйГ.Мендель, который в 1865 году установил принцип дискретности, илипрерывности, наследовании признаков и свойств организмов.
Вначале двадцатого века американский биолог Т.Х.Морган обосновал хромосомнуютеорию наследственности, согласно которой наследственныепризнаки определяются хромосомами органоидами ядра всех клеток организма.Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены однойхромосомы сцеплены между собой. Признак обычно определяется парой хромосом. Приобразовании половых клеток парные хромосомы расходятся. Полный их наборвосстанавливается в оплодотворенной клетке. Таким образом новый организм получаетхромосомы от обоих родителей, а с ними наследует те или иные признаки.
Методы Селекция животных Подбор родительских пар По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков)Гибридизация: а) неродственная (аутбридинг)
Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство Б) близкородственная (инбридинг) Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признакамиОтбор: а) массовый
Не применяется Б) индивидуальный Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру Метод испытания производителей по потомству Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству Экспериментальное получение полиплоидов Не применяется ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МУТАГЕНЕЗ Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Создание новых комбинаций генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения лекарственных препаратовВ селекции растений широко применяют гибридизациюи отбор — массовый (без учета генотипа) и индивидуальный. В растениеводствепо отношению к перекрестноопыляющимся растениям нередко применяется массовыйотбор. При таком отборе в посеве сохраняют растения только с желательнымикачествами. При повторном посеве снова отбирают растения с определенными признаками.Индивидуальный отбор сводится к выделению отдельных особейи получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к выделению чистойлинии — группы генетически однородных (гомозиготных) организмов. Для внесенияв генофонд создаваемого сорта растений или породыживотных ценных генов и получения оптимальных комбинаций признаков применяют гибридизациюс последующим отбором. При скрещивании разных пород животных или сортоврастений, а также при межвидовых скрещиваниях в первом поколении гибридовповышается жизнеспособность и наблюдается мощное развитие. Это явление получилоназвание гибридной силы, или гетерозиса. Оно объясняется переходоммногих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантныхгенов. При последующих скрещиваниях гибридов между собой гетерозис затухает вследствиевыщепления гомозигот. Один из приемовселекции — выведение чистых линий путем многократного принудительного самоопылениярастений: потомство такого растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшемскрещивают особи двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первогопоколения, их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однаков последующих поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтомув практике используют только гибриды первого поколения.
Искусственныймутагенез.Естественные мутации сопровождающиеся появлением полезных для человека признаков,возникают очень редко. На их поиски приходится затрачивать много сил и времени.Частота мутаций резко повышается при воздействии мутагенов. К нимотносятся некоторые химические вещества а также ультрафиолетовое и рентгеновскоеизлучения. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной резкоговозрастания частоты мутаций. Наряду с вредными мутациями нередко обнаруживаютсяи полезные, которые используются учеными в селекционной работе. Путём воздействиямутагенами в' растениеводстве получают и полиплоидные растения, отличающиеся болеекрупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органическихвеществ. Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционнаяработа И. В. Мичурина. Большое значение он придавал подбору родительских пар дляскрещивания. При этом он не использовал местные дикорастущие сорта (так как ониобладали стойкой наследственностью, и гибрид обычно уклонялся в сторону дикого родителя),а брал растения из других, отдаленных географических мест и скрещивал их друг сдругом.
Методы Сущность метода ПримерыБиологически отдаленная гибридизация: а) межвидовая
Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами Вишня владимирская X черешня Винклера белая = вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость) б) межродовая Скрещивание представителей разных родов для получения новых растений Вишня Х черемуха = Церападус Географически отдаленная гибридизация Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости) Груша дикая уссурийская Х Бере рояль (Франция)=Бере зимняя Мичурина Отбор Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и их лежкостн Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью Метод ментора Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чём ментор старше, мощнее, длительнее действует, тем его влияние сильнееЯблоня Китайка (под вой)X гибрид (Китайка Х Кандиль-синап) = Кандиль-синап (морозостойкий) Бельфлер-китайка (гибрид-подвой) X Китайка (привой) = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт)
Метод посредника При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещнваемости использование дикого вида в качестве посредникаДикий монгольский миндаль Х дикий персик Давида = миндаль Посредник Культурный персик X миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север)
Воздействие условиями среды При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадкамиЗакаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений
Смешение пыльцы Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости) Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцуСелекцияживотных отличается от таковой у растений: животные дают мало потомков, у них позднеенаступает половозрелость, они не размножаются вегетативно и у них отсутствует самооплодотворение.Однако и в селекции животных используют гибридизацию и отбор, как массовый, таки индивидуальный. Учитывают признаки экстерьера родительских пар, родословную производителей,проверяют чистоту породы. Путем близкородственного скрещивания (инбридинга) получаютчистые линии, когда все или большинство генов переходят в гомозиготное состояние.
Скрещиваниенеродственных особей называется аутбридингом. Его осуществляют междуособями разных пород одного вида животных и даже в пределах различных родов и видов,т. е. при отдаленной гибридизации.Этим путем получены бесплодный гибридосла и лошади— мул, гибрид одногорбого и двугорбого верблюда, гибрид яка и крупногорогатого скота (самцы у них бесплодные, а самки плодовиты). Эти гибриды характеризуютсягетерозисом, т. е. повышенной жизненностью, обладают долголетием и большей выносливостьюпо сравнению с родителями.
Мутацией называют изменение количестваили структуры ДНК данного организма. Мутация приводит к изменению генотипа,которое может быть унаследовано клетками, происходящими от мутант- ной клетки врезультате митоза или мейоза. Мутирование может вызывать изменения каких-либопризнаков в популяции. Мутации, возникшие в половых клетках, передаютсяследующим поколениям организмов, тогда как мутации в соматических клеткахнаследуются только дочерними клетками, образовавшимися путем митоза, и такиемутации называют соматическими.
Мутации, возникающие врезультате изменения числа или макроструктуры хромосом, известны под названием хромосомныхмутаций или хромосомных аберраций (перестроек). Иногда хромосомы так сильноизменяются, что это можно увидеть под микроскопом. Но термин «мутация»используют главным образом для обозначения изменения структуры ДНК в одномдокую, когда происходит так называемая генная, или точечная, мутация.
Внезапные спонтанныеизменения фенотипа, которые нельзя связать с обычными генетическими явлениямиили микроскопическими данными о наличии хромосомных аберраций, можно объяснитьтолько изменениями в структуре отдельных генов. Генная, или точечная (посколькуона относится к определенному генному локусу), мутация — результат изменениянуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы.Такое изменение последовательности оснований в данном гене воспроизводится притранскрипции в структуре мРНК и приводит к изменению последовательностиаминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции нарибосомах.
Существуют различные типы генныхмутаций, связанных с добавлением, выпадением или перестановкой оснований вгене. Это дупликации, вставки, делении, инверсии или замены оснований.Во всех случаях они приводят к изменению нуклеотидной последовательности, ачасто — и к образованию измененного полипептида. Например, делеция вызывает сдвиграмки.
Генные мутации, возникающие вгаметах или в будущих половых клетках, передаются всем клеткам потомков имогут влиять на дальнейшую судьбу популяции. Соматические генные мутации, происходящиев организме, наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантнойклетки путем митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в которомони возникли, но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматическиемутации, вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но внекоторых случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста иделения. Эти клетки могут дать начало опухолям — либо доброкачественным, которыене оказывают особого влияния на весь организм, либо злокачественным, чтоприводит к раковым заболеваниям.
Методы генетики
Название метода Сущность метода ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ Производится анализ закономерностей наследования отдельных признаков и свойств организмов при половом размножении, а также анализ изменчивости генов и их комбинаторики. Метод разработан Г. Менделем ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ С помощью светового и электронного микроскопов изучаются материальные основы наследственности на клеточном и субклеточном уровнях (хромосомы, ДНК) ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Синтез гибридологического и цитологического методов обеспечивает изучение кариотипа человека, изменений в строении и количестве хромосом ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ Основывается на определении частоты встречаемости различных генов в популяции, что позволяет вычислить количество гетерозиготных организмов и прогнозировать, таким образом, количество особей с патологическим (мутантным) проявлением действия гена БИОХИМИЧЕСКИЙ Изучаются нарушения обмена веществ (белков, жиров, углеводов, Минеральных веществ), возникающих в результате генных мутаций МАТЕМАТИЧЕСКИЙ Производится количественный учет наследования признаков ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ Выражается в составлении родословных (человека, животных). Позволяет установить тип и характер наследования признаков БЛИЗНЕЦОВЫЙ Основан на изучении близнецов с одинаковыми генотипами, что позволяет выяснить влияние среды на формирование признаков ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Позволяет проследить действие генов в процессе индивидуального развития; в сочетании с биохимическим методом позволяет установить присутствие рецессивных генов в гетерозиготном состоянии по фенотипуwww.ronl.ru
works.tarefer.ru
Общие принципы селекции животных те же, что и растений. И здесь в основе получения новых и улучшения существующих пород лежат наследственная изменчивость и отбор, протекающие на фоне условий среды, наиболее благоприятствующих фенотипическому проявлению желательных признаков. Однако селекция животных обладает и некоторыми особенностями, вытекающими из самой природы животного организма.
У домашних животных существует только половое размножение. Поэтому полностью отпадают формы селекции, связанные с самооплодотворением и вегетативным размножением.
Вторая важная особенность селекции животных заключается в том, что здесь трудно получить такой массовый материал, как это имеет место у растений, каждая отдельная особь представляет значительную ценность, а число особей в потомстве относительно невелико.
Селекционная (племенная) работа с домашними животными и птицами всегда связана с подбором производителей по хозяйственно ценным признакам.
При селекционной работе с животными очень важное значение приобретает учет экстерьерных признаков. Под экстерьером понимают всю совокупность наружных форм животных, их телосложение, соотношение размеров частей тела. Организм представляет собой целостную систему, все части которой функционально и генетически связаны друг с другом. Развитие многих хозяйственно важных признаков, например молочности, у рогатого скота связано с определенным телосложением, хорошим развитием кровеносной и дыхательной систем и т. п. Поэтому при селекционной работе с животными особенно важно учитывать корреляции (связи) между разными признаками, так как высокая продуктивность по тому, или иному признаку связана с определенными экстерьерными особенностями.
Разные породы неодинаково реагируют на изменение внешних условий, кормление. Например, яйценоские куры леггорн на улучшение рациона отвечают повышением яйценоскости, почти не меняя веса. У мясных пород улучшение питания, прежде всего, сказывается на увеличении веса, у молочных — в увеличении удоя.
В племенной селекционной работе важно ясно представлять себе конечную цель, к которой стремится селекционер. Желательно ли увеличить молочную продукцию, повысить жирномолочность или изменить мясные качества скота — все это требует разных направлений отбора и подбора производителей, применения различных систем скрещивания.
Типы скрещивания и методы разведения в животноводстве
Типы скрещивания при селекционной работе с животными разнообразны. Мы рассмотрим некоторые из них. Можно различать два основных типа скрещивания: неродственное (аутбридинг) и родственное (инбридинг).
Важный момент в подборе производителей представляет учет их родословных. В племенных хозяйствах всегда ведутся племенные книги, в которых подробно учитываются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений. По признакам предков можно судить с известной вероятностью о генотипе производителей, которые участвуют в скрещивании. Например, выбирая быка-производителя для улучшения породы по признаку жирномолочности, нужно учитывать содержание жира в молоке его предков по материнской линии.
Неродственное скрещивание в пределах породы или между породами при строгом отборе приводит к поддержанию свойств или улучшению их в ряде следующих поколений.
Близкородственное скрещивание применяется в тех случаях, когда желают перевести большинство генов породы в гомозиготное состояние. Инбридингом в животноводстве называют скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством. Оно до известной степени аналогично самоопылению у растений и, так же как последнее, приводит к повышению гомозиготности. Инбридинг должен сопровождаться очень строгим отбором особей, обладающих нужными хозяйственными признаками. Однако инбридингом следует пользоваться с осторожностью, ясно сознавая поставленную цель. При инбридинге часто наблюдается ослабление животных, потеря устойчивости к действию внешних факторов, в том числе к заболеваниям. Все эти отрицательные проявления инбридинга называются депрессией. Ряд следующих друг за другом инбредных поколений носит название инбредной линии. Причины неблагоприятного влияния инбридинга уже были рассмотрены выше в отношении растений.
При селекционной работе инбридинг обычно является лишь одним из этапов улучшения породы. За ним следует скрещивание разных инбредных линий, которое устраняет вредное влияние близкородственного разведения, переводя неблагоприятно действующие гены в гетерозиготное состояние.
Положительной стороной инбридинга является закрепление благоприятных, хозяйственно ценных признаков, которые при дальнейшем разведении сохраняются, если они оказываются общими для обоих производителей.
Гетерозис у домашних животных. Так же как и у растений, у домашних животных наблюдается явление гибридной силы, или гетерозиса. Оно заключается в том, что при скрещивании разных пород (а также при межвидовых скрещиваниях) иногда в первом поколении гибридов наблюдается особенно мощное развитие и поднятие общей жизнеспособности. Это свойство, однако, не сохраняется в последующих поколениях и затухает. Гетерозис широко применяется в животноводстве и птицеводстве, так как первое поколение гибридов, обнаруживающее явление гибридной силы, непосредственно используется в хозяйственных целях. Например, для получения скороспелых свиней (на мясо и сало) применяется скрещивание дюрокджерсейской и беркширской пород.
Испытание производителей по потомству. При селекции домашних животных очень важно бывает определить наследственные качества самцов по признакам, которые непосредственно у самцов не проявляются, как например, по молочности, жирномолочности у быков или по яйценоскости у домашней птицы. От самца можно получить большое потомство, в особенности, если применять методы искусственного осеменения. Поэтому для улучшения породы важно знать, какие гены по хозяйственно важным признакам несет самец. Для определения этого используется метод определения качества производителей по потомству. Сначала от производителей получают относительно небольшое потомство и сравнивают продуктивность этого потомства с матерями и со средней продуктивностью породы. Если продуктивность дочерей оказывается повышенной, то это указывает на большую ценность производителя, которого следует широко использовать для дальнейшего улучшения породы.
Метод испытания по потомству широко применяется в племенной селекционной работе с животными.
Бразевич гр№385
www.ronl.ru
ПЛАН: 1) Что такое селекция? 2) Из истории развития селекции. 3) Селекция в растениеводстве. 4) Селекция в животноводстве. 5) Селекция микроорганизмов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: * Биологический энциклопедический словарь, М., 1989; * Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989; * Серебровский А.С., Селекция растений и животных, М., 1969; * [Ш1] Что такое селекция? Селекция это - наука о методах создания сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Также селекцией называют отрасль сельскохозяйственного производства, занимающуюся выведением сортов и гибридов различных культур, пород животных. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении. Селекция является одной из форм эволюции растительного и животного мира, которая подчиняется тем же законам, что и эволюция видов в природе, но естественный отбор здесь частично заменен искусственным отбором. Теоретическая основа селекция - генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и мутациях позволили селекционерам разработать методы управления наследственностью растительных и животными организмов. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ. Селекционный процесс разбивается на три отрасли: селекция в растениеводстве, селекция в животноводстве и селекция микроорганизмов.
Селекция в растениеводстве Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, сохранять и размножать лучшие из них. Многие культурные растения возделывались примерно за 10 тысяч лет до нашей эры. Селекционеры древности создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, бахчевых культур. Но значительное влияние на развитие селекции растений оказала работа западно-европейских селекционеров-практиков 18 века, например, английских ученых Галлета, Ширефа, немецкого ученого Римпау. Они создали несколько сортов пшеницы, разработали способы выведения новых сортов. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», селекционеры которой первыми стали оценивать отбираемые растения по потомству. Им удалось вывести сорта сахарной свёклы, которые содержали почти в 3 раза больше сахара, чем исходные. Эта работа доказала огромное влияние селекции на изменение природы растений в нужную человеку сторону. С развитием капитализма в конце 18 - начале 19 веков в Европе и Северной Америке возникают промышленные семенные фирмы и крупные селекционно-семеноводческие предприятия; зарождается промышленная селекция растений, на развитие которой большое влияние оказали достижения ботаники, микроскопической техники и мн. др. И в России И.В. Мичурин начал работы по селекции плодовых культур. Успешно применив ряд новых оригинальных методов, он создал много сортов плодовых и ягодных культур. Большое значение для теории и практики селекции растений имели его работы по гибридизации географически отдаленных форм. В это же время в США Л. Бёрбанк путем тщательного проведения скрещиваний и совершенного отбора создал целый ряд новых сортов различных сельскохозяйственных культур. Некоторые из них относились к формам, ранее не встречавшимся в природе (бескосточковая слива, неколючие сорта ежевики). В селекции растений особое значение имеют развитие научных основ отбора и гибридизации, методы создания исходного материала - полиплоидия, экспериментальный мутагенез, гаплоидия, клеточная селекция, хромосомная и генная инженерия, гибридизация протопластов, культура зародышевых и соматических клеток и тканей растений; изучение генетических и физиолого-биохимических основ иммунитета, наследование важнейших количественных и качественных признаков (белка и его аминокислотного состава, жиров, крахмала, сахаров). В современной селекции растений в качестве исходного материала используют естественные и гибридные популяции, самоопыленные линии, искусственные мутанты и полиплоидные формы. Большинство сортов сельскохозяйственных растений создано методом отбора и внутривидовой гибридизации. Получены мутантные и полиплоидные сорта зерновых, технических и кормовых культур. Успех гибридизации в значительной степени определяется правильным подбором для скрещивания исходных родительский пар, особенно по эколого-географическому принципу. При необходимости объединить в гибридном потомстве признаки нескольких родительских форм используют ступенчатую гибридизацию. Этот метод широко применяется во всем мире. Для усиления в гибридном потомстве желаемых свойств одного из родителей применяют возвратные скрещивания. Для сочетания в одном сорте признаков и свойств разных видов или родов растений применяют отдаленную гибридизацию. Селекция в животноводстве На ранних этапах развития животноводства породы создавались в результате бессознательного отбора, под влиянием природно-экономических условий. По мере накопления зоотехнической информации складывались определенные методы создания пород по заранее намеченной программе отбора и подбора; для закрепления качеств начали использовать инбридинг (скрещивание животных находящихся в кровном родстве). Так выведены многие породы мирового значения (шортгорнская, голландская породы кр. рог. скота и др.). В селекции животных широкое применение получили современные генетические методы, в первую очередь, генетика популяций, а также иммуногенетика. Разработаны методы изучения изменчивости, наследуемости и генетической корреляции признаков, оценки генотипа животных и отбора плюс-вариантов, что и обеспечило более высокий научно-методический уровень селекционных работ. Так же как и у растений, у домашних животных наблюдается явление гетерозиса. Гетерозис широко применяют в животноводстве и птицеводстве, так как первое поколение гибридов, обнаруживающее явление гибридной силы, непосредственно используют в хозяйственных целях. Особое внимание уделяется также селекции животных на улучшение качества продукции - повышение белковости молока у молочного скота, увеличение выхода мяса и уменьшение содержания жира в туше у мясных пород кр. рог. скота и свиней, получение шерсти необходимой длины и тонины у овец и др. Селекция микроорганизмов Микроорганизмы играют важнейшую роль в жизни человека. На их основе создаются вещества, используемые в различных отраслях медицины и промышленности (производство некоторых органических кислот, спирта, хлебопечение, виноделие основаны на деятельности микроорганизмов). Исключительное значение для здоровья человека имеют антибиотики. Это особые вещества - продукты жизнедеятельности некоторых микробов и грибов, убивающие болезнетворных микробов и вирусов. Для получения наиболее продуктивных форм микроорганизмов широко применяют методы селекции. Путем отбора выделяют расы микроорганизмов, наиболее активно синтезирующие тот или иной используемый человеком продукт (антибиотик, витамин и др.). Микроорганизмам свойственна наследственная изменчивость (мутация). И по этому широко используется метод экспериментального получения мутаций действием рентгеновских и ультрафиолетовых лучей и некоторых химических соединений. Таким путем удается повысить наследственную изменчивость микроорганизмов в десятки и сотни раз. Селекционный процесс отличается непрерывностью, методы его всё время совершенствуются. Это обусловлено возрастающими требованиями производства к сортам растений, породам животных и эффективности микроорганизмов.
[Ш1]
7
www.ronl.ru
