Розвиток селекції і генетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Селекція (лат. selectio -- вибір, відбір, від seligo -- вибираю, відбираю), 1) наука про методи створення сортів і гібридів рослин, порід тварин. 2) Галузь з.-х.(сільськогосподарський) виробництва, що займається виведенням сортів і гібридів з.-х.(сільськогосподарський) культур, порід тварин.

С. розробляє способи дії на рослини і тварин з метою зміни їх спадкових якостей в потрібному для людини напрямі. Вона є одній з форм еволюції рослинного і тваринного світу, яка підкоряється тим же законам, що і еволюція видів в природі, але природний відбір тут частково замінений штучним відбором . С. грала і грає велику роль в забезпеченні населення земної кулі продовольством. Завдяки одомашненню і примітивною С. людство вже в епоху неоліту мало майже всі сучасні продовольчі культури, багато видів худоби. З розвитком промисловою і науковою С. значно зросла продуктивність рослин і тварин. Сорт рослин і порода стали засобами з.-х.(сільськогосподарський) виробництва, важливими чинниками інтенсифікації рослинництва і тваринництва, сприяючими переведенню їх на промислову основу (наприклад, створення короткостебельних невилягаючих сортів зернових культур, добре пристосованих до прибирання комбайном; сортів овочевих культур для вирощування в теплицях; винограду, томату, пристосованих до машинного прибирання; груп великої рогатої худоби -- до умов вмісту в тваринницьких комплексах)

Селекційний процес відрізняється безперервністю, методи його весь час удосконалюються. Це обумовлено зростаючими вимогами виробництва до нових сортів і порід -- їх продуктивності і якості продукції, здатності протистояти хворобам і шкідникам, а також просуванням культур і галузей тваринництва в нові райони, зміною технології вирощування і т. п. У 30--40-і рр. в СРСР широко районували сорти пшениці Лютесценс 62, Цезіум 111, Українка, що давали зерна 25--30 ц з 1 га; в тих, що прийшли на зміну сучасних сортів: Безоста 1, Миронівська 808, Аврора, Кавказ, Миронівська ювілейна і ін. -- врожайність у виробничих умовах досягає 50--70 ц з 1 га. У 19 ст вирощування скловидної червонозерної ярової пшениці на значні частини прерій Канади і на С. Веліких рівнин США стало можливим завдяки ранньостиглому сорту Ред Файф, який на початку 20 ст був замінений сортом Маркіз, що дозрівав на декілька днів раніше, що дозволило розширити пшеничну зону. Виведення нових порід овець, пристосованих до умов Сибіру, сприяло просуванню тонкорунного вівчарства в нові райони. Підвищеним попитом на кольорові шкірки нірок пояснюється виведення звірів з палевим, блакитним, перловим, сапфіровим забарвленням хутра.

С. тісно пов'язана з систематикою, анатомією, морфологією, фізіологією, екологією рослин і тварин, біохімією, імунологією, рослинництвом, зоотехнією, фітопатологією, ентомологией і ін. науками, використовує їх прийоми і методи дослідження. Виключно велике значення для С. мають знання біології запилення і запліднення, ембріології, гістології і молекулярної біології.

За визначенням Н. І. Вавілова, С. як наука характеризується високою комплексністю: вона запозичує від інших наук методи і закони про рослини і тварин, трансформує їх диференціює відповідно до кінцевого завдання виведення сорту, розробляє свої методи і встановлює закономірності, що ведуть до створення сорту (або породи).

Теоретичною основою С. є генетика, основні положення якої сталі фундаментом для селекційної практики. Еволюційна теорія Ч. Дарвіна, закони Р. Менделя, вчення про чисті лінії і мутації дозволили селекціонерам розробити методи свідомого управління спадковістю рослинних і тваринних організмів. У основі індивідуального відбору рослин і тварин лежать генетичні уявлення про чисті лінії, гомо- і гетерозиготності, про нетотожність фенотипа і генотипу. Закономірності незалежного спадкоємства і вільного комбінування ознак в потомстві послужили теоретичною основою гібридизації і схрещування, що є разом з відбором основними методами С. Розвиток генетики привів до створення гетерозісних гібридів кукурудзи, сорго, огірка, томату, буряка, пшениці, помісей великої рогатої худоби, птиці, до використання в С. рослин цитоплазматичної чоловічої стерильності, до здобуття штучних мутацій і поліплоїдних форм. Велику роль в селекційній практиці грає гибрідологичеський аналіз . У свою чергу, генетика черпає в С. дані для узагальнення і завдяки ним розвиває свої теорії.

Інститут рослинництва імені В. Я. Юр'єва Української академії аграрних наук

Установа починає свою історію в 1908 році як Харківська сільськогосподарська дослідна станція. Восени 1929 р. станцію було реорганізовано в Український науково-дослідний інститут зернового господарства, а в 1934 р. перетворено в Харківську обласну станцію бурякового рільництва з відділом селекції. У 1946 р. станція перейшла у відомство Міністерства сільського господарства СРСР і почала найменуватися як Харківська державна селекційна станція Головного сортового управління Міністерства землеробства СРСР. У 1956 р. на базі цієї станції та Інститут генетики і селекції АН УРСР було створено Український науково-дослідний інститут рослинництва, селекції і генетики Міністерства сільського господарства УРСР. Ім'я академіка АН УРСР Василя Яковича Юр'єва присвоєно Інституту у 1962 р. З 1970 по 1992 роки Інститут входив до складу Південного відділення Всесоюзної академії сільськогосподарських наук ім. В. І. Леніна. З 1992 р. установа має сучасну назву -- Інститут рослинництва імені В. Я. Юр'єва -- і входить до системи Української академії аграрних наук.

У різні роки станцію та інститут очолювали такі видатні вчені: Будрін Петро Васильович (1908-1913), Рожественський Борис Миколайович (1913-1929), Ентинген Абрам Самойлович (1929-1933), Солодовник Василь Іванович (1933-1937), Бурденюк Федір Іванович (1938-1939), Олейников Семен Іванович (1939-1944), Юр'єв Василь Якович (1944-1962), Поляков Ілля Михайлович (1962-1973), Гур'єв Борис Петрович (1973-1991), Шевченко Анатолій Михайлович (1991-1992), Бондаренко Леонід Вікторович (1992-2000). З 2000 року по теперішній час Інститут очолює академік УААН Віктор Васильович Кириченко.

Миронівський інститут пшениці імені В.М.Ремесло Національної академії аграрних наук України

Миронівський інститут пшениці імені В.М.Ремесло Національної академії аграрних наук України є провідною науково- дослідною установою з селекції зернових культур в Україні. У світі виявлено майже 1000 сортів озимої і ярої м'якої пшениці - нащадків миронівських пшениць, які створені в 30 селекційних установах України, 44 - Росії, а також у наукових установах 9-ти інших держав колишнього СРСР та 12 країн світу, що свідчить про високий адаптивний потенціал миронівських сортів та їх високу сортоутворювальну здатність.

Вагомі наукові здобутки - це результат використанні творчої спадщини академіка В.М.Ремесло, наполегливої праці вчених інституту з академічними та галузевими науковими установами: Інститутом фізіології рослин і генетики НАН України, Інститутом захисту рослин та Інститутом рослинництва НААН України, Національним університетом харчових технологій МОН України, а також міжнародними селекційними центрами CIMMYT та ICADRA.

З 2007 року інститут очолює кандидат сільськогосподарських наук Валентин Сергійович Кочмарський, який нагороджений численними грамотами районної та обласної держадміністрацій, Кабінету Міністрів, Митрополита Київського і всієї України, подяками, в т.ч. Асамблеї ділових кіл, Дипломами учасника загальноукраїнського видавничого проекту Україна Аграрна, лауреата рейтингу «Лідер агропромислового комплексу - 2007», двічі лауреата загальнонаціональної програми «Людина року» в номінації «Аграрій року» та нагороджений трудовою відзнакою «Знак Пошани» 24.11.2006р.

Cелекційно-Генетичний інститут м. Одеса

селекція гібрид рослинництво біотехнологія

Селекційно-генетичний інститут - Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення - одна з провідних установ аграрної науки в Україні у галузі селекції та насінництва польових культур. Створений у квітні 1912 року з селекційного відділу Одеського дослідного поля. З 1928 року - Український генетико-селекційний інститут, з 1935 - Всесоюзний селекційно-генетичний інститут Всесоюзної академії сільськогосподарських наук ім. В. І. Леніна. З 1991 року - Селекційно-генетичний інститут у складі Української академії аграрних наук. У квітні 1999 року Постановою Кабінету Міністрів України надано статус Національного центру. Отримана назва - Селекційно-генетичний інститут - Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення. У складі інституту 12 наукових відділів та 3 лабораторії. В установі працюють 434 співробітники, у тому числі 106 науковців. Серед них 11 докторів наук та 62 кандидатів наук. Серед співробітників інституту 4 академіки Української академії аграрних наук (С. П. Лифенко та М. А. Литвиненко - фахівці у галузі селекції озимої м'якої пшениці; А. А. Лінчевський - селекції озимого і ярого ячменю; А. Ф. Стельмах - дослідження спеціальної генетики пшениці) та 1 член-кореспондент УААН (В. М. Соколов, директор установи - селекція кукурудзи)

Вітчизняні селекціонери та їх заслуги

Василь Якович Юр'єв(20 лютого1879 -- 8 лютого1962) -- український селекціонер-рослинник, дійсний член АН УРСР (з 1948), почесний член Всесоюзної Академії сільськогосподарських наук. Родом з Пензенської губернії.

З 1909 року працював на Харківській селекційній станції (з 1944 -- директор). 1946-1950 директор Інституту генетики і селекції АН УРСР, з 1955 директор Українського науково-дослідного інституту рослинництва, селекції і генетики.

Юр'єв -- автор близько 100 праць з питань методики й організації селекції, сортовипробування і наслідництва сільськогосподарських культур; вивів багато сортів озимої і ярої пшениці, проса, кукурудзи та інших культур. Співавтор посібника для агрономічних вузів з селекції й насінництва сільськогосподарських рослин.

Федір Григорович Кириченко (*17 лютого (1 березня) 1904, с. Владиславка, Миронівського району Київської області -- †1988) -- український селекціонер, академік Всесоюзної Академії сільськогосподарських наук і лісівництва (1956);Герой Соціалістичної Праці (1958).

Закінчив Масловський інститут селекції і насінництва ім. К. А. Тімірязєва. З 1932 у Всесоюзному селекційно-генетичному інституті (Одеса) завідувач відділом селекції і насінництва пшениці (1932-41, 1944-54 і з 1959) і директор (1954-1959). З селекції пшениць Ф. Г. Кириченко розробив метод створення більш зимостійких міжвидових гібридів і удосконалив методи добору пар при міжвидовій і внутрішньовидовій гібридизації озимої м'якої пшениці. Особливо цінні дослідження Ф. Г. Кириченка з розробки методу добору сільськогосподарських рослин за потужністю розвитку кореневої системи. 1959 року вивів новий високоврожайний сорт озимої пшениці «Одеська 21». Під керівництвом і за його участю в інституті виведено 5 високоврожайних зимостійких і засухостійких сортів озимої м'якої пшениці степового екотипу. Ф. Г. Кириченко, вперше в історії степового землеробства, створив озиму тверду пшеницю (сорти Мічурінка, Новомічурінка та Одеська ювілейна), яка дає 35-45 ц з 1 га.

Праці

Методи виведення сортів озимої м'якої і твердої пшениці для степу України, у кн.: Досягнення вітчизняної селекції, М., 1967;

Озимі сильні пшениці, Київ, 1967.

Видатні заслуги у виведенні нових сортів сільськогосподарських рослин М. В. Цицина, П.Т. Лук'яненка, В. М. Ремесла, Ф. Г. Кириченка, В. Є. Писарєва, В. С. Пустовойта, І. М. Хаджинова та інших селекціонерів.

М. В. Цицин розробив теоретичні основи створення нових видів і форм рослин віддаленою гібридизацією культурних і декоративних рослин. Він вивів пшеничнопирійні, пшеничноелімусні, житньопирійні та інші гібриди, які є практично новими видами рослин.

Значним досягненням селекціонерів є сорти озимих пшениць Безоста, Аврора, Кавказ, які вивів II. П. Лук'яненко. В них сконцентровані цінні властивості — порівняно коротка і міцна солома, висока врожайність, зимостійкість, високі якості борошна. Нині ці сорти у світовому землеробстві посідають перше місце за площею посівів — понад 11 млн га.

В. М. Ремесло вивів ряд сортів озимої пшениці: Миронівська 264, Миронівська ювілейна, Миронівська 807,

Іллічівка та інші, площі під якими становлять понад 11 % площ світових озимих пшениць. На їх основі створено близько 40 нових сортів пшениць. Деякі з них можуть давати врожаї до 100 ц/га. Сорт Миронівська яра також має високу врожайність — 45—64 ц/га.

Ф. Г. Кириченко вивів ряд зимостійких сортів озимої м'якої пшениці, таких як Одеська 3, Одеська 12, Одеська 16, Одеська 26, Степова. Вперше створено озиму тверду пшеницю, найурожайнішими сортами якої є Мічурінка, Новомічурінка, Одеська ювілейна.

В. Є. Писарєв вивів нові високоврожайні сорти пшениці. Методом генної інженерії отримано новий сорт пшениці Киянка з високими врожайністю і стійкістю проти захворювань.

І. М. Хаджинов досяг великих успіхів у селекції кукурудзи. Він одним із перших відкрив явище цитоплазматичної чоловічої стерильності у кукурудзи і використав її для поліпшення насінництва цієї культури. Він вивів понад 20 високопродуктивних гібридів кукурудзи, із них 14 — подвійних міжлінійних гібридів.

Т. Є. Тарасенко та І. Д. Прохожай вивели високоврожайні сорти ярового ячменю: Донецький 4 та Донецький 6, які районовано в багатьох областях України.

Заслуженою популярністю користуються сорти картоплі, які вивела Н. А. Лебедєва.

Кілька поліплоїдних сортів буряків отримали М. П. Дубінін, А. Н. Лутков, В. О. Панін.

В. С. Пустовойт створив понад 20 високоолійних, стійких проти хвороб сортів соняшнику. Вміст жиру в абсолютно сухому насінні становить понад 55 % (вміст у вихідних формах не перевищував 35 %).

Володимирович Мічурін (15 (27) вересня 1855, Рязанська губернія, Російська імперія -- 7 червня1935, Мічурінськ, Тамбовська область, СРСР) -- російський біолог і селекціонер-помолог, автор багатьох сортів плодово-ягідних культур, почесний член АН СРСР (1935), академік ВАСГНІЛ (1935). Розробив методи селекції плодово-ягідних рослин, головним чином -- метод віддаленої гібридизації(підбір батьківських пар, подолання несхрещуваності та ін.)

Розробив методи селекції плодово-ягідних рослин методом віддаленої гібридизації (підбір батьківських пар, подолання нескрещиваемости та ін.)

Біотехнологія

Біотехнологія - сукупність промислових методів, у яких використовують живі організми або біологічні процеси. Людина з давніх-давен застосовує біотехнологічні процеси для виробництва різних речовин і харчових продуктів (сирів, молочних продуктів, тіста, пива тощо), але сам термін «біотехнологія» (від грец. біос - життя, технос - мистецтво і логос - учення) запровадили лише в 70-х роках XX століття.

У наш час різні види бактерій і грибів використовують у мікробіологічній промисловості для виробництва антибіотиків, вітамінів, гормонів, ферментів, кормових білків тощо. У харчовій промисловості високопродуктивні штами мікроорганізмів дають змогу збільшити випуск високоякісних продуктів харчування (кисломолочних, сирів, пива), кормів для тварин (силос, кормові дріжджі) тощо.

Біотехнологічні процеси застосовують і для очищення навколишнього середовища, зокрема стічних вод і ґрунту від побутового і промислового забруднення. Методи біологічного очищення ґрунтуються на здатності певних видів бактерій розкладати органічні сполуки, які потрапляють у довкілля. Завдяки селекційній роботі створено штами мікроорганізмів, здатних розкладати ті сполуки, які природні види не можуть мінералізувати. Для очищення стічних вод, природних водойм і ґрунту застосовують властивості деяких організмів накопичувати органічні та неорганічні сполуки або певні хімічні елементи у своїх клітинах.

Біотехнологічні процеси враховують і під час розроблення біологічних методів боротьби зі шкідниками сільського і лісового господарств, а також паразитичними і кровосисними видами. Використовуючи штами певних видів мікроорганізмів (бактерій, грибів), виготовляють препарати, які ефективно знижують чисельність шкідливих видів, не забруднюючи при цьому довкілля токсичними сполуками. Необхідною умовою використання біологічних препаратів у біологічному методі боротьби є їхня безпечність для корисних видів організмів.

Останнім часом у розробці біотехнологічних процесів все ширше застосовують методи генетичної і клітинної інженерії, які дають можливість одержати різноманітні сполуки і препарати.

Завдання генетичної інженерії

Генетична (генна) інженерія - прикладна галузь молекулярної біології, яка розробляє методи перебудови геномів організмів вилученням або введенням окремих генів чи їхніх груп. Генна інженерія здійснює:

- синтез генів поза організмом, видалення з клітин і перебудову окремих генів;- копіювання і розмноження виділених або синтезованих генів;- введення генів або їхніх груп у геном інших організмів;- експериментальне поєднання різних геномів у одній клітині.

Для перенесення синтезованих або виділених генів, крім вірусів, використовують і плазміди (переважно одержані з клітин бактерій). Плазміди -- позахромосомні фактори спадковості, найчастіше являють собою кільцеві молекули ДНК прокаріотів (наприклад, генетичний апарат мітохондрій і хлоропластів).

Значення і роль селекції у житті людини

Селекція відіграє певну роль у збереженні різноманітності органічного світу. Коли на початку XX ст. в Європі збереглися лише поодинокі особини зубрів, то для врятування виду було проведено схрещування зубрів з бізонами. Нині, можливо, в природі вже зник кінь Пржевальського. Збереглося кілька груп цих тварин у зоопарках і заповіднику АсканіяНова. Для врятування виду і збереження гетерозиготності зоопарки різних країн обмінюються окремими особинами. Проведена гібридизація із свійськими кіньми і гібридів — з дикими кіньми. Частина коней Пржевальського відправлена на батьківщину, в Монголію, для відновлення зниклої популяції.

Чимало галузей харчової промисловості пов'язано з діяльністю мікроорганізмів (випікання хліба, виноробство, пивоваріння, отримання спирту, кисломолочних продуктів тощо). Лікарські засоби — антибіотики — також отримують у результаті діяльності мікроорганізмів. Для вдосконалення їхньої продуктивності використовують методи селекції. За допомогою рентгенівського випромінювання і хімічних речовин прискорюють мутагенний процес і добором створюють кращі раси (штами) мікроорганізмів. Цим способом у селекційних рас у тисячі разів вдалося підвищити вихід низки антибіотиків, зокрема пеніциліну, порівняно з вихідними штамами мікроорганізмів, взятими для селекції з природи. Отримано дріжджові гриби, які синтезують кормовий білок із парафінів нафти, природного газу, відходів рослинництва (соломи зернових культур, стебел соняшнику, відходів лісового господарства). У кондитерській промисловості широко використовують лимонну кислоту, яку отримують в результаті життєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів. У світі нині виробляють близько 400 тис. т цього продукту. Таку кількість його не змогли б забезпечити жодні цитрусові плантації.

Створюються штами мікроорганізмів, які здатні вилучати цінні метали із руд, промислових відходів для виробництва бактеріальних добрив, стимуляторів росту і мікробіологічних засобів захисту рослин від шкідників і хвороб.

Для виробництва цих та інших речовин за допомогою мікроорганізмів створено спеціальний напрям народного господарства — мікробіологічну промисловість. У промислових масштабах нині виробляють багато амінокислот, які використовують як кормові добавки, вітамінів тощо.

Висновок

Для того щоб забезпечити себе доброякісної їжею і сировиною і при цьому не привести планету до екологічної катастрофи, людству необхідно навчитися ефективно змінювати спадкову природу живих організмів. Тому не випадково головним завданням селекціонерів в наш час стало вирішення проблеми створення нових форм рослин, тварин і мікроорганізмів, добре пристосованих до індустріальних способів виробництва, стійко переносять несприятливі умови, що ефективно використовують сонячну енергію і, що особливо важливо, що дозволяють одержувати біологічно чисту продукцію без надмірного забруднення навколишнього середовища. Принципово новими підходами до вирішення цієї фундаментальної проблеми є використання в селекції генної та клітинної інженерії.

Біотехнологія вирішує не тільки конкретні завдання науки і виробництва. У неї є більш глобальна методологічна завдання - вона розширює і прискорює масштаби впливу людини на живу природу і сприяє адаптації живих систем до умов існування людини, тобто до ноосфери. Біотехнологія, таким чином, виступає в ролі потужного чинника антропогенного адаптивної еволюції.

У біотехнології, генетичної та клітинної інженерії багатообіцяючі перспективи. При появі все нових і нових векторів людина з їх допомогою буде впроваджувати потрібні гени в клітини рослин, тварин і людини. Це дозволить поступово позбутися багатьох спадкових хвороб людини, змусити клітини синтезувати необхідні ліки та біологічно активні сполуки, а потім - безпосередньо білки і незамінні амінокислоти, що споживаються в їжу.

Размещено на Allbest.ru