Селекция, ее задачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Селекция, ее задачи. Этапы становления селекции. Методы селекции растений и животных

Под селекцией понимают процесс создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными для человека качествами и свойствами. В этом смысле селекция, как процесс, началась еще в доисторические времена, с того момента, когда людям удалось приручить первых диких животных и начать высаживать первые растения.

Селекция - наука, занимающаяся разработкой теоретических основ и методов создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. В этом смысле селекция начала существовать сравнительно недавно, с середины XIX в., так как теоретической базой селекции являются генетика и эволюционная теория.

Породы, сорта, штаммы -- искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов находит применение в фармакологии. Антибиотики пенициллинового ряда -- результат деятельности штаммов плесневых грибов.

Сейчас на несколько минут мы представим, что мы селекционеры.

Представьте, что вы селекционеры, вам необходимо создать новый сорт томатов, которые будут выращиваться для приготовления томатного сока? Какими признаками бы вы наделили свой сорт? Почему?

Вам необходимо вывести новый сорт томата, пригодного для механизированной уборки плодов. Какими признаками вы наделили бы свой сорт? Почему? селекция антибиотик пенициллиновый

Человеку для разных целей необходимы разные признаки. В первом случае это вкусовые качества томата, во втором случае это форма и размер.

Для того чтобы добиться изменений каких - либо качеств и свойств сортов растений и пород животных селекционеры используют специальные методы.

Основным методом селекции является искусственный отбор.

Записываем в тетради подзаголовок «Методы селекции»

Размещено на http://www.allbest.ru/

Человек всегда предпочитал оставлять для разведения животных и растения, которые обладали лучшими качествами и свойствами. Долгое время этот процесс велся бессознательно, неметодично, хотя еще в античные времена люди старались отбирать лучших из лучших и проводить скрещивания между ними. Такие манипуляции не всегда приводили к желаемым результатам. В селекции растений преобладал массовый отбор, т.е. на поле засевали лучшие семена, а из их потомков опять отбирались лучшие из лучших. Но отслеживания каждого из потомков от каждой родительской пары не происходило. Часто использовался негативный отбор - исключение из последующего размножения худших особей. Например, самые слабые, недоброкачественные копытные животные отправлялись на мясо, а мелкие семена злаков - на муку. Но этот метод тоже был малоэффективен.

Настоящий большой шаг вперед удалось сделать, когда метод отбора дополнился методом подбора производителей. Метод анализа производительных качеств родителей по потомству был разработан династией французских селекционеров Вильморен.

В основе этого метода лежит индивидуальное скрещивание и отслеживание у потомков передачи полезных качеств. Этот вид искусственного отбора называется индивидуальным. Таким образом удается установить, насколько ценен тот или иной экземпляр растений или животных. Особь оценивается не только с позиций обладания полезными качествами, но и (что более важно) как носитель этих качеств, передающий их потомству.

Существуют и другие методы селекции - это гибридизация, мутагенез и полиплоидия.

Кроме массового и индивидуального отбора в селекции применяется метод гибридизации.

Гибридизацией называют скрещивание организмов с различной наследственностью. Цель гибридизации - получение потомства с более ценными качествами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Инбридинг - близкородственное скрещивание. Степень родства при инбридинге может быть различной. Максимальный инбридинг имеет место у самоопыляемых видов.

В практике сельского хозяйства инбридинг применяют для достижения двух противоположных целей:

1. При проведении близкородственного скрещивания отрицательные рецессивные гены имеют больше шансов проявиться. По сути возвратное скрещивание (дети и родители) можно считать разновидностью инбридинга. Скрещивание анализирующее, с рецессивной гомозиготой, преследует те же цели. Благодаря инбридингу удается наилучшим образом оценить генотип производителя и избежать проявления отрицательных рецессивных признаков в следующих поколениях.

2. Инбридинг умеренный (скрещивание более дальних родственников, чем дети и родители) часто применяется для увеличения числа особей с полезными признаками. А уже затем проводят дальнейшую селекцию, используя достаточное количество полученных таким образом организмов.

При гибридизации для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис. Гетерозис - это всплеск гибридной мощности: увеличение продуктивности, жизнеспособности, плодовитости и лучшей приспособляемости гибридов. Такое явление возникает у гибридов первого поколения при скрещивании неродственных форм (разные породы, сорта или виды). В следующих поколениях эффект гетерозиса снижается, и особи уже не отличаются хорошими качествами по сравнению с предшественниками. Поэтому гетерозисные гибриды, как правило, не используют при племенном разведении или получении семян. Таким методом удалось получить высокопродуктивные гибриды свиней. Шире, чем в животноводстве, гетерозис применяется в растениеводстве. Особенно интересны опыты по скрещиванию различных линий кукурузы, сорго, лука, свеклы, огурцов и др.

Отдаленную гибридизацию подразделяют на межвидовую и межродовую. В природе появление межвидовых гибридов либо вообще невозможно, либо большинство появившихся в результате этого процесса особей бесплодны. Для получения эффективных межвидовых гибридов селекционеры использовали многие методы.

Межвидовую гибридизацию применяют и в животноводстве. Например, с древности люди используют мула. Мул -- гибрид кобылицы с ослом. Мулы бесплодны, но очень сильны, выносливы, долго живут, обладают спокойным нравом. При помощи межвидовой гибридизации получен также гибрид пшеницы и ржи, названный «тритикале». Тритикале дает много зерна и кормовой зеленой массы.

Мутагенез в селекции используют для получения перспективных мутантов микроорганизмов, растений и животных.

Мутагенез - это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием различных физических и химических факторов (мутагенов).

Направленный мутагенез-- процесс сознательного повышения количества мутаций. Этот метод используется для последующего отбора мутантных особей, обладающих ценными признаками.

Большинство мутаций вредны. В экспериментах по искусственному мутагенезу отбраковывается большое количество особей. Но небольшая часть подвергшихся воздействию мутагенов особей обязательно приобретет мутации, приводящие к появлению ценных, полезных качеств.

Особи, имеющие в своем генотипе полезные мутации, скрещиваются. И все большее количество их потомков начинает обладать полезными мутантными признаками.

Таким путем были получены новые высокоурожайные сорта ячменя и пшеницы. Кроме того, при помощи искусственного мутагенеза выведены новые штаммы бактерий и разновидности грибов, выделяющие витамины, пищевые аминокислоты, антибиотики и т. п.

В селекции животных этот метод применяется редко из-за больших сроков (несколько лет) ожидания потомства и большого количества отбракованных с отрицательными мутациями особей.

Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом у особей в результате направленного мутагенеза. В принципе полиплоидия является результатом мутагенеза, но ее зачастую выделяют в отдельный метод из-за характерных отличий. Как правило, полиплоидные особи растений, у которых увеличено число хромосом, обладают большей вегетативной массой. Так были созданы очень многие сорта пшеницы, гречихи, кукурузы. У полиплоидов количество хромосом может увеличиваться по-разному. Может происходить увеличение на несколько штук. Чаще всего происходит кратное увеличение в 2 или 3 раза. Реже встречаются тетраплоиды -- увеличение в 4 раза.

У животных полиплоидные особи редко жизнеспособны. Поэтому методы, вызывающие полиплоидию, успешно применяются, в основном, в селекции растений и микроорганизмов.

Преодоление межвидовых барьеров полиплоидизацией. В 1924-1925 гг. советский генетик Г. Д. Карпеченко смог преодолеть межвидовую нескрещиваемость, создав капустно-редечный гибрид на основе полиплоидизации. Провести опыление редьки и капусты довольно легко. Но эффект будет таким же, как и от скрещивания осла и лошади. Родившийся потомок (мул) -- гибрид -- будет жизнеспособен, но бесплоден. Ведь хромосомы лошади не могут конъюгировать с хромосомами осла (как и хромосомы редьки - с хромосомами капусты). Чтобы решить эту задачу, Г.Д. Карпеченко получил диплоидные гаметы редьки и капусты и тетраплоидную зиготу. Таким образом, мейоз у этого гибрида шел нормально. Во время профазы хромосомы капусты конъюгировали между собой, а редьки -- между собой. Такой путь сделал возможным и другие межвидовые скрещивания.

Позднее этим же методом был получен гибрид ржи и пшеницы -- тритикале, превосходящий по ценным хозяйственным свойствам обоих родителей.

Таким образом, основными методами селекции являются отбор, гибридизация с применением гетерозиса, направленный мутагенез и полиплоидия.

Размещено на Allbest.ru