2. Селекция растений и животных
Для выведения новых сортов растений селекционеры применяют мутагенез, искусственный отбор (массовый и индивидуальный), внутривидовую и отдалённую (межвидовую) гибридизацию, полиплоидию.
Исходный материал создаётся с помощью искусственного мутагенеза , который во много раз увеличивает частоту мутаций.
для выведения безостых и низкорослых сортов злаковых растений использовалось рентгеновское излучение. Новые сорта декоративных и овощных культур получают с помощью химических мутагенов.
Полученные мутантные растения после отбора подвергаются скрещиванию для получения новых ценных комбинаций признаков.
В основе инбридинга ( близкородственного скрещивания ) у растений лежит принудительное самоопыление перекрёстноопыляющихся форм. Инбридинг используется для перевода генов в гомозиготное состояние и получения чистых линий .
При скрещивании чистых линий образуются гибриды, у которых ярко выражен гетерозисом .
таким способом получают гибридные семена большинства овощных культур, которые выращиваются в сельском хозяйстве.
Используется в селекции растений и отдалённая гибридизация . Полученные межвидовые гибриды обычно бесплодны, так как у них нарушается протекание мейоза при образовании половых клеток. Для преодоления бесплодия таких гибридов применяют особые методы, одним из которых является полиплоидия .
Впервые преодолеть бесплодие межвидового гибрида удалось в \(1924\) г. Г. Д. Карпеченко. Учёный получил бесплодный капустно-редечный гибрид с диплоидным набором \(18\) хромосом, из которых \(9\) «редечных» и \(9\) «капустных». Конъюгация этих хромосом не происходила. Карпеченко удвоил хромосомный набор. У полиплоидного гибрида оказалось \(36\) хромосом (по \(18\) «редечных» и «капустных). Появилась возможность конъюгации, и гибрид стал плодовитым.
В \(20\)-х г. \(ХХ\) в. была успешно проведена гибридизация пшеницы и ржи и получены пшенично-ржаные гибриды ( тритикале ). В \(30\) г. Н. В. Цицин скрестил пшеницу с пыреем, а И. В. Мичурин смог создать межвидовые гибриды плодово-ягодных культур.
Большинство современных видов культурных растения являются полиплоидными . Триплоидные, тетраплоидные и даже октоплоидные формы получены с помощью колхицина, которым обрабатывают семена растений.
- размножение животных происходит только половым путём;
- потомство обычно небольшое;
- животные становятся половозрелыми через несколько лет после рождения;
- невозможно самооплодотворение, поэтому сложнее получать чистые линии;
- отдельные признаки (молочность, яйценоскость) не проявляются у самцов.
Основные методы (отбор и гибридизация) используются и в селекции животных. Отбор применяется только индивидуальный.
Близкородственное скрещивание ( инбридинг ) применяется для закрепления полезных признаков.
Межпородное скрещивание ( аутбридинг ) проводится для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. У гибридов наблюдается увеличение жизнеспособности, продуктивности, устойчивости к болезням, т. е. проявляется гетерозис.
при скрещивании двух пород уток получают гетерозисных бройлерных уток, которые быстро растут и отличаются от обычных уток большим весом.
Источник
Особенности селекции
Селекцию в биологии часто противопоставляют естественному отбору, являющимся основой биологической эволюции. Для получения признаков, нужных человеку, используются методы не только простого отбора особей с заданным признаком, но уже и генная инженерия.
Особенности селекции
Селекция — наука о методах создания и улучшения существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.
Она использует научные открытия в области молекулярной биологии, биохимии и генетики для изменения наследственности живого организма.
Что входит в теоретическую базу селекции?
- основные законы генетики, наследственности и изменчивости, знания о структуре гена, мутационная теория, молекулярные основы наследственности;
- изучение исходного материала, знание генетики основных видов, сортов, пород и штаммов;
- изучение влияния среды на фенотипическое проявление генотипа;
- знание форм искусственного отбора, выявление необходимых признаков и закрепление их у организмов;
- методы клеточной и генной инженерии.
Задачи селекции
- повышение урожайности сортов растений и продуктивности пород животных и штаммов микроорганизмов
- создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород
- получение сортов, пород и штаммы, пригодных для механизированного или промышленного выращивания и разведения
Сорт, порода, штамм — популяции организмов, искусственно созданные человеком, характеризующиеся определенным генофондом, наследственно закрепленными признаками, определенной продуктивностью и нормой реакции.
Основные методы селекции растений
Массовый отбор — не проверяет генотип каждой особи, поэтому результаты не очень устойчивы;
Индивидуальный отбор — специально увеличивают количество гомозиготных особей; идет выделение чистых линий.
В селекции растений возможно получение потомства неполовым — вегетативным путем, чтобы сохранить полученные признаки неизменными.
Методы селекции животных
Факторы, коорые необходимо учитывать при селекции животных:
- у животных значительно меньше потомство, чем у растений, при этом каждый организм имеет хозяйственную ценность;
- половая зрелость наступает поздно;
- нет быстрой смены поколений;
- отсутствует вегетативное размножение и самооплодотворение
- Используется толькополовое размножение;
- размножение происходит реже, чем у растений (особи должны еще достичь полового созревания;
- у животных инбридинг приводит к ослаблению гибридов, уменьшению жизнеспособности;
- при неродственном скрещивании — наоборот, жизнеспособность гибридов увеличивается;
- при массовом отборе животных руководствуются стабилизирующим отбором;
Методы селекции микроорганизмов
Микроорганизмы используются в медицине для получения антибиотиков, гормонов, витаминов и т.п., в промышленности — для производства пестицидов, топлива, очистки воды и т.д, в сельском хозяйстве — для получения кормовых белков, аминокислот, сахарозаменителей, органических кислот и т.д.
Несколько определений:
Трансгенные — виды растений, в которых успешно функционируют гены, пересаженные из других видов растений и животных.
Гетерозис — увеличение жизнеспособности гибридов за счет наследования определенного набора аллелей различных генов от своих разнопородных родителей.
Иннбридинг — близкородственное скрещивание, приводящее к появлению гомозиготных организмов.
Полиплойдия — набор хромосом больше, чем 2n — широко распространена в природе. Высокая степень полиплойдности свойтсвенна простейшим. Среди многоклеточных редка и характерна для видов, утративших нормальный половой процесс — гермафродитов и видов, для которых характерен партеногенез.
Доместикация — процесс изменения диких животных или растений, при котором на протяжении многих поколений они содержатся человеком генетически изолированными от дикой формы и подвергаются искуственному отбору
Искусственный отбор — выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами. Предшественник и основной метод современной селекции.
Давайте сравним искусственный и естественный отбор:
Производится природой (условиями среды обитания:
Источник