Учение Чарлза Дарвина об искусственном отборе. Биология 9 класс Мамонтов
Вопрос 1. Что такое искусственный отбор?
Искусственный отбор — это процесс создания новых пород животных и сортов растений путем систематического сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений. Если отбор ведут по совокупности признаков, т. е. просто отбирают «лучших» особей, не ставя перед собой определенной цели, то такой отбор называют бессознательным. Если же селекционер ставит перед собой конкретную задачу и ведет отбор по какому-то одному (двум) признакам, такой отбор называют методическим.
Благодаря искусственному отбору к середине XIX в. от одного вида дикого голубя было выведено более 150 пород, от банкивской курицы — десятки пород кур, от дикого тура — породы крупного рогатого скота.
Вопрос 2. Какие вам известны основные методы селекции?
К основным методам селекции относят гибридизацию, скрещивание и искусственный отбор.
Скрещивание как способ увеличения наследственной неоднородности особей сорта или породы, получения исходного материала для искусственного отбора. Виды скрещивания: близкородственное (скрещивание особей одного сорта или породы) , неродственное (скрещивание особей разных сортов, пород, разных видов) .
Искусственный отбор — сохранение селекционером для размножения особей с нужными человеку признаками, не всегда полезными для самого организма, в отличие от естественного отбора, который сохраняет особей с полезными им признаками.
Вопрос 3. Приведите примеры многообразия пород домашних животных и сортов культурных растений. Чем объясняется это многообразие?
Человек для удовлетворения своих потребностей в пище, рабочей силе, эстетических, использует разные виды домашних животных (крупный рогатый скот, лошадей, овец, коз, свиней, кроликов, домашнюю птицу, верблюдов, оленей, собак, кошек). За всю многотысячную история совместного существования людей и животных было создано огромное количество пород домашних животных и сортов культурных растений, обладающих различными полезными свойствами.
В настоящее время в мире насчитывается более 1000 пород крупного рогатого скота, 200 пород свиней, 160 – овец, 20 — коз, 250 – лошадей, 230 – птицы, 60- кроликов, более 400 пород собак, 12 пород оленей.
В растениеводстве количество сортов внутри каждого вида культурных растений исчисляется десятками, а часто и сотнями. В частности, зарегистрировано более 300 сортов пшеницы, в Китае — 63 сорта бамбука. Винограда насчитывается более 1000 сортов, крыжовника — более 300. Сторонники постоянства видов считали, что каждый такой сорт или порода ведет начало от своего прямого предка. Однако Дарвин доказал, что источник многообразия пород животных и сортов культурных растений — один или небольшое число диких предков, потомки которых были преобразованы человеком в разных направлениях сообразно его хозяйственным целям, вкусам и интересам.
Результаты эволюции органического мира – многообразие видов растений и животных. Результаты селекции – многообразие пород животных и сортов культурных растений. Движущие силы эволюции — наследственная изменчивость и естественный отбор, основа создания новых пород животных и сортов культурных растений — наследственная изменчивость и искусственный отбор. Методы селекции животных: скрещивание и искусственный отбор Скрещивание разных пород животных – основа повышения генетического разнообразия потомства.
Вопрос 4. Какие породы животных и сорта растений характерны для сельского хозяйства вашей местности?
Ячмень, овес, пшеница, рожь – основные сельскохозяйственные растения Московской области. Основными сельскохозяйственными животными являются коровы, свиньи, овцы, лошади.
Вопрос 5. Чем отличаются одомашненные животные и растения от диких видов?Одомашненные животные и растения не смогут прожить без человеческой заботы, а дикие они сами себе добывают пищу (животные), а растения влагу, питательные вещества самостоятельно.
Очень часто культурные растения имеют измененный геном, так называемая полиплоидия. Полиплоидия приводит к увеличению размеров плодов, то есть культурные растения отличаются урожайностью размером и количеством плодов (или тех частей растения, ради которых растение культивируется). Предку обычной коровы для того чтобы выкормить теленка было достаточно выработать около 300 литров молока в год. Даже в самые плохие годы социализма худосочные забитые скотниками буренки давали ну никак не менее 2000 литров в год. А при хорошем кормлении и надлежащем уходе вполне обычны надои 10 — 15 тыс. литров в год.
Вопрос 6. Почему искусственный отбор — выведение новых пород домашних животных и сортов культурных растений — может быть успешным только в условиях крупнотоварного сельскохозяйственного производства?
Искусственный отбор будет успешным только в условиях крупнотоварного сельскохозяйственного производства, потому что именно в данных условиях мы можем выбирать признаки, которые нам необходимо селекционировать, из большого количества особей. То есть у нас есть больший выбор. Тех животных, у которых признак будет выявлен более ярко, мы будем оставлять.
resheba.com
Селекция растений и животных. Биология 9 класс Мамонтов
Вопрос 1. Что называют породой; сортом?
Породой и сортом (чистой линией) называют искусственно созданную человеком популяцию организмов, которая характеризуется специфическим генофондом, наследственно закреплёнными морфологическими и физиологическими признаками, определённым уровнем и характером продуктивности.
Вопрос 2. Какие основные методы селекции вы знаете?
Гибридизация (скрещивание) и искусственный отбор — главные методы селекции растений и животных.
Скрещивание как способ увеличения наследственной неоднородности особей сорта или породы, получения исходного материала для искусственного отбора. Виды скрещивания: близкородственное (скрещивание особей одного сорта или породы) , неродственное (скрещивание особей разных сортов, пород, разных видов) .
Искусственный отбор — сохранение селекционером для размножения особей с нужными человеку признаками, не всегда полезными для самого организма, в отличие от естественного отбора, который сохраняет особей с полезными им признаками.
Вопрос 3. Сравните массовый отбор и индивидуальный отбор. В чём их сходство и отличия?
В растениеводстве по отношению к перекрёстноопыляющимся растениям нередко применяют массовый отбор. При таком отборе в посеве сохраняют только растения с нужными качествами. При повторном посеве снова отбирают растения с определёнными признаками. Так были выведены сорта ржи (например, сорт Вятка). Сорт, получаемый этим способом, генетически неоднороден, и отбор время от времени приходится повторять. Индивидуальный отбор сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к получению чистой линии – группы генетически однородных (гомозиготных) организмов. Путём отбора были выведены многие ценные сорта культурных растений.
Вопрос 4. С какой целью в селекционной работе производится скрещивание?
При скрещивании разных пород животных или сортов растений, а также при межвидовых скрещиваниях гибриды первого поколения отличаются повышенной жизнеспособностью и мощным развитием. Это явление, получившее название гетерозиса или гибридной силы, объясняется переходом многих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантных генов.
Вопрос 5. Какие межвидовые гибриды вам известны?
Одно из выдающихся достижений современной селекции – разработка способов преодоления бесплодия межвидовых гибридов. Впервые это удалось осуществить в начале XX в. советскому генетику Г. Д. Карпеченко при скрещивании редьки и капусты. Это вновь созданное человеком растение не было похоже ни на редьку, ни на капусту. Стручки его состояли из двух половинок, из которых одна напоминала стручок капусты, другая – редьки.
Впоследствии удалось получить гибрид пшеницы с пыреем. На основе этого гибрида был выведен новый сорт пшеницы – зернокормовой, который за три укоса в сезон даёт до 300–450 ц/га зелёной массы.
Методами отдалённой гибридизации получена также новая зерновая и кормовая культура – гибрид пшеницы с рожью. Этот гибрид, названный тритикале, удачно сочетает ценные признаки пшеницы и ржи, давая большие урожаи зерна и зелёной массы с высокими питательными качествами.
Вопрос 6. Какими особенностями отличаются полиплоидные сорта культурных растений?
Нередко в растениеводстве получают и полиплоидные растения, отличающиеся более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Широко распространены полиплоидные сорта клевера, сахарной свёклы, турнепса, ржи, гречихи, масличных растений.
Вопрос 7. Чем отличаются методы одомашнивания, применявшиеся первобытным человеком, от современных?
Современный человек использует в своей селекционной работе методику сознательного отбора. Она заключается в том, что селекционер ставит перед собой определенную задачу и ведет отбор по одному-двум признакам. Такой подход позволяет достигнуть больших успехов за относительно короткое время. Первобытные люди не ставили себе цели вывести какую-либо определенную породу или сорт. Но в пищу они использовали худших животных и растения и, напротив, сохраняли ценные организмы (самую удойную корову, кур, которые несут большие яйца). Такой метод называется бессознательным отбором. Его значение и скорость образования сорта (породы) значительно ниже.
Вопрос 8. Какие породы животных и сорта растений характерны для вашей местности? Какими особыми признаками они обладают?
В Московской области выращивают тритикале. Он удачно сочетает ценные признаки пшеницы и ржи, давая большие урожаи зерна и зелёной массы с высокими питательными качествами.
Вопрос 9. Если у вас есть домашние питомцы, подготовьте сообщение о породе, к которой они относятся. Как была выведена эта порода? В чём её особенности и преимущества? Какие условия необходимы для содержания животных такой породы?
Сейчас мопс — одна из любимейших пород в России, мопсов очень любят знаменитости, хозяин собаки всегда улыбчив.
Вопрос 10. Объясните в классе, почему в селекции растений и животных применяют разные методы.
Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении селекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных. Животные размножаются только половым путем, а количество особей в потомстве невелико. В связи с этим при подборе селекционеру важно определить наследственные признаки, которые непосредственно у производителей могут не проявляться, например наследственные признаки самцов по жирномолочности или яйценоскости. Поэтому значительную роль приобретает оценка животных по их родословной и по качеству их потомства. Часто большое значение имеет учет экстерьера, т. е. совокупности внешних признаков животного.
Вопрос 11. Согласны ли вы с утверждением, что исходный материал местного происхождения представляет большую ценность для селекционной работы? Объясните свою точку зрения.
Исходный материал селекции — обнаруженные среди культивируемых сортов, в дикорастущей флоре или искусственно созданные с помощью гибридизации, мутагенеза и полиплоидии в той или иной мере разнообразные популяции, которые служат источником ценных форм для отбора. Удачный выбор исходного материала в значительной мере предопределяет успех селекционной работы. Исходный материал должен обладать определенными качествами. Во-первых, он должен быть достаточно разнообразным по сочетаниям хозяйственно важных признаков. Во-вторых, взятая в качестве исходного материала популяция растений должна быть возможно больше насыщена формами, соответствующими цели селекционной работы.
resheba.com
Селекция: основные методы и достижения
Вспомните!
Что такое селекция?
Селекция (от лат. selectio — отбор) — наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Одновременно под селекцией понимают и сам процесс создания сортов, пород и штаммов. Теоретической основой селекции является генетика.
Приведите примеры известных вам пород животных и сортов растений.
Сорта яблок Антоновка, груша Северянка, породы собак: ротвейлер, карликовый пудель, колли.
Вопросы для повторения и задания
1. Что такое селекция?
Селекция (от лат. selectio — отбор) — наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Одновременно под селекцией понимают и сам процесс создания сортов, пород и штаммов. Теоретической основой селекции является генетика.
2. Что называют породой, сортом, штаммом?
Порода, сорт или штамм — это совокупность особей одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определёнными наследственными свойствами.
3. Какие основные методы селекции вы знаете?
4. Выберите критерии и сравните массовый и индивидуальный отбор.
5. Какие сложности возникают при постановке межвидовых скрещиваний?
Отдалённая гибридизация заключается в скрещивании разных видов. В растениеводстве с помощью отдалённой гибридизации создана новая зерновая культура — тритикале, гибрид ржи с пшеницей. Эта культура сочетает многие свойства пшеницы (высокие хлебопекарные качества) и ржи (способность расти на бедных песчаных почвах). Классическим примером межвидовых гибридов в животноводстве является мул, полученный при скрещивании осла с кобылицей, который значительно превосходит родителей по выносливости и работоспособности. В Казахстане при скрещивании диких горных баранов-архаров с тонкорунными овцами была создана знаменитая архаромериносная порода овец. Однако применение межвидовых скрещиваний имеет определённые сложности, потому что получаемые гибриды часто оказываются бесплодными (стерильными) или низкоплодовитыми. Стерильность гибридов связана с отсутствием у них парных гомологичных хромосом. Это делает невозможным процесс конъюгации. Следовательно, мейоз не может завершиться, и половые клетки не образуются.
6. Получают ли и используют ли в вашем регионе межвидовые гибриды? Используя дополнительные источники информации, выясните, гибридами каких видов являются такие организмы, как бестер, хонорик, лошак, рафанобрассика. Какой интерес представляют они для сельского хозяйства?
Подумайте! Вспомните!
1. Что схожего и чем отличаются методы селекции растений и животных?
2. Почему для каждого региона нужны свои сорта растений и породы животных? Какие сорта и породы характерны для вашего региона? В чём их особенности и преимущества?
Так как условия среды в различных регионах разные, и сорта и породы должны быть приспособлены к конкретным условиям. Особенности растениеводства Южного Урала
Основные культуры района
3. Из большого разнообразия видов животных, обитающих на Земле, человек отобрал для одомашнивания сравнительно немного видов. Как вы считаете, чем это объясняется?
Процесс одомашнивания диких животных начинается с искусственной селекции отдельных индивидов для получения потомства с определенными признаками, необходимыми человеку. Индивиды, как правило, выбираются в соответствии с определёнными желаемыми характеристиками, включая снижение агрессивности по отношению к человеку и представителям собственного вида. В этом отношении принято говорить об укрощении дикого вида. Целью одомашнивания является использование животного в сельском хозяйстве в качестве сельскохозяйственного животного или в качестве домашнего питомца. Если эта цель достигнута, можно говорить об одомашненном животном. Одомашнивание животного коренным образом изменяет условия для дальнейшего развития вида. Естественное эволюционное развитие заменяется искусственной селекцией по критериям разведения. Таким образом, в рамках одомашнивания меняются генетические свойства вида.
4. Гетерозис в последующих поколениях обычно не сохраняется, затухает. Почему это происходит?
При скрещивании разных пород животных или сортов растений, а также при межвидовых скрещиваниях в первом поколении у гибридов повышается жизнеспособность и наблюдается мощное развитие. Явление превосходства гибридов по своим свойствам родительских форм получило название гетерозиса, или гибридной силы. Проявляется в первом поколении, а во втором затухает.
5. Как вы думаете, почему лигры рождаются только в зоопарках и не встречаются в дикой природе? Объясните свою точку зрения.
Лигры — межвидовые гибриды между львом и тигрицей — выглядят как огромные львы с размытыми полосами. Следовательно, его родители относятся к одному и тому же биологическому роду пантер, но разным видам. Внешне он заметно отличается от своего противоположного гибрида, тигрольва. Является крупнейшим представителем семейства кошачьих, существующих в настоящее время. Выглядит как гигантский лев с размытыми полосами. Лигры не встречаются в природе главным образом потому, что в естественной среде львы и тигры почти не имеют шансов встретиться: современный ареал льва включает в основном центральную и южную Африку (хотя в Индии существует последняя уцелевшая популяция азиатских львов), в то время как тигр — исключительно азиатский вид. Поэтому скрещивание видов происходит, когда животные долгое время живут в одном вольере или клетке (например, в зоопарке или цирке), но потомство дают лишь 1—2 % пар, из-за чего в мире сегодня числится не более двух десятков лигров.
6. Как вы считаете, может ли применяться массовый отбор при разведении животных? Докажите свое мнение.
Не применяют. массовый отбор — это отбор по фенотипу. Индивидуальный — по генотипу. Производители у животных — особи с хорошо прописанной родословной т.е. генотип по нужным признакам достаточно хорошо известен. Да и особенности животных — необходимо время для достижения половой зрелости, небольшое число потомства (по сравнению с растениями — сейчас можно считать решенной проблемой — искусственное осеменение, суррогатные самки) и невозможность бесполого размножения.
7. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте сообщение или презентацию об истории селекции с древних времён до настоящего времени.
Селекция как способ выведения пород домашних животных и сортов культурных растений существует издавна. Около 8000-9000 лет назад с появлением сельского хозяйства на Ближнем Востоке, а позже в Европе и Азии началось развитие растениеводства и животноводства. Уже с тех времен люди стали заниматься искусственным отбором с целью выведения пород животных и сортов растений с хозяйственно-ценными качествами. О первых селекционных мероприятиях, известных еще почти 6000 лет назад в Эламе (Двуречье), можно судить по изображе¬нию родословной лошадей, обнаруженной на печатке. Существуют также сведения, что арабы задолго до новой эры применяли искусственное опыление финиковых пальм. В Римской империи сохранились документы с подробным описанием приемов, используемых при разведении животных. В трудах ученых Древнего Китая и Древнего Рима имеются указания на значение отбора колосьев у злаков и даются рекомендации по проведению такого отбора.
На первых порах селекционные мероприятия ограничивались отбором. Он носил бессознательный характер, велся длительное время (10—15 лет). Селекционеры, не имея теоретической базы, руководствовались опытом и интуицией. Они учитывали полезные свойства родительских особей, но целенаправленно проводить селекцию не могли. Результаты скрещивания часто оказывались неожиданными, и в потомстве не обнаруживалось ожидаемого признака. Тем не менее, безвестные селекционеры оставили в наследство немало ценных сортов культурных растений и пород домашних животных. Например, ряд лучших сортов хлопчатника, возделываемых ныне в России и США, позаимствован у крестьян старых мексиканских деревень. Методом бессознательного отбора выведены сорта льна-долгунца в некоторых районах Пско¬ва: низкорослые растения шли на хозяйственные нужды, а семена высоких использовались на посев. Известны сорта озимой (например, Крымка, Полтавка, Сандомирка) и яровой (Улька, Гирка, Сыр-Бидай и др.) пшеницы с ценными хозяйственными качествами, выведенные в давние времена.
Однако отбор по хозяйственно-полезным признакам и свойствам без учета механизмов их наследуемости и изменчивости нередко давал нежелательные результаты. К примеру, отбор по экстерьеру тонкорунных овец на комолость приводил к появлению крипторхизма; избавление от пегости на шее у романовских овец ослабляло их жизнеспособность; повышение оброслости шерстью у овец сопровождалось снижением их веса. Не удавалось вывести и чистую линию виандоттов (порода кур) с розовидным гребнем; несмотря на выбраковывание цыплят с листовидным гребнем, они появлялись в потомстве. Очевидно, порода состояла из генерозигот по этому гену, так как гомозиготы обладали сниженной плодовитостью.
Все это свидетельствовало о том, что желаемый ре¬зультат нельзя получить без теоретических знаний. С конца XVIII — начала XIX в. работы селекционеров носили уже научный характер. Главной задачей селекции стало изучение генетики таких признаков, как продуктивность животных и урожайность растений. Разрешение задач селекции невозможно без знаний, касающихся генетического анализа, т. е. без знаний типа наследования признаков (доминантный или рецессивный), типа доминирования, характера наследования (аутосомное или сцепленное с полом, независимое или сцепленное), типа и характера взаимодействия генов в онтогенезе. Главное внимание селекционеры должны уделять проблемам взаимоотношения генотипа и среды, ибо от факторов последней во многом зависит экспрес¬сивность и пенетрантность изучаемых признаков.
8. Существуют ли в вашем регионе селекционные станции или центры? Какие исследования они проводят? Каковы их достижения? Вместе с учителем организуйте экскурсию на такую станцию.
Ю-У НИИ плодоовощеводства и картофелеводства, г. Челябинск
Эх, яблочко, ранеточка…
В 1931 году по инициативе И. В. Мичурина было создано первое на Южном Урале научно-исследовательское учреждение по садоводству — Уральская зональная плодово-ягодная опытная станция. Организатором этой станции был Валерий Павлович Ярушин.
А уже в следующем году начались научные исследования по селекции и подбору сортов, пригодных для выращивания в суровых условиях Челябинской и Курганской областей, в том числе и входивших в них тогда Камышловском и Каменск-Уральском районах ныне Свердловской области. Ученые приступили к обследованию и сбору лучших форм плодово-ягодных культур восточнее Уральского хребта. В 1934 году сотрудники станции зарегистрировали крупный массив дикорастущей вишни — 2270 га — в Карагайской лесной даче (Анненский бор). В том же году научная экспедиция, возглавляемая доктором сельскохозяйственных наук Э. П. Сюбаровой (БелНИИ плодоводства) и челябинским ученым М. Н. Саламатовым, обследовала заросли дикой степной вишни в Верхнеуфалейском и Полтавском районах Челябинской области. Одновременно были завезены обширные коллекции сливы с Дальнего Востока, из Канады, Северной Америки, средней полосы России, Поволжья, карзинские сливы из Сибири. Из отобранного материала в 1937 году ученые выделили сорта и предложили первый уральский сортимент ягодных культур.
В те годы, как в народе, так и агрономической науке, считалось, что из-за сурового климата с морозными и продолжительными зимами, садоводство на Урале невозможно. Южноуральским ученым потребовалось всего двадцать лет — по селекционным меркам весьма небольшой срок, чтобы опровергнуть это широко распространенное мнение. Благодаря селекции и изучению новых сортов плодово-ягодных культур на челябинской опытной станции, у нас стало стремительно развиваться садоводство.
Первые коллективные сады в области появились вскоре после войны. В 1948 году образовались «Тракторосад», «Дружба» в Металлургическом районе, «Локомотив» в Советском районе, сады Магнитогорского металлургического комбината. Их появлению предшествовала длительная и вязкая борьба в коридорах тогдашней власти с противниками создания таких садов. Тем не менее, коллективное садоводство развивалось и развивается до сих пор. В настоящее время садоводы производят основную часть плодоовощной продукции.
К началу 50-х годов нашими учеными были собраны и изучались 442 сортообразца яблони, в том числе 210 сортов урало-сибирской селекции. Первые официально оформленные авторскими свидетельствами сорта плодово-ягодной опытной станции были именно яблони. Основой довоенного сортимента стали местные ранетки. Они отличаются приспособленностью к уральскому и сибирскому климату, высокой урожайностью и малыми размерами плодов весом от 15 до 50 г. Старшее поколение еще помнит эти яркие красивые яблочки-ранетки — Любимец, Анисик омский, Пониклое. Они казались тогда пределом мечтаний, особенно для детворы. Но к 60-м годам в активе института было уже 25 районированных сортов:14 яблонь, 4 груши, 4 сливы и 3 ягодных культуры.
Расцвет
В 1964 году Уральская зональная плодово-ягодная опытная станция была переименована в Челябинскую плодоовощную селекционную станцию им. И. В. Мичурина. К тому времени в области уже успешно работал специализированный трест «Плодопром», который возглавлял Всеволод Иванович Назаров. Тесное сотрудничество науки и производства, увлеченность и энтузиазм их сотрудников подняли южноуральское садоводство на невиданные высоты. При поддержке руководителей области были созданы плодовые питомники: «Смолинский» в пригороде Челябинска, «Мичуринский» в Карталах, «Радужный» в Магнитогорске, «Тюбелясский» в горнозаводской зоне. При Смолинском и Мичуринском плодопитомниках были организованы государственные сортоиспытательные участки.
Именно тогда, в 50-60-е годы в колхозах и совхозах, находящихся при МТС, закладывались небольшие сады от 20 до 100 га. Некоторые из них сохранились до сих пор. На пике развития садоводства области общественные сады занимали у нас площадь 8 тысяч гектаров, а сама отрасль была в целом прибыльной.
В пятидесятые годы в нашей области началась также работа по научному обеспечению картофелеводства. К началу 80-х годов Челябинская плодоовощная селекционная станция им. И. В. Мичурина имела в своем активе 29 собственных сортов плодово-ягодных культур и картофеля, занесенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.
Ученые станции начали использовать в селекции растений мировую коллекцию форм плодово-ягодных культур и картофеля из Всесоюзного института растениеводства и других научно-исследовательских учреждений, в том числе зарубежных. В селекционный процесс вовлекался генетический фонд, внедрялись новые селекционные технологии, позволяющие сокращать селекционный процесс, возросла подготовка кадров высшей квалификации. Научные разработки южноуральских ученых стали внедряться в хозяйствах Челябинской, Курганской, Кустанайской, Оренбургской и других областях, в Республике Башкортостан.
Новое имя — новые цели
В ноябре 1991-го по решению правительства РФ Челябинская плодоовощная опытная станция им. И. В. Мичурина была преобразована в Южно-Уральский НИИ плодоовощеводства и картофелеводства. Изменилось не только название. Перед институтом были поставлены более серьезные цели и направления научно-исследовательской деятельности. Помимо селекции плодово-ягодных культур и картофеля, жизнь потребовала создания новых ресурсосберегающих экологически чистых технологий селекции и возделывания этих культур, научных исследований по гибридизации, а также производства элитных саженцев новых перспективных сортов садовых культур и семян картофеля на оздоровленной, безвирусной основе с применением биотехнологии.
За весь период деятельности института, начиная с Уральской зональной плодово-ягодной станции, челябинскими селекционерами создано более 200 сортов плодово-ягодных культур, 18 сортов картофеля, разработаны технологии промышленного и любительского садоводства, технологии производства картофеля с урожайностью до 70 т/га.
В государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, в разные годы было внесено 110 сортов. Об уровне научно-исследовательской работы говорит тот факт, что на сегодняшний день институт имеет более 100 авторских свидетельств и патентов на сорта и изобретения.
Впервые на Южном Урале созданы модели интенсивного сорта плодовых, ягодных культур, картофеля до 2020 года, разработаны схемы селекции на продуктивность, зимостойкость, в т.ч. устойчивость цветков к весенним заморозкам, качество продукции, иммунитет. Институт располагает богатым генетическим фондом садовых культур, который насчитывает 64 тысячи гибридных растений, в т.ч. 39 — плодовых, 25 тысяч сеянцев ягодных культур. Объемы гибридных скрещиваний составляют 45 тысяч цветков.
Научные исследования по селекции и агротехнике садовых культур и картофеля ведутся в творческом содружестве с ведущими научно-исследовательскими институтами и опытными станциями России, ближнего и дальнего зарубежья.
На сегодняшний день институт имеет селекционный сад площадью более 100 гектаров. Именно здесь сосредоточена основная научная деятельность южноуральских селекционеров.
Яблоня. Впервые в мировой практике садоводства селекционеры института по оригинально разработанной методике вывели сорта естественных карликов с высотой деревьев в 1,5-2,5 м. При размножении их на клоновых вегетативно размножаемых карликовых подвоях, они становятся естественными стланцами (0,8-1,5 м).
Груша — удивительная культура на Урале. Ежегодно плодоносит. Плоды вкусные, сладкие, пригодные для переработки. Привлечение в селекцию отборных форм уссурийской груши позволило создать сорта, отличающиеся высокой зимостойкостью и продуктивностью, высокими вкусовыми качествами плодов, моногенной устойчивостью к парше и полевой устойчивостью к грушевому галловому клещу.
Абрикос и слива. Выведены местные сорта и выделены отборные формы, отличающиеся повышенной зимостойкостью плодовых почек и высоким качеством плодов.
Вишня. Накоплены экспериментальные данные для создания генотипов, устойчивых к коккомикозу. Продолжается выделение доноров с геном моноустойчивости к коккомикозу и выявление форм степной вишни с полевой устойчивостью к коккомикозу. С этой целью и для пополнения коллекции проведены экспедиции по обследованию дикоросов вишни на территории Башкирии, Челябинской и Курганской областей. Отобраны формы степной и лесной вишни, устойчивые к коккомикозу, крупноплодные, хорошим вкусом плодов.
Ягодные культуры. Ведутся исследования по селекции новых сортов, устойчивых к неблагоприятным факторам среды, высокозимостойких, с повышенной устойчивостью цветков к весенним заморозкам, высокопродуктивных, с отличным качеством плодов. Составлены модели оптимального сорта ягодных культур с учетом технологических запросов селекции 2020-2025 годов. Разработаны технологии возделывания шиповника, крыжовника, жимолости, смородины, технология размножения смородины в пленочных теплицах.
Вернуть былую славу
Реформы, проводимые в аграрном секторе России с начала 90-х годов, оказались разрушительными для садоводства. Как отрасль народного хозяйства оно фактически перестало существовать. Только в Челябинской области доля промышленного садоводства с 65% снизилась до 1%. Почти не осталось плодоносящих насаждений, опытно-производственные плодопитомники практически прекратили свою деятельность, а их продукция удовлетворяет спрос рынка всего на 12-15%.
В области отсутствует целевая программа развития промышленного садоводства, основанная на достоверных материалах инвентаризации насаждений и новых разработках научных учреждений последних лет.
В этом нет вины науки. Ученые Южно-Уральского научно-исследовательского института плодоовощеводства и картофелеводства не раз предлагали сформировать научные основы возрождения отрасли. Однако состояние макроэкономики и чиновничий консерватизм не дают возможности продвинуться вперед. Расчет на то, что коллективное любительское садоводство (т.е. частный сектор) восполнит потери промышленного садоводства, не оправдывается. Да и не может оправдаться. Не смотря на то, что ЮУНИИПОК ежегодно производит более 60 тысяч саженцев плодовых и ягодных культур для населения, частный сектор страдает от недостатка посадочного материала, особенно новых сортов, потребность в котором удовлетворяется на 47-50%. Эту нишу пытаются заполнить мелкие производители саженцев — частники. Но качество их посадочного материала часто не выдерживает никакой критики по всем параметрам.
Реально ли возродить общественное садоводство в новых экономических условиях?
Вполне, считают южноуральские ученые и селекционеры. Но для этого на государственном и областном уровне, по их мнению, необходимо решить самые насущные вопросы:
С площадей под садами от начала подготовки территорий и до вступления в плодоношение насаждений отменить налог на землю
На возвратной основе выделять капитальные вложения для посадки многолетних насаждений
На промышленных предприятиях области организовать производство специальной техники для садоводства
Необходимы законы по защите отечественного производителя на собственном рынке
Стимулировать малый бизнес для организации переработки продукции садоводства
В системе профтехобразования необходимо организовать подготовку кадров для садоводства
Весьма актуально и объединение научного потенциала уральских ученых-аграрников. Для этих целей необходимо создание Уральского научно-методического центра с размещением его в Челябинске. Польза от такого объединения огромная. Доказательством тому координационный совет по картофелю, созданный в апреле 2000 года по инициативе ГНУ ЮУНИИПОК на общественных началах. За 8 лет совместной работы институты картофелеводства провели мощную мобилизацию генофонда, пополнили коллекции, договорились о комбинациях скрещивания, регулярно обмениваются информацией, исходным и селекционным материалом. Практика координационного совета показала, что эта форма работы чрезвычайно эффективна, жизнеспособна и поэтому заслуживает развития и совершенствования.
Начата работа и по объединению садоводческих учреждений. Подписано многостороннее соглашение между шестью научными учреждениями Уральского и прилегающих к нему регионов — ГНУ ЮУНИИПОК, БашНИИСХ, Удмуртский НИИСХ, Костанайский НИИСХ, Казахский НИИКОХ, Карабалыкская опытная станция.
Аграрная наука сегодня переживает трудные времена, но она жива и готова внести свой вклад в возрождение сельскохозяйственного производства, в том числе и южноуральского промышленного садоводства.
resheba.com
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа
Основные методы селекции
Главными методами селекции выступают искусственный отбор, гибридизация, мутагенез и полиплоидия.
Искусственный отбор – это выбор человеком наиболее ценных для него особей животных и растений данного вида, породы или сорта для получения от них потомства с желательными свойствами. Теоретические основы этого метода заложены еще Ч. Дарвином, выделившим два направления в этом методе: бессознательный и методический (сознательный) искусственный отбор. Бессознательный отбор осуществляется с давних времен: люди отбирают по внешним признакам и размножают лучших, с их точки зрения, домашних животных и образцы культурных растений. Методический искусственный отбор предполагает целенаправленное создание новых форм культивируемых растений и животных с использованием методов селекции и различных технологий.
Искусственный отбор ведется человеком по отдельным, интересующим его признакам.
Благодаря искусственному отбору появились новые формы организмов, существенно отличающиеся от их предков – дикорастущих растений и диких животных. Это хорошо видно на примере початков кукурузы при сопоставлении предковых и современных сортов растений с необходимыми человеку признаками.
Гибридизация – это процесс создания гибридов из двух отличающихся по генотипу родительских организмов, размножающихся половым путем. В результате в ходе полового процесса наследственный материал двух организмов объединяется в одном.
Гибридизация может осуществляться в пределах одного вида между особями разных форм (внутривидовая гибридизация) или между особями разных видов (межвидовая или отдаленная гибридизация).
Зеброид — потомок лошади и зебры (отдалённая гибридизация).
Все созданные гибриды характеризуются гетерозиготностью по многим генам. При этом первое поколение гибридов (F1) обычно характеризуется высокой жизнеспособностью, большей плодовитостью и более значительными размерами по сравнению с родительскими формами.
| Виды гибридизации | Селекция растений | Селекция животных | Характеристика |
| Внутривидовая | Получение устойчивых к холоду сортов плодовых культур, гибридизация географически и экологически отдаленных форм | Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, используется аутбридинг | Образуются гетерозиготные организмы, обладающие лучшими качествами по сравнению с исходными формами |
| Близкородственная | Искусственное самоопыление у перекрестноопыляемых растений | Инбридинг | Образуются чистые линии с гомозиготными наборами генов, обладающие пониженными свойствами, но ценными качествами |
| Межвидовая | Гибриды малины и ежевики, Гибрид алычи и терна (слива) Гибрид черешни и вишни (вишня обыкновенная) | Гибрид осла и лошади (мул, лошак) Гибрид архара и овцы (архаромеринос) | Гибриды обладают гетерозисом и часто бесплодны |
| Межродовая | Гибрид пшеницы и пырея Гибрид пшеницы и ржи (тритикале) Гибрид капусты и редьки | Гибрид белуги и стерляди (бестер) | Образуются организмы, обладающие лучшими качествами по сравнению с исходными формами, диплоидные гибриды бесплодны, полиплоидные плодовиты |
Отдалённая гибридизация — скрещивание особей из различных видов или родов.
Отдалённой гибридизацией много занимался российский советский учёный-агроном И. В. Мичурин. В результате его работы были получены гибриды между вишней и черешней, вишней и черёмухой, сливой и тёрном и другими растениями. Мичурин разработал ряд приёмов преодоления нескрещиваемости разных видов между собой.
Церападус — гибрид между вишней и черёмухой, полученный И. В. Мичуриным
Тритикале (от лат. тритикум — пшеница и секале — рожь) — злак, гибрид ржи и пшеницы. Тритикале обладает повышенной морозостойкостью, устойчивостью против грибковых и вирусных болезней, пониженной требовательностью к плодородию почвы, как рожь, а также повышенной питательной ценностью, как пшеница, поскольку содержит много белка и крахмала в зерне.
Явление превосходства первого поколения гибридов по ряду признаков и свойств над обеими родительскими формами называют гибридной мощью или гетерозисом (греч. heteroiosis – «изменение», «превращение»). Гетерозис часто приводит к значительному повышению продуктивности в животноводстве и урожайности в растениеводстве, поэтому широко используется в практике сельского хозяйства. В дальнейших поколениях при скрещивании гибридов между собой этот эффект мощности ослабевает и исчезает. Гибриды, полученные путем отдаленной гибридизации, часто неплодовиты.
Явление гетерозиса при скрещивании двух сортов кукурузы: по краям — родительские формы, в центре — гетерозисное потомство.
Ярким примером гетерозиса является мул – гибрид, полученный скрещиванием лошади с ослом. Эти крупные животные значительно сильнее и выносливее лошади. Мулы обычно используются для перевозки тяжелых грузов в трудных условиях, например в горах, на больших высотах. Своей окраской и формой тела они похожи на осла. Мулы как мужского, так и женского пола бесплодны.
Мутагенез (от лат. mutatio – «изменение» и греч. genesis – «происхождение») – это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием различных физических и химических факторов (мутагенов). По характеру возникновения различают мутации естественные (спонтанные) и искусственные (индуцированные).
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. Воздействие мутагенами нарушает строение молекул ДНК и служит причиной резкого возрастания частоты мутаций. Наряду с вредными мутациями нередко обнаруживаются и полезные, которые используются учёными в селекционной работе. Такой мутагенез называют ненаправленным.
Таким образом, искусственный мутагенез — это внесение человеком изменений (мутаций) в нуклеотидную последовательность ДНК организмов.
При направленном мутагенезе изменения в ДНК вносятся в заранее известные локусы с помощью плазмид — кольцевых самовоспроизводящихся молекул ДНК.
Искусственный мутагенез — один из перспективных методов селекции.
Большинство мутаций, возникающих под влиянием мутагенов, вредны для организма, но некоторые улучшают его свойства, оказываются интересными для человека и используются в селекции при получении нужных ему форм.
Полиплоидия – наследственное изменение, характеризующееся многократным увеличением гаплоидного набора хромосом в клетках организма. Встречается преимущественно у растений и простейших. Большинство культурных растений полиплоидны, так как содержат более двух наборов хромосом.
Капустно-редечный гибрид (рафанобрассика) — результат отдалённой гибридизации между капустой и редькой. Этот гибрид был получен российским генетиком и селекционером Г. Д. Карпеченко в 1924 году на основе полиплоидии.
Полиплоидные растения можно получить искусственным путем, блокируя расхождение удвоившихся хромосом различными химическими веществами. Наиболее часто с этой целью применяют алкалоид колхицин, получаемый из растения безвременника (Colchicum autumnale).
Полиплоиды, т. е. особи с увеличенным количеством хромосом, часто характеризуются крупными размерами, устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, повышенным содержанием ряда веществ, ценных в хозяйственном отношении. Поэтому полиплоидия как способ создания изменчивости организмов широко используется в селекции, особенно растений. В селекции животных этот метод не применяется, потому что полиплоидия обусловливает нарушение пропорций отдельных органов. Это неприемлемо для животных из-за затруднения их движения, нарушения регуляции работы органов и организма в целом.
< Предыдущая страница «Основы селекции организмов»
Следующая страница «Центры многообразия и происхождения культурных растений» >
biolicey2vrn.ru
Селекция. Основные методы селекции
Селекция — создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов — это совокупности особей, созданные человеком и обладающие какими-либо ценными для него качествами. Теоретической основой селекции служит генетика.
Основные методы селекции — отбор, гибридизация, полиплоидия, мутагенез, а также клеточная и генная инженерия.
Отбор
В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательный и методический. Бессознательный отбор проявляется в сохранении человеком лучших особей для разведения и употреблении в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенный сорт или породу. Методический отбор осознанно направлен на выведение нового сорта или породы с желаемыми качествами.
В процессе селекции наряду с искусственным отбором не прекращает своего действия и естественный отбор, который повышает приспособляемость организмов к условиям окружающей среды.
| Признак | Естественный отбор | Искусственный отбор |
|---|---|---|
| Исходный материал для отбора | Индивидуальные признаки организмов | Индивидуальные признаки организмов |
| Отбирающий фактор | Условия среды (живая и неживая природа) | Человек |
| Путь благоприятных изменений | Остаются, накапливаются, передаются по наследству | Отбираются, становятся производительными |
| Путь неблагоприятных изменений | Уничтожаются в борьбе за существование | Отбираются, бракуются, уничтожаются |
| Направленность действия | Отбор признаков, полезных особи, популяции, виду | Отбор признаков, полезных человеку |
| Результат отбора | Новые виды | Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов |
| Формы отбора | Движущий, стабилизирующий, дизруптивный | Массовый, индивидуальный, бессознательный (стихийный), методический (сознательный) |
Отбор бывает массовый и индивидуальный. Массовый отбор — выделение из исходного материала целой группы особей с желательными признаками и получение от них потомства. Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства. Массовый отбор чаще применяют в селекции растений, а индивидуальный — в селекции животных, что связано с особенностями размножения растений и животных.
Гибридизация
Методом отбора нельзя получить новые генотипы. Для создания новых благоприятных комбинаций признаков (генотипов) применяют гибридизацию. Различают внутривидовую и межвидовую (отдаленную) гибридизацию.
Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида. Применяют близкородственное скрещивание и скрещивание неродственных особей.
Близкородственное скрещивание (инбридинг) (например, самоопыление у растений) ведет к повышению гомозиготности, что, с одной стороны, способствует закреплению наследственных свойств, а с другой приводит к снижению жизнеспособности, продуктивности и вырождению.
Скрещивание неродственных особей (аутбридинг) позволяет получить гетерозисные гибриды. Если сначала вывести гомозиготные линии, закрепив желательные признаки, а затем провести перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями, то в результате в ряде случаев появляются высокоурожайные гибриды. Явление повышенной урожайности и жизнеспособности у гибридов первого поколения, полученных при скрещивании родителей чистых линий, называется гетерозисом. Основная причина эффекта гетерозиса — отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Однако уже со второго поколения эффект гетерозиса быстро снижается.
Межвидовая (отдаленная) гибридизация — скрещивание разных видов. Используется для получения гибридов, сочетающих ценные свойства родительских форм (тритикале — гибрид пшеницы и ржи, мул — гибрид кобылы и осла, лошак — гибрид коня и ослицы). Обычно отдаленные гибриды бесплодны, так как хромосомы родительских видов отличаются настолько, что невозможен процесс конъюгации, в результате чего нарушается мейоз. Преодолеть бесплодие у отдаленных гибридов растений удается с помощью полиплоидии. Восстановление плодовитости у гибридов животных более сложная задача, так как получение полиплоидов у животных невозможно.
Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов. Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные сорта культурных растений (пшеница, картофель) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды. В основе явления полиплоидии лежат три причины:
- удвоение хромосом в неделящихся клетках,
- слияние соматических клеток или их ядер,
- нарушение процесса мейоза с образованием гамет с нередуцированным (двойным) набором хромосом.
Искусственно полиплоидию вызывают обработкой семян или проростков растений колхицином. Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.
Мутагенез
В естественных условиях частота возникновения мутаций сравнительно невелика. Поэтому в селекции используют индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез — воздействие на организм в условиях эксперимента каким-либо мутагенным фактором для возникновения мутации. Делают это с целью изучения влияния фактора на живой организм или получения нового признака. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер сам отбирает организмы с новыми полезными свойствами.
jbio.ru
Основы селекции. Методы селекции. Отдалённая гибридизация
1. Дайте определение понятия.
Селекция — наука о создании новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.
2. Каковы основные задачи современной селекции?
Задача современной селекции — это выведение новых и совершенствование уже существующих сотов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.
3. Заполните таблицу «Методы селекции».
4. Почему генетику считают научной основой селекции организмов?
Знание законов генетики позволяет целенаправленно управлять появлением мутаций, предсказывать результаты скрещивания, правильно проводить отбор гибридов. В результате применения генетических знаний на практике удалось создать более 10 тыс. сортов пшеницы на основе нескольких исходных диких форм, получить новые штаммы микроорганизмов, выделяющих лекарственные вещества, витамины ит. п. При этом селекция — одна из важнейших областей практического использования закономерностей, исследуемых генетиками.
5. Объясните, почему разные сорта яблонь отличаются друг от друга формой и вкусом плодов, а сорта роз — окраской и формой цветов.
Эти растения могут быть результатов искусственного отбора, когда человеком целенаправленно выделяются и закрепляются нужные свойства (форма, цвет ,вкус) организма.
6. Что такое отдалённая гибридизация? Приведите примеры известных вам межвидовых гибридов.
Отдаленная гибридизация — скрещивание организмов, относящихся к разным видам и родам. Межвидовые (межродовые) гибриды часто оказываются бесплодными вследствие нарушения процессов гаметогенеза. В то же время отдалённая гибридизация может привести к возникновению форм, представляющих хозяйственную ценность из-за ярко выраженного гетерозиса. Так, например, при скрещивании лошади с ослом получается выносливый, сильный и долгоживущий гибрид — мул.
Интересно, что у лошака — гибрида ослицы и жеребца — эффект гетерозиса практически отсутствует.
resheba.com
Основные методы селекции и биотехнологии
1. Чем искусственный отбор отличается от естественного?
Ответ. Искусственный отбор осуществляется человеком и может быть двояким: сознательным (методическим) — в соответствии с поставленной целью, какую намечает себе селекционер, и бессознательным, когда человек не ставит перед собой Цели по выведению породы или сорта с заранее заданными свойствами, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие. Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении многих тысячелетий: даже дикари во время голода оставляли на племя более полезных животных, а убивали менее ценных. В неблагоприятные периоды первобытный человек в первую очередь употреблял нележкие плоды или более мелкие семена и в этом случае также совершал отбор, но бессознательный. Во всех случаях такого отбора сохранились наиболее продуктивные формы животных и более урожайные сорта растений, хотя человек здесь выступал как слепой фактор отбора, каким может быть любой другой фактор среды.
Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй — господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отбор сохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.
2. Какие виды гибридизации вам известны?
Ответ. Гибридизация — процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке.
Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов). Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов. При отдалённой гибридизации гибриды часто стерильны.
3. Какой процесс называется гаметогенезом?
Ответ. Процесс образования половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток) называется гаметогенезом.
4. Что такое мутагенез?
Ответ. Мутагенез — процесс возникновения наследственных изменений организма — мутации. Редкое появление среди нормальных организмов измененных особей было известно давно. Однако научное описание явлений мутагенез было сделано лишь в 1899 г. рус. ученым С. И. Коржинским и в 1900—1901 гг. гол. генетиком Г. де Фризом, который, в частности, ввел термины мутация (лат. изменение) и мутагенез. Способность мутировать присуща всем формам жизни на Земле и лежит в основе фундаментального свойства живого — изменчивости. Сущность мутаций состоит в изменении структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) , являющейся носителем генетической информации. Мутации приводят к возникновению нового признака или изменению (утрате) старого. Различают спонтанный (возникающий в естественных условиях без четко регистрируемых внешних воздействий) и индуцированный (в результате искусственных воздействий) мутагенез.
5. Что такое чистая линия?
Ответ. Чистая линия -потомство не дающее разнообразия по изучаемому признаку. (т.к. все особи генетически однородные и наследуемые признаки полностью передаются от родителей потомству). Чистая линия — генотипически однородное потомство, получаемое исходно от одной самоопыляющейся или самооплодотворяющейся особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления самооплодотворения . Термин введён в 1903 В. Иогансеном. Поскольку самоопыление самооплодотворение является инбридингом самой высокой степени, чистая линия представляет собой группу организмов гомозиготных по большинству генов.
Вопросы после § 64
1. Какие задачи решает селекция?
Ответ. В задачи селекции входит:
– повышение продуктивности сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;
– изучение разнообразия растений, животных и микроорганизмов, являющихся объектами селекционной работы;
– анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе;
– исследование роли среды в развитии признаков и свойств организмов;
– разработка систем искусственного отбора, способствующих усилению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения;
– создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород;
– получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизированного промышленного выращивания, разведения и уборки.
2. Чем методический отбор отличается от бессознательного?
Ответ. Бессознательный отбор — наиболее ранняя форма селекционного процесса. Человек не ставил перед собой тогда цели улучшения своих одомашненных животных и введенных в культуру растений, но он стремился сохранить для размножения лучших животных и лучшие семена; менее ценные животные и растения использовались в пищуБессознательный отбор существует и ныне повсеместно в крестьянских хозяйствах. Важно отметить, что. здесь действует принцип сохранения лучших и устранения (элиминации) худших. При бессознательном отборе положительное его влияние сказывается довольно медленно.
Сознательный, или методический, отбор заключается в том,, что селекционер ставит перед собой цель вывести новую форму животных или растений, обладающую определенными, ценными для него признаками. Поставив перед собой ясную задачу, селекционер выбирает из исходного материала все лучшее, в котором намечаются, хотя бы в зачаточной степени: интересующие его признаки. Для отобранных экземпляров создаются соответствующие условия жизни и особый уход. Анализируются возможные, пути скрещивания. Затем, начиная уже с первого потомства, методически из поколения в поколение Ведется строгий отбор лучшего материала и браковка всего того, что не удовлетворяет предъявляемым требованиям.
Таким путем были созданы все многочисленные породы кур, собак, крупного рогатого скота, тонкорунных овец, высокомасличные сорта подсолнечника и т. д.
Таким образом, методический отбор всегда является творческим процессом, приводящим к образованию новых пород и сортов. Пользуясь этим методом, селекционер, как скульптор, лепит новые органические формы, по заранее продуманному проекту.
3. В чем отличие массового отбора от индивидуального?
Ответ. Различают два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный. При массовом отборе выделяют группу особей с желаемыми признаками. Потомство при таком отборе генетически неоднородно и поэтому дает расщепление признаков при размножении. В связи с этим отбор проводят в ряде поколений.
При индивидуальном отборе выделяют единичные особи с ценными качествами и отдельно выращивают их потомство. При последующем самоопылении у растений или близкородственных скрещиваниях у животных выводят чистые линии. Чистая линия – группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, представляющих ценный исходный материал для селекции
4. Чем можно объяснить явление гетерозиса при неродственной гибридизации?
Ответ. Одним из путей увеличения разнообразия материала для селекции является гибридизация. Она бывает двух видов: близкородственная, позволяющая перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние; неродственная, помогающая объединить в одном организме гены, ответственные за ценные признаки разных особей.
Неродственная гибридизация может быть внутривидовой – скрещивание особей разных сортов или пород одного вида и отдаленной – скрещивание особей разных видов и родов.
При гибридизации особей разных линий – аутбридинге (англ. out – вне и breeding – разведение) – удается получить гетерозиготные гибриды, превосходящие по своим качествам родительские формы. В этом случае проявляется эффект гетерозиса (греч. heteroiosis – изменение, превращение) – гибридной силы, основной причиной которого является отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Эффект гетерозиса широко применяют для получения высокоурожайных гибридов кукурузы, огурцов, сахарной свеклы и других культурных растений. В птицеводстве межлинейная гибридизация мясных пород кур дает возможность получить гетерозисных цыплят – бройлеров. Уже со второго поколения эффект гетерозиса угасает.
Гетерозис (гибридная мощность) – это повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов по сравнению с родительскими формами. Гетерозис наблюдается при аутбридинге и отдалённой гибридизации. Этот эффект обусловлен возрастанием степени гетерозиготности потомков в сравнении с родительскими формами, из-за чего вредные рецессивные мутации не проявляются фенотипически.
5. Почему межвидовые гибриды, как правило, стерильны?
Ответ. Причина бесплодия отдаленных гибридов заключается в различии их хромосом. Каждая хромосома представлена только одним гомологом, в результате чего образование гомологичных пар (бивалентов) в мейозе становится невозможным. То есть мейотический фильтр, возникающий при отдаленной гибридизации, препятствует образованию нормальных половых клеток у особей и их половому размножению.
Хромосомы разного строения у межвидовых гибридов не способны конъюгировать. При нормальном течении мейоза гомологичные пары сближаются, частично обмениваются генами, после чего расцепляются и по нитям веретена деления расходятся к разным полюсам делящейся клетки. При скрещивании же отдаленных гибридов хромосомы, не имеющие пары, не расходятся к различным полюсам, а хаотично, произвольно попадают в формирующиеся гаметы. Такие половые клетки обычно нежизнеспособны.
6. Что такое биотехнология?
Ответ. Биотехнология – это промышленное использование биологических процессов и систем на основе получения высокоэффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с заданными свойствами. Биотехнология — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.
Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в XX—XXI веках, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и животных путем искусственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.
До 1971 года термин «биотехнология» использовался, большей частью, в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. С 1970 года учёные используют термин в применении к лабораторным методам, таким, как использование рекомбинантной ДНК и культур клеток, выращиваемых in vitro.
Биотехнология основана на генетике, молекулярной биологии, биохимии, эмбриологии и клеточной биологии, а также прикладных дисциплинах — химической и информационной технологиях и робототехнике.
7. Почему методы клеточной и генной инженерии считаются перспективными в селекции и биотехнологии?
Ответ. Клеточная инженерия основана на культивировании отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах. Такие клеточные культуры используются для синтеза ценных веществ, производства незараженного посадочного материала, получения клеточных гибридов. Метод гибридизации клеток приобретает все большее значение в селекции. Оказалось, что если взять клетки разных органов и тканей или клетки разных организмов, объединить их с помощью специальных приемов, разработанных учеными, в одну, то образуется новая, гибридная клетка. Свойства этой гибридной клетки существенно отличаются от свойств родительских клеток. Таким путем можно получать клетки, выделяющие необходимые человеку лекарства.
Генная инженерия – это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далеких по своему происхождению. Это, как считают ученые, перспективное направление, которое в недалеком будущем позволит человеку целенаправленно улучшать наследственные качества организмов, получать в неограниченном количестве ценные биологически активные вещества. В то же время многие ученые высказывают опасения, что неконтролируемые работы в области генной инженерии могут привести к созданию организмов, опасных для человека.
resheba.com
