Селекция – это наука о выведении новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных, и штаммов микроорганизмов.

В основе селекции лежат генетические знания, а именно, о наследственности и изменчивости.

Специфическими методами селекции являются – гибридизация или скрещивание и отбор или селекция, которые используются также и в генетике. Таким образом, селекция – это прикладная генетика.

Исходным материалом для селекции могут быть виды живых существ, только вводимые в культуру, а также культурные живые существа, нуждающиеся в улучшении. Поиск исходного материала направляется учением, созданным Н. И. Вавиловым о центрах происхождения культурных растений, а также учением академика Д. К. Беляева о центрах одомашнивания животных.

Основными методами селекции являются гибридизация и отбор. Методы селекции различных групп определяются их биологическими особенностями.

Существуют две системы гибридизации – инбридинг и аутбридинг. Инбридинг – это система близкородственных скрещиваний типа брат – сестра, отец – дочь, мать – сын, двоюродные братья и сёстры. Эта система скрещиваний широко используется в селекции с древнейших времён. Яркий пример инбридинга - это самооплодотворение, в результате которого происходит слияние гамет, образованных одним и тем же организмом. В результате инбридинга в каждом новом поколении половина генов, бывшая в гетерозиготном состоянии, переходит в гомозиготное. При этом часто появляются особи гомозиготные по вредным генам с пониженной жизнеспособностью. Это явление получило название – инбредная депрессия. Инбредная депрессия особенно ярко проявляется в первых поколениях инбридинга. Затем она постепенно затухает, по мере того, как популяция освобождается от рецессивных генов. Скрещивание двух или нескольких стабильных инбредных линий широко применяется в селекции для получения эффекта гетерозиса.

Гетерозис или гибридная сила – это свойство гибридов первого поколения превосходить по совокупности признаков лучшую из родительских форм. Этот эффект при половом размножении постепенно затухает во втором и третьем поколениях, но может быть сохранен при вегетативном размножении. Механизм гетерозиса остается до сих пор загадкой.

Кроме различных систем скрещивания существуют две системы отбора: индивидуальный и массовый. Массовый отбор базируется на внешних (фенотипических) показателях. Этот тип отбора, вследствие отсутствия прямой оценки наследственных свойств, приводит к медленным темпам селекции.

В отличие от массового отбора при индивидуальном отборе, прежде всего, учитываются свойства потомства отдельного живого существа, что увеличивает темп селекции в несколько раз. Однако этот подход применим далеко не во всех случаях.

 

1. Селекция растений.

Селекционная работа направлена на создание новых сортов растений.

Сорт – это группа организмов одной сельскохозяйственной культуры, родственных по происхождению, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков, отобранных и размноженных для возделывания в определенных природных и производственных условиях.

М етоды селекции растений те же самые, что описаны выше. Здесь широко используется инбридинг с последующим получением гетерозиса. Используются самые разнообразные методы отбора.

Большей вклад в развитие селекции растений внес И. В. Мичурин, который помимо традиционных методов селекции, применял и другие методы. Одним из этих методов является метод «ментора». Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств его прививают к растению, обладающему этими качествами. Правда, этой работе часто предшествует предварительная гибридизация, призванная сблизить эти растения. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением- воспитателем (ментором). У гибрида-привоя усиливаются искомые качества, например, зимостойкость. В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности, хотя механизм этого явления до конца не понятен. Интересно, что ментором может быть и привой и подвой.

У Мичурина были и другие специфические методы: метод посредника, опыления смесью пыльцы, метод предварительного вегетативного сближения и другие. И. В. Мичурин вывел сотни сортов растений.

К специфическим методам селекции растений следует отнести методы, способствующие получению полиплоидных гибридов. Они основаны на обработке клеток веществами, например колхицином, с помощью которых достигается нарасхождение хромосом в мейозе и кратное увеличение гаплоидного набора хромосом. С помощью колхицина выдающемуся отечественному генетику Г. Д. Карпеченко удалось получить межвидовые гибриды редьки и капусты, названные им рафанобрасика.

 

 

1. Селекция животных. Методы селекции микроорганизмов.

Методы селекции животныххарактеризуются индивидуальным характером при подборе пар и отборе потомства. Используется метод искусственного осеменения.

Отличительной чертой животных является невозможность вегетативного размножения у них, поэтому для поддержания эффекта гетерозиса необходимо постоянное межлинейное скрещивание. При индивидуальном отборе особи оцениваются не только по фенотипу, но и по генотипу.

Среди отечественных селекционеров-животноводов наиболее известным является академик М. Ф. Иванов, который вывел прекрасную белую украинскую степную породу свиней на основе чистопородных английских свиней.

Селекция микроорганизмов имеет свои особенные методы. Поскольку микробы – это одноклеточные организмы, на них можно оказывать прямое действие мутагенами. Для получения мутантов исходный материал расщепляется на 100-200 клонов-колоний, состоящих из потомства единичных клеток, далее следует отбор, по типу являющийся индивидуальным, поскольку каждая колония, по сути, является однородной популяцией. Отбор идет по повышению биохимической активности. Новые колонии вновь подвергаются мутагенезу и отбирают ещё более активные. Так можно получить штаммы микроорганизмов, отличающиеся по активности от исходных форм в 100-200 раз.

Классические методы селекции не потеряли актуальности и в наше время, хотя их потеснили современные методы, основанные на генно-инженерных методиках. Однако отбор не может быть заменен полностью этими методами.

1. Генная инженерия и селекция.

Современные методики, заимствованные селекционерами из молекулярной биологии и генетики открыли новую страницу в развитии этой науки. Эти прикладные методы называют биотехнологией. В основебиотехнологических методов лежат хромосомная, клеточная и генная инженерия. Работ в этих областях сделано немало. Ещё в конце 70-х годов во Всесоюзном научно- исследовательском институте генетики и селекции микроорганизмов были проведены работы по получению с помощью генной инженерии высокопродуктивных штаммов кишечной палочки для производства аминокислоты треонина. Вначале был клонирован ген этой аминокислоты. А затем с помощью специальной плазмиды-вектора этот ген введен в разные штаммы кишечной палочки. В результате дальнейшей селекционной работы были получены высокопродуктивные штаммы, которые к тому же могли выделять эту аминокислоту в окружающую среду, что облегчает её очистку. За эту работу коллектив авторов получил в дальнейшем Государственную премию.

Нужно отметить, что новейшие методы селекции, вовсе не заменяют старые. Главное, что они дают селекционерам – это облегчают им поиск исходного материала для селекции. После появления этих методов многим, в том числе и серьезным ученым, казалось, что скоро вся селекция сведется к биотехнологии. Однако, вряд ли, когда-нибудь такое время настанет, так как, чтобы получить новый сорт или породу их нужно провести через отбор. Поэтому новые методы позволяют селекционерам быстро получить материал для селекции, причем, получить его более целенаправлен. В целом это ускоряет работу, но вывести новый сорт растения за несколько месяцев все равно нельзя.

Новые так называемые трансгенные организмы имеют более высокую плодовитость, урожайность, быстрее растут. Некоторые считают, что потребление их пищу вредит здоровью. Думается, эти опасения сильно преувеличены, так как чаще всего для получения этих организмов ученые используют гены этих же организмов, а эффекта добиваются за счет увеличения количества копий гена, отвечающего за рост или плодовитость.

 

Раздел 4.ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ. ПРОИСХОЖЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА.

 

Содержание раздела.