Селекция центры происхождения культурных растений
жүктеу/скачать 118 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Название центра Географическое положение Родина культурных растений
- Методы Селекция животных Селекция растений
- Методы Сущность метода Примеры
- Аутосомы
- Генная
- Дестабилизирующий
- Инбридинг — инцухт
- Индивидуальный
- Индуцированные
- Индуцированный
- Искусственный
- Клеточная
- Массовый
- Метод
- Методический
- Отдаленная
- Подвой
- Преодоление
- Привой
- Разведение
- Селекция
- Стихийный
- Экспериментальная
| СЕЛЕКЦИЯ
Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)
Основные методы селекции
Методы селекционной работы И. В. Мичурина
Словарь основных терминов и понятий Апомиксис (греч. «апо» — вдали, «миксис» — смешение) — размножение организмов, происходящее без оплодотворения яйцеклетки спермием (сперматозоидом). Новый организм возникает за счет развития неоплодотворенной яйцеклетки, а спермий выполняет лишь стимулирующую роль. В яйцеклетке в интерфазе удваиваются хромосомы, и из нее развивается нормальный диплоидный организм. При других формах апомиксиса новый организм образуется из любой диплоидной клетки растения. В селекции явление апомиксиса используется для получения чистых линий, не дающих расщепления. В природных популяциях апомиксис наиболее часто встречается у представителей молодого и высокоорганизованного семейства астровых (сложноцветных), а также у злаковых, розоцветных, орхидных. Апомиксис в форме партеногенеза встречается и у животных — тлей, дафний, коловраток, пчел. Аутбридинг (англ. «аут» — вне, «бридинг» — разведение) — неродственное скрещивание растений или животных, относящихся к разным линиям внутри породы или сорта, к разным сортам или породам и, наконец, к разным видам или родам. Аутбридинг переводит вредные мутации в гетерозиготное состояние, тем самым оказывая на организм положительное влияние. Нередко аутбридинг сопровождается явлением гетерозиса. Большинство сортов и пород получено в результате многоступенчатого скрещивания, которое длится по нескольку лет. Аутосомы — неполовые хромосомы, одинаковые у организмов мужского и женского пола. В геноме человека 22 аутосомы и одна половая хромосома. Все 22 аутосомы различаются, но их можно объединить в 7 групп по форме и размерам. Каждая хромосома имеет свой номер и свою карту, на которую нанесены известные науке гены. Общая карта хромосом с учетом особенностей каждой (форма, размер, положение центромер и т. д.) составляет кариотип клетки — совокупность признаков хромосомного набора. Вектор — инструмент генной инженерии, с помощью которого осуществляют перенос какого-либо гена в клетку-хозяина. Представляет собой плазмиду или вирус (т. е. по химическому составу является фрагментом ДНК), в геном которых можно внедрить чужеродную генетическую информацию. Рекомбинантная ДНК, внедряемая в клетку-хозяина, представляет собой структурный ген, т. е. содержит только кодированную запись конечного продукта. Она не может самостоятельно функционировать, поскольку не содержит регуляторных участков (участков, обеспечивающих начало репликации; генетических маркеров, необходимых для отбора клеток, получивших новый признак; регуляторных участков, необходимых для транскрипции и трансляции). Эти регуляторные участки как раз и несет вектор. Он обеспечивает протекание следующих процессов: — встраивание рекомбинантной ДНК в генетический аппарат клетки-хозяина; — размножение рекомбинантной ДНК в этой клетке; — синтез клеткой-хозяином конечных продуктов на основе генетической информации рекомбинантной ДНК. В качестве векторов используют в основном плазмиды, выделенные из классического объекта молекулярной генетики — кишечной палочки. Система вектор — хозяин не может быть произвольной: вектор подгоняется к клетке-хозяину, его выбор зависит от вида хозяина и целей исследования.
дача этих методов состоит в получении индивидуальных генов и введение их в новое генетическое окружение для создания организмов с новыми, заранее предопределенными признаками. Основные этапы создания генетически измененных организмов следующие: — получение гена, кодирующего интересующий признак; — объединение этого гена с вектором; — введение вектора с интересующим геном в клетку-хозяина (клетку-реципиент) и создание условий для работы гена и его наследования; — отбор клеток, получивших интересующий признак; — практическое использование этих клеток. На базе методов генной инженерии в настоящее время уже сформировалась отрасль фармацевтической промышленности, вырабатывающей биологически активные вещества и препараты: инсулин, интерферон, некоторые ферменты и пептидные гормоны. Разрабатываются методы, позволяющие культивировать гены больных и здоровых людей в клетках других организмов. Это позволит изучать молекулярные основы наследственных заболеваний человека и разрабатывать новые методы их лечения. Гетерозис (греч. «гетерозис» — видоизменение, превращение) — явление мощного развития гибридов первого поколения, полученных при скрещивании инбредных (чистых) линий, одна из которых гомозиготна по доминантным, другая — по рецессивным генам. Этот прием применяется для получения как животных гибридов (мул, лошак, цыплята-бройлеры, рыба бестер), так и растительных гибридов (длинноплодные тепличные огурцы, крупнозерная кукуруза). У растений при семенном размно женин гетерозисные гибриды дают расщепление; при вегетативном — в течение нескольких поколений сохраняют свои свойства. У полиплоидных форм гибридов гетерозис сохраняется и при семенном размножении. Дестабилизирующий отбор — форма искусственного отбора, примененная советским ученым Д. К. Беляевым (1970) при одомашнивании диких пушных зверей (серебристо-черных лисиц, норок). На опытных фермах наблюдалось, что 40% лисиц были агрессивно-трусливые, 20 — трусливые, 30 — агрессивные и лишь 10% относились к человеку спокойно. Это наиболее распространенное соотношение в популяциях диких животных. Применяя закон гомологических рядов наследственной изменчивости, Д. К. Беляев выбрал среди лисиц, разводимых на фер-мах, особей, которые не проявляли к человеку ни злобы, ни трусливости, и провел жесткий отбор по признаку спокойного и контактного поведения по отношению к человеку. При этом в поведении лисиц он выявил ряд признаков изменчивости, гомологичных домашним животным (собакам). Особи полученной популяции лисиц реагировали на клички, узнавали знакомого человека, проявляли радость от контакта с ним. Это результат не дрессировки, а селекции, целенаправленного изменения генотипа. Селекция диких животных на тип поведения, свойственный домашним животным, перестраивает регуляцию процессов индивидуального развития, и этот путь развития прошли все домашние животные. Селекционер вносит дестабилизацию (нарушение постоянства) в развитие и строение животных, вызывая увеличение размаха изменчивости, что дает новые направления для отбора и ускоряет темпы эволюции. Инбридинг — инцухт (англ. «ин» — внутри, «бридинг» — разведение, «разведение в себе») — один из методов селекции, при котором осуществляется близкородственное скрещивание сельскохозяйственных животных или принудительное самоопыление у перекрестноопыляющихся растений. В результате наблюдается инбредная депрессия — снижение жизнеспособности и продуктивности, проявление уродств вследствие перехода многих рецессивных генов в гомозиготное состояние. Получение инбредных линий необходимо для закрепления признаков и свойств у чистопородных животных и чистосортных растений. Эти линии используются затем для получения межлинейных гетерозисных гибридов. Индивидуальный отбор — прием искусственного отбора, который проводится на основе индивидуальной наследственной изменчивости особи. В селекции животных применяют жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру. В селекции растений индивидуальный отбор используют при работе с самоопыляющимися растениями, при этом выделяются чистые линии — потомство одной самоопыляющейся особи. Благодаря индивидуальному отбору от одного вида дикого сизого голубя выведено около 150 пород домашних голубей; от одного вида собаки получено все разнообразие пород. Большинство сортов пшеницы, ячменя, овса было получено методом индивидуального отбора. Индуцированные мутации (лат. «индукцио» — возбуждение, «мутацио» — изменение) — искусственно вызванные при помо- щи мутагенных факторов (облучение, радиация, химические вещества, низкие температуры и др.) изменения генотипа. Индуцированные мутации возникают во много раз чаще, чем естественные (спонтанные), и в ряде случаев носят направленный характер, например при получении полиплоидных форм растений. Такие растения могут иметь более крупные цветки, корнеплоды, семена и т. д. Индуцированный мутагенез (лат. «индукцио» — возбуждение, «мутацио» — изменение, «генезис» — рождение) — метод получения искусственных мутаций для создания исходного материала при селекции растений. Под воздействием различных мутагенных факторов, применяемых человеком, возникают различные изменения генотипа, что дает возможность получить сорта с новыми признаками и свойствами, не имевшимися у исходных форм. При работе с высшими растениями воздействию мутагена подвергают семена, почки, пыльцу. В этом случае мутации проявляются уже у растений второго поколения. Методом индуцированного мутагенеза получен кормовой люпин Киевский мутант, пшеница Новосибирская 67, короткостебельные неполегающие мироновские пшеницы, пшеницы с высоким содержанием белка в зерне, подсолнечник Первенец и др. Путем воздействия веществом колхицином созданы полиплоидные сорта клевера, ржи, гречихи, кукурузы, свеклы, многих декоративных растений. Искусственный отбор — метод селекции, осуществляемый человеком с целью создания пород животных и сортов растений. В основе метода лежит мутационная изменчивость организмов. Селекционер отбирает особей с выгодными признаками и отбраковывает остальных. Породы и сорта, созданные путем искусственного отбора, могут существовать только благодаря заботам человека, в дикой природе они погибнут. Искусственный отбор может быть как стихийным (бессознательным), так и методическим (массовым или индивидуальным). В учении Ч. Дарвина об искусственном отборе обобщена тысячелетняя практика человека, и это учение стало теоретической основой современной селекции. Клеточная инженерия — система методов, позволяющая конструировать клетки нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. При гибридизации искусственно объединяют целые клетки с образованием гибридного генома. В ходе клеточной реконструкции новая жизнеспособная клетка создается из отдельных фрагментов различных клеток (ядра, цитоплазмы и др.)- С помощью клеточной инженерии удается соединить геномы весьма далеких видов (даже принадлежащих к различным царствам), а также осуществить слияние животной и растительной клетки. Методы культуры тканей дают возможность получать гаплоидные растения из пыльцевых зерен или яйцеклеток. Такие растения не способны образовывать гаметы, однако обработка этих растений колхицином дает возможность получать диплоидные плодовитые растения. Полученные диплоидные растения будут являться чистыми линиями и будут гомозиготны по всем без исключения генам. Такой способ позволяет получать чистые линии всего за несколько месяцев (вместо нескольких лет при традиционном способе путем инбридинга). Вегетативное размножение на искусственных питательных средах позволяет почти бесконечно размножать одно растение из маленьких кусочков вегетативных органов. Такой метод размножения применяется для овощных, плодовых и декоративных культур. Изучение гибридных клеток позволяет решать многие теоретические проблемы биологии и медицины: выяснять взаимные влияния ядра и цитоплазмы, механизмы дифференцировки и деления клеток. Такие клетки, приобретшие новые свойства, становятся производителями ценных лекарственных веществ и витаминов. Из гибридных клеток можно выращивать растения с новыми свойствами, объединяющие признаки растений разных видов, которые обычно не скрещиваются между собой. Методы клеточной инженерии позволяют вводить новые гены в клетки зародыша животных и получать таким образом животных с новыми генетическими свойствами. Линия — потомство одной самоопыляющейся (самоопыленной) особи у растений; потомство от близкородственного скрещивания у животных. Линия создается путем инбридинга и имеет большинство генов в гомозиготном состоянии. Массовый отбор — прием искусственного отбора, сводящийся к выделению из исходного материала целой группы особей, которые обладают желательными для селекционера признаками. Прием применяется в селекции перекрестноопыляющихся растений. Таким образом был выведен сорт ржи Вятка, многие сорта клевера. Метод предварительного вегетативного сближения — применялся И. В. Мичуриным для преодоления нескрещиваемости (несовместимости) растений. Для этого сначала прививали одно растение на другое, а затем переопыляли их цветки. В результа- те были получены семена гибрида между рябиной и грушей. Впоследствии этот метод был применен для получения гибридов между пшеницей и рожью (тритикале). Методический отбор — прием искусственного отбора, который сознательно проводится человеком для выведения пород домашних животных и сортов культурных растений с заданными качествами. Чем больше особей животных и растений подлежат отбору, что возможно в крупных хозяйствах, тем быстрее и легче идет выведение новой породы (сорта), так как больше вероятность выбрать экземпляры с желательными отклонениями (мутациями). Мутагенез (лат. «мутацио» — изменение, перемена; «генос» — образующий) — процесс возникновения мутаций в организме. Может быть спонтанным (самопроизвольным) и индуцированным (вызванным искусственно различными мутагенами). Так, путем искусственного мутагенеза был создан сибирский сорт пшеницы Новосибирская 67; мутагеном послужили рентгеновские лучи. Мутагенез широко применяется в создании штаммов микроорганизмов — дрожжей, водорослей, бактерий, которые являются источником получения кормов, витаминов, лекарств. Отдаленная гибридизация — скрещивание особей, генетически отдаленных (неродственных), являющихся представителями разных видов, родов. С помощью этого метода селекции создан капустно-редечный гибрид, тритикале (гибрид пшеницы и ржи), пшенично-пырейный гибрид, церападус (гибрид вишни и черемухи) и др. У животных таким образом получают мулов (гибрид кобылицы и осла), гибрид яка с крупным рогатым скотом (хайнык), гибрид тонкорунных овец с горным бараном архаром — архаромериносная порода овец; в рыбоводстве получен межродовой гибрид бестер (гибрид белуги и стерляди), который в результате гетерозиса обладает высокими темпами роста и прекрасными вкусовыми качествами. Подвой — растение, на которое производится прививка. Порода — совокупность особей (популяция) домашних животных одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями, наследственно закрепленной продуктивностью, экстерьером (совокупностью фенотипических признаков). Порода проявляет свои признаки в фенотипе лишь в тех условиях, для которых она создана. Породы сельскохозяйственных животных выводят в племенных хозяйствах. Преодоление бесплодия гибридов — прием, впервые примененный в 1924 г. генетиком Г. Д. Карпеченко при отдаленной гибридизации. Полученный им капустно-редечный гибрид был способен к семенному размножению. Для преодоления бесплодия гибрида наборы хромосом у обеих родительских пар были удвоены, поэтому после мейоза гаметы имели четное число хромосом, а в зиготе у каждой хромосомы была парная; все «капустные» хромосомы образовывали свои пары, все «редечные» — свои. При образовании гамет у гибридов первого поколения мейоз прошел нормально. Последующие поколения не расщеплялись и сохраняли способность к семенному размножению. Следовательно, использование полиплоидии привело к восстановлению плодовитости. Этот метод широко применяется при отдаленной гибридизации. Привой — черенок растения или почка, которые прививаются на подвой. Производитель — самец, обладающий ценными хозяйственными признаками, по которым ведется селекция. Основные племенные качества производителя — экстерьер и продуктивность. Племенные качества определяются по родословной, ведущейся на каждое животное. Продуктивность оценивается по потомству. Племенная ценность производителя определяется продуктивностью его дочерей. Например, если они обладают более высокой удойностью, жирностью молока по сравнению с такими же качествами матерей, значит, эти качества они получили от отца. Подобный производитель используется для улучшения породы. Благодаря искусственному осеменению от племенных животных можно получать многочисленное потомство. Разведение сельскохозяйственных животных: донаучный период — народная селекция; с XIX в. — сознательный методический отбор. Главные методы: чистопородное разведение, скрещивание (отдаленное и близкородственное), интенсивное племенное использование, искусственное осеменение, оценка генеалогии животных, крупномасштабная селекция, прогнозирование продуктивности на ранних этапах онтогенеза, повышение устойчивости к заболеваниям, генная инженерия и др. Селекция (лат. «селекцио» — отбор, выбор) — наука, разрабатывающая теорию и методы выведения и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Селекция — это эволюция, направляемая волей человека. Теоретическими основами селекции служат эволюционная теория, генетика, молекулярная биология, экология, экономика, география сельского хозяйст- ва. Большой вклад в развитие селекции в нашей стране внесли такие выдающиеся ученые, как Н. И. Вавилов, И. В. Мичурин, Г. Д. Карпеченко, Н. В. Цицин, П. П. Лукьяненко, В. С. Пустовойт, В.Н. Ремесло, М. Ф. Иванов, С. И. Алиханян, Д. К. Беляев. Селекция животных — наука, основной задачей которой является выведение пород домашних животных, обладающих высокой продуктивностью, жизнеспособностью, устойчивостью к болезням и неблагоприятным условиям среды. Основные методы ее — подбор родительских пар, гибридизация (как близкородственная, так и неродственная), индивидуальный отбор, испытания производителей по потомству, воздействие условиями среды для реализации в фенотипе наследственных свойств и признаков. Селекция растений — наука, основные задачи которой сводятся к выведению сортов сельскохозяйственных культур, характеризующихся высокой продуктивностью и качеством урожая, устойчивостью к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям окружающей среды. Основные методы ее — подбор родительских пар, гибридизация, отбор, мутагенез, воздействие условиями среды. Сорт — совокупность особей (популяция) культурных растений одного лида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями, наследственно закрепленной продуктивностью, структурными (морфологическими) признаками. Сорт фенотипически проявляет свои признаки лишь в тех условиях, для которых он был создан. Сорта культурных растений выводят в селекционных центрах, на селекционных станциях и испытывают на сортоиспытательных участках. У культурных растений сорта получают разными путями. Линейные сорта — это потомство одного самоопыляющегося растения, полученное путем индивидуального отбора. Растения этих сортов выравнены по всем признакам. Сорта-клоны представляют собой потомство одного вегетативного размноженного растения, поэтому генетически они наиболее однородны. Сорта-популяции — это относительно однородные совокупности перекрестноопыляющихся растений одного вида. Стихийный отбор — прием искусственного отбора, который проводился человеком с древнейших времен, когда он не ставил перед собой задачу вывести породу или сорт с наперед заданными качествами. Человек находил в природной среде диких животных, приручал их и получал от них все необходимое для жизни. Дикорастущие растения высаживал или высевал, получал плоды, семена, съедобные корни и побеги. Исходя из практического опыта, он отбирал для посева лучшие семена, а на племя оставлял лучших животных. Постепенно: очень медленно шло улучшение хозяйственных качеств домашних животных и возделываемых растений. По мере развития земледелия и животноводства стихийный отбор приобрел сознательный характер и развилась народная селекция. Центры происхождения культурных растений — районы сосредоточения наибольшего числа видов, разновидностей, сортов, форм тех или иных культурных растений. Согласно закономерности, выявленной Н. И. Вавиловым в 1926-1939 гг., центры происхождения культурных растений находятся в тех районах земного шара, где в настоящее время наблюдается их наибольшее генетическое разнообразие. Как правило, эти центры связаны с древнейшими очагами мировой цивилизации и земледелия. В зависимости от дробности подразделения территории обычно выделяются семь-восемь таких очагов. Знание центров происхождения культурных растений дает возможность селекционерам подбирать исходный материал, изучать гомологические ряды наследственной изменчивости, выявлять пути эволюции. В настоящее время установлены и главные центры происхождения домашних животных. Экспериментальная полиплоидия — метод селекции растений, применяемый для получения полиплоидных форм с помощью индуцированного мутагенеза. Обычно в качестве мутагена используют ядовитое вещество колхицин, которое получают из растения безвременника (по-латыни «колхикум»), относящегося к семейству лилейных. Колхицин разрушает веретено деления, и хромосомы не расходятся к полюсам клетки, а остаются на экваторе. В интерфазе хромосомы удваиваются, и клетка из диплоидной становится тетраплоидной. Полиплоидные растения имеют более крупные клетки, а следовательно, и органы — корни, стебли, листья, цветки, семена, плоды. Но у таких растений часто снижена семенная продуктивность, поэтому при дальнейшей селекции требуется тщательный отбор. Экстерьер (лат. «экстериор» — внешний) — внешний вид животного, совокупность его фенотипических признаков. Отбор по экстерьеру играет важную роль в селекции животных, так как внешнее строение связано с признаками продуктивности, определяемой, в свою очередь, внутренним строением, развитием кровеносной, дыхательной и мышечной систем. жүктеу/скачать 118 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||