A kiválasztás főbb módszerei a szelekció, a hibridizáció (heterózis és a citoplazmatikus hímsterilitás felhasználásával), a poliploidia és a mutagenezis.
A kiválasztás és alkotó szerepe
A kiválasztási folyamat azon alapul mesterséges szelekció. Genetikai módszerekkel kombinálva lehetővé teszi előre meghatározott tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkező fajták, fajták és törzsek létrehozását. A tenyésztésben a szelekció két fő típusát különböztetjük meg: tömeges és egyedi.
Tömegkiválasztás- ez egy egyedcsoport kiválasztása külső, fenotípusos jellemzők szerint genotípusuk ellenőrzése nélkül. Például egy adott fajta tyúkállományának tömeges, vagy spontán szelekciója esetén a madarakat 200-250 tojás tojástermelésű, legalább 1,5 kg élősúlyú telepeken hagyják tenyésztésre. bizonyos színűek, amelyek nem mutatnak inkubációs ösztönöket stb. Az összes többi csirkét le kell selejtezni. Ebben az esetben minden tyúk és kakas utódait csak fenotípus szerint értékelik. Ebből következően a tömeges szelekció csak akkor tud jó eredményt elérni, ha a nemesítő által választott értékes tulajdonságok örökölhetőségi együtthatója magas.
A tömeges szelekció az egy vagy több gén által szabályozott minőségi tulajdonságok esetében a leghatékonyabb. Az alacsony öröklődési arányú poligén tulajdonságok esetében azonban ritkán sikeres. Ebben az esetben egyéni, vagy módszeres szelekciót kell alkalmazni.
Nál nél egyéni kiválasztás(genotípus szerint) minden egyes növény vagy állat utódait több generációban fogadják és értékelik, a tenyésztő számára érdekes tulajdonságok öröklődésének kötelező ellenőrzése mellett. A szelekció további szakaszaiban csak azokat az egyedeket használjuk fel, amelyek a legtöbb utódot adtak magas arányban. Ennek eredményeként lehetővé válik az egyes egyének örökletes tulajdonságainak értékelése, vagyis a tulajdonságok utódoknak való átvitelének képessége.
Különösen nagy az egyéni szelekció értéke azokban a mezőgazdasági termelési ágakban, ahol egy szervezetből nagyszámú leszármazottat lehet nyerni. Tehát mesterséges megtermékenyítéssel akár 35 000 borjú is nyerhető egy bikától a sperma mélyfagyasztásával, amely hosszú évekig tart. Ezért ma a világ számos országában vannak értékes genotípusú állati spermiumok bankjai.
A tenyésztési szelekció akkor a leghatékonyabb, ha bizonyos típusú keresztezésekkel kombinálják.
Hibridizációs módszerek (keresztezési típusok) a nemesítésben
A keresztezések sokfélesége a beltenyésztésre és a kültenyésztésre redukálódik. Beltenyésztés- szorosan összefügg (fajon belüli vagy fajtán belüli), és túltenyésztés- nem rokon (keresztező vagy fajtaközi) keresztezés.
A beltenyésztés során a testvéreket vagy a szülőket és az utódokat használják kezdeti formákként (apa - lánya, anya - fiú, unokatestvérek - nővérek stb.). Ezt a fajta keresztezést olyan esetekben alkalmazzák, amikor a fajta génjeinek nagy részét homozigóta állapotba kívánják vinni, és ennek eredményeként a leszármazottakban megmaradó, gazdaságilag értékes tulajdonságokat rögzíteni. Az ilyen keresztezés bizonyos mértékig analóg a növények önbeporzásával, ami szintén a homozigótaság növekedéséhez vezet.
Ugyanakkor a beltenyésztés során gyakran megfigyelhető az állatok gyengülése, fokozatos degenerációja a recesszív allélok homozigotizálódása miatt. Ugyanakkor minél gyorsabban megy végbe a vizsgált tulajdonságot irányító gének homozigotizálása, minél szorosabb rokon keresztezéseket használnak a beltenyésztéshez. E jelenség elkerülése érdekében szigorúan ki kell választani az értékes gazdasági tulajdonságokkal rendelkező egyedeket.
A növényekben a tiszta vonalak életképessége is csökkent, ami valószínűleg az összes recesszív mutáció homozigóta állapotába való átmenetének köszönhető, amelyek főleg károsak.
A beltenyésztés eredményeként kapott tiszta vonalak nemcsak a különböző tulajdonságokban, hanem az életképesség-csökkenés mértékében is különböznek egymástól. Ha ezeket a tiszta vonalakat keresztezzük egymással, akkor általában a heterózis hatása figyelhető meg.
Az azonos fajtájú egyedek vagy az állatok különböző fajtáinak egyedei közötti független keresztezés (keresztezés) lehetővé teszi tulajdonságaik fenntartását vagy javítását a hibridek következő generációjában. A kitenyésztés növeli az utódok heterozigóta szintjét és a populáció heterogenitását.
Poliploidia és távoli hibridizáció
Új növényfajták létrehozásakor a nemesítők széles körben alkalmazzák a módszert autopoliploidia, ami a sejtek és az egész növény méretének növekedéséhez vezet a kromoszómakészletek számának megsokszorozása miatt. Emellett a kromoszómák feleslege növeli a patogén szervezetekkel (vírusok, gombák, baktériumok) és számos egyéb káros tényezővel, például sugárzással szembeni ellenálló képességüket: ha egy vagy akár két homológ kromoszóma sérül, a többi érintetlen marad. A poliploid egyedek életképesebbek, mint a diploidok.
A modern termesztett növények mintegy 80%-a poliploid. Közöttük vannak gabonafélék, zöldség- és gyümölcsnövények, citrusfélék, műszaki, gyógy- és dísznövények, amelyek jóval termékenyebbek, mint az eredeti diploid fajták. A triploid cukorrépa tehát nemcsak a vegetatív tömeg magasabb terméshozamában és a gyökérnövények nagyobb méretében, hanem megnövekedett cukortartalmában, valamint betegségekkel szembeni ellenálló képességében is különbözik a megszokottól. A triploidok azonban sterilek, ezért minden alkalommal szükséges hibrid magokat nyerni a diploid és tetraploid formák keresztezéséből. A probléma sikeres megoldásához hozzájárult a répában a hímsterilitás felfedezése. A triploid hibridek sterilitása előnyös lehet a mag nélküli gyümölcsök, például a szőlő és a görögdinnye számára.
Értékes eredményeket kapunk az allopoliploidia jelenségének a nemesítésben való felhasználásával, amely a módszeren alapul távoli hibridizáció, azaz különböző fajokhoz, sőt nemzetségekhez tartozó szervezetek keresztezése. Például káposzta és retek, rozs és búza interspecifikus poliploid hibridjeit kapták. A búza (Triticum) és a rozs (Secale) hibridizációja lehetővé tette számos forma előállítását, amelyeket a köznév egyesít. tritikálé. Magas búza- és télállóságuk, a rozs igénytelensége, számos betegséggel szemben ellenállóak, beleértve a lineáris rozsdát is, amely a búza termését korlátozó egyik fő tényező.
A búza és a búzafű hibridizációja alapján N. V. Citsin orosz akadémikus búzafű hibrideket kapott, amelyek magas hozamú és kitelepedési ellenállással rendelkeznek. A távoli hibridek azonban általában sterilek. Ez annak köszönhető, hogy a genomban különböző kromoszómák találhatók, amelyek nem konjugálnak a meiózis során. Az interspecifikus hibridek termékenységének helyreállítása érdekében 1924-ben G. D. Karpechenko szovjet genetikus javasolta a kromoszómák számának megkétszerezését (poliploidia) távoli hibridekben.
G. D. Karpechenko retket és káposztát keresztezett. A kromoszómák száma ezekben a növényekben azonos (2n = 18). Ennek megfelelően ivarsejtjeik 9 kromoszómát hordoznak. A káposzta és a retek hibridje 18 kromoszómával rendelkezik, de steril, mivel a káposzta és a retek kromoszómái a meiózis során nem konjugálnak, így az ivarsejtek képződése nem tud normálisan lezajlani. A kromoszómák számának megkétszerezése eredményeként a steril hibridből kiderült, hogy 36 kromoszómája van, amelyek két teljes diploid retek és káposzta készletből tevődnek össze. Ez normális lehetőségeket teremtett a meiózis számára; a káposzta kromoszómák és a retek kromoszómák konjugáltak egymással. Minden ivarsejt egy haploid retket és káposztát tartalmazott (9 + 9 = 18). A zigótának ismét 36 kromoszómája volt; interspecifikus hibrid termékeny lett. Fenotípusát tekintve ez az új növényi szervezet például a retek és a káposzta jellemzőit egyesítette a hüvely szerkezetében.
Kísérleti úton nagyon nehéz poliploid állatokat előállítani, ezért ritkák az ilyen állatformák. Így B. L. Astaurov szovjet genetikusnak interspecifikus hibridizációval sikerült megszereznie a selyemhernyó poliploid formáját. A mai napig vannak már poliploid halak, madarak (például csirkék), de a poliploid állatfajták mezőgazdasági gyakorlatba való bevezetése a jövő kérdése.
Spontán és indukált mutagenezis
A spontán mutánsokat elsősorban a növénynemesítésben használják. Így a mutáns sárga alkaloidmentes csillagfürt alapján számos édes csillagfürt fajtát kaptak, amelyeket állati takarmányozásra termesztenek. Az alkaloidokat tartalmazó csillagfürt nem alkalmas erre a célra, mivel az állatok nem eszik meg.
Nagyszámú mutáns ismert azokban a gyümölcskultúrákban, amelyeket új fajtaként vagy más formákkal hibridizálnak. A kukorica egyik legismertebb spontán mutánsát, az opakot, amelynek magas a lizin aminosav tartalma a szemekben, úgynevezett magas lizin tartalmú kukoricahibridek létrehozására használják.
Az elmúlt évtizedekben a világ számos országában megindult az indukált mutánsok előállítása. Röntgensugárzással indukált mutánsokat számos gabonaféléből (árpa, búza, rozs stb.) izoláltak. Nemcsak a megnövekedett termelékenység, hanem a lerövidített hajtás is megkülönbözteti őket. Az ilyen növények ellenállnak a lerakódásnak, és észrevehető előnyeik vannak a gépi betakarításban. Ezenkívül a rövid és tartós szár lehetővé teszi a további szelekciót a kalászméret és a magtömeg növelése érdekében anélkül, hogy attól kellene tartani, hogy a szemtermés növekedése a növények megtelepedéséhez vezet.
A mikroorganizmusok szelekciójában különösen sikeresen indukált mutagenezist alkalmaznak.
A nemesítés az állatok és növények ember számára szükséges egyéni tulajdonságainak javításával, valamint új növényfajták, állatfajták, mikroorganizmus-törzsek nemesítésének tudománya. A fajták létrehozásához növénynemesítési módszereket alkalmaznak.
Kiválasztás
A modern emberiség által fogyasztott növények többsége szelekciós termék (burgonya, paradicsom, kukorica, búza). Az emberek évszázadok óta termesztenek vadon élő növényeket, a gyűjtéstől a földművelésig.
A kiválasztási területek a következők:
- magas hozam;
- növényi táplálkozás (pl. búza fehérjetartalma);
- javított íz;
- a növények időjárási viszonyokkal szembeni ellenállása;
- a gyümölcsök korai érése;
- a fejlődés intenzitása (például „érzékenység” a műtrágyákra vagy az öntözésre).
Rizs. 1. Vadon élő és mezőgazdasági kukorica összehasonlítása.
A nemesítés megoldotta az élelmiszerhiány problémáját, és tovább fejlődik, géntechnológiai módszereket vezet be. A nemesítők nemcsak az ízét, tápértékét javítják, hanem egészségessé, vitaminokban és az anyagcsere szempontjából fontos kémiai elemekben gazdagokká teszik őket.
A sikeres szelekcióhoz meg kell érteni a tulajdonságok öröklődési mintázatait, a környezet hatásának jellemzőit, a termesztett növények morfológiai szerkezetét és szaporodási módjait.
Mód
A fő kiválasztási módszerek a következők:
TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvastak
- mesterséges szelekció- a tenyésztésre szánt legértékesebb növények emberi kiválasztása;
- hibridizáció- a különböző genetikai formák keresztezéséből származó utódszerzés folyamata;
- mesterséges mutagenezis- változások a DNS-ben.
A mesterséges szelekciónak két típusa van: egyed (genotípus szerint) és tömeg (fenotípus szerint).
Az első esetben a növények sajátos tulajdonságai fontosak, a második esetben a leginkább alkalmazkodó egyedeket választják ki.
A hibridizációnak két típusa van:
- fajon belüli vagy szorosan kapcsolódó - beltenyésztés;
- távoli (fajok közötti) - túltenyésztés.
A klasszikus növénynemesítési módszereket a táblázat ismerteti.
|
Módszer |
lényeg |
Példák |
|
Egyéni kiválasztás |
Önbeporzó növényekre vonatkozóan végezve. Egyedülálló egyedek tenyésztése a kívánt tulajdonságokkal és jobb utódok beszerzése belőlük |
Búza, árpa, borsó |
|
Tömegkiválasztás |
Keresztbeporzású növényekre vonatkozóan végezve. A növények tömegesen keresztezik egymást. Az így létrejött utódok közül kiválasztják a legjobb példányokat, és újra keresztezik. Addig ismételhető, amíg a kívánt növényi tulajdonságok ki nem alakulnak |
Napraforgó |
|
Beltenyésztés |
Keresztbeporzású növények önbeporzása során fordul elő. Ennek eredményeként tiszta (homozigóta) vonalakat kapunk a kapott tulajdonság rögzítése érdekében. Csökken az életképesség (beltenyésztési depresszió), mert. az utódok fokozatosan homozigóta recesszívvé válnak |
Körte, almafa fajták |
|
túltenyésztés |
Különböző fajok keresztezik egymást, az utódok általában sterilek, tk. keresztezéskor a meiózis megzavarodik, az ivarsejtek nem képződnek. Az első generációban a heterózis hatása figyelhető meg - az utódok felsőbbrendűsége a szülői formákkal szemben a heterozigóta gének képződése miatt. Minél távolabb vannak a szülők kapcsolatban, annál világosabban mutatkozik meg a heterózis. |
Búza és rozs (tritikálé), ribizli és egres (yoshta) hibridjei |
|
Mutagenezis |
A növényeket ionizáló, lézersugárzás, kémiai vagy biológiai hatások érik, amelyek mutációkat eredményeznek. Leggyakrabban a betegségekkel és kártevőkkel szembeni rezisztencia alakul ki ilyen módon. A módszert a génsebészet továbbfejlesztette – a kívánt gén manuálisan „bekapcsolható” vagy „kikapcsolható” anélkül, hogy más hasznos tulajdonságokat elveszítene. |
Búza fajták |
Rizs. 2. Példák hibridekre.
Sikertelen tenyésztési tapasztalat - Szosznovszkij disznófű. A növényt állati takarmányként termesztették. Később azonban kiderült, hogy az új disznófű könnyen behatol az ökoszisztémákba, kiszorítva a természetes növényeket, és olyan anyagokat is tartalmaz, amelyek növelik az ultraibolya sugárzásra való érzékenységet. A bőrre kerülve a lé égési sérülést okoz a napon.
Rizs. 3. Szosznovszkij disznófű.
Mit tanultunk?
Az órán megtudhattuk, miért van szükség a nemesítésre és milyen módszereket alkalmaznak a növénynemesítésben. A klasszikus tenyésztési módszereket tekintik - egyéni és tömeges szelekció, intraspecifikus és távoli hibridizáció, mutagenezis.
Téma kvíz
Jelentés értékelése
Átlagos értékelés: 4.6. Összes értékelés: 317.
Maga a "kiválasztás" kifejezés a latin "kiválasztás" szóból származik. Ez a tudomány az emberiség életfenntartására használt új élőlénycsoportok (populációk) létrehozásának módjait és módszereit tanulmányozza. Kultúrnövényfajtákról, háziállatfajtákról és mikroorganizmus-törzsekről beszélünk. A fő kritérium ebben az esetben az új tulajdonságok, tulajdonságok értéke és fenntarthatósága a gyakorlatban.
Növény- és állattenyésztés: főbb irányok
- A növényfajták magas hozama, az állatfajták termékenysége és termőképessége.
- A termékek minőségi jellemzői. A növények esetében ez lehet a gyümölcsök, bogyók, zöldségek íze, megjelenése.
- Fiziológiai jelek. A növényekben a tenyésztők leggyakrabban a koraszülöttség, a szárazságállóság, a télállóság, a betegségekkel, kártevőkkel és az éghajlati viszonyok káros hatásaival szembeni ellenálló képességre figyelnek.
- Intenzív fejlesztési mód. Növényeknél ez a növekedés és fejlődés pozitív dinamikája a műtrágyázás, öntözés, állatoknál pedig a takarmány "fizetése" stb.
Kiválasztás a jelenlegi szakaszban
A modern állat-, növény- és mikroorganizmus-tenyésztés a hatékonyság növelése érdekében szükségszerűen figyelembe veszi a mezőgazdasági termékek értékesítési piacának igényeit, ami különösen fontos egy adott termelés egy adott iparágának fejlesztése szempontjából. Például a jó minőségű, jó ízű, rugalmas morzsás és ropogós omlós kéregű sütőkenyér erős (üveges) puha búzafajtákból készüljön, amelyek nagy mennyiségű fehérjét és rugalmas glutént tartalmaznak. A legmagasabb minőségű kekszek a puha búza lisztes fajtáiból készülnek, a tésztagyártáshoz pedig a durumbúza a legalkalmasabb.
Furcsa módon az állatok és a mikroorganizmusok kiválasztása összefügg. Az a tény, hogy ez utóbbi eredményeit felhasználják az állatok kórokozóinak biológiai védekezésében, valamint a kultúrnövények különféle fajtáiban.
A piaci igények alapján történő szelekció markáns példája a prémes tenyésztés. Az eltérő genotípusban eltérő, a szőrzet színéért és árnyalatáért felelős prémes állatok tenyésztése a divatirányzatoktól függ.
Elméleti alap
Általában a szelekciónak a genetika törvényei alapján kell kifejlődnie. Ez az öröklődési és változékonysági mechanizmusokat vizsgáló tudomány teszi lehetővé, hogy különféle hatások segítségével befolyásoljuk a genotípust, ami viszont meghatározza a szervezet tulajdonságait és jellemzőit.
A tenyésztési módszertan más tudományok eredményeit is felhasználja. Ezek a szisztematika, a citológia, az embriológia, a fiziológia, a biokémia, a molekuláris biológia és az egyedfejlődés biológiája. A fenti természettudományi területek magas fejlődési üteme miatt új távlatok nyílnak a szelekcióban. Már napjainkban is új szintre lép a genetikai kutatás, ahol lehetőség nyílik az állatfajták, növényfajták, mikroorganizmus törzsek szükséges tulajdonságainak, tulajdonságainak célirányos modellezésére.
A genetika meghatározó szerepet játszik a tenyésztési problémák megoldásának folyamatában. Lehetővé teszi, hogy az öröklődés és változékonyság törvényeit felhasználva a kiválasztási folyamat tervezését úgy végezzük, hogy az figyelembe vegye az adott tulajdonságok öröklődésének sajátosságait.
A kiindulási genetikai anyag kiválasztása
Az állatok, növények és mikroorganizmusok szelekciója csak akkor lehet eredményes, ha az alapanyagot gondosan megválogatják. Vagyis a kezdeti fajták, fajták, fajok helyes megválasztása eredetük és fejlődésük tanulmányozásának köszönhető azon tulajdonságok és jellemzők összefüggésében, amelyeket a javasolt hibriddel fel kell ruházni. A megfelelő formák szigorú sorrendben történő keresése során az egész világ génállományát figyelembe veszik. Így elsőbbséget élvez a helyi formák használata a szükséges jellemzőkkel és tulajdonságokkal. Továbbá más földrajzi vagy éghajlati zónában termő formák vonzását végzik, azaz a betelepítés és az akklimatizáció módszereit alkalmazzák. Az utolsó lehetőség a kísérleti mutagenezis és a géntechnológia módszerei.
Állattenyésztés: módszerek
Ezen a tudományterületen a leghatékonyabb módszereket fejlesztik és tanulmányozzák, amelyek lehetővé teszik új háziállatfajták tenyésztését és a meglévők fejlesztését.
Az állattenyésztésnek megvannak a maga sajátosságai, ami annak a ténynek köszönhető, hogy az állatok nem képesek vegetatív és ivartalan szaporodásra. Csak szexuálisan szaporodnak. Ebből a körülményből az is következik, hogy az utódnemzéshez az egyednek el kell érnie az ivarérettséget, és ez befolyásolja a kutatás időzítését. A szelekció lehetőségeit korlátozza az is, hogy az egyedek utódai általában nem sokak.
Az új állatfajták, valamint a növényfajták nemesítésének fő módszerei szelekciónak és hibridizációnak nevezhetők.
Az új fajták tenyésztését célzó állattenyésztés leggyakrabban nem tömeges, hanem egyedi szelekciót alkalmaz. Ez annak köszönhető, hogy a gondozásuk egyénre szabottabb, mint a növények gondozása. A 100 egyedből álló állatállományról körülbelül 10 ember gondoskodik. Míg azon a területen, ahol több száz és ezer növényi organizmus nő, 5-8 tenyésztő dolgozik.
Hibridizáció
Az egyik vezető módszer a hibridizáció. Ebben az esetben az állatok szelekciója beltenyésztéssel, nem rokon keresztezéssel és távoli hibridizációval történik.
A beltenyésztés alatt értse az azonos faj különböző fajtáihoz tartozó egyedek hibridizációját. Ezzel a módszerrel új tulajdonságokkal rendelkező organizmusokat lehet előállítani, amelyeket azután új fajták tenyésztéséhez vagy a régiek javításához lehet felhasználni.
A "beltenyésztés" kifejezés az angol szavakból származik, jelentése "belül" és "tenyésztés". Azaz ugyanazon populáció szorosan rokon formáihoz tartozó egyedek keresztezését végzik. Az állatok esetében közeli rokon élőlények (anya, nővér, lánya stb.) megtermékenyítéséről beszélünk. A beltenyésztés célszerűsége azon alapul, hogy egy adott tulajdonság eredeti formája több tiszta vonalra bomlik. Általában csökkent az életképességük. De ha ezeket a tiszta vonalakat tovább keresztezik egymással, akkor heterózis figyelhető meg. Ezt a jelenséget az jellemez, hogy a hibrid szervezetekben az első generációs jelek megnövekednek. Ezek különösen az életképesség, a termelékenység és a termékenység.
Az állattenyésztés, amelynek módszerei meglehetősen tágak, távoli hibridizációt is alkalmaznak, amely a beltenyésztéssel közvetlenül ellentétes folyamat. Ebben az esetben a különböző fajok egyedei keresztezik egymást. A távoli hibridizáció célja olyan állatok megszerzése, amelyek értékes teljesítménytulajdonságokat fejlesztenek ki.
Ilyen például a szamár és ló keresztezése, a jak és a túra. Meg kell jegyezni, hogy a hibridek gyakran nem hoznak utódokat.
M. F. Ivanov kutatása
A híres orosz tudós, M. F. Ivanov gyermekkora óta érdeklődött a biológia iránt.
Az állattenyésztés akkor vált kutatásainak tárgyává, amikor a variabilitás és az öröklődés mechanizmusának sajátosságait tanulmányozta. A téma iránt komolyan érdeklődő M.F. Ivanov ezt követően kifejlesztett egy új sertésfajtát (fehér ukrán). Nagy termőképesség és jó alkalmazkodóképesség az éghajlati viszonyokhoz. A keresztezéshez egy helyi ukrán fajtát használtak, amely jól alkalmazkodott a sztyeppei létviszonyokhoz, de alacsony termőképességű és rossz minőségű hús volt, valamint egy angol fehér fajtát, amely magas termőképességű, de nem alkalmazkodott a létezéshez. helyi viszonyokat. A beltenyésztés, a nem rokon keresztezés, az egyed-tömeg szelekció és a nevelés módszertani módszereit alkalmazták. Hosszú távú, fáradságos munka eredményeként pozitív eredmény született.
Kiválasztás fejlesztési kilátásai
A nemesítés mint tudomány céljainak és célkitűzéseinek listáját a fejlődés minden szakaszában a mezőgazdasági technológia és az állattenyésztés követelményeinek sajátosságai, a növénytermesztés és az állattenyésztés iparosodási szakasza határozza meg. Az Orosz Föderáció számára nagyon fontos olyan növényfajták és állatfajták létrehozása, amelyek megőrzik termelékenységüket különféle éghajlati viszonyok között.
A növény- és állatnemesítés módszerei, szelekció és hibridizáció, szelekció formái
Bevezetés
1. Kiválasztás formái
2. A szelekció és a hibridizáció módszerei az önbeporzó növények szelekciójában.
Következtetés
Bibliográfia
BEVEZETÉS
A nemesítés új növény- és állatfajták nemesítésének és a meglévők javításának tudománya. Neve a latin selectio - kiválasztás szóból származik, és helyesen tükrözi a kiválasztás fő jellemzőjét; a szelekció különféle formái jelentik minden tenyésztő tevékenységének fő alapját. A szelekció önálló tudományként való kiválasztását gyakorlati szelekció előzte meg, amely sokáig pusztán empirikus módon, eleinte teljesen öntudatlanul zajlott.
A növénynemesítés az egyik legkorábbi emberi vívmány. A szelektív nemesítés akkor kezdődött, amikor az ember elkezdte háziasítani a növényeket, ellenőrzött körülmények között termeszteni és kiválasztani azokat a formákat, amelyek megbízható táplálékforrást jelentettek. Ez a primitív növénynemesítés az állattenyésztéshez hasonlóan egyre termékenyebbé vált, fokozatosan népcsoportok telepedtek meg e táplálékforrások köré. A falvak és városok fejlődésével nőtt a munkaerő, és az emberek már találtak időt a művészetek és a vallások űzésére. Következésképpen a növények és állatok háziasítása az egyik legfontosabb fázisa az embernek a nomád, nagyrészt individualista életmódból a ma létező, komplexen szervezett társadalomba való átmenetnek. Szinte minden modern élelmiszernövény az emberi tevékenység közvetlen eredménye a primitív mezőgazdaság korszakában.
Ebben a korai szakaszban a kiválasztás lassú és egymást követő volt. A huszadik század elejéig művészet maradt, nem tudomány. az öröklődés mendeli törvényeit nem fedezték fel és nem alkalmazták a növénynemesítésben. Ennek ellenére azonban a kiválasztás bizonyos mértékig mindig művészet lesz. A nemesítés művészetként magának a növénynek, morfológiai jellemzőinek és a környezeti feltételekre adott reakcióinak ismeretén alapul.
A növénynemesítés tudományként a genetika elvein alapul. A genetika magyarázta az öröklődést, és törvényei lehetővé tették a szelekció eredményének előre látását. A genetikusok figyelme eleinte a minőségi tulajdonságokat befolyásoló génekre irányult: szín, morfológiai jellemzők, betegségekkel szembeni rezisztencia. Később a genetikusok kvantitatív tulajdonságokat kezdtek tanulmányozni: terméshozam, növénymagasság, korai érettség és mások.
A növények és állatok szelekciója az evolúció egyik formája, amely sok tekintetben ugyanazokat az elveket követi, mint a természetben a fajok evolúciója, de egy lényeges különbséggel: a természetes szelekciót itt, legalábbis részben, a tudatos szelekció váltotta fel. ember által.
A fő nemesítési módszerek a szelekció és a hibridizáció, valamint a genetika eredményein alapuló új módszerek: az önbeporzó vonalak nemesítésének és az azt követő lineáris hibridek előállításának módja, a kísérleti poliploidia módszere, a kísérleti mutagenezis módszere. Egyes tenyésztési módszerek egyes élő szervezetekre történő alkalmazásának célszerűsége nagymértékben függ szaporodásuk módjától. Ezek önbeporzó, keresztbeporzó, vegetatív úton szaporodó növények, állatok és mikroorganizmusok.
1. A KIVÁLASZTÁS FORMÁI
A szelekciót mint tudományt Charles Darwin (1809-1882) munkái teremtették meg, aki alaposan elemezte a tenyésztők tevékenységét, és ennek alapján alkotta meg a mesterséges szelekció doktrínáját. 1859. november 24-én jelent meg Darwin „A fajok eredete a természetes szelekció eszközeivel, avagy a kedvelt fajták megőrzése az életért való küzdelemben” című könyve, és ezt a dátumot tekintik a szelekció, mint tudomány megjelenésének időpontjának, hiszen a mesterséges kiválasztás doktrínája kibővített formában éppen Darwinnak ebben a művében fogalmazódott meg.
Darwin a kultúrnövényekben és háziállatokban végbemenő szelekció három formáját azonosította: módszeres, tudattalan és természetes szelekciót. A természetes szelekció hozta létre a növények és állatok azon formáit, amelyeket az ember bevitt a kultúrába, és háziasításnak vetették alá, és tovább folytatta és hat rájuk azután is, hogy az ember háziasította őket. A természetes kiválasztódásnak ez a hatása az ember akaratán és vágyán túlmenően jelentkezik, és változásokat idéz elő az új feltételekhez való alkalmazkodással összefüggésben, amelyeket az ember a háziasítás során hoz létre. A növényfajták és állatfajták számos, az ember számára gyakran nemkívánatos tulajdonságát a természetes szelekció ilyen hatása hozza létre. A tudattalan szelekciót az ember régóta végezte, és abban nyilvánult meg, hogy a törzs legjobb példányait megőrizte, a legrosszabb példányokat pedig elpusztította, anélkül, hogy tudatos szándéka lenne egy javított fajta tenyésztésének. A háziállatok sok jellemzője egy ilyen, több tíz évezreden át végzett, öntudatlan szelekció eredményeként jön létre. A módszeres szelekció abban különbözik a tudattalantól, hogy az ember tudatosan és szisztematikusan törekszik arra, hogy a fajtát (fajtát) egy ismert és előre meghatározott ideál felé változtassa.
Az ókorban és manapság a gazdaságilag elmaradott népeknél a módszertani szelekciónak viszonylag primitív formája volt és van, de már az ókori Rómában meglehetősen összetett és tökéletes jelleget kapott. A módszertani szelekció leginkább Nyugat-Európa egyes országaiban a kapitalista mezőgazdasági viszonyok kialakulása után terjedt el és tökéletesedett. Ezekben az országokban széles körben elterjedtek a mezőgazdasági kiállítások, amelyeken a fajták és fajták legkiválóbb képviselői értékes díjakat és aranyérmeket vehettek át, ami nagyon jövedelmező üzletté vált, és számos vállalkozás és cég nagy léptékben bonyolította le, és iparosodott. karakter.
Ennek eredményeként rövid időn belül (kevesebb mint 100 év) kiemelkedő előrelépés történt a termesztett növények és állatok fejlesztésében, és az Angliában nemesített új fajták nemcsak nagymértékben növelték a mezőgazdasági termelékenységet, hanem a nemzetközi piacon is nagy keresletre tettek szert. nagy hasznot hozott.angol tenyésztők és tenyésztők. Ugyanebben az időszakban Franciaországban újfajta finom gyapjas juhot tenyésztettek ki, Oroszországban pedig A. T. Bolotov nevű új almafafajtákat.
Az egyéni tenyésztők által kifejlesztett technikák és módszerek a mesterséges szelekció hatékonyságának maximalizálására. Ez:
a kiválasztáshoz szükséges alapanyag helyes megválasztása;
a kiválasztási cél helyes meghatározása;
az anyag kellően nagy léptékű és lehetőleg szigorúbb értelmezése a kiválasztás minden szakaszában;
csak egy fő tulajdonság alapján kell kiválasztani, nem pedig egyszerre többen.
A mesterséges szelekció doktrínája a tenyésztők egész generációjának gyakorlati tevékenységéhez szolgált elméleti alapjául, és jelentősen növelte munkájuk hatékonyságát. Így különösen C. Darwin tanításai voltak erős befolyással a legnagyobb orosz nemesítő, a gyümölcs- és bogyós növények nemesítése terén, IV Michurin tevékenységére, aki országunk középső övezetében nagy gazdasági jelentőségű fajtákat nemesített. .
2. AZ EGYEDI KIVÁLASZTÁS ÉS HIBRIDIZÁLÁS MÓDSZEREI ÖNBEVEZETŐ NÖVÉNYEK NEVELÉSÉBEN. A. P. SHEKHURDIN ÉS V. N. MAMONTOVA MUNKÁI
A kultúrnövények között nagy csoportja van az önbeporzó növényeknek, amelyeknek sokféle adaptációja van, amelyek elősegítik az önbeporzást és megakadályozzák a keresztbeporzás lehetőségét. Tehát az árpának, búzának, zabnak nem nyíló, vagy kleisztogám virágai vannak, amelyekben az önbeporzás gyakran még azelőtt megtörténik, hogy a kalász megjelenik a hüvelyből. A gyapotban a porzószálak oszlopot alkotnak, amelyen keresztül az érett bibe mozog, felfogva a virágport. Vannak más adaptációk is az állandó önbeporzáshoz. Az önbeporzás túlsúlya éles nyomot hagy az ilyen növények szaporodásbiológiájában, fiziológiájában és genotípusos jellemzőiben. Az önbeporzás minden recesszív mutációt természetes szelekciónak vet ki. A jótékony változások rögzülnek és széles körben elterjednek, míg a károsak megsemmisülnek. Ennek eredményeként az önbeporzók génállományában nincsenek káros (letális vagy félhalálos) gének; ugyanakkor az önbeporzóknak nincs heterozigótással járó heterozisa (hibrid erő).
A természetes szelekció és a tudattalan mesterséges szelekció hatására kialakult önbeporzó növények populációi különféle homozigóta vonalak összetett keverékei.
A módszertani szelekció eleinte tömeges szelekció formájában történt, és a legjobb növények magjainak elkülönítéséből, megőrzéséből és vetőmagok felhasználásából, valamint az átlagos és a legrosszabb növények fogyasztási célú felhasználásából állt.
Az első nemesítő állomások és vetőmag cégek tevékenysége helyi fajtákon belüli tömeges szelekcióval kezdődött. A szelekciót szaktenyésztők végezték nagyarányúan és körültekintően, nagyszámú gazdaságilag értékes tulajdonság alapján. Ennek eredményeként a helyi fajták feljavítása sokkal gyorsabban ment végbe, és a tömegszelekcióval létrehozott fajták számos gazdaságilag értékes tulajdonságban jelentősen felülmúlták az eredeti helyi fajtákat.
Mindazonáltal az ilyen nemesítési fajták minőségileg nem különböztek főbb jellemzőikben a helyi fajtáktól. A helyi fajtákhoz hasonlóan sok különböző homozigóta vonal keveréke volt, nem voltak elég homogének, és a kevésbé értékes tulajdonságokkal rendelkező vonalak fokozott szaporodása következtében meglehetősen gyorsan "degenerálódtak". A tömeges szelekcióval nyert fajták ezen hiányosságai régóta arra kényszerítették a nemesítőket, hogy más módokat keressenek az önbeporzó növények nemesítésére.
Az angol nemesítő, Le Coeter (1836) már Charles Darwin munkáinak megjelenése előtt is sikeresen alkalmazta az egyedi szelekciót, amely az egyes kiválasztott növények utódainak előállításán és szaporításán alapult. De ezt a módszert a végletekig vitte; nemcsak a legjobb növényeket kereste, hanem a legjobb kalászokat a legjobb növényeken, és a legjobb szemeket a legjobb kalászokon. Ez nagymértékben megnehezítette a szelekciót, és sokáig késleltette a felhasználását az önbeporzó növények szelekciójában. Hjalmar Nilsson (1901) kiküszöbölte Le Coeter szélsőségeit, és az egyes legjobb növények kiválasztására összpontosított azon az alapon, hogy az önbeporzókban egyetlen növényen belüli összes mag örökletesen egyenértékű, és ebben a formában az egyéni szelekciót tette a szelekció fő módszerévé. önbeporzó növények.
Az önbeporzó növények egyedi szelekciója lehetővé teszi, hogy az eredeti helyi fajtát homozigóta vonalakra bontsák, összehasonlítsák egymással, azonosítsák a gazdasági szempontból legértékesebbeket, majd a legjobbakat szaporítsák felhasználásra. fajták.
Az egyéni szelekcióval nemesített fajták minőségileg eltérnek a helyi fajták-populációktól és a tömegszelekcióval nyert nemesítő fajtáktól. Magas az egyenletességük és stabilitásuk, és a degeneráció kockázata a hosszú távú szaporodás során további szelekció nélkül minimális. V. I. Johansen kutatásai és a tiszta vonalak elmélete teremtette meg az egyedkiválasztás módszerének elméleti alapjait, ami után a világ minden országában igen elterjedt ez a linátszelekciónak nevezett módszer. Az egyéni szelekció még ma is nélkülözhetetlen, ha egy helyi fajtát úgy kell javítani, hogy a tiszta, gazdasági szempontból legértékesebb vonalakat izolálják tőle.
Az egyéni kiválasztási rendszer Oroszországban a következőképpen ábrázolható. Az eredeti helyi fajta magjait a lehető legegységesebb körülmények között vetjük el az alapanyag-iskolában. Ebben a faiskolában megfigyelik a növényeket, kiválasztják a legjobbakat, és mindegyikből külön gyűjtik a magokat. A következő évben az első évi nemesítő faiskolában külön parcellákra vetik, a parcellákat összehasonlítják egymással, a legrosszabbat kidobják, a legjobbból származó magvak pedig a második évi tenyésztőiskola vetőmag alapját képezik. . Ebben az óvodában a legjobb családokat is külön parcellákon (2-3 ismétlésben) hasonlítják össze, a legrosszabbakat kidobják, a legjobbak magjait pedig előzetes fajtavizsgálatba helyezik, ahol nagyobb ismétlésszámmal vetik el. mint a tenyésztőiskolában. A legkiemelkedőbb családok vetőmagjai azonnal átkerülhetnek a versenyállomási fajtavizsgálatba, amelybe az előzetes fajtavizsgálat során a legjobbnak bizonyult családok magjai is beletartoznak.
A versengő fajtavizsgálaton a legjobbnak bizonyuló családok utódait új fajtaként tekintik, nevet kapnak és átkerülnek az Állami Fajtahálózatba. Azok a fajták, amelyek sikeresen átmentek egy hároméves teszten, az ország bizonyos régióiban használhatók.
Az ilyen szelekció sikere elsősorban a kezdeti helyi fajta minőségétől, a faiskolai szelekció nagyságától, a kiválasztás helyességétől függ a szelekció minden szakaszában. Az ilyen szelekció nem hoz létre új fajtákat, csak a meglévőket tárja fel.
Egyes esetekben a tenyésztők azzal a feladattal szembesülnek, hogy új önbeporzó növényfajtákat neveljenek, amelyek tulajdonságai nem találhatók meg a helyi fajták-populációkban. Ilyen esetekben más kiválasztási módszerek alkalmazása válik szükségessé.
Az egyik ilyen módszer a szisztematikus tenyésztés, amely az eredeti formák keresztezésén alapul, amelyek mindegyike rendelkezik a tenyésztő által kívánt tulajdonságokkal. Ez a hibridizációs módszer. A hibridizációs módszer alkalmazását és fejlesztését hazánk jól ismert tenyésztőinek, AP Shekhurdin és VN Mamontova munkássága illusztrálja, akik egész életüket a tavaszi búza nemesítésének szentelték a szaratovi nemesítési kísérleti állomáson (ma a Délkeleti Mezőgazdasági Tudományos Kutatóintézet).
A. P. Shekhurdin a kísérleti állomáson a megszervezésének első napjaitól kezdve dolgozott, és csak egy alsóbb szintű mezőgazdasági iskola volt a háta mögött. (Öt gyermekes nagycsaládjának egyike, végzettséget szerzett). Oktatás hiányában A. P. Shekhurdin 36 évesen esti iskolát végzett, és belépett a Szaratovi Mezőgazdasági Intézetbe. Négy év múlva érettségizik és agronómusi oklevelet kap, bár valójában már régóta. A személyes jellegű nehézségek ellenére (AP Shekhurdin felesége a polgárháború nehéz éveiben halt meg, és egyedül maradt három gyermekével) továbbra is aktívan dolgozott, és GK Meisterrel együtt egy különleges válogatás szerzője lett. módszer - komplex lépcsős hibridizáció .
Ez a módszer abból áll, hogy két egymástól távoli földrajzi formát keresztezünk, amelyek számos gazdaságilag értékes tulajdonságban különböznek egymástól, nagy léptékben szelekciót végeznek az idősebb generációk hibridjei között, és ezzel egy új fajtát hoznak létre, amely egyesíti az eredeti formák pozitív tulajdonságait. Ekkor egy ilyen fajtát használnak az egyik szülőként egy távoli formával való keresztezéshez, amelynek gazdaságilag értékes tulajdonságai hiányoznak. A nagy léptékű szelekció során olyan fajtát választanak ki, amely egyesíti a szülői formák pozitív tulajdonságait. Ezt a fajtát ismét az egyik szülőként használják a tőle távoli formával való keresztezéshez stb. Ilyen lépcsőzetes hibridizációval az újonnan nemesített fajták folyamatos fejlesztése történik, amelyek folyamatosan új és új pozitív gazdaságilag értékes tulajdonságokra tesznek szert. . 1937-re fokozatos hibridizációval A. P. Shekhurdin a lágy búza üvegszerű-1 (albidum 1264) példátlan változatát nemesítette ki, amely a tészta, a gabona és más gabonaminőségek hasonlóak voltak a durumbúza szem tulajdonságaihoz, sőt meg is haladták azokat. Ez a fajta kiindulópontként szolgált az erős puha búza új fajtáinak nagy csoportjának létrehozásához, amelyeket maga A. P. Shekhurdin, valamint V. N. Mamontova és tanítványaik szereztek.
1936-ban a nemesítés fejlesztésében és a tavaszi búzafajták létrehozásában elért kiemelkedő eredményekért AP Shekhurdin a mezőgazdasági tudományok doktora címet kapta, 1945-ben pedig professzor lett, 1946-ban pedig az RSFSR tudományos tiszteletbeli munkása. (a Lenin Rendet, a Munka Vörös Zászlójának két rendjét kapta), 1942-ben (a háború évében) pedig a magas hozamú és levélrozsdának ellenálló tavaszi búzafajták létrehozásáért AP Shekhurdin kitüntetést kapott. állami díj kitüntetettje.
De volt ennek a titáni munkának egy másik hátránya is, amely elismerésre talált. Mindenki, aki ismerte A. P. Shekhurdint, megdöbbent kimeríthetetlen szorgalmán. Munkanapja gyakran napkelte előtt kezdődött és késő este ért véget. Órákat töltött a laboratóriumban gabonát selejtezve. Munkájának eredménye a következő: vezetése alatt több mint 28 fajta tavaszi búzát nemesítettek, csak a háborús években - 4 új fajtát. A Nagy Honvédő Háború előtt a Shekhurdin által nemesített fajták 10 millió hektárt foglaltak el, ami az ország összes tavaszi búza vetésterületének 44%-át tette ki. 1977-ben a Szaratovban termelt fajták által elfoglalt terület meghaladta a 27 millió hektárt.
A Szaratov kísérleti állomás igazgatója így beszélt A. P. Shekhurdinról: „... A. P. Shekhurdin szakember ritka tudású és kivételes tehetségű ember, elhivatott munkás és egyben elképesztően szerény ember. Egész élete búzaválogatás, olthatatlan vágya, hogy a legjobb, legtökéletesebb fajtákat adja a mezőgazdaság számára..."
Maga A. P. Shekhurdin tudományos tevékenységének három szakaszát különböztette meg: 1911-től 1918-ig, amikor a tenyésztők főként az egyéni szelekció módszerét alkalmazták; 1918-tól 1927-ig, amikor a hibridizációs módszer vált uralkodóvá; 1927-től és feltételesen 1933-ig a komplex lépcsőzetes hibridizáció módszerét dolgozták ki. Ezt a módszert ma is alkalmazzák; ő lett Shekhurdin tudományos munkásságának megkoronázása, és számos kiemelkedő fajtát adott a mezőgazdaságnak.
A munka első szakaszában a helyi ősi fajtákból egyéni válogatással új fajtákat nyertek. A munka során rengeteg növényt elemeztek. A munka fáradságosságát bizonyítja a következő tény: egyetlen fajta, a Lutescens-62 nemesítéséhez 15 ezer egyedi növény utódját vizsgálták, több éven keresztül tesztelve.
Shekhurdin nagyon hasznos volt természetes megfigyelésében: észrevette a legkisebb változásokat is, amelyek még a tapasztalt szem számára is hozzáférhetetlenek voltak. Nemcsak a kalász, a formája, a pikkelyek, hanem a szemek alapján is meg tudta határozni a fajta fajtáját, órákon át kószált a termései között füzettel - és szemmel és minden egyéb módszerrel ellenőrizte a fajta fajtáját. gabona, megharapta.
A legerősebb növények („elitek”) egyéni szelekciója eredményeként a helyi Poltavka fajta, a jól ismert Lutescens-62 fajta és az akkor még ritka, fehér szemű formájú két fajta, az Albidum-604 és az Albidum alapján. -721, kerültek kiválasztásra. A helyi Selivanovsky rusak fajtából ugyanígy nemesítették a tüskés puha búza erythrospermum-341 fajtáját, a fehér törökből pedig 1929-ben a Gordeiforme-432 durumbúza fajtát. Ezek a fajták jobban bírták a szárazságot, mint az őshonosak. Termőképességük 10-26%-kal magasabb.
Emellett az Albidum-604 gabona kivételesen jó lisztőrlési és sütési tulajdonságokkal rendelkezik.
A nemesített fajták közül a Lutescens-62 fajtának különösen nagy nemzetgazdasági jelentősége volt.
A. P. Shekhurdin és munkatársai tökéletesen megértették, hogy a szelekciós módszerrel lehetetlen olyan fajtákat kifejleszteni, amelyek értékes biológiai és gazdasági tulajdonságok komplex halmazával rendelkeznek. A nemesítők arra a következtetésre jutottak, hogy a tökéletesebb fajták létrehozása érdekében az adott időre új hibridizációs módszert kell alkalmazni az egyedi irányszelekcióval kombinálva.
A munka során A. P. Shekhurdin módszertant és technikát dolgozott ki a mesterséges keresztezéshez; észrevette és a gyakorlatban is bebizonyította, hogy a virágokat jobb nem a korábban betakarított virágporral beporozni, hanem közvetlenül az apai kalászok érett portokjairól abban a pillanatban, amikor a virágpor a legéletképesebb. AP Shekhurdin volt az első a hazai nemesítés történetében, amely eredeti keresztezéseket végzett: intraspecifikus - közeli búzafajták között, interspecifikus - keresztezett durumbúza lágy, sőt intergenerikus - keresztezett búza rozssal, búzafűvel, búzafűvel, sőt hordozva távoli hibridizáció. Abban az időben Shekhurdin tanítványa és utódja, Valentina Nikolaevna Mamontova, a V. I. után elnevezett felsőfokú női mezőgazdasági kurzus végzettje. I. A. Stebut Szentpéterváron.
Ezt követően, akárcsak A. P. Shekhurdin, V. N. Mamontova távollétében diplomázott a Szaratovi Mezőgazdasági Intézetben, Valentina Nikolaevna disszertáció megvédése nélkül megkapta a kandidátusi és doktori fokozatot - új búzafajták nemesítéséért.
A Saratovskaya-29, 210, 35 és 38 fajták esetében 1968-ban a Mamontova VG Lenin-díjat kapott. 1965-ben a nemesítésben és a vetőmagtermesztésben elért nagy sikeréért, valamint Mamontov V. N. 70. évfordulója kapcsán megkapta a Szocialista Munka Hőse címet, Szaratov város díszpolgára címet.
De visszatérve a 20-as évek időszakához, elmondható ilyen sikerekről: a durumfehér búzát lágy Poltavával keresztezve a nyolcadik generációból származó folyamatos szelekcióval létrejött a sarrubra (saratovi vörös) és a sarroza (saratovi rózsaszín) fajták. Ezek a fajták hektáronként 2-2,5 centiméterrel meghaladták a szülői formákat terméshozam tekintetében, az alapanyagok minőségét tekintve egyedülállóak voltak.
1935-ben N. I. Vavilov akadémikus ezt írta: „A szaratóvi állomás legfontosabb gyakorlati vívmányai közé tartozik a durum és a lágy sarrubra búza, a Poltava és a White Turk kereszteződéséből nyert borda nélküli hibrid. Ez a hibrid ma már több százezer hektárt foglal el a termesztésben, és a legnagyobb gyakorlati vívmány a fajok közötti hibridizáció világában.
A hagyományos hibridizáció módszerét alkalmazva Shekhurdin és munkatársai rájöttek, hogy a jelentős volumenű és hosszú hibridizációs munka ellenére az egyszeri keresztezések még mindig kis mértékben növelik a terméshozamot és a szárazságtűrést.
A hibridek egyik legjobb szülői fajtájával vagy más értékes formával való ismételt keresztezésével Shekhurdin így kifejlesztette a komplex, lépcsőzetes hibridizáció módszerét. Itt különösen fontos volt egy új fajta szüleinek kiválasztása. Így létrejöttek a kiemelkedő Albidum-43, Albidum-24, Saratovskaya-210, Saratovskaya-29, Saratovskaya-36, Saratovskaya-38, Saratovskaya-39 fajták.
Az új fajták kedvezően különböztek a szülőformáktól, például az albidum-43 20 év alatt átlagosan 35%-kal haladta meg a szülőfajta termését, 4-5 nappal korábban érik, mint a poltavka és a lutescens-62.
A komplex lépcsőzetes hibridizáció módszerének alkalmazása kézzelfogható eredményeket hoz, de ez a folyamat nagyon hosszú lehet. Tehát az Albidum-43 fajta 33 évvel a munka megkezdése után került a termelésbe, és 12 forma összetett, lépcsőzetes keresztezésével nyerték.
A. P. Shekhurdin és munkatársai széles körben alkalmazták a földrajzilag távoli formák keresztezését. Az első ilyen keresztezést már 1913-ban végezték el a Közép-Ázsiából származó Grecum búza és a helyi Poltavka fajta kombinálásával. A tavaszi búzából számos nagy hozamú fajtát hoztak létre hasonló módon. A kanadai Keychener és Marquis búzát helyben nemesített fajtákkal keresztezték, a nyert fajták közül a legértékesebbek a Lutescens-758 és a Saratovskaya-33 voltak, amelyek erős tetővel rendelkeznek, öntözési körülmények között nem szállnak meg, hektáronként 30-35 centner hozammal. .
Nagy figyelmet fordítottak a gombás betegségeknek - poros és kemény fejű, barna-, szár- és szárrozsdának, lisztharmatnak - ellenálló fajták nemesítésére. A. P. Shekhurdin halála után (1951) V. N. Mamontova sikeresen folytatta kutatásait. Nemesítő munkájában eredményesen alkalmazta a távhibridizációt és a lépcsős hibridizáció módszerét. 1948 nehéz időszakában, amikor a lépcsőzetes hibridizációs módszert élesen bírálták, nagy szilárdságról és elvekhez való ragaszkodásról tett tanúbizonyságot, és továbbra is ebben az irányban dolgozott. Ennek eredményeként 13 nagyon értékes új tavaszi búzafajtát sikerült megszereznie, amelyek 1964-ben 16,5 millió hektárt foglaltak el. És a 70-es években. a Shekhurdin és Mamontova által nemesített búza 21 millió hektárt foglalt el az ország szántóin. Ilyen még nem fordult elő. Az első hatalmas gabonaáramlás Kazahsztán szűz földjeiről csak a fajta rovására jött, amely világhírű nevet kapott - Saratovskaya-29. Nemcsak azért vált annyira népszerűvé, mert magas hozamot ad, és elviseli a minden szélnek nyitott sztyeppék száraz viszonyait. A gabona fehérjetartalma kedvező években eléri a hatalmas értéket - 21%. A lisztéből készült kenyér magas és buja. A Saratovskaya-29-nek nincs párja az erős búzák között a liszt minőségét tekintve.
Az útmutató szerint: a búza akkor tekinthető kiválónak, ha lisztszilárdsága meghaladja a 400 joule-t, jónak, ha ez az érték 350-400 joule, és gyengének, ha kevesebb, mint 180. A Saratovskaya-29 liszterőssége az időjárási viszonyoktól és a mezőgazdasági műveléstől függően technikák, 640 és 1000 joule között mozog! A londoni Kent-Jones Technológiai Laboratórium a következő értékelést adta ennek a fajtának: "A Saratovskaya-29 fajta szokatlanul magas liszterővel rendelkezik, és abszolút kiemelkedő fajta."
V. N. Mamontova fajtáit Kazahsztán földjein, Baskíria, Szibéria földjein vetették el. Nem volt elég lift a példátlan szűz búza betakarításhoz. A Délkeleti Mezőgazdasági Kutatóintézetben (Saratov) végzett 57 éves munka során V. N. Mamontova egyedül és társszerzőként 20 fajtát hozott létre az országban. A híres Saratovskaya-29 borostyánszemcséket külföldi országok vásárolták kenyérsütéshez.
KÖVETKEZTETÉS
Az A. P. Shekhurdin és V. N. Mamontova által létrehozott híres fajták ismét megszilárdították a Szaratov-föld dicsőségét, amely mindig is híres volt Oroszország-szerte kiváló tekercseiről, nagy, buja, pirospozsgás, túlnyúló gombakéreggel. Ha a század elején a pékek a kenyér minőségének javítására törekedtek a különféle helyi fajták lisztjének egyszerű mechanikus keverésével, akkor a szaratóvi nemesítők megoldották ezt a problémát, amikor sikerült új, kellően nagy liszterősségű tavaszi búzafajtákat létrehozniuk.
Az A. P. Shekhurdin és V. N. Mamontova által létrehozott kiváló fajták alapján a nemesítők jelenleg olyan új fajtákat fejlesztenek ki, amelyek megfelelnek az agráripari termelés és a világpiac modern követelményeinek. Ez pedig olyan módszerek létezésének köszönhetően vált lehetségessé, mint a komplex lépcsőzetes hibridizáció és az egyéni szelekció.
BIBLIOGRÁFIA
Guzhov Yu. L., Fuks A., Valichek P. Kultúrnövények nemesítése és vetőmag-előállítása. Moszkva: RUDN Egyetem, 1999.
Vetők és állattartók. M.: Sovremennik, 1992.
Élet a tudományban. Szaratov: Volga könyv. kiadó, 1979.
A. P. Shekhurdin. Válogatott írások. M.: Agrárirodalmi Kiadó, 1961.
N. I. VAVILOV A kiválasztás elméleti alapjai. T. II. 1935.
A keresztezés jó példája a Mikhail Fedorovich Ivanov (1871–1935) akadémikus által tenyésztett sertésfajta - az ukrán fehér sztyeppe. A fajta létrehozásakor helyi ukrán sertéseket használtak kis súlyú, alacsony minőségű hússal és zsírral, de jól alkalmazkodtak a helyi viszonyokhoz. A hím apák fehér angol fajta kanok voltak. A hibrid utódokat ismét angol vaddisznóval keresztezték, több nemzedékben beltenyésztést alkalmaztak, tiszta vonalakat kaptak, majd keresztezésükkor egy új fajta ősei, amelyek húsminőségében és tömegében nem tértek el az angol fajtától, ill. kitartásban - ukrán sertésekből.
A poliploidia rendkívül ritka állatokban. Érdekes tény a selyemhernyó fajok közötti keresztezése a kromoszómák számának ezt követő megkettőzésével, amelyet Boris Lvovich Astaurov (1904–1974) akadémikus végzett, és ez egy új állatfaj létrehozásához vezetett.
3. A heterózis jelensége háziállatoknál
A növényekhez hasonlóan a háziállatok is a hibrid vigor vagy a heterózis jelenségét mutatják. Ez abban rejlik, hogy a különböző fajták keresztezésekor (valamint a fajok közötti keresztezések során) néha különösen erőteljes fejlődés és életképességnövekedés figyelhető meg a hibridek első generációjában. Ez a tulajdonság azonban elhalványul a következő generációkban. Az állatok és növények heterózisának genetikai alapja ugyanaz.
A heterozist széles körben alkalmazzák az állattenyésztésben és a baromfitenyésztésben – a hibridek első generációját, amelyek a hibrid erősségének jelenségét tárják fel, közvetlenül gazdasági célokra használják fel. Például két húsfajta csirke keresztezésekor heterozigóta brojlercsirkéket kapunk. A korai érésű sertések (hús és disznózsír) előállításához a Durokgersey és a Berkshire fajtákat keresztezik. A hibridek 10-12%-kal nagyobb növekedést adnak, mint az eredeti fajták képviselői.
4. Az örökletesen értékes apák utód szerinti vizsgálati módszere
A háziállatok kiválasztásakor nagyon fontos meghatározni a hímek örökletes tulajdonságait olyan tulajdonságok szerint, amelyek nem közvetlenül jelennek meg bennük, például a bikák teje és tejzsírja vagy a kakasok tojástermelése. Ehhez használja a termelők utódok általi elemzésének (vizsgálatának) módszerét.
Először néhány utódot kapnak a hím termelőtől, és ezek termelékenységét összehasonlítják az anya termőképességével és a fajta produktivitásával. Ha a lányok termőképessége magasabb, mint a fajta és az anya produktivitása, akkor ez a gyártó nagyobb értékét jelzi, amelyet a fajta további fejlesztésére kell fordítani.
Egy jó hímtől sok utód lehet, főleg ha mesterséges megtermékenyítést alkalmaznak. A jó termelőtől nyert spermiumok a folyékony nitrogénes kriotároló módszerrel hosszú ideig tárolhatók.
Hormonális szuperovulációval és transzplantációval évente több tucat embrió vehető ki kiemelkedő tejhozamú tehenekből, majd ültethető be más kevésbé értékes tehenekbe. Az embriókat folyékony nitrogén hőmérsékleten is tárolják. Ez lehetővé teszi a kiemelkedő termelők leszármazottainak számának többszörösét.
5. A szelekció jellemzői az állattenyésztésben
Az állattenyésztésben a mesterséges szelekció is két formában történik.
Tömegkiválasztás - a fajtaszabványoknak nem megfelelő egyedek fenotípus szerinti leselejtezése. Célja a törzskönyvi tulajdonságok állandóságának megőrzése.
Egyéni kiválasztás - egyedi egyedek kiválasztása a fajtaminőség javítását biztosító tulajdonságok örökletes stabilitásának figyelembevételével.
Az állattenyésztésben gyakrabban alkalmazzák az egyéni szelekciót. Sőt, a kiválasztás a külső jellemzők alapján történik. Külső(a lat. külső- külső) - egy állat külső jeleinek halmaza - testalkat, testrészek aránya stb. Bármely organizmus egy integrált rendszer, így egy állat bizonyos testalkata jelezheti annak magas hús- vagy tejtermék-termelését (emlékezzünk a korrelatív, vagy korrelációs, variabilitásra). Így a külsőn keresztül próbálják kideríteni az állat genotípusát.
6. Állattenyésztési eredmények
nagy sikert aratott a 20. században. a tenyésztők elérték. A szelekciós és hibridizációs módszerek alapján, amelyek hatékonyságát egyértelműen bizonyították, különösen M.F. már említett munkáiban. Ivanov, mindenféle háziállat új csodálatos fajtái jöttek létre. A vadon élő argali juhok merinókkal való fentebb említett hibridizációja, majd a kívánt tulajdonságokat ötvöző állatok kiválasztása és a szorosan összefüggő keresztezés alkalmazásával az N.S. Baturin és Ya.Ya. A Lusin Kazahsztánban egy argali-merinó fajtát tenyésztett ki, amely a finom gyapjas juhok gyapjútermőképessége magas, és az argali jó alkalmazkodóképessége a magas hegyi legelők körülményeihez.
A keresztezési módszerek alkalmazása és a további szigorú szelekció alapján olyan szarvasmarha fajtákat tenyésztettek ki, amelyek tejtermelékenysége magas, és a tej magas zsírtartalmú. Példa erre a Kostroma szarvasmarha fajta, amelyet a helyi haszonállatok más fajták termelőivel való keresztezésével hoztak létre, amelyet szigorú szelekció és az állatok tenyésztési tulajdonságainak értékelésén alapuló szelekció követ. E fajta állatainak magas termelékenységét az jellemzi, hogy az egyes tehenek több mint 16 ezer kg tejet adnak egyik ellésről a másikra.
A keresztezést egy új, hús-gyapjú juhfajta létrehozására is alkalmazták. Kiinduló szülőfajtának a jó gyapjúminőséggel és a helyi viszonyokhoz való nagy alkalmazkodóképességgel jellemezhető altaji finomgyapjú fajtát, valamint két angol korai érésű húsgyapjú fajtát választották. A hosszú távú szelekciós munka és hibridizáció eredményeként kapott fajtát erős alkat, nagy élősúly (kosok - 110-115 kg, méh - 60-62 kg) és magas gyapjúnyírás jellemzi, amely fényességgel jellemezhető, rugalmasság stb.
A fajokon belüli keresztezéssel végzett szelekció, valamint az utólagos szelekcióval járó interspecifikus, sőt intergenerikus keresztezések alapján rendkívül produktív, gyorsan növekvő, jó ízű halfajták jöttek létre. Példaként megemlítjük a nagy termőképességű Ropsha pontyot (a Szentpétervár melletti Ropsha falu nevéből eredően), amely nagy termőképességű és télálló (V. Kirpicsnyikov tenyésztette), valamint az ukrán pontyfajtákat (AI Kuzema és mások). ). A sterlet és a beluga nagyon ígéretes intergenerikus hibridje a legjobb, amely magas növekedési rátával (heterózis) és kiváló ízzel rendelkezik.
A szelekció és a hibridizáció módszereivel az ember gyökeresen megváltoztatta az általa használt növények és állatok természetét. A modern biológia, különösen a genetika és a citológia, jelentősen gazdagította a tenyésztés elméletét és gyakorlatát, új, rendkívül hatékony módszerekkel vértezte fel és fogja felvértezni az organizmusok kialakulásának szabályozására, valamint nagy termőképességű növényfajták és állatfajták létrehozására.
III. A tudás megszilárdítása
Általánosító beszélgetés az új tananyag elsajátítása során.
IV. Házi feladat
1. Tanulmányozza a tankönyv bekezdését (a tenyésztés során figyelembe vett állatbiológia sajátosságai; a tenyésztés módszerei, módszerei és az állattenyésztés elérése).
2. Töltse ki a táblázatot. 3 „A növény- és állattenyésztés alapvető módszerei”.
3. Ismételje meg a "Növénynemesítés" témájú anyagot (a következő leckében - tudáspróba).
3. táblázat A növény- és állattenyésztés főbb módszerei
Mód |
növénynemesítés |
Állattenyésztés |
Szülőpárok kiválasztása |
Földrajzilag távoli vagy genetikailag távoli (nem rokon) formák |
Gazdaságilag értékes tulajdonságok és külső szerint |
Nem rokon keresztezés (túltenyésztés) |
Fajon belüli, interspecifikus, intergenerikus, ami heterózishoz és magas termelékenységhez vezet |
Különböző tulajdonságokkal rendelkező távoli fajták keresztezése heterozigóta populációk kialakítása és képviselőikben a heterozis megnyilvánulása érdekében |
A keresztezés szorosan összefügg (beltenyésztés) |
Keresztbeporzó növények önbeporzása mesterséges befolyásolással a tiszta vonalak elérése érdekében |
Közeli rokonok keresztezése, hogy tiszta vonalakat hozzanak létre kívánatos tulajdonságokkal |
Tömegkiválasztás |
Keresztbeporzású növényekre vonatkozik |
Olyan egyedek selejtezésére használják, akiknek fenotípusa nem felel meg a fajtaszabványoknak. |
Egyéni kiválasztás |
Önbeporzó növényekhez és keresztbeporzó növények mesterséges önbeporzásához használják, hogy elkülönítsék a tiszta vonalakat - egy önbeporzó egyed leszármazottait. |
A merev szelekciót a gazdaságilag értékes tulajdonságok, állóképesség, külső stb. szerint alkalmazzák. |
Utódok vizsgálati módszere |
Nem alkalmazható |
A legjobb hím apáktól származó mesterséges megtermékenyítés módszerét alkalmazzák, melynek minőségét a lányok ellenőrzik |
Poliploidok kísérleti előállítása |
Termelékenyebb formák előállítására használják |
Szinte soha nem használt |
indukált mutagenezis |
Forrásanyag megszerzésére használják |
Szinte soha nem használt |
lecke 10-11. mikroorganizmusok kiválasztása. Biotechnológia
Eszközök: általános biológia táblázatok, az állat- és mikroorganizmus-tenyésztés módszereit és eredményeit bemutató sémák.
AZ ÓRÁK ALATT
I. A szakasz ismereteinek általánosítása
A. Kártyamunka
№ 1. Tegyük fel, hogy egy farmhoz vásároltak két bikát, amelyekben a tejzsír gén nem pontosan ismert. Hogyan kell eljárni a hibridizációs módszer alkalmazásakor annak eldöntésére, hogy a bikák közül melyiket célszerűbb termelőként használni?
№ 2. Milyen egyeddel kell keresztezni egy disznó heterozigóta egyedét, hogy a koraérettség recesszív génje homozigóta állapotba kerüljön az utódokban? Miért?
№ 3. Mutassuk meg példán keresztül, hogy a nagy termelékenységű háziállatfajták tenyésztési gyakorlatában történő tenyésztésekor miért alkalmaznak szorosan kapcsolódó keresztezést, ami általában a szervezet életképességének és termékenységének csökkenéséhez vezet, és az ipari állattenyésztésben nem alkalmazzák.
B. Szóbeli tudáspróba
1. Milyen biológiai jellemzőket vesznek figyelembe a tenyésztés során?
2. Milyen típusú keresztezéseket használnak az állattenyésztésben?
3. Milyen tenyésztési módszereket alkalmaznak az állattenyésztésben?
4. Mi a heterózis háziállatokban?
5. Milyen módszerrel tesztelik a gazdaságilag értékes termelőket utódokkal?
6. Milyen jellemzői vannak a szelekciónak az állattenyésztésben?
7. Mik az állattenyésztés eredményei?
B. A tudás tesztelése opciókkal
A felkínált négy közül ki kell választani egy helyes választ.
1.opció
1. Milyen szelekciót érdemes használni a borsótenyésztésben?
a) magánszemély;
b) tömeg;
c) spontán;
d) stabilizáló.
2. Mi az a "tiszta vonal"?
a) önbeporzó növény utódai;
b) keresztbeporzású növény utódai;
c) azonos fajtájú két növény keresztezéséből származó utódok;
d) egyértelműen megnyilvánuló fajtajellemzőkkel rendelkező növény.
3. Miért érdemes a keresztbeporzó növényeket önbeporozni?
a) biológiailag távoli hibridek előállítása;
b) a heterózis hatásának elérése;
c) tiszta vonalak elérése;
4. Hogyan lehet leküzdeni a biológiailag távoli növényhibridek terméketlenségét?
a) jelenleg nincsenek módszerek a meddőség leküzdésére;
b) poliploidia segítségével;
c) beltenyésztés segítségével;
d) egyéni kiválasztással.
5. Melyik növény nem önbeporzó?
a) borsó;
b) rozs;
c) búza;
d) paradicsom.
6. A Mironovskaya 808 őszi búza fajtát nemesítették:
a) V.S. Üres kötet;
b) P.P. Lukjanenko;
c) N.V. Tsitsin;
d) V.N. Hajó.
7. A mentor módszert a növénynemesítésben a következőkre használják:
a) akklimatizáció;
b) reakklimatizáció;
c) a tulajdonság dominanciájának erősítése;
d) hibridek keményedése.
8. Az állatok beltenyésztése a következőkhöz vezet:
a) heterózis;
b) a fajta tulajdonságainak javítása;
nyomott;
d) új fajta létrehozása.
9. A szelekció eredményeként nem létrehozható szisztematikus taxon:
kilátás;
b) évfolyam;
c) fajta;
d) törzs.
10. A heterózis jelensége általában akkor figyelhető meg, ha:
a) beltenyésztés;
b) távoli hibridizáció;
c) genetikailag tiszta vonalak létrehozása;
d) önbeporzás.
2. lehetőség
1. Milyen válogatást kell használni az uborka kiválasztásánál?
a) magánszemély;
b) tömeg;
c) stabilizáló;
d) szakadás.
2. Hogyan nevezzük a keresztbeporzó növények önbeporzását?
a) túltenyésztés;
b) beltenyésztés;
c) távoli hibridizáció;
d) aneupoliploidia.
3. Mi a heterózis?
a) a hibrid termékenységének növelése;
b) földrajzilag távoli hibridek;
c) a keresztbeporzó növények önbeporzása során fellépő depresszió;
d) az interline hibridek életképességének és termelékenységének növelése.
4. Miért alkalmazzák a keresztbeporzást önbeporzó növényeknél?
a) a heterózis hatásának elérése;
b) tiszta vonalak elérése;
c) biológiailag távoli hibridek előállítása;
d) olyan hibridek előállítása, amelyek egyesítik a különböző fajták tulajdonságait.
5. Melyik növény nem keresztbeporzó?
a) napraforgó;
b) árpa;
c) kukorica;
d) rozs.
6. Ukrán fehér sztyeppei sertésfajtát tenyésztettek:
a) A.I. Kuzema;
b) N.S. Baturin;
c) M.F. Ivanov;
d) Igen. Lusin.
7. Állattenyésztésben nagyon ritkán használják:
a) beltenyésztés;
b) túltenyésztés;
c) tömeges szelekció;
d) egyéni kiválasztás.
8. A fenotípuson alapuló szelekciót:
a) masszív;
b) egyéni;
c) természetes;
d) mesterséges.
9. Háziállatok, a növényektől eltérően:
a) sok utód van;
b) tovább él
c) csak ivarosan szaporodnak;
d) nem igényelnek gondos karbantartást.
10. A növény- és állattenyésztésben a következőket használják:
a) a termelők minőségének elemzése utódok szerint;
b) hibridizáció;
c) poliploid formák előállítása;
d) mentor módszer.
Válaszok tesztfeladatokra
|
D. "A növény- és állattenyésztési alapmódszerek" táblázat kitöltésének ellenőrzése
II. Új anyagok tanulása
1. A mikroorganizmusok biológiai jellemzői és a velük való szelekciós módszerek
Mint mindig, most is kezdjünk egy új szelekciós tárgyról beszélni annak biológiai jellemzőivel. A mikroorganizmusok tenyésztése során figyelembe vett biológiai jellemzőinek tartalmazniuk kell:
– magas szaporodási arány;
– magasabb a mutációk gyakorisága;
– törzs heterogenitása és szelekciós hatékonysága.
Szűrd le (tőle. Stamm- törzs, alap; család, törzs) - egy adott forrásból izolált vagy mutációk eredményeként kapott mikroorganizmus tiszta kultúrája.
A múlt század közepére egy új iparág jelent meg - a mikrobiológiai, amely egysejtű gombákat, baktériumokat használ összetett szerves anyagok előállítására. A mikrobiológiai ipar a biotechnológia szerves része.
Az élelmiszeripar olyan ágai, mint a sütés, az alkohol, egyes szerves savak és vitaminok gyártása, a borkészítés és még sokan mások, a mikroorganizmusok tevékenységén alapulnak.
Az antibiotikumok nagy jelentőséggel bírnak az emberi egészség szempontjából. Ezek speciális anyagok - egyes baktériumok és gombák salakanyagai, amelyek elpusztítják a kórokozó mikrobákat. Az antibiotikumoknak köszönhetően sok betegség viszonylag könnyen gyógyítható, míg korábban magas halálozási százalékot adtak. Az ember számára oly szükséges vitaminokat a növények és egyes mikroorganizmusok állítják elő.
Folytatjuk
Betöltés...
