Wszystkie metody hodowli roślin. Metody hodowli roślin – Hipermarket Wiedzy

Otwór Główne metody selekcji

obejmują selekcję, hybrydyzację (przy użyciu heterozy i cytoplazmatycznej męskosterylności), poliploidię i mutagenezę.

Selekcja i jej twórcza rola Proces selekcji opiera się na sztuczna selekcja

- to selekcja grupy osobników na podstawie zewnętrznych cech fenotypowych, bez sprawdzania ich genotypu. Na przykład podczas masowej lub spontanicznej selekcji z całej populacji kurcząt tej czy innej rasy, ptaki, które złożyły 200-250 jaj, o żywej wadze co najmniej 1,5 kg, określonego koloru, nie wykazują instynkty wylęgowe itp. pozostawia się do hodowli w gospodarstwach. Wszystkie inne kurczęta podlegają ubojowi. W tym przypadku potomstwo każdej kury i koguta ocenia się wyłącznie na podstawie fenotypu. W związku z tym selekcja masowa może dać dobre rezultaty tylko wtedy, gdy współczynnik odziedziczalności wybranych przez hodowcę cennych cech będzie wysoki.

Selekcja masowa jest najskuteczniejsza w przypadku cech jakościowych kontrolowanych przez jeden lub więcej genów. Jednak rzadko jest skuteczna w przypadku cech wielogenowych o niskim współczynniku dziedziczenia. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie selekcji indywidualnej lub metodologicznej. Na(według genotypu) uzyskuje się potomstwo każdej pojedynczej rośliny lub zwierzęcia w serii pokoleń i ocenia je z obowiązkową kontrolą dziedziczenia cech będących przedmiotem zainteresowania hodowcy. Na kolejnych etapach selekcji wykorzystuje się tylko te osobniki, które dały największą liczbę potomstwa o wysokich wynikach. W rezultacie staje się możliwa ocena dziedzicznych cech poszczególnych jednostek, to znaczy zdolności do przekazywania właściwości potomstwu.

Znaczenie doboru indywidualnego jest szczególnie duże w tych gałęziach produkcji rolnej, gdzie możliwe jest uzyskanie dużej liczby potomstwa z jednego organizmu. W ten sposób, stosując sztuczne zapłodnienie, od jednego buhaja można uzyskać do 35 000 cieląt, stosując głębokie zamrożenie nasienia, które zachowuje się przez wiele lat. Dlatego obecnie w wielu krajach świata istnieją banki nasienia zwierząt o cennych genotypach.

Selekcja w hodowli jest najskuteczniejsza, gdy jest połączona z określonymi rodzajami krzyżówek.

Metody hybrydyzacji (rodzaje krzyżowania) w selekcji

Cała różnorodność typów krzyżówek sprowadza się do chowu wsobnego i chowu wsobnego. Endogamia- jest blisko spokrewniony (wewnątrzrasowy lub międzyodmianowy) oraz krzyżowanie- krzyżowanie niepowiązane (międzyrasowe lub międzyodmianowe).

W przypadku chowu wsobnego jako formy początkowe wykorzystuje się braci i siostry lub rodziców i potomstwo (ojciec – córka, matka – syn, kuzyni- siostry itp.). Ten rodzaj krzyżowania stosuje się w przypadkach, gdy chcą przenieść większość genów rasy do stanu homozygotycznego i w rezultacie utrwalić cenne ekonomicznie cechy, które zostaną zachowane u potomstwa. Takie krzyżowanie przypomina w pewnym stopniu samozapylenie u roślin, co również prowadzi do zwiększonej homozygotyczności.

Jednocześnie podczas chowu wsobnego często obserwuje się osłabienie zwierząt i ich stopniową degenerację, spowodowaną homozygotyzacją alleli recesywnych. W tym przypadku homozygotyzacja genów kontrolujących badaną cechę zachodzi im szybciej, im bliżej spokrewnione krzyżówki wykorzystuje się do chowu wsobnego. Aby uniknąć tego zjawiska, należy przeprowadzić ścisłą selekcję osobników o cennych cechach ekonomicznych.

U roślin czyste linie również mają zmniejszoną żywotność, co prawdopodobnie wynika z przejścia do stanu homozygotycznego wszystkich mutacji recesywnych, które są głównie szkodliwe.

Czyste linie uzyskane w wyniku chowu wsobnego różnią się nie tylko różne znaki, ale także stopniem zmniejszenia żywotności. Jeśli te czyste linie zostaną ze sobą skrzyżowane, zwykle obserwuje się efekt heterozji.

Niespokrewnione krzyżowanie między osobnikami tej samej rasy lub między osobnikami różne rasy(krzyżowanie) zwierząt pozwala na zachowanie lub udoskonalenie ich właściwości w szeregu kolejnych pokoleń mieszańców. Krzyżowanie zwiększa poziom heterozygotyczności potomstwa i heterogeniczności populacji.

Poliploidia i hybrydyzacja odległa

Tworząc nowe odmiany roślin, hodowcy powszechnie stosują tę metodę autopoliploidia, co prowadzi do wzrostu wielkości komórek i całej rośliny w wyniku zwielokrotnienia liczby zestawów chromosomów. Ponadto nadmiar chromosomów zwiększa ich odporność na organizmy chorobotwórcze (wirusy, grzyby, bakterie) i szereg innych niekorzystnych czynników, takich jak promieniowanie: w przypadku uszkodzenia jednego lub nawet dwóch homologicznych chromosomów, pozostałe pozostają nienaruszone. Osobniki poliploidalne są bardziej żywotne niż diploidalne.

Około 80% współczesnych roślin uprawnych to poliploidy. Są wśród nich zboża, warzywa i owoce, owoce cytrusowe, rośliny przemysłowe, lecznicze i ozdobne, które są znacznie bardziej produktywne niż oryginalne odmiany diploidalne. Tym samym buraki cukrowe triploidalne różnią się od buraków zwyczajnych nie tylko większym plonem masy wegetatywnej i większymi rozmiarami roślin okopowych, ale także zwiększoną zawartością cukru i odpornością na choroby. Triploidy są jednak sterylne, dlatego za każdym razem konieczne jest uzyskanie nasion hybrydowych z krzyżowania form diploidalnych i tetraploidalnych. Pomyślne rozwiązanie tego problemu ułatwiło odkrycie męskosterylności u buraków. Sterylność hybryd triploidalnych może mieć pozytywny wpływ przy produkcji owoców bez pestek, takich jak winogrona i arbuz.

Cenne wyniki uzyskuje się wykorzystując w selekcji zjawisko allopoliploidii, którego podstawą jest metoda hybrydyzacja odległa, czyli krzyżowanie organizmów należących do różnych gatunków, a nawet rodzajów. Uzyskano na przykład międzygatunkowe poliploidalne hybrydy kapusty i rzodkiewki, żyta i pszenicy. Hybrydyzacja pszenicy (Triticum) i żyta (Secale) umożliwiła uzyskanie szeregu form, które łączy wspólna nazwa pszenżyto. Charakteryzują się wysokim plonem pszenicy oraz zimotrwalosc i bezpretensjonalnością żyta, odpornością na wiele chorób, w tym na rdzę liniową, która jest jednym z głównych czynników ograniczających plonowanie pszenicy.

W oparciu o hybrydyzację pszenicy i trawy pszenicznej rosyjski akademik N.V. Tsitsin otrzymał hybrydy pszenicy i trawy pszenicznej o wysokich plonach i odporności na wyleganie. Jednak odległe hybrydy są zwykle bezpłodne. Wynika to z zawartości w genomie różnych chromosomów, które nie łączą się w mejozie. Aby przywrócić płodność mieszańców międzygatunkowych w 1924 r., radziecki genetyk G.D. Karpechenko zaproponował podwojenie liczby chromosomów (poliploidię) w odległych mieszańcach.

G.D. Karpechenko skrzyżował rzodkiewki i kapustę. Liczba chromosomów w tych roślinach jest taka sama (2n = 18). W związku z tym ich gamety zawierają 9 chromosomów. Hybryda kapusty i rzodkiewki ma 18 chromosomów, ale jest sterylna, ponieważ chromosomy kapusty i rzodkiewki nie łączą się w mejozie, więc proces tworzenia gamet nie może przebiegać normalnie. W wyniku podwojenia liczby chromosomów, sterylna hybryda okazała się mieć 36 chromosomów, składających się z dwóch kompletnych diploidalnych zestawów rzodkiewki i kapusty. Stworzyło to normalne możliwości mejozy; Chromosomy kapusty i chromosomy rzodkiewki zostały ze sobą sprzężone. Każda gameta zawierała jeden haploidalny zestaw rzodkiewki i kapusty (9 + 9 = 18). Zygota ponownie miała 36 chromosomów; hybryda międzygatunkowa stała się płodna. Pod względem fenotypowym ten nowy organizm roślinny połączył cechy rzodkiewki i kapusty, na przykład w budowie strąka.

Uzyskanie zwierząt poliploidalnych doświadczalnie jest bardzo trudne, dlatego takie formy zwierząt są rzadkie. W ten sposób radziecki naukowiec genetyk B.L. Astaurov zdołał uzyskać formę poliploidalną poprzez hybrydyzację międzygatunkową jedwabnik. Dziś istnieją już poliploidalne ryby i ptaki (na przykład kurczaki), ale wprowadzenie poliploidalnych ras zwierząt do praktyki rolniczej jest kwestią przyszłości.

Mutageneza spontaniczna i indukowana

Spontaniczne mutanty wykorzystywane są przede wszystkim w hodowli roślin. W ten sposób, w oparciu o mutanta łubinu żółtego wolnego od alkaloidów, otrzymano kilka odmian łubinu słodkiego, które są uprawiane na paszę dla zwierząt gospodarskich. Łubin, który zawiera alkaloidy, nie nadaje się do tego celu, ponieważ zwierzęta go nie jedzą.

W uprawach owocowych znana jest duża liczba mutantów, które wykorzystuje się jako nowe odmiany lub w hybrydyzacji z innymi formami. Jedna z najsłynniejszych spontanicznych mutantów kukurydzy, nieprzezroczysta, charakteryzująca się dużą zawartością aminokwasu lizyny w ziarnie, wykorzystywana jest do tworzenia tzw. mieszańców kukurydzy wysokolizynowej.

W ostatnich dziesięcioleciach w wielu krajach na całym świecie rozpoczęto prace nad uzyskaniem indukowanych mutantów. Mutanty indukowane promieniowaniem rentgenowskim wyizolowano w wielu zbożach (jęczmieniu, pszenicy, żyto itp.). Wyróżniają się nie tylko zwiększoną produktywnością, ale także skróconymi pędami. Rośliny takie są odporne na wyleganie i mają zauważalne zalety przy zbiorze maszynowym. Dodatkowo krótka i mocna słoma pozwala na dalszą selekcję w celu zwiększenia wielkości kłosów i masy nasion bez obawy, że zwiększenie plonu ziarna doprowadzi do wylegania roślin.

Mutageneza indukowana jest szczególnie skutecznie stosowana w selekcji mikroorganizmów.

Selekcja to nauka o doskonaleniu indywidualnych cech zwierząt i roślin niezbędnych dla człowieka, a także opracowywaniu nowych odmian roślin, ras zwierząt i szczepów mikroorganizmów. Do tworzenia odmian uprawnych stosuje się metody hodowli roślin.

Wybór

Większość roślin, które spożywa współczesna ludzkość, jest produktem selekcji (ziemniaki, pomidory, kukurydza, pszenica). Przez kilka stuleci ludzie uprawiali dzikie rośliny, przechodząc od zbieractwa do rolnictwa.

Kierunki wyboru to:

wysoka produktywność;
żywienie roślin (np. zawartość białka w pszenicy);
poprawiony smak;
odporność upraw na warunki atmosferyczne;
wczesne dojrzewanie owoców;
intensywność rozwoju (na przykład „reakcja” na nawozy lub podlewanie).

Ryż. 1. Porównanie kukurydzy dzikiej i rolniczej.

Selekcja rozwiązała problemy niedoborów żywności i nadal się rozwija, wprowadzając metody inżynierii genetycznej. Hodowcy nie tylko poprawiają smak i wartość odżywczą roślin, ale także sprawiają, że są zdrowe, bogate w witaminy i witaminy pierwiastki chemiczne, ważne dla metabolizmu.

Aby selekcja była skuteczna, konieczne jest zrozumienie wzorców dziedziczenia cech, szczególnego wpływu środowiska, struktury morfologicznej i metod rozmnażania roślin uprawnych.

Metody

Główne metody selekcji to:

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

Proces selekcji opiera się na- selekcja przez człowieka najcenniejszych roślin do hodowli;
hybrydyzacja- proces uzyskiwania potomstwa w wyniku krzyżowania różnych form genetycznych;
sztuczna mutageneza- wprowadzanie zmian w DNA.

Dobór sztuczny obejmuje dwa typy - indywidualny (według genotypu) i masowy (według fenotypu).

W pierwszym przypadku ważne są specyficzne cechy roślin, w drugim wybierane są najlepiej przystosowane osobniki.

Istnieją dwa rodzaje hybrydyzacji:

wewnątrzgatunkowe lub blisko spokrewnione - endogamia;
odległy (międzygatunkowy) - krzyżowanie.

Klasyczne metody hodowli roślin opisano w tabeli.

*Metoda*	*Esencja*	*Przykłady*
Indywidualny wybór	Przeprowadzić w odniesieniu do roślin samozapylających. Hodowla pojedynczych osobników o pożądanych cechach i uzyskiwanie od nich lepszego potomstwa	Pszenica, jęczmień, groch
Wybór masowy	Przeprowadzić w odniesieniu do roślin zapylonych krzyżowo. Rośliny krzyżuje się masowo. Z powstałego potomstwa wybierane są najlepsze okazy i ponownie krzyżowane. Można je powtarzać aż do ich wycofania niezbędne cechy rośliny	Słonecznik
Endogamia	Występuje, gdy następuje samozapylenie roślin zapylonych krzyżowo. W rezultacie otrzymuje się czyste (homozygotyczne) linie, które konsolidują uzyskaną cechę. Następuje spadek żywotności (depresja wsobna), ponieważ potomstwo stopniowo przechodzi w stan homozygotyczny recesywny	Odmiany gruszek i jabłoni
Krzyżowanie	Krzyżowane są różne gatunki, potomkowie są zwykle bezpłodni, bo Podczas krzyżowania mejoza zostaje zakłócona i nie tworzą się gamety. W pierwszym pokoleniu obserwuje się efekt heterozy - wyższość potomków nad formami rodzicielskimi ze względu na powstawanie genów heterozygotycznych. Im bardziej rodzice są w związku, tym wyraźniej ujawnia się heterozja.	Mieszańce pszenicy i żyta (pszenżyta), porzeczek i agrestu (yoshta)
Mutageneza	Rośliny narażone są na działanie jonizacji, promieniowania laserowego, działania chemicznego lub biologicznego, co skutkuje mutacjami. Najczęściej w ten sposób rozwija się odporność na choroby i szkodniki. Metodę udoskonalono dzięki inżynierii genetycznej - pożądany gen można „włączyć” lub „wyłączyć” ręcznie, bez utraty innych przydatnych cech	Odmiany pszenicy

Ryż. 2. Przykłady mieszańców.

Nieudane doświadczenie selekcji - barszcz Sosnowskiego. Roślinę uprawiano jako paszę dla zwierząt gospodarskich. Jednak później okazało się, że nowy barszcz z łatwością przenika do ekosystemów, wypierając naturalne rośliny, a także zawiera substancje zwiększające wrażliwość na promieniowanie ultrafioletowe. Sok dostający się na skórę powoduje oparzenia słoneczne.

Ryż. 3. Barszcz Sosnowskiego.

Czego się nauczyliśmy?

Z lekcji dowiedzieliśmy się, dlaczego konieczna jest selekcja i jakie metody stosuje się w hodowli roślin. Rozważaliśmy klasyczne metody selekcji - selekcję indywidualną i masową, hybrydyzację wewnątrzgatunkową i odległą, mutagenezę.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.6. Łączna liczba otrzymanych ocen: 317.

Sam termin „selekcja” pochodzi od łacińskiego słowa „selekcja”. Nauka ta bada sposoby i metody tworzenia nowych i ulepszania istniejących grup (populacji) organizmów służących do podtrzymywania życia ludzkości. Mówimy o odmianach roślin uprawnych, rasach zwierząt domowych i szczepach mikroorganizmów. Głównym kryterium jest wartość i stabilność nowych cech i właściwości w działaniach praktycznych.

Hodowla roślin i zwierząt: główne kierunki

Wysokie plony odmian roślin, płodność i produktywność ras zwierząt.
Cechy jakościowe produktów. W przypadku roślin mogą to być walory smakowe, wygląd owoce, jagody i warzywa.
Objawy fizjologiczne. W roślinach hodowcy najczęściej zwracają uwagę na obecność przedwczesności, odporności na suszę, zimotrwałości, odporności na choroby, szkodniki i niekorzystny wpływ warunków klimatycznych.
Intensywna ścieżka rozwoju. Dla roślin jest to dodatnia dynamika wzrostu i rozwoju przy stosowaniu nawozów, podlewaniu, a dla zwierząt jest to „zapłata” za żywność itp.

Wybór na obecnym etapie

Nowoczesna selekcja zwierząt, roślin i mikroorganizmów, w celu zwiększenia efektywności, koniecznie uwzględnia potrzeby rynku produktów rolnych, co jest szczególnie ważne dla rozwoju określonej branży określonej produkcji. Na przykład pieczenie chleba wysoka jakość, Z dobry gust, elastyczny miękisz i chrupiąca krucha skórka powinny być wykonane z mocnych (szklistych) odmian pszenicy miękkiej, które zawierają duża liczba białko i elastyczny gluten. Ciasteczka wyższej jakości produkowane są z mącznych odmian pszenicy miękkiej, natomiast do produkcji makaronów najlepiej nadaje się pszenica durum.

Co dziwne, wybór zwierząt i mikroorganizmów jest ze sobą powiązany. Faktem jest, że wyniki tych ostatnich znajdują zastosowanie w biologicznym zwalczaniu patogenów u zwierząt, a także różnych odmian roślin uprawnych.

Uderzającym przykładem selekcji opartej na uwzględnieniu potrzeb rynku jest hodowla zwierząt futerkowych. Hodowla zwierząt futerkowych, różniących się różnymi genotypami odpowiedzialnymi za kolor i odcień futra, uzależniona jest od trendów mody.

Podstawy teoretyczne

Ogólnie rzecz biorąc, selekcja powinna rozwijać się w oparciu o prawa genetyki. To właśnie nauka badająca mechanizmy dziedziczności i zmienności pozwala, poprzez różne wpływy, wpływać na genotyp, od którego z kolei zależy zestaw właściwości i cech organizmu.

Również metodologia selekcji wykorzystuje osiągnięcia innych nauk. Są to systematyka, cytologia, embriologia, fizjologia, biochemia, biologia molekularna i biologia rozwoju indywidualnego. Dzięki wysokiemu tempu rozwoju wyżej wymienionych dziedzin nauk przyrodniczych otwierają się przed nami nowe perspektywy w hodowli. Już dziś sięgają badania z zakresu genetyki nowy poziom, gdzie możliwe jest ukierunkowane modelowanie niezbędnych cech i właściwości ras zwierząt, odmian roślin i szczepów mikroorganizmów.

Genetyka odgrywa decydującą rolę w procesie rozwiązywania problemów hodowlanych. Pozwala, wykorzystując prawa dziedziczności i zmienności, zaplanować proces selekcji w taki sposób, aby uwzględnić specyfikę dziedziczenia określonych cech.

Wybór źródłowego materiału genetycznego

Selekcja zwierząt, roślin i mikroorganizmów może być skuteczna tylko wtedy, gdy materiał wyjściowy zostanie starannie wybrany. Oznacza to, że właściwy wybór początkowych ras, odmian, gatunków zależy od badania ich pochodzenia i ewolucji w kontekście tych właściwości i cech, które muszą być wyposażone w proponowaną hybrydę. W poszukiwaniu wymaganych form bierze się pod uwagę całą globalną pulę genów w ścisłej kolejności. Priorytetem jest zatem wykorzystanie form lokalnych o niezbędnych cechach i właściwościach. Następnie przyciąga się formy rosnące w innych strefach geograficznych lub klimatycznych, czyli stosuje się metody wprowadzania i aklimatyzacji. W ostatnia deska ratunku uciekać się do metod eksperymentalnej mutagenezy i inżynierii genetycznej.

Hodowla zwierząt: metody

W tej dziedzinie nauki opracowywane i badane są najskuteczniejsze metody hodowli nowych ras zwierząt domowych i ulepszania już istniejących.

Dobór zwierząt ma swoją specyfikę, wynikającą z faktu, że zwierzęta nie mają zdolności do rozmnażania się wegetatywnego i bezpłciowego. Charakteryzują się wyłącznie rozmnażaniem płciowym. Z tej okoliczności wynika także, że aby spłodzić potomstwo, osobnik musi osiągnąć dojrzałość płciową, co wpływa na termin badań. Ponadto możliwości selekcji są ograniczone faktem, że z reguły potomstwo osobników jest nieliczne.

Główne metody hodowli nowych ras zwierząt, a także odmian roślin, można nazwać selekcją i hybrydyzacją.

Selekcja zwierząt mająca na celu rozwój nowych ras najczęściej opiera się na selekcji indywidualnej, a nie masowej. Wynika to z faktu, że pielęgnacja ich jest bardziej zindywidualizowana w porównaniu do pielęgnacji roślin. W szczególności około 10 osób opiekuje się inwentarzem liczącym 100 zwierząt. Natomiast na terenie, na którym rosną setki i tysiące organizmów roślinnych, pracuje od 5 do 8 hodowców.

Hybrydyzacja

Jedną z wiodących metod jest hybrydyzacja. W tym przypadku selekcja zwierząt odbywa się poprzez chów wsobny, krzyżowanie niepowiązane i hybrydyzację odległą.

Chów wsobny odnosi się do hybrydyzacji osobników należących do różnych ras tego samego gatunku. Ta metoda pozwala uzyskać organizmy o nowych cechach, które można następnie wykorzystać w procesie hodowli nowych ras lub udoskonalania starych.

Termin „chów wsobny” pochodzi od Angielskie słowa, co oznacza „wewnątrz” i „hodowla”. Oznacza to, że przeprowadza się krzyżowanie osobników należących do blisko spokrewnionych form jednej populacji. W przypadku zwierząt mówimy o zapłodnieniu organizmów blisko spokrewnionych (matka, siostra, córka itp.). Celowość chowu wsobnego opiera się na fakcie, że pierwotna forma określonej cechy jest rozkładana na szereg czystych linii. Zwykle mają zmniejszoną żywotność. Jeśli jednak te czyste linie zostaną następnie skrzyżowane ze sobą, zostanie zaobserwowana heterozja. Jest to zjawisko charakteryzujące się pojawieniem się wzrostu pewnych cech u organizmów hybrydowych pierwszego pokolenia. Są to w szczególności witalność, produktywność i płodność.

W selekcji zwierząt, której metody mają dość szerokie granice, wykorzystuje się także hybrydyzację odległą, która jest procesem będącym całkowitym przeciwieństwem chowu wsobnego. W tym przypadku osoby są skrzyżowane różne typy. Celem odległej hybrydyzacji jest uzyskanie zwierząt, które rozwiną cenne właściwości użytkowe.

Przykładami mogą tu być przeprawa przez osła i konia, jak i wycieczka. Należy zauważyć, że hybrydy często nie dają potomstwa.

Badania M. F. Iwanowa

Słynny rosyjski naukowiec M. F. Iwanow interesował się biologią od dzieciństwa.

Dobór zwierząt stał się przedmiotem jego badań, gdy badał cechy mechanizmów zmienności i dziedziczności. Poważnie zainteresowawszy się tym tematem, M.F. Następnie Iwanow opracował nową rasę świń (białą ukraińską). Charakteryzuje się wysoką produktywnością i dobrą adaptacją do warunków klimatycznych. Do krzyżowania wykorzystano lokalną rasę ukraińską, dobrze przystosowaną do warunków życia na stepie, ale charakteryzującą się niską produktywnością i niską jakością mięsa oraz rasę angielską rasa biała, który ma wysoką produktywność, ale nie jest przystosowany do życia w lokalnych warunkach. Zastosowano metodyczne techniki chowu wsobnego, krzyżowania niespokrewnionego, indywidualnej selekcji masowej oraz wychowania w warunkach przetrzymywania. W wyniku długotrwałej, żmudnej pracy uzyskano pozytywny wynik.

Perspektywy rozwoju hodowli

Na każdym etapie rozwoju listę celów i zadań hodowli jako nauki wyznaczają specyficzne wymagania technologii rolniczej i hodowlanej, etap uprzemysłowienia produkcji roślinnej i zwierzęcej. Dla Federacja Rosyjska Bardzo ważne jest tworzenie odmian roślin i ras zwierząt, które utrzymują swoją produktywność w różnych warunkach klimatycznych.

Metody hodowli roślin i zwierząt, selekcja i hybrydyzacja, formy selekcji

Wstęp

1. Formy selekcji

2. Metody selekcji i hybrydyzacji w selekcji roślin samozapylających.

Wniosek

Referencje

WSTĘP

Selekcja to nauka o opracowywaniu nowych odmian roślin i ras zwierząt oraz ulepszaniu już istniejących. Jego nazwa pochodzi od łacińskiego słowaselectio – selekcja i właściwie oddaje główną cechę selekcji; Podstawą działalności wszystkich hodowców są różnorodne formy selekcji. Powstanie selekcji jako samodzielnej nauki poprzedziła selekcja praktyczna, która przez długi czas dokonywała się czysto empirycznie, a początkowo nawet zupełnie nieświadomie.

Hodowla roślin jest jednym z najwcześniejszych osiągnięć człowieka. Selekcja rozpoczęła się, gdy ludzie zaczęli udomowić rośliny, hodując je w kontrolowanych warunkach i wybierając te formy, które zapewniały niezawodne źródło pożywienia. Ta prymitywna hodowla roślin, podobnie jak hodowla zwierząt, stawała się coraz bardziej produktywna, a grupy ludzi stopniowo osiedlały się wokół tych źródeł pożywienia. Wraz z rozwojem wsi i miast wzrosła liczba siły roboczej, a ludzie mogli już znaleźć czas na uprawianie sztuki i religii. W związku z tym jeden z najważniejszych etapów przejścia człowieka od nomadycznego, w dużej mierze indywidualistycznego trybu życia do istniejącego dzisiaj złożonego społeczeństwa, wiąże się z udomowieniem roślin i zwierząt. Prawie wszystkie współczesne rośliny spożywcze są bezpośrednim rezultatem działalności człowieka w epoce prymitywnego rolnictwa.

Na tym wczesnym etapie selekcja przebiegała powoli, a jej powodzenie było przypadkowe. Aż do początków XX wieku pozostawała sztuką, a nie nauką. Mendlowskie prawa dziedziczności nie zostały odkryte i wykorzystane w hodowli roślin. Jednak pomimo tego selekcja zawsze będzie w pewnym stopniu sztuką. Selekcja jako sztuka opiera się na znajomości samej rośliny, jej cech morfologicznych i reakcji na warunki środowiskowe.

Hodowla roślin jako nauka opiera się na zasadach genetyki. Genetyka wyjaśniała dziedziczność, a jej prawa pozwalały z góry przewidzieć skutki selekcji. Początkowo uwaga genetyków skupiała się na genach wpływających na cechy jakościowe: kolor, cechy morfologiczne, odporność na choroby. Później genetycy zaczęli badać cechy ilościowe: plon, wysokość rośliny, wczesną dojrzałość i inne.

Dobór roślin i zwierząt jest formą ewolucji, która pod wieloma względami kieruje się tymi samymi zasadami, co ewolucja gatunków w przyrodzie, ale z jedną istotną różnicą: dobór naturalny zastępuje, przynajmniej częściowo, świadomą selekcją dokonywaną przez ludzi.

Głównymi metodami selekcji są selekcja i hybrydyzacja oraz nowe metody oparte na osiągnięciach genetyki: metoda hodowli linii samozapylonych i późniejszego wytwarzania mieszańców liniowych, metoda poliploidii eksperymentalnej oraz metoda mutagenezy eksperymentalnej. Możliwość zastosowania określonych metod selekcji do określonych organizmów żywych w dużej mierze zależy od metod ich rozmnażania. Są to rośliny, zwierzęta i mikroorganizmy samozapylające, krzyżowo, rozmnażane wegetatywnie.

1. FORMY SELEKCJI

Selekcja jako nauka została stworzona przez dzieła Karola Darwina (1809-1882), który dokonał dogłębnej analizy działalności hodowców i na podstawie tej analizy stworzył doktrynę sztucznej selekcji. Książka Darwina „O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli zachowanie preferowanych ras w walce o życie” została opublikowana 24 listopada 1859 roku i datę tę uważa się za czas pojawienia się selekcji jako nauki, ponieważ doktryna sztucznego doboru została szczegółowo przedstawiona właśnie w tym dziele Darwina.

Darwin zidentyfikował trzy formy selekcji zachodzące u roślin uprawnych i zwierząt domowych: selekcję metodyczną, nieświadomą i naturalną. Dobór naturalny stworzył te formy roślin i zwierząt, które następnie zostały wprowadzone do kultury przez człowieka i poddane udomowieniu, i trwały i nadal na nie oddziałują nawet po ich udomowieniu przez człowieka. To oddziaływanie doboru naturalnego zachodzi wbrew woli i pragnieniom człowieka, powodując zmiany związane z przystosowaniem się do nowych warunków, jakie człowiek stwarza w procesie udomowienia. Pod wpływem doboru naturalnego powstało wiele cech odmian roślin i ras zwierząt, często zupełnie niepożądanych dla człowieka. Nieświadoma selekcja była prowadzona przez człowieka od dawna i wyrażała się w zachowaniu najlepszych okazów dla plemienia i zniszczeniu najgorszych, bez świadomego zamiaru wyhodowania ulepszonej rasy. Wiele cech zwierząt domowych powstaje w wyniku takiej nieświadomej selekcji, prowadzonej przez dziesiątki tysięcy lat. Selekcja metodyczna różni się od selekcji nieświadomej tym, że człowiek świadomie i systematycznie dąży do zmiany rasy (odmiany) w kierunku znanego i z góry ustalonego ideału.

W czasach starożytnych, a także obecnie wśród ludów zacofanych gospodarczo, dobór metodologiczny miał i nadal ma formę stosunkowo prymitywną, lecz już w starożytnym Rzymie nabrał charakteru dość złożonego i doskonałego. Dobór metodyczny otrzymał najbardziej rozpowszechnioną i doskonałą formę po rozwoju stosunków kapitalistycznych rolnictwo niektóre kraje Europy Zachodniej. W tych krajach upowszechniły się wystawy rolnicze, na których najlepsi przedstawiciele ras i odmian otrzymywali cenne nagrody i złote medale, co stało się bardzo dochodowym biznesem, organizowanym na szeroką skalę przez wiele przedsiębiorstw i firm oraz przybrało charakter przemysłowy.

W efekcie w krótkim czasie (mniej niż 100 lat) osiągnięto wybitne sukcesy w udoskonalaniu roślin uprawnych i zwierząt, a nowe rasy wyhodowane w Anglii nie tylko znacznie zwiększyły produktywność rolnictwa, ale także cieszyły się dużym zainteresowaniem na arenie międzynarodowej rynku i przyniosła ogromne zyski angielskim hodowcom i hodowcom. W tym samym okresie we Francji wyhodowano nową rasę owiec z cienkiej wełny, a w Rosji A. T. Bołotow opracował nowe odmiany jabłoni.

Techniki i metody opracowane przez poszczególnych hodowców w celu zapewnienia maksymalnej efektywności doboru sztucznego. Ten:

prawidłowy dobór materiału wyjściowego do hodowli;

prawidłowe ustawienie celów selekcyjnych;

prowadzenie selekcji na dość szeroką skalę i ewentualnie bardziej rygorystyczna interpretacja materiału na wszystkich etapach selekcji;

przeprowadzanie selekcji tylko dla jednej głównej właściwości, a nie dla wielu na raz.

Doktryna sztucznej selekcji posłużyła za teoretyczną podstawę praktycznej działalności całego pokolenia hodowców i znacząco zwiększyła efektywność ich pracy. Tak więc w szczególności nauki Karola Darwina wywarły silny wpływ na działalność największego rosyjskiego hodowcy w zakresie hodowli roślin owocowych i jagodowych, I. V. Michurina, który wyhodował odmiany o dużym znaczeniu gospodarczym dla centralnej strefy naszego kraj.

2. METODY SELEKCJI INDYWIDUALNEJ I HYBRYDYZACJI W HODOWLI ROŚLIN SAMOZAPYLAJĄCYCH. DZIEŁA A. P. SZEKHURDYNA I V. N. MAMONTOVEJ

Wśród roślin uprawnych istnieje duża grupa roślin samozapylających, które posiadają różne adaptacje sprzyjające samozapyleniu i zapobiegające możliwości zapylenia krzyżowego. Tak więc jęczmień, pszenica i owies mają niepękające lub kleistogamiczne kwiaty, w których samozapylenie często następuje jeszcze przed wyłonieniem się ucha z pochwy. U bawełny włókna pręcików tworzą kolumnę, przez którą dojrzały słupek przesuwa się do przodu, wychwytując pyłek. Istnieją inne przystosowania do ciągłego samozapylenia. Przewaga samozapylenia pozostawia wyraźny ślad w biologii rozmnażania, fizjologii i cechach genotypowych takich roślin. Samozapylenie powoduje, że wszystkie mutacje recesywne podlegają doborowi naturalnemu. Korzystne zmiany utrwalają się i rozprzestrzeniają, szkodliwe ulegają zniszczeniu. W rezultacie w puli genów samozapylaczy nie ma szkodliwych (letalnych lub półśmiercionośnych) genów; Jednocześnie samozapylacze nie doświadczają heterozy (siły hybrydowej) związanej z heterozygotycznością.

Populacje roślin samozapylających, powstałe pod wpływem doboru naturalnego i nieświadomej doboru sztucznego, są złożonymi mieszaninami różnych linii homozygotycznych.

Selekcja metodyczna początkowo miała formę selekcji masowej i polegała na wyodrębnieniu, zakonserwowaniu i wykorzystaniu do siewu nasion najlepszych roślin oraz wykorzystaniu do celów konsumpcyjnych roślin przeciętnych i najgorszych.

Działalność pierwszych stacji hodowlanych i firm nasiennych rozpoczęła się od masowej selekcji przeprowadzanej w obrębie lokalnych odmian. Hodowcy wyspecjalizowani przeprowadzili selekcję na dużą skalę i starannie, pod kątem dużej liczby cech cennych ekonomicznie. W rezultacie udoskonalanie odmian lokalnych następowało znacznie szybciej, a odmiany powstałe w wyniku selekcji masowej znacznie przewyższały oryginalne odmiany lokalne pod wieloma cennymi ekonomicznie cechami.

Niemniej jednak takie odmiany hodowlane pod względem głównych cech nie różniły się jakościowo od odmian lokalnych. Stanowiły one, podobnie jak odmiany lokalne, mieszaninę wielu różnych linii homozygotycznych, nie były wystarczająco jednorodne i dość szybko „degenerowały się” w wyniku wzmożonego propagowania linii o mniej wartościowych właściwościach. Te wady odmian uzyskanych w drodze selekcji masowej od dawna zmuszają hodowców do poszukiwania innych sposobów selekcji roślin samozapylających.

Jeszcze przed publikacją dzieł Karola Darwina angielski hodowca Le Couteur (1836) z powodzeniem stosował selekcję indywidualną polegającą na produkcji i rozmnażaniu potomstwa z pojedynczych wyselekcjonowanych roślin. Ale doprowadził tę metodę do skrajności; szukał nie tylko najlepszych roślin, ale także najlepszych kłosów na najlepszych roślinach i najlepszych ziaren na najlepszych kłosach. To znacznie skomplikowało selekcję i na długi czas opóźniło jej zastosowanie w selekcji roślin samozapylających. Hjalmar Nilsson (1901) wyeliminował skrajności Le Couteura, skupiając się na selekcji poszczególnych najlepszych roślin wychodząc z założenia, że wszystkie nasiona w obrębie jednej rośliny u roślin samozapylających są dziedzicznie równoważne i uczynił selekcję indywidualną w tej formie główną metodą hodowlę roślin samozapylających.

Indywidualna selekcja u roślin samozapylających pozwala na podzielenie pierwotnej odmiany lokalnej na tworzące ją linie homozygotyczne, porównanie ich ze sobą, wybranie spośród nich tych najcenniejszych z ekonomicznego punktu widzenia, a następnie namnożenie najlepszych do wykorzystania jako najlepsze odmiany.

Odmiany powstałe w drodze selekcji indywidualnej różnią się jakościowo od odmian populacyjnych miejscowych i odmian hodowlanych uzyskanych w drodze selekcji masowej. Są bardzo jednolite i stabilne, a niebezpieczeństwo zwyrodnienia podczas długotrwałego rozmnażania bez dodatkowej selekcji jest minimalne. Badania V.I. Johansena i jego doktryna czystych linii stworzyły teoretyczne podstawy dla metody selekcji indywidualnej, po czym metoda ta, zwana selekcją linatową, stała się bardzo rozpowszechniona we wszystkich krajach świata. Indywidualna selekcja jest dziś nieodzowna, gdy zachodzi potrzeba udoskonalenia lokalnej odmiany poprzez wyodrębnienie z niej czystych linii, najcenniejszych z ekonomicznego punktu widzenia.

Indywidualny system selekcji w Rosji można przedstawić w następujący sposób. Nasiona oryginalnej, lokalnej odmiany wysiewa się w szkółce źródłowej w możliwie najbardziej jednolitych warunkach. W tej szkółce rośliny są monitorowane, wybierane są najlepsze, a nasiona zbierane są od każdego indywidualnie. W następnym roku wysiewa się je w szkółce selekcyjnej pierwszego roku na oddzielnych poletkach, porównuje poletka ze sobą, najgorsze odrzuca się, a nasiona najlepszych trafiają do funduszu siewnego szkółki selekcyjnej drugiego roku. W szkółce tej najlepsze rodziny porównywane są także na oddzielnych poletkach (w 2-3 powtórzeniach), najgorsze odrzucane są, a nasiona najlepszych przekazywane są do wstępnego badania odmianowego, gdzie wysiewa się je w większej liczbie powtórzeń niż w szkółce hodowlanej. Nasiona najwybitniejszych rodzin można od razu przekazać do konkurencyjnej stacji badania odmian, która następnie uwzględnia nasiona rodzin, które we wstępnym badaniu odmian okazały się najlepsze.

Potomstwo rodzin, które okazały się najlepsze w konkurencyjnym badaniu odmian, jest uznawane za nowe odmiany, otrzymuje imiona i jest przekazywane do Państwowej Sieci Odmian. Odmiany, które pomyślnie przeszły tutaj trzyletni test, są dopuszczone do użytku w niektórych regionach kraju.

Sukces takiej selekcji zależy głównie od jakości oryginalnej odmiany lokalnej, zakresu selekcji w szkółkach oraz prawidłowości odrzucenia na wszystkich etapach procesu selekcji. Taka selekcja nie tworzy nowych odmian, a jedynie identyfikuje te już istniejące.

W wielu przypadkach hodowcy stają przed zadaniem opracowania nowych odmian roślin samozapylających, które mają właściwości nieobecne w odmianach lokalnych populacji. W takich przypadkach konieczne staje się zastosowanie innych metod selekcji.

Jedną z takich metod jest selekcja systematyczna, polegająca na krzyżowaniu form wyjściowych, z których każda posiada cechy pożądane przez hodowcę. Jest to metoda hybrydyzacji. Zastosowanie i rozwój metody hybrydyzacji można zilustrować pracą znanych hodowców naszego kraju A.P. Shekhurdina i V.N. Mamontovej, którzy całe swoje życie poświęcili pracy w dziedzinie hodowli pszenicy jarej w Hodowlanej Stacji Doświadczalnej w Saratowie (obecnie Instytut Badawczy Instytut Rolnictwa Południowego Wschodu).

A.P. Shekhurdin przyszedł do pracy w stacji doświadczalnej od pierwszych dni jej organizacji, mając za sobą jedynie niższą szkołę rolniczą. (Jest jednym z jego duża rodzina, który ma pięcioro dzieci, zdobył wykształcenie). Doświadczając braku wykształcenia, A.P. Shekhurdin w wieku 36 lat ukończył szkołę wieczorową i wstąpił do Instytutu Rolniczego w Saratowie. Cztery lata później kończy studia i otrzymuje dyplom agronoma, choć tak naprawdę ma go już od dawna. Pomimo trudności osobistych (żona A.P. Shekhurdina zmarła w trudnych latach wojny domowej, a on został sam z trójką dzieci), kontynuował aktywną pracę i wraz z G.K. Meisterem stał się autorem specjalnej metody selekcji - złożonej krok po kroku hybrydyzacja.

Metoda ta polega na skrzyżowaniu dwóch odległych form geograficznych, różniących się od siebie szeregiem cennych ekonomicznie cech, przeprowadzeniu na dużą skalę selekcji wśród mieszańców starszych pokoleń i stworzeniu w ten sposób nowej odmiany, łączącej w sobie pozytywne właściwości form pierwotnych. Odmiana ta jest następnie wykorzystywana jako jedna z odmian rodzicielskich do krzyżowania z formą odległą, posiadającą cechy cenne ekonomicznie, których jej brakuje. Poprzez selekcję prowadzoną na dużą skalę wybierana jest odmiana, która łączy w sobie pozytywne właściwości form rodzicielskich. Odmiana ta jest ponownie wykorzystywana jako jeden z rodziców do krzyżowania z odległymi od niej formami itp. Przy takiej stopniowej hybrydyzacji następuje ciągłe doskonalenie nowo wyhodowanych odmian, które stale uzyskują nowe i nowe pozytywne, cenne ekonomicznie właściwości. Poprzez stopniową hybrydyzację do 1937 roku A.P. Shekhurdin opracował niespotykaną w tamtym czasie odmianę pszenicy miękkiej, szklistej-1 (albidum 1264), która miała makarony, zboża i inne cechy ziarna podobne do właściwości ziarna pszenicy durum, a nawet je przewyższające. Odmiana ta stała się punktem wyjścia do stworzenia dużej grupy nowych odmian mocnej pszenicy miękkiej, uzyskanych zarówno przez samego A.P. Shekhurdina, jak i przez V.N. Mamontovą i ich uczniów.

W 1936 r. Za wybitne zasługi w rozwoju selekcji i tworzenia odmian pszenicy jarej A.P. Shekhurdin otrzymał stopień naukowy doktora nauk rolniczych, a w 1945 r. został profesorem, w 1946 r. - Czczonym Naukowcem RFSRR (był odznaczony Orderem Lenina, dwoma Orderami Czerwonego Sztandaru Pracy), a w 1942 (rok wojny) za stworzenie wysokowydajnych i odpornych na rdzę liści pszenicy odmian pszenicy jarej, A.P. Shekhurdin otrzymał tytuł laureata Nagrody Państwowej.

Ale był jeszcze jeden minus tego gigantycznego dzieła, który znalazł uznanie. Każdy, kto znał A.P. Shekhurdina, był zdumiony jego niewyczerpaną pracowitością. Jego dzień pracy często zaczynał się przed wschodem słońca i kończył późnym wieczorem. Godzinami siedział w laboratorium, zabijając zboże. Efekt jego pracy jest następujący: pod jego kierownictwem wyhodowano ponad 28 odmian pszenicy jarej, tylko w latach wojny - 4 nowe odmiany. Przed Wielką Wojną Ojczyźnianą 10 milionów hektarów zajmowały odmiany wyhodowane przez Szekhurdina, co stanowiło 44% wszystkich powierzchni zasiewów pszenicy jarej w kraju. W 1977 r. powierzchnia odmian uzyskanych w Saratowie wynosiła ponad 27 mln ha.

Tak o A.P. Szekhurdinie mówił dyrektor stacji doświadczalnej w Saratowie: „...Specjalista A.P. Szekhurdin to człowiek o rzadkiej wiedzy i wyjątkowych talentach, bezinteresowny pracownik, a jednocześnie niezwykle skromny człowiek. Całe jego życie to selekcja pszenicy, nieugaszona chęć dostarczenia rolnikom najlepszych, najdoskonalszych odmian...”

Sam A.P. Shekhurdin wyróżnił trzy etapy swojej działalności naukowej: od 1911 do 1918 roku, kiedy hodowcy stosowali głównie metodę selekcji indywidualnej; od 1918 do 1927, kiedy dominowała metoda hybrydyzacyjna; od 1927 r. i warunkowo do 1933 r. prowadzono rozwój metody złożonej hybrydyzacji krokowej. Ta metoda jest nadal stosowana; stała się zwieńczeniem działalności naukowej Szekhurdina i dała rolnictwu wiele wybitnych odmian.

W pierwszym etapie prac uzyskano nowe odmiany z lokalnych ras lokalnych metodą selekcji indywidualnej. W pracy przeanalizowano ogromną liczbę roślin. O pracochłonności pracy świadczy następujący fakt: aby wyhodować tylko jedną odmianę Lutescens-62, zbadano potomstwo 15 tysięcy pojedynczych roślin, testowano je przez wiele lat.

Naturalna zdolność obserwacji Szekhurdina okazała się bardzo przydatna: dostrzegał najmniejsze zmiany, niedostępne nawet dla doświadczonego oka. Gatunek odmiany potrafił nie tylko rozpoznać po kłosie, jej kształcie, łuskach, ale także po ziarnie; godzinami błąkał się z notatnikiem wśród swoich upraw, sprawdzając ziarno naocznie, a wszelkimi innymi metodami gryząc je na kawałki. .

W wyniku indywidualnej selekcji najsilniejszych roślin („elitarnych”), w oparciu o lokalną odmianę Połtawka, wyselekcjonowano znaną odmianę Lutescens-62 oraz dwie rzadkie wówczas odmiany o białych ziarnach - Albidum-604 i Albidum -721. Z lokalnej odmiany Selivanovsky Rusak w ten sam sposób wyhodowano kolczastą pszenicę miękką Erythrospermum-341, z Białego Turka w 1929 roku powstała odmiana pszenicy durum Gordeiforme-432. Odmiany te były bardziej odporne na suszę niż odmiany lokalne. Ich wydajność jest o 10-26% wyższa.

Ponadto ziarno Albidum-604 posiadało wyjątkowo wysokie właściwości przemiałowe i wypiekowe.

Spośród wyhodowanych odmian szczególnie duże znaczenie gospodarcze miała odmiana Lutescens-62.

A.P. Shekhurdin i jego współpracownicy doskonale rozumieli, że metodą selekcji nie da się wyhodować odmian o złożonym zestawie cennych właściwości biologicznych i ekonomicznych. Hodowcy doszli do wniosku, że aby stworzyć bardziej zaawansowane odmiany, należy zastosować nową metodę hybrydyzacji w połączeniu z indywidualną selekcją ukierunkowaną.

W trakcie pracy A.P. Shekhurdin opracował metodologię i technikę sztucznego krzyżowania; zauważył i udowodnił w praktyce, że kwiaty lepiej zapylać nie wcześniej zebranym pyłkiem, lecz bezpośrednio z dojrzałych pylników uszu ojcowskich w momencie, gdy pyłek jest najbardziej żywotny. A.P. Shekhurdin jako pierwszy w historii selekcji krajowej przeprowadził oryginalne krzyżówki: krzyżówki wewnątrzgatunkowe - między bliskimi odmianami pszenicy, krzyżówki międzygatunkowe - krzyżował pszenicę durum z pszenicą miękką, a nawet krzyżówki międzyrodzajowe - krzyżował pszenicę z żytem, trawą pszeniczną, trawa pszeniczna, zasadniczo przeprowadzająca hybrydyzację na odległość. W tym czasie jego uczennica i następczyni Walentyna Nikołajewna Mamontowa, absolwentka Wyższych Kursów Rolniczych dla Kobiet im. I. A. Stebuta w Petersburgu.

Następnie, podobnie jak A.P. Shekhurdin, V.N. Mamontova ukończyła zaocznie Instytut Rolniczy w Saratowie, Walentina Nikołajewna uzyskała stopień naukowy kandydata i doktora nauk bez obrony rozprawy - za rozwój nowych odmian pszenicy.

Za odmiany Saratovskaya-29, 210, 35 i 38 w 1968 r. V. G. Mamontova otrzymała Nagrodę Lenina. W 1965 roku za wielkie sukcesy w selekcji i nasiennictwie oraz w związku z 70. rocznicą urodzin Mamontowa V.N. otrzymała tytuł Bohatera Pracy Socjalistycznej, otrzymała tytuł honorowego obywatela Saratowa.

Ale wracając do lat 20., możemy mówić o takich sukcesach: w wyniku ciągłej selekcji ósmego pokolenia krzyżowania pszenicy durum białej z pszenicą miękką połtawską powstały odmiany sarrubra (czerwień Saratowa) i sarroza (róż Saratowa). Odmiany te przewyższały formy rodzicielskie plonem o 2-2,5 kg z hektara i wyróżniały się jakością surowca.

W 1935 r. Akademik N.I. Wawiłow napisał: „Z największych praktycznych osiągnięć stacji w Saratowie zauważamy bezostrową hybrydę pszenicy twardej i miękkiej Sarrubra, uzyskanej ze skrzyżowania Połtawki i Białego Turka. Ta hybryda zajmuje obecnie setki tysięcy hektarów upraw i jest największym praktycznym osiągnięciem w świecie hybrydyzacji międzygatunkowej.

Stosując metodę konwencjonalnej hybrydyzacji, Shekhurdin i jego współpracownicy zdali sobie sprawę, że pomimo znacznej objętości i długiego okresu prac hybrydyzacyjnych, pojedyncze krzyżówki nadal nieznacznie zwiększają plon i odporność na suszę.

Stosując wielokrotne krzyżówki mieszańców z jedną z najlepszych odmian rodzicielskich lub z inną cenną formą, Shekhurdin opracował w ten sposób metodę złożonej, stopniowej hybrydyzacji. Szczególne znaczenie miał tutaj dobór rodziców nowej odmiany. Tak powstały wybitne odmiany Albidum-43, Albidum-24, Saratovskaya-210, Saratovskaya-29, Saratovskaya-36, Saratovskaya-38, Saratovskaya-39.

Nowe odmiany różniły się korzystnie od form rodzicielskich, np. Albidum-43 średnio w ciągu 20 lat przewyższał plon odmiany rodzicielskiej o 35%; dojrzewał 4-5 dni wcześniej niż Połtawka i Lutescens-62.

Zastosowanie złożonej metody hybrydyzacji krokowej przynosi wymierne rezultaty, jednak proces ten może być bardzo długi. Tym samym odmiana Albidum-43 weszła do produkcji 33 lata po rozpoczęciu prac i została uzyskana w wyniku złożonego stopniowego krzyżowania 12 form.

A.P. Shekhurdin i jego współpracownicy szeroko stosowali krzyżowanie form odległych geograficznie. Pierwszego takiego skrzyżowania dokonano już w 1913 roku, łącząc wywodzącą się z Azji Środkowej pszenicę Grekum z lokalną odmianą Połtawki. W ten sam sposób stworzono szereg wysokowydajnych odmian pszenicy jarej. Pszenice kanadyjskie, takie jak Kitchener i Marquis, krzyżowano z lokalnymi odmianami; najcenniejszymi z uzyskanych odmian były Lutescens-758 i Saratovskaya-33, które mają mocną słomę i nie wylegają w warunkach nawadnianych, uzyskując plon 30-35 kwintali. na hektar.

Wiele uwagi poświęcono rozwojowi odmian odpornych na choroby grzybowe - czapkę kurzą i twardą, rdzę brunatną, roztoczową i łodygową oraz mączniaka prawdziwego. Po śmierci A.P. Shekhurdina (1951) jego badania z powodzeniem kontynuował V.N. W swojej pracy hodowlanej z sukcesem wykorzystywała hybrydyzację odległą i metodę hybrydyzacji krokowej. W trudnym okresie 1948 r., kiedy ostro skrytykowano metodę hybrydyzacji krokowej, wykazała się dużą stanowczością i integralnością i kontynuowała pracę w tym kierunku. W efekcie udało jej się pozyskać 13 bardzo cennych nowych odmian pszenicy jarej, które w 1964 roku zajmowały powierzchnię 16,5 mln ha. A w latach 70. pszenica wyhodowana przez Szekhurdina i Mamontową zajmowała 21 milionów hektarów pól w kraju. To się nigdy wcześniej nie zdarzyło. Pierwsze ogromne strumienie zboża z dziewiczych ziem Kazachstanu pochodziły właśnie od odmiany, która otrzymała słynną na całym świecie nazwę - Saratovskaya-29. Stała się tak popularna nie tylko dlatego, że daje wysokie plony i wytrzymuje suche warunki panujące na smaganych wiatrem stepach. Zawartość białka w ziarnie w sprzyjających latach osiąga ogromną wartość - 21%. Chleb z jej mąki okazuje się wysoki i puszysty. Wśród pszenicy mocnej Saratowska-29 nie ma sobie równych pod względem jakości mąki.

Według podręcznika: pszenicę uważa się za doskonałą, jeśli wytrzymałość mąki przekracza 400 dżuli, dobrą, gdy liczba ta wynosi 350-400 dżuli, a słabą, jeśli jest mniejsza niż 180. Saratovskaya-29 ma wytrzymałość mąki, w zależności od warunków pogodowych i rolniczych technik uprawy, waha się od 640 do 1000 dżuli! Laboratorium Technologiczne Kent-Jones w Londynie oceniło tę odmianę następująco: „Odmiana Saratovskaya-29 ma niezwykle wysoką zawartość mąki i jest odmianą absolutnie wyjątkową”.

Ziemie Kazachstanu, pola Baszkirii i Syberii zostały obsiane odmianami V.N. Nie było wystarczającej liczby elewatorów, aby zapewnić bezprecedensowe zbiory dziewiczej pszenicy. W ciągu 57 lat pracy w Instytucie Badawczym Rolnictwa Południowo-Wschodniego (Saratów) V.N. Mamontova samodzielnie i we współautorstwie stworzył 20 odmian wypuszczonych w kraju. Ziarno bursztynu słynnej odmiany Saratovskaya-29 kupowano za granicą do wypieku chleba.

WNIOSEK

Słynne odmiany stworzone przez A.P. Shekhurdina i V.N. Mamontovą po raz kolejny ugruntowały chwałę ziemi Saratowskiej, która zawsze słynęła z doskonałych bułek w całej Rosji, dużych, bujnych, z rumianą, zwisającą skórką grzybową. O ile na początku stulecia piekarze starali się poprawić jakość chleba, po prostu mechanicznie mieszając mąkę z różnych lokalnych odmian, to hodowcom z Saratowa udało się rozwiązać ten problem, gdy udało im się stworzyć nowe odmiany pszenicy jarej o odpowiednio dużej zawartości mąki.

W oparciu o doskonałe odmiany stworzone przez A.P. Shekhurdina i V.N. Mamontovą hodowcy opracowują obecnie nowe odmiany, które spełniają nowoczesne wymagania produkcji rolno-przemysłowej i rynku światowego. Stało się to możliwe dzięki istnieniu takich metod, jak złożona hybrydyzacja krokowa i selekcja indywidualna.

REFERENCJE

Guzhov Yu. L., Fuks A., Valicek P. Selekcja i produkcja nasienna roślin uprawnych.

M.: Wydawnictwo RUDN, 1999.

Siewcy i stróże. M.: Sovremennik, 1992.

Życie w nauce. Saratów: Książka Privolzhskoe.

wydawnictwo, 1979. Podstawy teoretyczne A. P. Shekhurdin. Wybrane prace. M.: Wydawnictwo literatury rolniczej, 1961.

N. I. Wawiłow. wybór. T.II. 1935. Dobrym przykładem krzyżowania jest ukraińska biała rasa świń stepowych wyhodowana przez akademika Michaiła Fiodorowicza Iwanowa (1871–1935). Do stworzenia tej rasy wykorzystano lochy lokalnych świń ukraińskich o niskiej masie ciała i niskiej jakości mięsa i tłuszczu, ale dobrze przystosowanych do lokalnych warunków. Ogierami płci męskiej były knury rasy białej angielskiej. Potomstwo hybrydy ponownie skrzyżowano z knurami angielskimi, chów wsobny stosowano przez kilka pokoleń, uzyskano czyste linie, a po ich skrzyżowaniu przodkowie

nowa rasa

, która jakością i wagą mięsa nie odbiegała od rasy angielskiej, a wytrzymałością od świń ukraińskich.

Poliploidia występuje niezwykle rzadko u zwierząt. Ciekawostką jest międzygatunkowe krzyżowanie jedwabnika z późniejszym podwojeniem liczby chromosomów, przeprowadzone przez akademika Borysa Lwowicza Astaurowa (1904–1974), co doprowadziło do powstania nowego gatunku zwierzęcia. 3. Zjawisko heterozji u zwierząt domowych lub heterozja. Polega to na tym, że podczas krzyżowania różnych ras (a także podczas krzyżówek międzygatunkowych) czasami obserwuje się szczególnie silny rozwój i zwiększoną żywotność w pierwszej generacji mieszańców. Właściwość ta jednak zanika w kolejnych pokoleniach. Podstawa genetyczna heterozji u zwierząt i roślin jest taka sama.

Heteroza ma szerokie zastosowanie w hodowli bydła i drobiu - mieszańce pierwszej generacji, które wykazują zjawisko wigoru hybrydy, są bezpośrednio wykorzystywane do celów gospodarczych. Na przykład podczas przekraczania dwóch rasy mięsne Kurczęta produkowane są z heterozygotycznych kurcząt brojlerów. Aby uzyskać wcześnie dojrzewające świnie (na mięso i smalec), krzyżuje się rasy Duroc Jersey i Berkshire. Hybrydy dają wzrost o 10–12% wyższy niż przedstawiciele ras pierwotnych.

4. Metoda analizy cennych dziedzicznie buhajów przez potomstwo

Podczas hodowli zwierząt domowych bardzo ważne jest określenie dziedzicznych cech samców na podstawie cech, które nie przejawiają się w nich bezpośrednio, na przykład produkcja mleka i zawartość tłuszczu u byków lub produkcja jaj u kogutów. W tym celu należy zastosować metodę analizy (badania) buhajów według potomstwa.

Najpierw od samca hodowlanego uzyskuje się kilkoro potomstwa, a ich produktywność porównuje się z produktywnością matki i produktywnością rasy. Jeśli produktywność córek okaże się wyższa od produktywności rasy i produktywności matki, oznacza to większą wartość reproduktora, którą należy wykorzystać do dalszego doskonalenia rasy.

Dobry samiec może urodzić duże potomstwo, zwłaszcza jeśli zastosuje się sztuczne zapłodnienie. Sperma uzyskana z dobry producent, można przechowywać przez długi czas metodą kriokonserwacji w ciekłym azocie.

Za pomocą hormonalnej superowulacji i przeszczepiania można w ciągu roku pobrać kilkadziesiąt zarodków od wyróżniających się krów o rekordowej wydajności mlecznej, a następnie wszczepić je innym, mniej wartościowym krowom. Zarodki są również przechowywane w temperaturze ciekłego azotu. Dzięki temu możliwe jest kilkukrotne zwiększenie liczby potomstwa od wybitnych reproduktorów.

5. Cechy selekcji w hodowli zwierząt

W hodowli zwierząt dobór sztuczny odbywa się również w dwóch postaciach.

. W połączeniu z metodami genetycznymi pozwala na tworzenie odmian, ras i szczepów o określonych cechach i właściwościach. W hodowli wyróżnia się dwa główne rodzaje selekcji: masową i indywidualną. – odstrzał osobników, których fenotyp nie odpowiada standardom rasy. Jej celem jest utrzymanie stałości cech rasy.

Indywidualny wybór – dobór poszczególnych osobników z uwzględnieniem dziedzicznej stabilności cech zapewniających poprawę cech rasy.

W hodowli zwierząt częściej stosuje się selekcję indywidualną. Ponadto wybór uwzględnia cechy zewnętrzne. Zewnętrzny(od łac. zewnętrzny– zewnętrzny) – zespół zewnętrznych cech zwierzęcia – budowa ciała, stosunek części ciała itp. Każdy organizm jest systemem integralnym, więc określona budowa ciała zwierzęcia może wskazywać na jego wysoką produktywność mięsa lub mleka (pamiętaj o zmienności względnej lub korelacyjnej). W ten sposób na zewnątrz próbują poznać genotyp zwierzęcia.

6. Osiągnięcia w hodowli zwierząt

Wielkie sukcesy w XX wieku. osiągnięty przez hodowców i hodowców bydła. Opierając się na metodach selekcji i hybrydyzacji, których skuteczność została jednoznacznie wykazana, w szczególności w przywołanych już pracach M.F. Iwanowa powstały nowe wspaniałe rasy wszystkich rodzajów zwierząt domowych. W oparciu o wspomnianą powyżej hybrydyzację dzikiej owcy argali z owcą merynos, a następnie selekcję zwierząt łączących pożądane cechy oraz zastosowanie chowu wsobnego N.S. Baturin i Ya.Ya. Lusin wyhodował w Kazachstanie rasę argali-merynos, która charakteryzuje się wysoką wydajnością wełny owiec o drobnej sierści i nieodłączną dobrą zdolnością adaptacyjną argali do warunków wysokogórskich pastwisk.

W oparciu o stosowanie metod krzyżowania i dalszą ścisłą selekcję, rasy duże bydło o wysokiej wydajności mlecznej i dużej zawartości tłuszczu w mleku. Przykładem jest bydło rasy Kostroma, powstałe w wyniku krzyżowania lokalnego bydła z producentami innych ras, a następnie ścisłej selekcji i selekcji opartej na ocenie cech hodowlanych zwierząt.

Wysoką produkcyjnością zwierząt tej rasy charakteryzuje się fakt, że poszczególne krowy od jednego wycielenia do drugiego produkują ponad 16 tys. kg mleka. Krzyżowanie wykorzystano także do stworzenia nowej rasy owiec mięsno-wełnianych. Delikatna skała Ałtaju, która charakteryzuje się dobra jakość

W oparciu o selekcję poprzez krzyżowanie wewnątrzgatunkowe, a także krzyżówki międzygatunkowe, a nawet międzygatunkowe z późniejszą selekcją, powstały wysoce produktywne, szybko rosnące rasy ryb o wysokich walorach smakowych. Jako przykład podajemy wysoce produktywnego karpia Ropsha (od nazwy wsi Ropsha pod Petersburgiem), który ma wysoką produktywność i zimotrwalosc (wyhodowany przez V.S. Kirpichnikova) oraz ukraińskie rasy karpia (A.I. Kuzema i inni).

Najlepsza jest bardzo obiecująca międzyrodzajowa hybryda sterleta i bieługi, która charakteryzuje się wysokim tempem wzrostu (heteroza) i doskonałym smakiem.

Stosując metody selekcji i hybrydyzacji, człowiek radykalnie zmienił naturę roślin i zwierząt, którymi się posługuje.

Współczesna biologia, zwłaszcza genetyka i cytologia, znacznie wzbogaciły teorię i praktykę hodowli, uzbroiły ją i nadal będą wyposażać w nowe, wysoce skuteczne metody kontrolowania morfogenezy organizmów i tworzenia wysoce produktywnych odmian roślin i ras zwierząt.

III. Konsolidacja wiedzy

1. Podsumowanie rozmowy podczas nauki nowego materiału.

2. IV. Praca domowa

3. Przestudiuj fragment podręcznika (cechy biologii zwierząt brane pod uwagę przy selekcji; metody, metody hodowli i osiągania selekcji zwierząt).

Wypełnij tabelę. 3 „Podstawowe metody hodowli roślin i zwierząt”.

Powtórz materiał na temat „Hodowla roślin” (na następnej lekcji odbędzie się test wiedzy).	Tabela 3. Podstawowe metody hodowli roślin i zwierząt	Metody
Hodowla roślin	Hodowla zwierząt	Wybór par rodzicielskich
Formy odległe geograficznie lub genetycznie (niespokrewnione).	Według cennych ekonomicznie cech i wyglądu zewnętrznego	Niespokrewnione krzyżowanie (krzyżowanie)
Wewnątrzgatunkowe, międzygatunkowe, międzyrodzajowe, prowadzące do heterozji i wysokiej produktywności	Krzyżowanie odległych ras o kontrastujących cechach w celu uzyskania populacji heterozygotycznych i przejawu heterozji u ich przedstawicieli	Blisko spokrewnione krzyżowanie (chów wsobny)
Samozapylenie roślin zapylających krzyżowo sztucznym wpływem w celu uzyskania czystych linii	Krzyżowanie się bliskich krewnych w celu uzyskania czystych linii o pożądanych cechach	Wybór masowy
Nadaje się do roślin zapylanych krzyżowo	Stosuje się go do roślin samozapylających oraz do sztucznych roślin samozapylających zapylających krzyżowo w celu wyodrębnienia czystych linii - potomków jednego samozapylającego osobnika	Selekcję ścisłą stosuje się w przypadku cech cennych ekonomicznie, wytrzymałości, wyglądu zewnętrznego itp.
Metoda badania buhajów przez potomstwo	Nie dotyczy	Metodę sztucznego zapłodnienia wykorzystuje się od najlepszych buhajów płci męskiej, których walory sprawdzają córki
Eksperymentalna produkcja poliploidów	Służy do uzyskania bardziej produktywnych form	Praktycznie nie używany
Indukowana mutageneza	Służy do otrzymywania materiału wyjściowego	Praktycznie nie używany

Lekcja 10–11. Selekcja mikroorganizmów. Biotechnologia

Wyposażenie: tablice z biologii ogólnej, diagramy ilustrujące metody i osiągnięcia selekcji zwierząt i mikroorganizmów.

POSTĘP LEKCJI

I. Uogólnienie wiedzy sekcji

A. Praca z kartami

№ 1. Załóżmy, że gospodarstwo zakupiło dwa buhaje, których gen odpowiadający za zawartość tłuszczu w mleku nie jest dokładnie znany. Co należy zrobić, stosując metodę hybrydyzacji, aby zdecydować, który byk będzie bardziej efektywny w reprodukcji?

№ 2. Z jakim osobnikiem należy skrzyżować heterozygotyczną świnię, aby przenieść recesywny gen wczesnego dojrzewania do stanu homozygotycznego u potomstwa? Dlaczego?

№ 3. Pokaż na przykładzie, dlaczego przy hodowli wysokoproduktywnych ras zwierząt domowych w praktyce hodowlanej wykorzystuje się chów wsobny, który z reguły prowadzi do zmniejszenia żywotności i płodności organizmu i nie jest stosowany w przemysłowej hodowli zwierząt.

B. Ustny test wiedzy

1. Jakie cechy biologiczne zwierząt są brane pod uwagę przy selekcji?

2. Jakie są rodzaje krzyżówek stosowanych w hodowli zwierząt?

3. Jakie metody hodowli stosuje się w hodowli zwierząt?

4. Czym jest heterozja u zwierząt domowych?

5. Jaka jest metoda testowania ekonomicznie wartościowych producentów wykorzystujących potomstwo?

6. Jakie są cechy selekcji w hodowli zwierząt?

7. Jakie są osiągnięcia selekcji zwierząt?

B. Sprawdź wiedzę na temat opcji

Musisz wybrać jedną poprawną odpowiedź spośród czterech podanych.

Opcja 1

1. Jaką selekcję zastosować przy hodowli grochu?

a) indywidualny;
b) masywny;
c) spontaniczne;
d) stabilizacja.

2. Co to jest „czysta linia”?

a) potomstwo rośliny samozapylającej;
b) potomstwo rośliny zapylonej krzyżowo;
c) potomstwo ze skrzyżowania dwóch roślin tej samej odmiany;
d) roślina o wyraźnie widocznych cechach odmianowych.

3. Dlaczego rośliny zapylone krzyżowo ulegają samozapyleniu?

a) w celu uzyskania biologicznie odległych hybryd;
b) w celu uzyskania efektu heterozji;
c) uzyskanie czystych linii;

4. Jak przezwyciężyć bezpłodność biologicznie odległych mieszańców roślin?

a) dziś nie ma metod na pokonanie niepłodności;
b) stosując poliploidię;
c) poprzez chów wsobny;
d) poprzez indywidualną selekcję.

5. Która roślina nie jest samopylna?

a) groszek;
b) żyto;
c) pszenica;
d) pomidor.

6. Opracowano odmianę pszenicy ozimej Mironovskaya 808:

a) V.S. Pustovoit;
b) P.P. Łukjanenko;
c) N.V. Tsitsin;
d) V.N. Rzemiosło.

7. Metodę mentora w hodowli roślin stosuje się w następujących celach:

a) aklimatyzacja;
b) ponowna aklimatyzacja;
c) wzmocnienie dominacji cechy;
d) utwardzanie hybryd.

8. Chów wsobny u zwierząt prowadzi do:

a) heterozja;
b) poprawa właściwości skały;
c) depresja;
d) utworzenie nowej rasy.

9. Systematyczny takson, którego nie można utworzyć w drodze selekcji, to:

a) typ;
b) odmiana;
c) rasa;
d) napięcie.

10. Zjawisko heterozji obserwuje się zwykle, gdy:

a) chów wsobny;
b) odległa hybrydyzacja;
c) tworzenie linii czystych genetycznie;
d) samozapylenie.

Opcja 2

1. Jaką selekcję zastosować przy hodowli ogórków?

a) indywidualny;
b) masywny;
c) stabilizacja;
d) rozdarcie.

2. Jak nazywa się samozapylenie roślin zapylających krzyżowo?

a) krzyżowanie;
b) chów wsobny;
c) odległa hybrydyzacja;
d) aneupoliploidia.

3. Co to jest heterozja?

a) zwiększenie płodności hybrydy;
b) hybrydy odległe geograficznie;
c) depresja występująca podczas samozapylenia roślin zapylonych krzyżowo;
d) zwiększona żywotność i produktywność mieszańców międzyliniowych.

4. Dlaczego stosuje się zapylanie krzyżowe roślin samozapylających?

a) w celu uzyskania efektu heterozji;
b) aby uzyskać czyste linie;
c) w celu uzyskania biologicznie odległych hybryd;
d) uzyskanie mieszańców łączących cechy różnych odmian.

5. Która roślina nie jest zapylana krzyżowo?

a) słonecznik;
b) jęczmień;
c) kukurydza;
d) żyto.

6. Rasa świń ukraińskiego białego stepu została wyhodowana przez:

a) AI Kuzemoy;
b) N.S. Baturin;
c) M.F. Iwanow;
d) Tak, tak. Łuzyn.

7. W hodowli zwierząt bardzo rzadko stosuje się:

a) chów wsobny;
b) krzyżowanie;
c) selekcja masowa;
d) dobór indywidualny.

8. Selekcja na podstawie fenotypu nazywa się:

a) masywny;
b) indywidualne;
c) naturalny;
d) sztuczne.

9. Zwierzęta domowe w przeciwieństwie do roślin:

a) mieć liczne potomstwo;
b) żyć dłużej;
c) rozmnażać się wyłącznie płciowo;
d) nie wymagają starannej opieki.

10. W hodowli roślin i zwierząt stosuje się:

a) analiza jakości buhajów według potomstwa;
b) hybrydyzacja;
c) uzyskanie form poliploidalnych;
d) metoda mentorska.

Odpowiedzi na zadania testowe

Opcja 1:

1a; 2a; 3c; 4b; 5b; 6g; 7c; 8c; 9a; 10b.

Opcja 2:

1b; 2b; 3g; 4g; 5b; 6c; 7c; 8a; 9c; 10b.

D. Sprawdzenie wypełnienia tabeli „Podstawowe metody selekcji roślin i zwierząt”

II. Nauka nowego materiału

1. Charakterystyka biologiczna mikroorganizmów i metody pracy z nimi hodowlanymi

Jak zawsze zacznijmy mówić o nowym obiekcie selekcji z jego cechami biologicznymi. Do cech biologicznych mikroorganizmów branych pod uwagę przy selekcji zalicza się:

– duża prędkość reprodukcja;
– wysoka częstotliwość mutacji;
– heterogeniczność szczepów i skuteczność selekcji.

Szczep (z niemieckiego. Stamm- pień, podstawa; rodzina, plemię) – czysta kultura drobnoustroju wyizolowana z określonego źródła lub uzyskana w wyniku mutacji.

W połowie ubiegłego wieku powstały nowy przemysł przemysł - mikrobiologiczny, który wykorzystuje jednokomórkowe grzyby i bakterie do produkcji złożonych substancji organicznych. Przemysł mikrobiologiczny jest integralna część

biotechnologia. Takie branże przemysł spożywczy

takie jak pieczenie chleba, produkcja alkoholu, niektórych kwasów organicznych i witamin, winiarstwo i wiele innych, opierają się na działaniu mikroorganizmów.

Antybiotyki są niezwykle ważne dla zdrowia człowieka. Są to specjalne substancje – produkty odpadowe niektórych bakterii i grzybów, które zabijają drobnoustroje chorobotwórcze. Dzięki antybiotykom wiele chorób można stosunkowo łatwo wyleczyć, choć wcześniej były one obarczone dużą śmiertelnością. Witaminy, tak niezbędne dla człowieka, produkowane są przez rośliny i niektóre mikroorganizmy.