Všetky metódy pestovania rastlín. Metódy šľachtenia rastlín – Knowledge Hypermarket

Otvorenie Hlavné metódy výberu

sú selekcia, hybridizácia (pomocou heterózy a cytoplazmatickej samčej sterility), polyploidia a mutagenéza.

Selekcia a jej tvorivá úloha Proces výberu je založený na umelý výber

- je výber skupiny jedincov na základe vonkajších, fenotypových charakteristík bez kontroly ich genotypu. Napríklad pri hromadnom alebo spontánnom výbere z celej populácie kurčiat jedného alebo druhého plemena sa nevykazujú vtáky s produkciou vajec 200 - 250 vajec, živou hmotnosťou najmenej 1,5 kg, určitou farbou. chovateľské inštinkty atď. sú ponechané na chov na farmách. Všetky ostatné kurčatá sú vyradené. V tomto prípade sa potomstvo každej sliepky a kohúta posudzuje iba podľa fenotypu. V dôsledku toho môže hromadná selekcia poskytnúť dobré výsledky iba vtedy, ak je koeficient dedičnosti hodnotných vlastností vybraných chovateľom vysoký.

Hromadná selekcia je najúčinnejšia pre kvalitatívne znaky riadené jedným alebo viacerými génmi. Málokedy je však úspešná pre polygénne znaky s nízkou mierou dedičnosti. V tomto prípade je potrebné použiť individuálny, prípadne metodický výber. O(podľa genotypu) sa získa a vyhodnotí potomstvo každej jednotlivej rastliny alebo zvieraťa v sérii generácií s povinnou kontrolou dedičnosti znakov, ktoré sú pre šľachtiteľa zaujímavé. V ďalších fázach selekcie sa používajú len tie jedince, ktoré viedli k najväčšiemu počtu potomkov s vysokou výkonnosťou. V dôsledku toho je možné hodnotiť dedičné vlastnosti jednotlivých jedincov, to znamená schopnosť prenášať vlastnosti na potomstvo.

Význam individuálneho výberu je veľký najmä v tých odvetviach poľnohospodárskej výroby, kde je možné získať veľké množstvo potomkov z jedného organizmu. Pomocou umelej inseminácie sa teda dá získať až 35 000 teliat od jedného býka pomocou hlbokého zmrazenia semena, ktoré sa uchováva na mnoho rokov. Preto teraz v mnohých krajinách sveta existujú spermie zvierat s cennými genotypmi.

Selekcia v chove je najúčinnejšia, keď sa kombinuje s určitými druhmi kríženia.

Metódy hybridizácie (typy kríženia) pri selekcii

Všetka rozmanitosť typov kríženia sa týka príbuzenského kríženia a kríženia. Príbuzenská plemenitba- je úzko príbuzný (vnútroplemenný alebo intravarietálny), a outbreeding- nepríbuzné (medziplemenné alebo medziodrodové) kríženie.

Pri príbuzenskej plemenitbe sa ako počiatočné formy používajú bratia a sestry alebo rodičia a potomkovia (otec - dcéra, matka - syn, bratranci a sesternice- sestry atď.). Tento typ kríženia sa používa v prípadoch, keď chcú preniesť väčšinu génov plemena do homozygotného stavu a v dôsledku toho upevniť ekonomicky cenné vlastnosti, ktoré sú zachované u potomkov. Takéto kríženie je do istej miery podobné samoopeleniu u rastlín, čo tiež vedie k zvýšenej homozygotnosti.

Zároveň sa pri príbuzenskej plemenitbe často pozoruje oslabenie zvierat a ich postupná degenerácia, spôsobená homozygotizáciou recesívnych alel. V tomto prípade dochádza k homozygotizácii pre gény, ktoré kontrolujú študovaný znak, čím rýchlejšie, čím bližšie príbuzné kríženia sa používajú na inbríding. Aby sa predišlo tomuto javu, je potrebné vykonať prísny výber jedincov s cennými ekonomickými vlastnosťami.

V rastlinách majú čisté línie aj zníženú životaschopnosť, čo je pravdepodobne spôsobené prechodom do homozygotného stavu všetkých recesívnych mutácií, ktoré sú hlavne škodlivé.

Čisté línie získané v dôsledku príbuzenského kríženia sa líšia nielen rôzne znaky, ale aj mierou zníženia životaschopnosti. Ak sa tieto čisté línie navzájom prekrížia, zvyčajne sa pozoruje účinok heterózy.

Nepríbuzné kríženie medzi jedincami rovnakého plemena alebo medzi jedincami rôzne plemená(kríženie) zvierat umožňuje zachovať vlastnosti alebo ich zlepšiť v rade nasledujúcich generácií krížencov. Outbreeding zvyšuje úroveň heterozygotnosti potomstva a heterogenitu populácie.

Polyploidia a vzdialená hybridizácia

Pri vytváraní nových odrôd rastlín túto metódu chovatelia široko používajú autopolyploidia, čo vedie k zvýšeniu veľkosti buniek a celej rastliny v dôsledku znásobenia počtu sád chromozómov. Nadbytok chromozómov navyše zvyšuje ich odolnosť voči patogénnym organizmom (vírusy, huby, baktérie) a množstvu ďalších nepriaznivých faktorov, ako je radiácia: ak dôjde k poškodeniu jedného alebo dokonca dvoch homológnych chromozómov, ostatné ostanú nedotknuté. Polyploidní jedinci sú životaschopnejší ako diploidní.

Asi 80% moderných kultúrnych rastlín sú polyploidy. Sú medzi nimi obilniny, zelenina a ovocie, citrusové plody, priemyselné, liečivé a okrasné rastliny, ktoré sú oveľa produktívnejšie ako pôvodné diploidné odrody. Triploidná cukrová repa sa teda od bežnej líši nielen vyššou úrodou vegetatívnej hmoty a väčšou veľkosťou okopanín, ale aj zvýšenou cukornatosťou, ako aj odolnosťou voči chorobám. Triploidy sú však sterilné, preto je potrebné získať hybridné semená zakaždým krížením diploidných a tetraploidných foriem. Úspešné riešenie tohto problému bolo uľahčené objavom samčej sterility v repe. Sterilita triploidných hybridov môže mať pozitívny vplyv na produkciu bezsemenných plodov, ako je hrozno a melón.

Hodnotné výsledky sa dosahujú využitím fenoménu alopolyploidie pri selekcii, ktorej základom je metóda vzdialená hybridizácia, teda kríženie organizmov patriacich k rôznym druhom a dokonca rodom. Získali sa napríklad medzidruhové polyploidné hybridy kapusty a reďkovky, raže a pšenice. Hybridizácia pšenice (Triticum) a raže (Secale) umožnila získať množstvo foriem spojených spoločným názvom triticale. Majú vysoké úrody pšenice a ozimnú odolnosť a nenáročnosť raže, odolnosť voči mnohým chorobám vrátane hrdze líniovej, ktorá je jedným z hlavných faktorov limitujúcich úrodu pšenice.

Ruský akademik N. V. Tsitsin získal na základe hybridizácie pšenice a pšeničnej trávy hybridy pšenice a pšenice s vysokými úrodami a odolnosťou proti poliehaniu. Vzdialené hybridy sú však zvyčajne sterilné. Je to spôsobené obsahom rôznych chromozómov v genóme, ktoré sa v meióze nekonjugujú. Na obnovenie plodnosti u medzidruhových hybridov v roku 1924 sovietsky genetik G.D. Karpechenko navrhol použiť zdvojnásobenie počtu chromozómov (polyploidia) vo vzdialených hybridoch.

G.D. Karpechenko krížil reďkovky a kapustu. Počet chromozómov v týchto rastlinách je rovnaký (2n = 18). V súlade s tým ich gaméty nesú 9 chromozómov. Hybrid kapusty a reďkovky má 18 chromozómov, ale je sterilný, keďže chromozómy kapusty a reďkovky sa v meióze nekonjugujú, takže proces tvorby gamét nemôže prebiehať normálne. V dôsledku zdvojnásobenia počtu chromozómov sa ukázalo, že sterilný hybrid má 36 chromozómov zložených z dvoch úplných diploidných sád reďkovky a kapusty. To vytvorilo normálne príležitosti pre meiózu; Chromozómy kapusty a chromozómy reďkovky boli navzájom konjugované. Každá gaméta niesla jednu haploidnú sadu reďkovky a kapusty (9 + 9 = 18). Zygota mala opäť 36 chromozómov; medzidruhový hybrid sa stal plodným. Z hľadiska fenotypu tento nový rastlinný organizmus spájal vlastnosti reďkovky a kapusty, napríklad v štruktúre struku.

Experimentálne získanie polyploidných zvierat je veľmi ťažké, preto sú takéto formy zvierat zriedkavé. Tak sa sovietskemu vedcovi genetikovi B.L. Astaurovovi podarilo získať polyploidnú formu medzidruhovou hybridizáciou priadka morušová. Dnes už existujú polyploidné ryby a vtáky (napríklad kurčatá), ale zavedenie polyploidných plemien zvierat do poľnohospodárskej praxe je otázkou budúcnosti.

Spontánna a indukovaná mutagenéza

Spontánne mutanty sa využívajú predovšetkým pri šľachtení rastlín. Na základe mutantu lupiny žltej bez alkaloidov sa tak získalo niekoľko odrôd sladkej lupiny, ktoré sa pestujú ako krmivo pre hospodárske zvieratá. Lupina, ktorá obsahuje alkaloidy, je na tento účel nevhodná, pretože ju zvieratá nejedia.

V ovocných plodinách je známy veľký počet mutantov, ktoré sa používajú ako nové odrody alebo pri hybridizácii s inými formami. Jeden z najznámejších spontánnych mutantov kukurice, nepriehľadný, vyznačujúci sa vysokým obsahom aminokyseliny lyzín v zrne, sa používa na vytváranie takzvaných vysokolyzínových hybridov kukurice.

V posledných desaťročiach sa v mnohých krajinách po celom svete začalo pracovať na získaní indukovaných mutantov. Röntgenovo indukované mutanty boli izolované v mnohých obilninách (jačmeň, pšenica, raž atď.). Vyznačujú sa nielen zvýšenou produktivitou, ale aj skrátenými výhonkami. Takéto rastliny sú odolné proti poliehaniu a pri strojovom zbere majú značné výhody. Krátka a pevná slamka navyše umožňuje ďalšiu selekciu na zvýšenie veľkosti klasu a hmotnosti semien bez obáv, že zvýšenie úrody zrna povedie k poliehaniu rastlín.

Indukovaná mutagenéza sa úspešne používa najmä pri selekcii mikroorganizmov.

Selekcia je veda o zlepšovaní individuálnych vlastností zvierat a rastlín potrebných pre človeka, ako aj o vývoji nových odrôd rastlín, plemien zvierat a kmeňov mikroorganizmov. Metódy šľachtenia rastlín sa používajú na vytváranie kultivovaných odrôd.

Výber

Väčšina rastlín, ktoré moderné ľudstvo konzumuje, je produktom selekcie (zemiaky, paradajky, kukurica, pšenica). Po niekoľko storočí ľudia pestovali divoké rastliny, od zberu k poľnohospodárstvu.

Smery výberu sú:

vysoká produktivita;
výživa rastlín (napríklad obsah bielkovín v pšenici);
zlepšená chuť;
odolnosť plodín voči poveternostným podmienkam;
skoré dozrievanie ovocia;
intenzita vývoja (napríklad „reakcia“ na hnojivá alebo zalievanie).

Ryža. 1. Porovnanie divej a poľnohospodárskej kukurice.

Selekcia vyriešila problémy s nedostatkom potravín a naďalej sa rozvíja, zavádza metódy genetického inžinierstva. Chovatelia nielen zlepšujú chuť a nutričnú hodnotu rastlín, ale tiež ich robia zdravými, bohatými na vitamíny a chemické prvky, dôležité pre metabolizmus.

Pre úspešnú selekciu je potrebné porozumieť zákonitostiam dedenia znakov, konkrétnemu vplyvu prostredia, morfologickej stavbe a metódam rozmnožovania kultúrnych rastlín.

Metódy

Hlavné metódy výberu sú:

TOP 4 článkyktorí čítajú spolu s týmto

Proces výberu je založený na- ľudský výber najcennejších plodín na šľachtenie;
hybridizácia- proces získavania potomkov krížením rôznych genetických foriem;
umelá mutagenéza- vykonávanie zmien v DNA.

Umelý výber zahŕňa dva typy – individuálny (podľa genotypu) a hromadný (podľa fenotypu).

V prvom prípade sú dôležité špecifické vlastnosti rastlín, v druhom sa vyberajú najviac prispôsobené jedince.

Existujú dva typy hybridizácie:

vnútrodruhové alebo úzko súvisiace - príbuzenská plemenitba;
vzdialené (medzidruhové) - outbreeding.

Klasické spôsoby šľachtenia rastlín sú popísané v tabuľke.

*Metóda*	*Podstata*	*Príklady*
Individuálny výber	Vykonávať vo vzťahu k samoopelivým rastlinám. Chov jednotlivých jedincov s požadovanými vlastnosťami a získavanie z nich vylepšených potomkov	Pšenica, jačmeň, hrášok
Hromadný výber	Vykonajte vo vzťahu ku krížovo opeľovaným rastlinám. Rastliny sa hromadne krížia. Z výsledného potomstva sa vyberú najlepšie exempláre a znova sa krížia. Môžu sa opakovať, kým sa nestiahnu potrebné vlastnosti rastliny	Slnečnica
Príbuzenská plemenitba	Vyskytuje sa, keď dôjde k samoopeleniu krížovo opelených rastlín. V dôsledku toho sa získajú čisté (homozygotné) línie na upevnenie výsledného znaku. Dochádza k poklesu životaschopnosti (príbuzenská depresia), pretože potomstvo postupne prechádza do homozygotného recesívneho stavu	Odrody hrušiek a jabloní
Outbreeding	Krížia sa rôzne druhy, potomkovia bývajú sterilní, lebo Pri krížení je meióza narušená a netvoria sa gaméty. V prvej generácii sa pozoruje účinok heterózy - nadradenosť potomkov nad rodičovskými formami v dôsledku tvorby heterozygotných génov. Čím sú rodičia vo vzťahu vzdialenejší, tým výraznejšie sa prejavuje heteróza.	Hybridy pšenice a raže (tritikale), ríbezlí a egrešov (yoshta)
Mutagenéza	Rastliny sú vystavené ionizujúcemu, laserovému žiareniu, chemickým alebo biologickým účinkom, výsledkom čoho sú mutácie. Najčastejšie sa týmto spôsobom rozvíja odolnosť voči chorobám a škodcom. Metóda bola vylepšená genetickým inžinierstvom - požadovaný gén je možné „zapnúť“ alebo „vypnúť“ manuálne bez straty ďalších užitočných vlastností	Odrody pšenice

Ryža. 2. Príklady hybridov.

Neúspešná skúsenosť s výberom - boľševník Sosnovského. Rastlina bola pestovaná ako krmivo pre hospodárske zvieratá. Neskôr sa však ukázalo, že nový boľševník ľahko preniká do ekosystémov, vytláča prírodné rastliny a obsahuje aj látky, ktoré zvyšujú citlivosť na ultrafialové žiarenie. Akonáhle sa šťava dostane na pokožku, spôsobuje spálenie od slnka.

Ryža. 3. boľševník Sosnovského.

Čo sme sa naučili?

Z lekcie sme sa dozvedeli, prečo je potrebná selekcia a aké metódy sa používajú pri šľachtení rastlín. Uvažovali sme o klasických selekčných metódach – individuálna a hromadná selekcia, vnútrodruhová a vzdialená hybridizácia, mutagenéza.

Test na danú tému

Vyhodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.6. Celkový počet získaných hodnotení: 317.

Samotný pojem „výber“ pochádza z latinského slova „výber“. Táto veda študuje spôsoby a metódy vytvárania nových a zlepšovania existujúcich skupín (populácií) organizmov používaných na podporu života ľudstva. Hovoríme o odrodách kultúrnych rastlín, plemenách domácich zvierat a kmeňoch mikroorganizmov. Hlavným kritériom je hodnota a stabilita nových charakteristík a vlastností v praktických činnostiach.

Šľachtenie rastlín a živočíchov: hlavné smery

Vysoké výnosy odrôd rastlín, plodnosť a produktivita plemien zvierat.
Kvalitatívne vlastnosti výrobkov. V prípade rastlín to môžu byť chuťové vlastnosti, vzhľad ovocie, bobule a zelenina.
Fyziologické príznaky. V rastlinách chovatelia najčastejšie venujú pozornosť prítomnosti precocity, odolnosti voči suchu, zimnej odolnosti, odolnosti voči chorobám, škodcom a nepriaznivým vplyvom klimatických podmienok.
Intenzívna cesta rozvoja. Pre rastliny je to pozitívna dynamika rastu a vývoja pri aplikácii hnojív, zalievania a pre zvieratá je to „platba“ za jedlo atď.

Výber v súčasnej fáze

Moderný výber zvierat, rastlín a mikroorganizmov s cieľom zvýšiť efektivitu nevyhnutne zohľadňuje potreby trhu s poľnohospodárskymi produktmi, čo je dôležité najmä pre rozvoj špecifického odvetvia konkrétnej výroby. Napríklad pečenie chleba vysoká kvalita, S dobrú chuť, elastická striedka a chrumkavá drobivá kôrka by mala byť vyrobená zo silných (sklovitých) odrôd mäkkej pšenice, ktoré obsahujú veľké množstvo proteín a elastický lepok. Vyššie triedy sušienok sa vyrábajú z múčnych odrôd mäkkej pšenice, zatiaľ čo odrody tvrdej pšenice sú najvhodnejšie na výrobu cestovín.

Napodiv, výber zvierat a mikroorganizmov spolu súvisia. Faktom je, že výsledky tohto sa používajú pri biologickej kontrole patogénov u zvierat, ako aj rôznych odrôd pestovaných rastlín.

Pozoruhodným príkladom výberu založeného na zohľadnení potrieb trhu je kožušinový chov. Pestovanie kožušinových zvierat, ktoré sa líšia rôznymi genotypmi zodpovednými za farbu a odtieň srsti, závisí od módnych trendov.

Teoretické základy

Vo všeobecnosti by sa výber mal vyvíjať na základe zákonov genetiky. Práve táto veda, ktorá študuje mechanizmy dedičnosti a variability, umožňuje rôznymi vplyvmi ovplyvňovať genotyp, od ktorého zasa závisí súbor vlastností a charakteristík organizmu.

Taktiež metodológia pri výbere využíva výdobytky iných vied. Ide o systematiku, cytológiu, embryológiu, fyziológiu, biochémiu, molekulárnu biológiu a biológiu individuálneho vývoja. Vďaka vysokej miere rozvoja uvedených oblastí prírodných vied sa otvárajú nové perspektívy v chovateľstve. Už dnes dosahujú výskumy v oblasti genetiky nová úroveň, kde je možné cielené modelovanie potrebných charakteristík a vlastností plemien zvierat, odrôd rastlín a kmeňov mikroorganizmov.

Rozhodujúcu úlohu v procese riešenia chovateľských problémov zohráva genetika. Umožňuje s využitím zákonov dedičnosti a premenlivosti plánovať výberový proces tak, aby zohľadňoval zvláštnosti dedičnosti špecifických vlastností.

Výber zdrojového genetického materiálu

Selekcia zvierat, rastlín a mikroorganizmov môže byť účinná len vtedy, ak sa starostlivo vyberie východiskový materiál. To znamená, že správny výber počiatočných plemien, odrôd, druhov je určený štúdiom ich pôvodu a vývoja v kontexte tých vlastností a charakteristík, ktoré je potrebné obdarovať navrhovaným hybridom. Pri hľadaní požadovaných foriem sa berie do úvahy celý globálny genofond v prísnom poradí. Preto je prioritou používať lokálne formy s potrebnými charakteristikami a vlastnosťami. Ďalej sú priťahované formy, ktoré rastú v iných geografických alebo klimatických zónach, to znamená, že sa používajú metódy introdukcie a aklimatizácie. IN posledná možnosť uchýliť sa k metódam experimentálnej mutagenézy a genetického inžinierstva.

Chov zvierat: metódy

V tejto oblasti vedy sa vyvíjajú a študujú najúčinnejšie metódy na šľachtenie nových plemien domácich zvierat a zlepšenie existujúcich.

Selekcia zvierat má svoje špecifiká, čo je dané tým, že zvieratá nemajú schopnosť vegetatívneho a nepohlavného rozmnožovania. Vyznačujú sa iba sexuálnym rozmnožovaním. Z tejto okolnosti tiež vyplýva, že na splodenie potomstva musí jedinec dosiahnuť pohlavnú dospelosť, a to ovplyvňuje načasovanie výskumu. Taktiež možnosti selekcie sú obmedzené tým, že potomkov jedincov je spravidla málo.

Hlavné metódy šľachtenia nových plemien zvierat, ako aj odrôd rastlín, možno nazvať výberom a hybridizáciou.

Výber zvierat zameraný na vývoj nových plemien najčastejšie využíva skôr individuálny výber ako hromadný výber. Je to spôsobené tým, že starostlivosť o ne je v porovnaní so starostlivosťou o rastliny viac individualizovaná. Najmä asi 10 ľudí sa stará o dobytok pozostávajúci zo 100 zvierat. Zatiaľ čo v oblasti, kde rastú stovky a tisíce rastlinných organizmov, pracuje od 5 do 8 chovateľov.

Hybridizácia

Jednou z popredných metód je hybridizácia. V tomto prípade sa výber zvierat uskutočňuje prostredníctvom príbuzenského kríženia, nepríbuzného kríženia a vzdialenej hybridizácie.

Príbuzenská plemenitba sa vzťahuje na hybridizáciu jedincov, ktorí patria k rôznym plemenám toho istého druhu. Táto metóda umožňuje získať organizmy s novými vlastnosťami, ktoré potom možno použiť v procese šľachtenia nových plemien alebo zdokonaľovania starých plemien.

Pojem „príbuzenská plemenitba“ pochádza z anglické slová, čo znamená „v rámci“ a „chov“. To znamená, že sa uskutočňuje kríženie jedincov patriacich do blízko príbuzných foriem jednej populácie. V prípade zvierat hovoríme o inseminácii blízko príbuzných organizmov (matka, sestra, dcéra a pod.). Účelnosť príbuzenskej plemenitby je založená na skutočnosti, že pôvodná forma konkrétneho znaku je rozložená na množstvo čistých línií. Zvyčajne majú zníženú životaschopnosť. Ak sa však tieto čisté línie následne navzájom prekrížia, bude pozorovaná heteróza. Ide o jav, ktorý sa vyznačuje výskytom zvýšenia určitých charakteristík u hybridných organizmov prvej generácie. Ide najmä o vitalitu, produktivitu a plodnosť.

Výber zvierat, ktorých metódy majú dosť široké hranice, využíva aj vzdialenú hybridizáciu, čo je proces priamo opačný k príbuzenskej plemenitbe. V tomto prípade sú jednotlivci krížení rôzne typy. Cieľom vzdialenej hybridizácie je získať zvieratá, ktoré budú rozvíjať cenné úžitkové vlastnosti.

Príklady zahŕňajú kríženie osla a koňa, jaka a túry. Treba poznamenať, že hybridy často neprodukujú potomstvo.

Výskum M. F. Ivanova

Slávny ruský vedec M. F. Ivanov sa od detstva zaujímal o biológiu.

Selekcia zvierat sa stala predmetom jeho výskumu, keď študoval znaky mechanizmov variability a dedičnosti. Keďže sa o túto tému vážne zaujímal, M.F. Ivanov následne vyvinul nové plemeno ošípaných (biela ukrajinská). Vyznačuje sa vysokou produktivitou a dobrou prispôsobivosťou klimatickým podmienkam. Na kríženie bolo použité miestne ukrajinské plemeno, dobre prispôsobené životným podmienkam v stepi, ale s nízkou produktivitou a nízkou kvalitou mäsa a anglickým biele plemeno, ktorá má vysokú produktivitu, ale nie je prispôsobená existencii v miestnych podmienkach. Boli použité metodické techniky inbrídingu, nepríbuzného kríženia, individuálneho hromadného výberu a výchovy v podmienkach zadržania. V dôsledku dlhodobej starostlivej práce sa dosiahol pozitívny výsledok.

Perspektívy rozvoja chovu

V každej etape vývoja je zoznam cieľov a zámerov šľachtenia ako vedy určený špecifickými požiadavkami poľnohospodárskej a živočíšnej techniky, etapou industrializácie rastlinnej a živočíšnej výroby. Pre Ruskej federácie Je veľmi dôležité vytvárať odrody rastlín a plemená zvierat, ktoré si zachovávajú svoju produktivitu v rôznych klimatických podmienkach.

Spôsoby šľachtenia rastlín a zvierat, selekcia a hybridizácia, formy selekcie

Úvod

1. Formy výberu

2. Spôsoby selekcie a hybridizácie pri selekcii samoopelivých rastlín.

Záver

Referencie

ÚVOD

Selekcia je veda o vývoji nových odrôd rastlín a plemien zvierat a zlepšovaní existujúcich. Jeho názov pochádza z latinského slova selectio - výber a správne odráža hlavnú črtu výberu; rôzne formy selekcie sú hlavným základom pre činnosť všetkých chovateľov. Vzniku selekcie ako samostatnej vedy predchádzala praktická selekcia, ktorá sa dlho uskutočňovala čisto empiricky a spočiatku dokonca úplne nevedome.

Šľachtenie rastlín je jedným z prvých úspechov človeka. Selekcia začala, keď ľudia začali domestikovať rastliny, pestovať ich v kontrolovaných podmienkach a vyberať tie formy, ktoré poskytovali spoľahlivý zdroj potravy. Toto primitívne šľachtenie rastlín, podobne ako chov zvierat, bolo čoraz produktívnejšie a okolo týchto zdrojov potravy sa postupne usadili skupiny ľudí. S rozvojom dedín a miest narastal počet pracovných síl a ľudia si už mohli nájsť čas na praktizovanie umenia a náboženstva. Jedna z najdôležitejších fáz prechodu človeka od nomádskeho, prevažne individualistického spôsobu života ku komplexne organizovanej spoločnosti, ktorá dnes existuje, je teda spojená s domestikáciou rastlín a zvierat. Takmer všetky moderné potravinárske plodiny sú priamym výsledkom ľudskej činnosti počas éry primitívneho poľnohospodárstva.

V tomto ranom štádiu výber prebiehal pomaly a jeho úspech bol náhodný. Až do začiatku dvadsiateho storočia zostal umením, nie vedou. Mendelovské zákony dedičnosti neboli objavené a použité v šľachtení rastlín. Napriek tomu však bude výber vždy do istej miery umením. Ako umenie je výber založený na znalosti samotnej rastliny, jej morfologických vlastností a reakcií na podmienky prostredia.

Šľachtenie rastlín je ako veda založené na princípoch genetiky. Genetika vysvetlila dedičnosť a jej zákony umožnili vopred predvídať výsledky selekcie. Spočiatku sa pozornosť genetikov sústreďovala na gény ovplyvňujúce kvalitatívne znaky: farba, morfologické znaky, odolnosť voči chorobám. Neskôr začali genetici študovať kvantitatívne znaky: výnos, výšku rastlín, skorú zrelosť a iné.

Selekcia rastlín a živočíchov je formou evolúcie, ktorá sa v mnohých ohľadoch riadi rovnakými princípmi ako evolúcia druhov v prírode, avšak s jedným dôležitým rozdielom: prirodzený výber je aspoň čiastočne nahradený vedomým výberom zo strany ľudí.

Hlavnými metódami selekcie sú selekcia a hybridizácia spolu s novými metódami založenými na výdobytkoch genetiky: metóda šľachtenia samoopelených línií a následná produkcia lineárnych hybridov, metóda experimentálnej polyploidie a metóda experimentálnej mutagenézy. Uskutočniteľnosť aplikácie určitých metód výberu na určité živé organizmy do značnej miery závisí od metód ich reprodukcie. Ide o samoopelivé, krížovo-opelivé, vegetatívne rozmnožované rastliny, živočíchy a mikroorganizmy.

1. FORMY VÝBERU

Selekcia ako veda bola vytvorená prácami Charlesa Darwina (1809-1882), ktorý vykonal dôkladný rozbor činnosti chovateľov a na základe tejto analýzy vytvoril doktrínu umelého výberu. Darwinova kniha „Pôvod druhov prostredníctvom prirodzeného výberu, alebo zachovanie zvýhodnených plemien v boji o život“ vyšla 24. novembra 1859 a tento dátum sa považuje za čas vzniku selekcie ako vedy, od r. doktrína umelého výberu bola podrobne popísaná práve v tomto Darwinovom diele.

Darwin identifikoval tri formy selekcie, ktoré prebiehajú v kultúrnych rastlinách a domácich zvieratách: metodický, nevedomý a prirodzený výber. Prirodzený výber vytvoril tie formy rastlín a živočíchov, ktoré boli potom človekom zavedené do kultúry a podrobené domestikácii a pokračovali a pôsobia na ne aj po ich domestikácii človekom. Tento vplyv prírodného výberu nastáva proti vôli a túžbe človeka, spôsobuje zmeny spojené s adaptáciou na nové podmienky, ktoré si človek vytvára v procese domestikácie. Mnohé znaky rastlinných odrôd a plemien zvierat, často pre človeka úplne nežiadúce, vznikli práve týmto vplyvom prirodzeného výberu. Nevedomá selekcia bola vykonaná človekom už dávno a prejavovala sa v zachovaní najlepších exemplárov pre kmeň a zničení najhorších, bez vedomého zámeru vyšľachtiť vylepšené plemeno. Mnohé vlastnosti domácich zvierat sa vytvárajú v dôsledku takéhoto nevedomého výberu, ktorý sa vykonáva počas desiatok tisíc rokov. Metodický výber sa od nevedomého výberu líši tým, že človek sa vedome a systematicky snaží zmeniť plemeno (odrodu) smerom k známemu a vopred stanovenému ideálu.

V staroveku a dnes medzi ekonomicky zaostalými národmi mal a má metodologický výber pomerne primitívnu podobu, no už v starom Ríme nadobudol pomerne zložitý a dokonalý charakter. Metodický výber dostal najrozšírenejšiu a najdokonalejšiu podobu po rozvoji kapitalistických vzťahov v r poľnohospodárstvo niektoré západoeurópske krajiny. V týchto krajinách sa rozšírili poľnohospodárske výstavy, na ktorých najlepší predstavitelia plemien a odrôd získali hodnotné ceny a zlaté medaily, čo sa stalo veľmi výnosným podnikaním a vo veľkom rozsahu sa konalo v mnohých podnikoch a firmách a nadobudlo priemyselný charakter.

Výsledkom bolo, že v krátkom období (menej ako 100 rokov) sa dosiahli vynikajúce úspechy v zdokonaľovaní kultúrnych rastlín a zvierat a nové plemená vyšľachtené v Anglicku nielenže výrazne zvýšili produktivitu poľnohospodárstva, ale boli tiež veľmi žiadané na medzinárodnom poli. trhu a prinieslo veľké zisky anglickým chovateľom a chovateľom. V tom istom období bolo vo Francúzsku vyšľachtené nové plemeno oviec s jemnou vlnou a v Rusku vyvinul A. T. Bolotov nové odrody jabloní.

Techniky a metódy vyvinuté jednotlivými chovateľmi na zabezpečenie maximálnej účinnosti umelého výberu. toto:

správny výber východiskového materiálu pre chov;

správne nastavenie cieľov výberu;

vykonávanie selekcie v pomerne širokom meradle a možno aj prísnejšia interpretácia materiálu vo všetkých fázach výberu;

výber iba pre jednu hlavnú nehnuteľnosť a nie pre viacero naraz.

Doktrína umelého výberu slúžila ako teoretický základ pre praktickú činnosť celej jednej generácie chovateľov a výrazne zvýšila efektivitu ich práce. Najmä učenie Charlesa Darwina malo teda silný vplyv na činnosť najväčšieho ruského šľachtiteľa v oblasti šľachtenia ovocných a bobuľových plodín I. V. Mičurina, ktorý vyvinul odrody, ktoré majú veľký hospodársky význam pre centrálnu zónu nášho krajine.

2. METÓDY INDIVIDUÁLNEHO VÝBERU A HYBRIDIZÁCIE V ŠLECHTEĽENÍ SAMOPEĽOVACÍCH RASTLÍN. DIELA A. P. SHEKHURDINA A V. N. MAMONTOVEJ

Medzi kultúrnymi rastlinami je veľká skupina samoopelivých rastlín, ktoré majú rôzne úpravy podporujúce samoopelenie a zabraňujúce možnosti krížového opelenia. Jačmeň, pšenica a ovos majú teda neopadavé alebo kleistogamné kvety, v ktorých často dochádza k samoopeleniu ešte predtým, ako sa ucho vynorí z pošvy. V bavlnke tvoria vlákna tyčiniek stĺp, cez ktorý sa piestik, ktorý dosiahol zrelosť, pohybuje dopredu a zachytáva peľ. Existujú aj iné úpravy neustáleho samoopelenia. Prevaha samoopelenia zanecháva ostrý odtlačok v biológii reprodukcie, fyziológii a genotypových charakteristikách takýchto rastlín. Selfing spôsobuje, že všetky recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu. Prospešné zmeny sa upevnia a rozšíria, kým škodlivé sa zničia. Výsledkom je, že v genofonde samoopeľovačov nie sú žiadne škodlivé (smrtiace alebo pololetálne) gény; zároveň samoopeľovače nepociťujú heterózu (hybridnú silu) spojenú s heterozygotnosťou.

Populácie samoopelivých rastlín, vznikajúce pod vplyvom prirodzeného výberu a nevedomého umelého výberu, sú komplexné zmesi rôznych homozygotných línií.

Metodický výber mal spočiatku formu hromadného výberu a spočíval v izolácii, uchovaní a použití semien najlepších rastlín na siatie a použití tých priemerných a najhorších na spotrebiteľské účely.

Činnosť prvých šľachtiteľských staníc a semenárskych spoločností začala hromadným výberom uskutočňovaným v rámci miestnych odrôd. Špecializovaní chovatelia vykonávali selekciu vo veľkom meradle a starostlivo, na veľké množstvo ekonomicky cenných vlastností. Výsledkom bolo, že šľachtenie miestnych odrôd nastalo oveľa rýchlejšie a odrody vytvorené hromadným výberom výrazne prevyšovali pôvodné miestne v množstve ekonomicky cenných vlastností.

Takéto plemenné odrody sa však vo svojich hlavných charakteristikách kvalitatívne nelíšili od miestnych. Rovnako ako miestne odrody boli zmesou mnohých rôznych homozygotných línií, neboli dostatočne jednotné a pomerne rýchlo „degenerovali“ v dôsledku zvýšenej reprodukcie línií s menej hodnotnými vlastnosťami. Tieto nevýhody odrôd získaných hromadným výberom už dlho nútili šľachtiteľov hľadať iné spôsoby výberu samoopelivých rastlín.

Ešte pred publikovaním prác Charlesa Darwina anglický šľachtiteľ Le Couteur (1836) úspešne aplikoval individuálny výber založený na produkcii a rozmnožovaní potomstva z jednotlivých vybraných rastlín. Ale túto metódu doviedol do extrému; Hľadal nielen najlepšie rastliny, ale aj najlepšie klasy na najlepších rastlinách a najlepšie zrná na najlepších klasoch. To značne skomplikovalo výber a na dlhý čas oddialilo jeho použitie pri výbere samoopelivých rastlín. Hjalmar Nilsson (1901) odstránil extrémy Le Couteura a zameral sa na výber jednotlivých najlepších rastlín na základe toho, že všetky semená v rámci jednej rastliny v samoopelivých rastlinách sú dedične ekvivalentné, a individuálny výber v tejto forme urobil hlavnou metódou šľachtiť samoopelivé rastliny.

Individuálny výber v samoopelivých rastlinách umožňuje rozdeliť pôvodnú miestnu odrodu na jednotlivé homozygotné línie, navzájom ich porovnať, vybrať z nich ekonomicky najcennejšie a potom rozmnožiť tie najlepšie na použitie ako najlepšie odrody.

Odrody vyvinuté individuálnym výberom sa kvalitatívne líšia od miestnych populačných odrôd a šľachtiteľských odrôd získaných hromadným výberom. Sú vysoko jednotné a stabilné a nebezpečenstvo degenerácie pri dlhodobom rozmnožovaní bez dodatočnej selekcie je minimálne. Výskum V.I.Johansena a jeho doktrína čistých línií vytvoril teoretický základ pre metódu individuálnej selekcie, po ktorej sa táto metóda nazývaná linátová selekcia veľmi rozšírila vo všetkých krajinách sveta. Individuálny výber je nevyhnutný aj dnes, keď je potrebné vylepšiť miestnu odrodu izoláciou čistých línií, ktoré sú z ekonomického hľadiska najcennejšie.

Systém individuálneho výberu v Rusku možno znázorniť takto. Semená pôvodnej miestnej odrody sa vysievajú za čo najjednotnejších podmienok v zdrojovej škôlke. V tejto škôlke sa rastliny sledujú, vyberajú sa tie najlepšie a z každej sa zbierajú semená jednotlivo. Ďalší rok sa vysievajú vo výberovej škôlke prvého ročníka na samostatné pozemky, pozemky sa navzájom porovnávajú, najhoršie sa vyraďujú a semená z najlepších tvoria semenný fond výberovej škôlky druhého ročníka. V tejto škôlke sa najlepšie rodiny porovnávajú aj na samostatných pozemkoch (v 2-3 replikách), najhoršie sa vyraďujú a semená najlepších sa premiestňujú na predbežné testovanie odrody, kde sa vysievajú vo väčšom počte replikátov ako v chovnej škôlke. Semená najvýraznejších čeľadí môžu byť okamžite presunuté do konkurenčného testovania odrôd staníc, ktoré potom zahŕňa semená čeľadí, ktoré v predbežnom testovaní odrody dopadli najlepšie.

Potomkovia rodín, ktoré sa ukázali ako najlepšie v konkurenčnom testovaní odrôd, sa považujú za nové odrody, pomenujú sa a prenesú sa do Štátnej odrodovej siete. Odrody, ktoré tu úspešne prešli trojročným testom, sa môžu používať v určitých regiónoch krajiny.

Úspešnosť takéhoto výberu závisí najmä od kvality pôvodnej miestnej odrody, rozsahu výberu v škôlkach a správnosti vyraďovania vo všetkých fázach výberového procesu. Takáto selekcia nevytvára nové odrody, ale iba identifikuje existujúce.

V mnohých prípadoch šľachtitelia stoja pred úlohou vyvinúť nové odrody samoopelivých rastlín, ktoré majú vlastnosti, ktoré u miestnych populačných odrôd chýbajú. V takýchto prípadoch je potrebné použiť iné metódy výberu.

Jednou z takýchto metód je systematická selekcia založená na krížení počiatočných foriem, z ktorých každá má vlastnosti požadované chovateľom. Toto je metóda hybridizácie. Aplikáciu a vývoj hybridizačnej metódy možno ilustrovať na práci známych šľachtiteľov našej krajiny A.P. Shekhurdina a V.N Mamontovej, ktorí celý svoj život zasvätili práci v oblasti šľachtenia jarnej pšenice na Šľachtiteľskej pokusnej stanici Saratov (dnes Výskum. Poľnohospodársky inštitút juhovýchodu).

A.P. Shekhurdin prišiel pracovať na experimentálnu stanicu od prvých dní jej organizácie, pričom mal za sebou len nižšiu poľnohospodársku školu. (Je jedným z jeho veľká rodina, ktorý má päť detí, získal vzdelanie). A.P. Shekhurdin, ktorý zažil nedostatok vzdelania, vo veku 36 rokov absolvoval večernú školu a vstúpil do Saratovského poľnohospodárskeho inštitútu. O štyri roky neskôr zmaturuje a získa diplom agronóma, hoci ním už dávno je. Napriek osobným ťažkostiam (manželka A.P. Shekhurdina zomrela v ťažkých rokoch občianskej vojny a on zostal sám s tromi deťmi) naďalej aktívne pracoval a spolu s G.K. Meisterom sa stal autorom špeciálnej metódy výberu – komplexnej krokovej hybridizácia .

Táto metóda spočíva v krížení dvoch vzdialených geografických foriem, ktoré sa od seba odlišujú množstvom ekonomicky hodnotných znakov, vo veľkom meradle sa uskutočňuje výber medzi hybridmi starších generácií a vytvára sa tak nová odroda, ktorá spája pozitívne vlastnosti pôvodných foriem. Táto odroda sa potom používa ako jeden z rodičov na kríženie so vzdialenou formou, ktorá má ekonomicky cenné znaky, ktoré jej chýbajú. Výberom vykonávaným vo veľkom rozsahu sa vyberá odroda, ktorá spája pozitívne vlastnosti rodičovských foriem. Táto odroda sa opäť využíva ako jeden z rodičov na kríženie s od nej vzdialenou formou a pod. Takouto postupnou hybridizáciou dochádza k neustálemu zdokonaľovaniu novovyšľachtených odrôd, ktoré neustále získavajú nové a nové pozitívne ekonomicky hodnotné vlastnosti. Prostredníctvom postupnej hybridizácie vyvinul A.P. Shekhurdin v roku 1937 odrodu mäkkej pšenice, sklovitá-1 (albidum 1264), v tom čase bezprecedentnú, ktorá mala kvalitu cestovín, obilnín a iných zŕn podobné vlastnostiam zrna tvrdej pšenice a dokonca prevyšovala ich. Táto odroda slúžila ako východiskový bod pre vytvorenie veľkej skupiny nových odrôd silnej mäkkej pšenice, ktorú získal samotný A. P. Shekhurdin a V. N. Mamontova a ich študenti.

V roku 1936 získal A.P. Shekhurdin za vynikajúce služby pri vývoji výberu a vytváraní odrôd jarnej pšenice akademický titul doktora poľnohospodárskych vied av roku 1945 sa stal profesorom, v roku 1946 - oceneným vedcom RSFSR (bol udelil Leninov rád, dva rády Červeného praporu práce a v roku 1942 (vojnový rok) za vytvorenie odrôd jarnej pšenice, ktoré boli vysoko výnosné a odolné voči hrdzi listov, získal titul A. P. Shekhurdin. laureáta štátnej ceny.

Ale bola tu ešte jedna negatívna stránka tohto titánskeho diela, ktoré našlo uznanie. Každý, kto poznal A.P. Shekhurdina, bol ohromený jeho nevyčerpateľnou pracovitosťou. Jeho pracovný deň sa často začínal pred východom slnka a končil neskoro večer. Sedel celé hodiny v laboratóriu a zbieral obilie. Výsledok jeho práce je nasledovný: pod jeho vedením bolo vyvinutých viac ako 28 odrôd jarnej pšenice, len počas vojnových rokov - 4 nové odrody. Pred Veľkou vlasteneckou vojnou zaberali 10 miliónov hektárov odrody vyšľachtené Shekhurdinom, čo predstavovalo 44 % všetkých plôch osiatych jarnou pšenicou v krajine. V roku 1977 plocha, ktorú zaberali odrody získané v Saratove, predstavovala viac ako 27 miliónov hektárov.

Takto o A.P.Šekhurdinovi hovoril riaditeľ saratovskej experimentálnej stanice: „...Špecialista A.P.Šekhurdin je človek vzácnych vedomostí a výnimočných talentov, obetavý pracovník a zároveň úžasne skromný človek. Celý jeho život je selekcia pšenice, neutíchajúca túžba poskytovať tie najlepšie a najdokonalejšie odrody pre poľnohospodárstvo...“

Samotný A.P. Shekhurdin rozlišoval tri etapy svojej vedeckej činnosti: od roku 1911 do roku 1918, keď chovatelia používali najmä metódu individuálneho výberu; od roku 1918 do roku 1927, kedy sa metóda hybridizácie stala dominantnou; od roku 1927 a podmienečne až do roku 1933 sa uskutočnil vývoj metódy komplexnej postupnej hybridizácie. Táto metóda sa používa dodnes; stala sa korunou Shekhurdinovej vedeckej činnosti a dala poľnohospodárstvu mnoho vynikajúcich odrôd.

V prvej etape prác boli metódou individuálneho výberu získané nové odrody z miestnych krajinských rás. V práci bolo analyzované veľké množstvo rastlín. Pracovnú náročnosť práce dokazuje nasledujúca skutočnosť: na vývoj iba jednej odrody, Lutescens-62, bolo niekoľko rokov študovaných a testovaných potomstvo 15 000 jednotlivých rastlín.

Shekhurdinove prirodzené pozorovacie schopnosti boli veľmi užitočné: všimol si tie najmenšie zmeny, ktoré boli neprístupné ani skúsenému oku. Druh odrody vedel určiť nielen podľa klasu, jeho tvaru, šupín, ale aj podľa zrna sa celé hodiny túlal medzi svojimi úrodami so zápisníkom, kontroloval zrno zrakom a všetkými ostatnými metódami hrýzal na kúsky; .

Výsledkom individuálneho výberu najsilnejších rastlín („elita“), na základe miestnej odrody Poltavka, bola vybraná známa odroda Lutescens-62 a dve odrody vtedy vzácnej formy s bielym zrnom - Albidum-604 a Albidum. -721. Z miestnej odrody Selivanovsky Rusak bola rovnakým spôsobom vyšľachtená odroda tŕnitej mäkkej pšenice Erythrospermum-341 z Bieleho Turka, v roku 1929 vznikla odroda tvrdej pšenice Gordeiforme-432. Tieto odrody boli odolnejšie voči suchu ako miestne. Ich produktivita je o 10-26% vyššia.

Okrem toho zrno Albidum-604 malo mimoriadne vysokú kvalitu mletia múky a pečenia.

Z vyšľachtených odrôd mala veľký hospodársky význam najmä odroda Lutescens-62.

A.P. Shekhurdin a jeho kolegovia dokonale pochopili, že pomocou selekčnej metódy nie je možné vyvinúť odrody so zložitým súborom cenných biologických a ekonomických vlastností. Šľachtitelia dospeli k záveru, že na vytvorenie pokročilejších odrôd by sa mala použiť nová metóda hybridizácie v kombinácii s individuálnym riadeným výberom.

V procese práce A.P. Shekhurdin vyvinul metodiku a techniku umelého kríženia; si všimol a v praxi dokázal, že kvety je lepšie opeľovať nie predtým nazbieraným peľom, ale priamo z dozretých prašníkov otcovských klasov v momente, keď je peľ najviac životaschopný. A.P. Shekhurdin ako prvý v histórii domácej selekcie uskutočnil pôvodné kríženia: vnútrodruhové kríženia - medzi blízkymi odrodami pšenice, medzidruhové kríženia - skrížil tvrdú pšenicu s mäkkou pšenicou a dokonca aj medzirodové kríženia - skrížil pšenicu s ražou, pšeničnou trávou, pšeničná tráva, ktorá v podstate vykonáva vzdialenú hybridizáciu. V tomto čase bola pomenovaná jeho študentka a nástupkyňa Valentina Nikolaevna Mamontova, absolventka vyšších ženských poľnohospodárskych kurzov. I. A. Stebuta v Petrohrade.

Následne, podobne ako A.P. Shekhurdin, V.N. Mamontova absolvovala v neprítomnosti Saratovský poľnohospodársky inštitút, Valentina Nikolaevna získala akademický titul kandidáta a doktora vied bez obhajoby dizertačnej práce - za vývoj nových odrôd pšenice.

Za odrody Saratovskaya-29, 210, 35 a 38 v roku 1968 získala V. G. Mamontova Leninovu cenu. V roku 1965 za veľký úspech vo výbere a produkcii semien a v súvislosti so 70. výročím narodenia Mamontova bol V.N ocenený titulom Hrdina socialistickej práce, bol jej udelený titul čestného občana Saratova.

Ak sa však vrátime do obdobia 20. rokov, môžeme hovoriť o takýchto úspechoch: kontinuálnym výberom z ôsmej generácie kríženia tvrdej bielej pšenice s mäkkou poltavskou pšenicou vznikli odrody sarrubra (saratovská červená) a sarroza (saratovská ružová). Tieto odrody prevyšovali materské formy úrodou o 2-2,5 kg na hektár a boli jedinečné kvalitou surovín.

V roku 1935 akademik N.I. Vavilov napísal: „Z najväčších praktických úspechov stanice Saratov si všimneme hybrid tvrdej a mäkkej pšenice Sarrubra, získaný krížením Poltavky a Bieleho Turka. Tento hybrid v súčasnosti zaberá státisíce hektárov pestovania a je najväčším praktickým úspechom vo svete medzidruhovej hybridizácie.“

Použitím metódy konvenčnej hybridizácie si Shekhurdin a jeho spolupracovníci uvedomili, že napriek značnému objemu a dlhému obdobiu hybridizačných prác jednotlivé kríženia stále mierne zvýšili úrodu a odolnosť voči suchu.

Pomocou opakovaného kríženia hybridov s jednou z najlepších rodičovských odrôd alebo s inou hodnotnou formou tak Shekhurdin vyvinul metódu komplexnej postupnej hybridizácie. Osobitný význam tu mal výber rodičov novej odrody. Takto vznikli vynikajúce odrody Albidum-43, Albidum-24, Saratovskaya-210, Saratovskaya-29, Saratovskaya-36, Saratovskaya-38, Saratovskaya-39.

Nové odrody sa priaznivo líšili od rodičovských foriem, napríklad Albidum-43, v priemere za 20 rokov prekročila úrodu materskej odrody o 35%, dozrieva o 4-5 dní skôr ako Poltavka a Lutescens-62.

Použitie komplexnej metódy postupnej hybridizácie prináša hmatateľné výsledky, ale tento proces môže byť veľmi dlhý. Odroda Albidum-43 teda vstúpila do výroby 33 rokov po začatí prác a bola získaná zložitým postupným krížením 12 foriem.

A.P. Shekhurdin a jeho spolupracovníci široko využívali kríženie geograficky vzdialených foriem. Prvé takéto kríženie sa uskutočnilo už v roku 1913 spojením pšenice Grekum, pôvodom zo Strednej Ázie, a miestnej odrody Poltavka. Rovnakým spôsobom vzniklo množstvo vysokoúrodných odrôd jarnej pšenice. Kanadské pšenice ako Kitchener a Marquis boli krížené s miestnymi vyšľachtenými odrodami, najcennejšie zo získaných odrôd boli Lutescens-758 a Saratovskaya-33, ktoré majú silnú slamu a v zavlažovaných podmienkach nepoliehajú s úrodou 30-35 centov na jednu; hektár.

Veľká pozornosť bola venovaná vývoju odrôd odolných voči hubovým chorobám – prašivcovi a klobúčkovi, hnedej, hrdzi roztočovej a stonkovej, múčnatke. Po smrti A.P.Šekhurdina (1951) v jeho výskume úspešne pokračovala V.N. Vo svojej šľachtiteľskej práci plodne využívala vzdialenú hybridizáciu a metódu krokovej hybridizácie. V ťažkom období roku 1948, keď bola metóda postupnej hybridizácie ostro kritizovaná, preukázala veľkú pevnosť a integritu a pokračovala v práci týmto smerom. Vďaka tomu sa jej podarilo získať 13 veľmi cenných nových odrôd jarnej pšenice, ktoré v roku 1964 zaberali plochu 16,5 milióna hektárov. A v 70. rokoch. pšenica chovaná Shekhurdin a Mamontova zaberala 21 miliónov hektárov polí krajiny. To sa ešte nikdy nestalo. Prvé obrovské toky obilia z panenských krajín Kazachstanu pochádzali práve z odrody, ktorá dostala svetoznáme meno - Saratovskaya-29. Stala sa tak populárnou nielen preto, že produkuje vysoké výnosy a odoláva suchým podmienkam veterných stepí. Obsah bielkovín v obilí v priaznivých rokoch dosahuje obrovské číslo - 21%. Chlieb vyrobený z múky je vysoký a nadýchaný. Medzi silnými pšenicami nemá Saratovskaya-29 z hľadiska kvality múky obdobu.

Podľa referenčnej knihy: pšenica sa považuje za vynikajúcu, ak sila múky presahuje 400 joulov, dobrá, ak je toto číslo 350 – 400 joulov, a slabá, ak je nižšia ako 180. Saratovskaya-29 má silu múky v závislosti od poveternostných podmienok a poľnohospodárstva kultivačné techniky, sa pohybuje od 640 do 1000 joulov! Technologické laboratórium London Kent-Jones Technology Laboratory túto odrodu zhodnotilo takto: „Odroda Saratovskaya-29 má nezvyčajne vysokú silu múky a je absolútne vynikajúcou odrodou.

Krajiny Kazachstanu, polia Bashkiria a Sibír boli posiate odrodami V.N. Na bezprecedentné úrody panenskej pšenice nebolo dosť výťahov. Viac ako 57 rokov práce vo Výskumnom ústave poľnohospodárstva juhovýchodu (Saratov), V. N. Mamontova sama a v spoluautorstve vytvorila 20 odrôd vydaných v krajine. Jantárové zrno slávnej odrody Saratovskaya-29 bolo zakúpené v zahraničí na pečenie chleba.

ZÁVER

Slávne odrody vytvorené A. P. Shekhurdinom a V. N. Mamontovou opäť upevnili slávu krajiny Saratov, ktorá bola vždy známa svojimi vynikajúcimi rolkami v celom Rusku, veľkými, sviežimi, s ryšavou, previsnutou hubovou kôrkou. Ak sa na začiatku storočia pekári snažili zlepšiť kvalitu chleba jednoduchým mechanickým miešaním múky z rôznych miestnych odrôd, potom saratovskí chovatelia tento problém vyriešili, keď sa im podarilo vytvoriť nové odrody jarnej pšenice s dostatočne vysokou pevnosťou múky.

Na základe vynikajúcich odrôd vytvorených A.P. Shekhurdinom a V.N Mamontovou v súčasnosti chovatelia vyvíjajú nové odrody, ktoré spĺňajú moderné požiadavky agropriemyselnej výroby a svetového trhu. A to bolo možné vďaka existencii metód, ako je komplexná postupná hybridizácia a individuálny výber.

LITERATÚRA

Guzhov Yu L., Fuks A., Valichek P. Selekcia a produkcia semien kultúrnych rastlín.

M.: Vydavateľstvo RUDN, 1999.

Rozsievači a strážcovia. M.: Sovremennik, 1992.

Život vo vede. Saratov: Kniha Privolzhskoe.

vydavateľstvo, 1979. Teoretické základy A. P. Shekhurdin. Vybrané diela. M.: Vydavateľstvo poľnohospodárskej literatúry, 1961.

N. I. Vavilov. výber. T. II. 1935. Dobrým príkladom kríženia je plemeno ošípaných, ktoré vyvinul akademik Michail Fedorovič Ivanov (1871–1935) – Ukrajinská biela step. Pri vytváraní tohto plemena boli použité prasnice miestnych ukrajinských ošípaných s nízkou hmotnosťou a nízkou kvalitou mäsa a tuku, ale dobre prispôsobené miestnym podmienkam. Samcami boli kance bieleho anglického plemena. Hybridné potomstvo sa opäť krížilo s anglickými kancami, niekoľko generácií sa používala príbuzenská plemenitba, získavali sa čisté línie a pri ich krížení sa predkovia

nové plemeno

, ktorý sa z hľadiska kvality a hmotnosti mäsa nelíšil od anglického plemena a vo vytrvalosti - od ukrajinských ošípaných.

Polyploidia je u zvierat extrémne zriedkavá. Zaujímavosťou je medzidruhové kríženie priadky morušovej s následným zdvojnásobením počtu chromozómov, ktoré uskutočnil akademik Boris Lvovič Astaurov (1904–1974), čo viedlo k vytvoreniu nového druhu živočícha. 3. Fenomén heterózy u domácich zvierat alebo heteróza. Spočíva v tom, že pri krížení rôznych plemien (ako aj pri medzidruhových kríženiach) sa niekedy u prvej generácie hybridov pozoruje najmä mohutný rozvoj a zvýšená životaschopnosť. Táto vlastnosť sa však v ďalších generáciách vytráca. Genetický základ heterózy u zvierat a rastlín je rovnaký.

Heteróza je široko používaná v chove dobytka a hydiny – prvá generácia hybridov, ktoré vykazujú fenomén hybridnej sily, sa priamo využíva na ekonomické účely. Napríklad pri prechode dvoch mäsové plemená sliepky sa vyrábajú z heterozygotných brojlerových kurčiat. Na získanie skorých ošípaných (na mäso a masť) sa krížia plemená Duroc Jersey a Berkshire. Hybridy dávajú prírastok o 10–12 % vyšší ako zástupcovia pôvodných plemien.

4. Metóda analýzy dedične cenných samcov podľa potomstva

Pri chove domácich zvierat je veľmi dôležité určovať dedičné vlastnosti samcov podľa vlastností, ktoré sa u nich priamo neprejavujú, napríklad produkcia mlieka a tuku u býkov alebo produkcia vajec u kohútov. K tomu použite metódu analýzy (testovania) samcov podľa potomstva.

Najprv sa získa niekoľko potomkov od chovného samca a ich produktivita sa porovná s produktivitou matky a produktivitou plemena. Ak sa ukáže, že produktivita dcér je vyššia ako produktivita plemena a produktivita matky, potom to naznačuje väčšiu hodnotu otca, ktorá by sa mala použiť na ďalšie zlepšenie plemena.

Dobrý samec môže priniesť veľké potomstvo, najmä ak sa použije umelé oplodnenie. Spermie získané z dobrý výrobca, možno dlhodobo skladovať pomocou metódy kryokonzervácie v tekutom dusíku.

Pomocou hormonálnej superovulácie a transplantácie je možné odobrať desiatky embryí ročne vynikajúcim kravám s rekordnou dojivosťou a následne ich implantovať iným menej hodnotným kravám. Embryá sa tiež skladujú pri teplote tekutého dusíka. To umožňuje niekoľkonásobne zvýšiť počet potomkov od vynikajúcich samcov.

5. Vlastnosti selekcie v chove zvierat

V chove zvierat sa v dvoch formách uskutočňuje aj umelý výber.

. V kombinácii s genetickými metódami umožňuje vytváranie odrôd, plemien a kmeňov s vopred určenými znakmi a vlastnosťami. V chove existujú dva hlavné typy selekcie: hromadný a individuálny. – utrácanie jedincov, ktorých fenotyp nezodpovedá štandardom plemena. Jeho účelom je zachovať stálosť vlastností plemena.

Individuálny výber – výber jednotlivých jedincov s prihliadnutím na dedičnú stabilitu vlastností, ktoré zabezpečujú zlepšenie vlastností plemena.

V chove zvierat sa častejšie využíva individuálny výber. Okrem toho výber zohľadňuje vonkajšie vlastnosti. Vonkajšie(z lat. exteriér– vonkajší) – súbor vonkajších vlastností zvieraťa – stavba tela, pomer častí tela a pod. Každý organizmus je integrálnym systémom, takže určitá postava zvieraťa môže naznačovať jeho vysokú produkciu mäsa alebo mlieka (pamätajte na relatívnu alebo koreláciu variabilitu). Exteriérom sa teda snažia zistiť genotyp zvieraťa.

6. Úspechy v chove zvierat

Veľké úspechy v 20. storočí. dosiahnuté chovateľmi a chovateľmi hospodárskych zvierat. Na základe selekčných a hybridizačných metód, ktorých účinnosť bola jednoznačne preukázaná najmä v už spomínaných prácach M.F. Ivanov, vznikli nové nádherné plemená všetkých druhov domácich zvierat. Na základe vyššie uvedenej hybridizácie divokých oviec argali s ovcami merino, následnej selekcie zvierat, ktoré kombinujú požadované vlastnosti, a pomocou príbuzenskej plemenitby N.S. Baturin a Ya.Ya. Lusin vyšľachtil v Kazachstane plemeno argali-merino, ktoré sa vyznačuje vysokou produktivitou vlny oviec s jemnými vlasmi a inherentnou dobrou adaptabilitou argali na podmienky vysokohorských pastvín.

Na základe použitia metód kríženia a ďalšieho prísneho výberu plemena veľkých dobytka s vysokou úrovňou produkcie mlieka a vysokým obsahom tuku v mlieku. Príkladom je plemeno dobytka Kostroma, ktoré vzniklo na základe kríženia miestnych hospodárskych zvierat s producentmi iných plemien s následným prísnym výberom a výberom na základe posúdenia plemenných kvalít zvierat.

Vysoká úžitkovosť zvierat tohto plemena sa vyznačuje tým, že jednotlivé kravy vyprodukujú od jedného otelenia k druhému viac ako 16 tisíc kg mlieka. Kríženie sa použilo aj na vytvorenie nového mäsového a vlneného plemena oviec. Altajská jemná rúna skala, ktorá sa vyznačuje tým dobrá kvalita

Na základe selekcie pomocou vnútrodruhového kríženia, ako aj medzidruhového a dokonca medzirodového kríženia s následnou selekciou vznikli vysoko produktívne, rýchlo rastúce plemená rýb s vysokými chuťovými kvalitami. Ako príklad uvádzame vysoko produktívneho kapra Ropsha (z názvu obce Ropsha pri Petrohrade), ktorý má vysokú úžitkovosť a zimovzdornosť (vyšľachtil V.S. Kirpichnikov), a ukrajinské plemená kaprov (A.I. Kuzema a ostatné).

Bester je veľmi perspektívny medzirodový kríženec jesetera a belugy, ktorý má vysoké rýchlosti rastu (heteróza) a výbornú chuť.

Pomocou metód selekcie a hybridizácie človek radikálne zmenil povahu rastlín a zvierat, ktoré používa.

Moderná biológia, najmä genetika a cytológia, výrazne obohatila teóriu a prax šľachtenia, vyzbrojila a bude ju aj naďalej vybavovať novými vysoko efektívnymi metódami kontroly morfogenézy organizmov a vytvárania vysoko produktívnych odrôd rastlín a plemien zvierat.

III. Upevnenie vedomostí

1. Zhrnutie konverzácie pri učení sa nového materiálu.

2. IV. Domáce úlohy

3. Preštudujte si odsek učebnice (vlastnosti biológie zvierat zohľadňované pri výbere; metódy, metódy chovu a dosahovanie selekcie zvierat).

Vyplňte tabuľku. 3 „Základné metódy šľachtenia rastlín a zvierat“.

Zopakujte si materiál na tému „Šľachtenie rastlín“ (v ďalšej lekcii bude vedomostný test).	Tabuľka 3. Základné metódy šľachtenia rastlín a zvierat	Metódy
Šľachtenie rastlín	Chov zvierat	Výber rodičovských párov
Geograficky vzdialené alebo geneticky vzdialené (nepríbuzné) formy	Podľa ekonomicky hodnotných vlastností a exteriéru	Nepríbuzné kríženie (outbreeding)
Vnútrodruhové, medzidruhové, medzirodové, čo vedie k heteróze a vysokej produktivite	Kríženie vzdialených plemien s kontrastnými vlastnosťami na získanie heterozygotných populácií a prejav heterózy u ich predstaviteľov	Úzko súvisiace kríženie (príbuzenské kríženie)
Samoopelenie krížovo opeľujúcich rastlín umelým vplyvom na získanie čistých línií	Kríženie medzi blízkymi príbuznými s cieľom vytvoriť čisté línie s požadovanými vlastnosťami	Hromadný výber
Vhodné pre krížovo opeľované rastliny	Používa sa na samoopelivé rastliny a na umelé samoopelivé krížové rastliny za účelom izolácie čistých línií - potomkov jedného samoopelivého jedinca	Prísny výber sa používa na ekonomicky hodnotné vlastnosti, vytrvalosť, exteriér a pod.
Metóda testovania samcov podľa potomstva	Neuplatňuje sa	Metóda umelého oplodnenia sa používa od najlepších samcov, ktorých kvality preverujú dcéry
Experimentálna produkcia polyploidov	Používa sa na získanie produktívnejších foriem	Prakticky nepoužívaný
Indukovaná mutagenéza	Používa sa na získanie východiskového materiálu	Prakticky nepoužívaný

Lekcia 10–11. Výber mikroorganizmov. Biotechnológia

Vybavenie: tabuľky všeobecnej biológie, diagramy znázorňujúce metódy a výsledky selekcie zvierat a mikroorganizmov.

PRIEBEH HODINY

I. Zovšeobecnenie poznatkov sekcie

A. Práca s kartami

№ 1. Povedzme, že farma kúpila dvoch býkov, ktorých gén obsahu mliečneho tuku nie je presne známy. Čo by ste mali urobiť pri použití metódy hybridizácie, aby ste sa rozhodli, ktorý býk je efektívnejšie použiť ako otca?

№ 2. S ktorým jedincom by sa malo krížiť heterozygotné prasa, aby sa u potomstva preniesol recesívny gén skorého dozrievania do homozygotného stavu? prečo?

№ 3. Ukážte na príklade, prečo sa pri chove vysokoproduktívnych plemien domácich zvierat používa v chovateľskej praxi príbuzenská plemenitba, ktorá spravidla vedie k zníženiu vitality a plodnosti organizmu a v priemyselnom chove zvierat sa nevyužíva.

B. Ústny vedomostný test

1. Aké biologické vlastnosti zvierat sa berú do úvahy pri výbere?

2. Aké druhy krížení sa používajú v chove zvierat?

3. Aké metódy chovu sa používajú v chove zvierat?

4. Čo je heteróza u domácich zvierat?

5. Aká je metóda testovania ekonomicky hodnotných producentov pomocou potomkov?

6. Aké sú vlastnosti selekcie v chove zvierat?

7. Aké sú úspechy selekcie zvierat?

B. Test vedomostí podľa možností

Musíte vybrať jednu správnu odpoveď zo štyroch navrhnutých.

Možnosť 1

1. Aký výber použiť pri chove hrachu?

a) individuálne;
b) masívne;
c) spontánne;
d) stabilizácia.

2. Čo je to „čistá línia“?

a) potomstvo samoopelivé rastliny;
b) potomstvo z krížovo opeľovanej rastliny;
c) potomstvo z kríženia dvoch rastlín tej istej odrody;
d) rastlina s jasne viditeľnými odrodovými vlastnosťami.

3. Prečo sa krížovo opelené rastliny samoopeľujú?

a) získať biologicky vzdialené hybridy;
b) získať efekt heterózy;
c) získať čisté línie;

4. Ako prekonať neplodnosť biologicky vzdialených hybridov rastlín?

a) dnes neexistujú žiadne metódy na prekonanie neplodnosti;
b) použitím polyploidie;
c) prostredníctvom príbuzenského kríženia;
d) prostredníctvom individuálneho výberu.

5. Ktorá rastlina nie je samoopelivá?

a) hrášok;
b) raž;
c) pšenica;
d) paradajka.

6. Bola vyvinutá odroda ozimnej pšenice Mironovskaya 808:

a) V.S. Pustovoit;
b) P.P. Lukjanenko;
c) N.V. Tsitsin;
d) V.N. Craft.

7. Metóda mentora v šľachtení rastlín sa používa na tieto účely:

a) aklimatizácia;
b) reaklimatizácia;
c) posilnenie dominancie vlastnosti;
d) otužovanie hybridov.

8. Príbuzenské kríženie u zvierat vedie k:

a) heteróza;
b) zlepšenie vlastností horniny;
c) depresia;
d) vytvorenie nového plemena.

9. Systematický taxón, ktorý nemožno vytvoriť výberom, je:

a) typ;
b) odroda;
c) plemeno;
d) kmeň.

10. Fenomén heterózy sa zvyčajne pozoruje, keď:

a) príbuzenská plemenitba;
b) vzdialená hybridizácia;
c) vytváranie geneticky čistých línií;
d) samoopelenie.

Možnosť 2

1. Aký výber by sa mal použiť pri chove uhoriek?

a) individuálne;
b) masívne;
c) stabilizácia;
d) roztrhnutie.

2. Ako sa nazýva samoopelenie krížovo opeľujúcich rastlín?

a) outbreeding;
b) príbuzenská plemenitba;
c) vzdialená hybridizácia;
d) aneupolyploidia.

3. Čo je to heteróza?

a) zvýšenie plodnosti hybridu;
b) geograficky vzdialené hybridy;
c) depresia, ku ktorej dochádza pri samoopelení krížovo opelených rastlín;
d) zvýšená životaschopnosť a produktivita medzilíniových hybridov.

4. Prečo sa používa krížové opelenie samoopelivých rastlín?

a) získať efekt heterózy;
b) získať čisté línie;
c) získať biologicky vzdialené hybridy;
d) získať hybridy, ktoré kombinujú vlastnosti rôznych odrôd.

5. Ktorá rastlina nie je krížovo opeľovaná?

a) slnečnica;
b) jačmeň;
c) kukurica;
d) raž.

6. Ukrajinské plemeno ošípaných White Steppe vyvinuli:

a) A.I. Kuzemoy;
b) N.S. baturín;
c) M.F. Ivanov;
d) Áno. Lusin.

7. V chove zvierat sa veľmi zriedka používa:

a) príbuzenská plemenitba;
b) outbreeding;
c) hromadný výber;
d) individuálny výber.

8. Výber založený na fenotype sa nazýva:

a) masívne;
b) individuálne;
c) prírodné;
d) umelé.

9. Domáce zvieratá na rozdiel od rastlín:

a) mať početné potomstvo;
b) žiť dlhšie;
c) rozmnožovať sa len pohlavne;
d) nevyžadujú starostlivú starostlivosť.

10. V chove rastlín a zvierat sa používa:

a) analýza kvality samcov podľa potomstva;
b) hybridizácia;
c) získanie polyploidných foriem;
d) metóda mentora.

Odpovede na testovacie úlohy

Možnosť 1:

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

Možnosť 2:

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

D. Kontrola vyplnenia tabuľky „Základné metódy výberu rastlín a živočíchov“

II. Učenie nového materiálu

1. Biologická charakteristika mikroorganizmov a metódy šľachtiteľskej práce s nimi

Ako vždy, začnime hovoriť o novom objekte selekcie s jeho biologickými vlastnosťami. Biologické vlastnosti mikroorganizmov, ktoré sa berú do úvahy pri výbere, zahŕňajú:

– vysoká rýchlosť reprodukcia;
– vysoká frekvencia mutácií;
– heterogenita kmeňa a účinnosť selekcie.

Kmeň (z nem. Stamm- kmeň, základňa; rodina, kmeň) - čistá kultúra mikroorganizmu izolovaná zo špecifického zdroja alebo získaná v dôsledku mutácií.

V polovici minulého storočia vznikol nový priemysel priemysel - mikrobiologický, ktorý využíva jednobunkové huby a baktérie na výrobu zložitých organických látok. Mikrobiologický priemysel je integrálnou súčasťou

biotechnológie. Takéto odvetvia potravinársky priemysel

, ako je pečenie chleba, výroba alkoholu, niektorých organických kyselín a vitamínov, výroba vína a mnohé iné, sú založené na činnosti mikroorganizmov.

Antibiotiká sú pre ľudské zdravie mimoriadne dôležité. Ide o špeciálne látky – odpadové produkty určitých baktérií a húb, ktoré zabíjajú patogénne mikróby. Vďaka antibiotikám sa mnohé choroby dajú pomerne ľahko vyliečiť, kým predtým mali vysokú úmrtnosť. Vitamíny, tak potrebné pre človeka, produkujú rastliny a niektoré mikroorganizmy.