Основними методами селекціїє відбір, гібридизація (з використанням гетерозису та цитоплазматичної чоловічої стерильності), поліплоїдія та мутагенез.
Відбір та його творча роль
В основі селекційного процесу лежить штучний відбір. У поєднанні з генетичними методами він дозволяє створювати сорти, породи та штами з наперед визначеними ознаками та властивостями. У селекції розрізняють два основні типи відбору: масовий та індивідуальний.
Масовий відбір- це виділення групи особин за зовнішніми, фенотипічними ознаками без перевірки їхнього генотипу. Наприклад, при масовому, або стихійному, відборі з усієї популяції курей тієї чи іншої породи в господарствах залишають для розмноження птахів з несучістю 200-250 яєць, живою масою не менше 1,5 кг, певного забарвлення, які не виявляють інстинкти висиджування тощо. .Всі інші кури вибраковуються. При цьому потомство кожної курки та півня оцінюється лише за фенотипом. Отже, масовий відбір може дати хороші результати лише за високому коефіцієнті успадкованості цінних ознак, обраних селекціонером.
Масовий відбір найбільш ефективний щодо якісних ознак, що контролюються одним або декількома генами. Водночас він рідко буває успішним за полігенними ознаками з низьким коефіцієнтом спадкування. І тут необхідно застосовувати індивідуальний, чи методичний, добір.
При індивідуальному відборі(за генотипом) отримують і оцінюють потомство кожної окремої рослини або тварини в ряді поколінь при обов'язковому контролі успадкування цікавих селекціонера ознак. На наступних етапах відбору використовують лише тих особин, які дали найбільше нащадків з високими показниками. Через війну з'являється можливість оцінювати спадкові якості окремих особин, т. е. здатність передавати властивості потомству.
Значення індивідуального відбору особливо велике у галузях сільськогосподарського виробництва, де є можливість отримання від однієї організму великої кількості нащадків. Так, використовуючи штучне запліднення, від одного бика можна отримати до 35000 телят за допомогою глибокого заморожування насіння, що зберігається довгі роки. Тому вже тепер у багатьох країнах світу існують банки сперми тварин із цінними генотипами.
Відбір у селекції відрізняється найбільшою ефективністю у разі, якщо він поєднується з певними типами схрещувань.
Методи гібридизації (типи схрещування) у селекції
Вся різноманітність типів схрещувань зводиться до інбридингу та аутбридингу. Інбридинг- це близькоспоріднене (внутрішньопородне або внутрішньосортове), а аутбридинг- неспоріднене (міжпородне або міжсортове) схрещування.
При інбридингу як вихідні форми використовуються брати і сестри або батьки і потомство (батько - дочка, мати - син, двоюрідні брати - сестри тощо). Цей тип схрещування застосовують у тих випадках, коли бажають перевести більшість генів породи в гомозиготний стан і, як наслідок, закріпити господарсько цінні ознаки, що зберігаються у нащадків. Таке схрещування певною мірою аналогічне до самозапилення у рослин, яке також призводить до підвищення гомозиготності.
Разом з тим, при інбридингу часто спостерігається ослаблення тварин, їх поступове виродження, зумовлене гомозиготизацією рецесивних алелей. При цьому гомозиготизація за генами, що контролюють ознака, що вивчається, відбувається тим швидше, чим більш близькі споріднені схрещування використовують при інбридингу. Для уникнення цього явища необхідно проводити суворий відбір особин, які мають цінні господарські ознаки.
У рослин чисті лінії також мають знижену життєздатність, що, ймовірно, пов'язано з переходом у гомозиготний стан усіх рецесивних мутацій, які в основному є шкідливими.
Чисті лінії, отримані в результаті інбридингу, відрізняються не лише різними ознаками, а й ступенем зниження життєздатності. Якщо ці чисті лінії схрещувати між собою, зазвичай спостерігається ефект гетерозису.
Неспоріднене схрещування між особинами однієї породи або між особинами різних порід (кросбридинг) тварин дозволяє підтримувати властивості або покращувати їх у ряді наступних поколінь гібридів. Аутбридинг підвищує рівень гетерозиготності потомства та гетерогенності популяції.
Поліплоїдія та віддалена гібридизація
При створенні нових сортів рослин селекціонерами широко використовується метод автополіплоїдії, який призводить до збільшення розмірів клітин та всієї рослини внаслідок множення числа наборів хромосом. Крім того, надлишок хромосом підвищує їх стійкість до патогенних організмів (вірусів, грибів, бактерій) та ряду інших несприятливих факторів, наприклад до радіації: при пошкодженні однієї або навіть двох гомологічних хромосом залишаються такими ж неушкодженими. Поліплоїдні особини життєздатніші за диплоїдні.
Близько 80% сучасних культурних рослин є поліплоїдами. Серед них хлібні злаки, овочеві та плодово-ягідні культури, цитрусові, технічні, лікарські та декоративні рослини, які набагато врожайніші, ніж вихідні диплоїдні сорти. Так, триплоїдні цукрові буряки відрізняються від звичайної не тільки більшою врожайністю вегетативної маси і більшими розмірами коренеплодів, але й підвищеною їх цукристістю, а також стійкістю до хвороб. Проте триплоїди стерильні, тому необхідно щоразу отримувати гібридне насіння від схрещування диплоїдної та тетраплоїдної форм. Успішному вирішенню цієї проблеми сприяло відкриття чоловічої стерильності буряків. Стерильність триплоїдних гібридів може мати позитивне значення при отриманні безнасінних плодів, наприклад винограду та кавуна.
Цінні результати дає використання в селекції явища алополіплоїдії, основою якого є метод віддаленої гібридизації, Т. е. схрещування організмів, що належать до різних видів і навіть пологів. Наприклад, отримані міжвидові поліплоїдні гібриди капусти та редьки, жита та пшениці. Гібридизація пшениці (Triticum) та жита (Secale) дозволила отримати низку форм, об'єднаних загальною назвою тритикале. Вони мають високу врожайність пшениці і зимостійкість і невибагливість жита, стійкість до багатьох хвороб, у тому числі лінійної іржі, що є одним з головних факторів, що обмежують врожайність пшениці.
На основі гібридизації пшениці і пирію російським академіком Н. В. Цициним отримані пшенично-пирійні гібриди, що мають високу врожайність і стійкість до вилягання. Однак віддалені гібриди, як правило, безплідні. Це з вмістом у геномі різних хромосом, які у мейозі не кон'югують. Для відновлення плодючості у міжвидових гібридів у 1924 р. радянський генетик Г. Д. Карпеченко запропонував використати подвоєння числа хромосом (поліплоїдії) у віддалених гібридів.
Г. Д. Карпеченко проводив схрещування редьки та капусти. Число хромосом у цих рослин однакове (2n = 18). Відповідно, їх гамети несуть по 9 хромосом. Гібрид капусти та редьки має 18 хромосом, але він безплідний, тому що хромосоми капусти та редьки в мейозі не кон'югують, тому процес утворення гамет не може протікати нормально. В результаті подвоєння числа хромосом у безплідному гібриді виявилося 36 хромосом, що складаються з двох повних диплоїдних наборів редьки та капусти. Це створило нормальні можливості для мейозу; хромосоми капусти та хромосоми редьки кон'югували між собою. Кожна гамета несла по одному гаплоїдному набору редьки та капусти (9+9=18). У зиготі знову виявилося 36 хромосом; міжвидовий гібрид став плідним. За фенотипом цей новий рослинний організм поєднував ознаки редьки та капусти, наприклад у будові стручка.
Одержання експериментальним шляхом поліплоїдних тварин становить велику складність, тому такі форми тварин – рідкість. Так, радянському вченому генетику Б. Л. Астаурову шляхом міжвидової гібридизації вдалося отримати поліплоїдну форму тутового шовкопряда. На сьогоднішній день є вже поліплоїдні риби, птахи (наприклад, кури), проте запровадження поліплоїдних порід тварин у практику сільського господарства – справа майбутнього.
Спонтанний та індукований мутагенез
Спонтанні мутанти використовуються переважно у селекції рослин. Так, на основі мутанта жовтого безалкалоїдного люпину отримано кілька сортів солодкого люпину, які вирощують на корм худобі. Люпин, що містить алкалоїди, для цієї мети непридатний, оскільки його тварини не їдять.
Велика кількість мутантів відома у плодових культур, які використовуються як нові сорти або у гібридизації з іншими формами. Один з найбільш відомих спонтанних мутантів кукурудзи opaque, що відрізняється високим вмістом лізину амінокислоти в зерні, використовується для створення так званих високолізинових гібридів кукурудзи.
В останні десятиліття у багатьох країнах світу розгорнуто роботи з одержання індукованих мутантів. Індуковані рентгеновими променями мутанти були виділені у багатьох злаків (ячменю, пшениці, жита та ін.). Вони відрізняються не лише підвищеною врожайністю, а й укороченою втечею. Такі рослини стійкі до вилягання та мають помітні переваги при машинному збиранні. Крім того, коротка та міцна соломина дозволяє вести подальшу селекцію на збільшення розміру колосу та маси насіння без побоювання, що підвищення врожаю зерна призведе до вилягання рослин.
Особливо успішно індукований мутагенез застосовують у селекції мікроорганізмів.
Селекція - наука про поліпшення окремих якостей тварин та рослин, необхідних людині, а також про виведення нових сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів. Для створення культурних сортів використовують методи селекції рослин.
Селекція
Більшість рослин, які сучасне людство вживає для харчування, є продуктом селекції (картопля, томат, кукурудза, пшениця). Протягом кількох століть люди культивували дикі рослини, переходячи від збирання до землеробства.
Напрямками селекції є:
- висока врожайність;
- поживність рослин (наприклад, вміст білка у пшениці);
- покращений смак;
- стійкість культур до кліматичних умов;
- скоростиглість плодів;
- інтенсивність розвитку (наприклад, «чуйність» на добрива чи полив).
Рис. 1. Порівняння дикої та сільськогосподарської кукурудзи.
Селекція вирішила проблеми з нестачею їжі та продовжує розвиватися, впроваджуючи методи генної інженерії. Селекціонери не тільки покращують смак та підвищують поживність рослин, але й роблять їх корисними, насиченими вітамінами та хімічними елементами, важливими для метаболізму.
Для успішної селекції необхідно розуміти закономірності успадкування ознак, особливості впливу середовища, морфологічну будову та способи розмноження рослин, що культивуються.
Методи
Основними методами селекції є:
ТОП-4 статтіякі читають разом з цією
- штучний відбір- Вибір людиною найбільш цінних культур для селекції;
- гібридизація- процес одержання потомства від схрещування різних генетичних форм;
- штучний мутагенез- Внесення змін до ДНК.
Штучний відбір включає два види - індивідуальний (за генотипом) і масовий (за фенотипом).
У першому випадку важливі конкретні якості рослин, у другому – відбирають найбільш пристосовані особини.
Гібридизація буває двох видів:
- внутрішньовидова або близькоспоріднена - інбридинг;
- віддалена (міжвидова) - аутбридинг.
Класичні методи селекції рослин описані у таблиці.
|
Метод |
Суть |
Приклади |
|
Індивідуальний відбір |
Проводять по відношенню до самозапильних рослин. Виведення одиничних особин з потрібними якостями та отримання від них покращеного потомства |
Пшениця, ячмінь, горох |
|
Масовий відбір |
Проводять по відношенню до перехреснозапильних рослин. Рослини схрещуються масово. З отриманого потомства відбирають найкращі екземпляри та знову проводять схрещування. Може повторюватися доти, доки не будуть виведені потрібні якості рослин |
Соняшник |
|
Інбридинг |
Відбувається при самозапиленні перехреснозапилюваних рослин. В результаті одержують чисті (гомозиготні) лінії, щоб закріпити отриману ознаку. Спостерігається зниження життєздатності (інбредна депресія), т.к. нащадки поступово переходять у гомозиготний рецесивний стан |
Сорти груш, яблунь |
|
Аутбридинг |
Схрещуються різні види, нащадки зазвичай стерильні, т.к. при схрещуванні порушується мейоз, не утворюються гамети. У першому поколінні спостерігається ефект гетерозису - перевага нащадків над батьківськими формами рахунок утворення гетерозиготних генів. Чим віддаленіші в родинних стосунках батьки, тим яскравіше проявляється гетерозис |
Гібриди пшениці та жита (тритикале), смородини та аґрусу (йошта) |
|
Мутагенез |
Піддають рослини іонізуючому, лазерному випромінюванню, хімічному чи біологічному впливу, у результаті виникають мутації. Найчастіше таким способом виробляють стійкість до захворювань та шкідників. Метод удосконалила генна інженерія - потрібний ген можна "включити" або "вимкнути" вручну без втрати інших корисних ознак |
Сорти пшениці |
Рис. 2. Приклади гібридів.
Невдалий досвід селекції – борщівник Сосновського. Рослина культивувалося як корм для худоби. Однак згодом з'ясувалося, що новий борщівник легко проникає в екосистеми, витісняючи природні рослини, а також містить речовини, що підвищують чутливість до ультрафіолету. Потрапивши на шкіру, сік спричиняє опік на сонці.
Рис. 3. Борщовик Сосновського.
Що ми дізналися?
З уроку дізналися про те, для чого необхідна селекція та які методи застосовуються у селекції рослин. Розглянули класичні методи селекції - індивідуальний та масовий відбір, внутрішньовидову та віддалену гібридизацію, мутагенез.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.6. Усього отримано оцінок: 317.
Сам термін "селекція" походить від латинського слова "відбір". Ця наука вивчає шляхи та методи створення нових та вдосконалення вже існуючих груп (популяцій) організмів, що використовуються для життєзабезпечення людства. Йдеться про сорти культурних рослин, породи домашніх тварин та штами мікроорганізмів. Головним критерієм при цьому є цінність та стійкість нових ознак та властивостей у практичній діяльності.
Селекція рослин та тварин: основні напрямки
- Високі показники врожайності сортів рослин, плодючості та продуктивності порід тварин.
- Якісні властивості продукції. У разі рослин це можуть бути смакові якості, зовнішній вигляд плодів, ягід та овочів.
- фізіологічні ознаки. У рослин найчастіше селекціонери звертають увагу на наявність скоростиглості, посухостійкості, зимостійкості, стійкості до хвороб, шкідників та несприятливого впливу кліматичних умов.
- Інтенсивний шлях розвитку. У рослин це позитивна динаміка зростання та розвитку при внесенні добрив, поливі, а у тварин – «оплата» корму тощо.
Селекція на етапі
Сучасна селекція тварин, рослин та мікроорганізмів з метою підвищення ефективності обов'язково враховує потреби ринку збуту с/г продукції, що особливо актуально для розвитку конкретної галузі того чи іншого виробництва. Наприклад, випікання хліба високої якості, з гарним смаком, еластичним м'якушем і хрусткою розсипчастою скоринкою повинна здійснюватися з сильних (склоподібних) сортів м'якої пшениці, в яких міститься велика кількість білка та пружної клейковини. Вищі сорти печива виготовляють із борошнистих сортів м'якої пшениці, а для виробництва макаронних виробів найкраще підходять тверді сорти пшениці.
Як не дивно, селекція тварин та мікроорганізмів пов'язані між собою. Справа в тому, що результати останньої використовуються у біологічній боротьбі зі збудниками хвороб тварин, а також різних сортів культурних рослин.
Яскравий приклад селекції, що ґрунтується на обліку потреб ринку, - це хутрове звірівництво. Вирощування хутрових звірків, що відрізняються різним генотипом, що відповідає за колір та відтінок хутра, залежить від віянь моди.
Теоретичні основи
У цілому нині селекція має розвиватися з урахуванням законів генетики. Саме ця наука, що вивчає механізми спадковості та мінливості, дозволяє за допомогою різних впливів впливати на генотип, від якого, у свою чергу, залежить набір властивостей та ознак організму.
Також методологія у селекції використовує досягнення та інших наук. Це систематика, цитологія, ембріологія, фізіологія, біохімія, молекулярна біологія та біологія індивідуального розвитку. Завдяки високим темпам розвитку перерахованих вище напрямків природознавства відкриваються нові перспективи в селекції. Вже сьогодні дослідження в галузі генетики виходять на новий рівень, де можливе цілеспрямоване моделювання необхідних ознак та властивостей порід тварин, сортів рослин та штамів мікроорганізмів.
Генетика грає визначальну роль процесі вирішення селекційних завдань. Вона дозволяє, використовуючи закони спадковості та мінливості, здійснювати планування селекційного процесу в такий спосіб, враховувати особливості успадкування конкретних ознак.
Відбір вихідного генетичного матеріалу
Селекція тварин, рослин та мікроорганізмів може бути результативною лише за умови ретельного відбору вихідного матеріалу. Тобто правильність вибору вихідних порід, сортів, видів обумовлена вивченням їхнього походження та еволюції в контексті тих властивостей та ознак, якими потрібно наділити передбачуваний гібрид. У пошуку необхідних форм у суворій послідовності враховується весь світовий генофонд. Так, першочерговим є використання місцевих форм із необхідними ознаками та властивостями. Далі здійснюється залучення форм, що виростають в інших географічних або кліматичних зонах, тобто використовуються методи інтродукції та акліматизації. В останню чергу вдаються до методів експериментального мутагенезу та генетичної інженерії.
Селекція тварин: методи
У цій галузі науки розробляються та вивчаються найрезультативніші способи, що дозволяють виводити нові породи свійських тварин та покращувати вже існуючі.
Селекція тварин має свою специфіку, яка пов'язана з тим, що у тварин відсутня здатність розмножуватися вегетативним та безстатевим шляхом. Їх характерно лише статеве розмноження. З цієї обставини випливає і те, що для виведення потомства особина має досягти статевої зрілості, а це впливає на терміни досліджень. Також можливості селекції обмежуються і тим, що зазвичай потомство особин є нечисленним.
Основними методами виведення нових порід тварин, як і сортів рослин, можна назвати відбір та гібридизацію.
Селекція тварин, спрямовану виведення нових порід, найчастіше використовує не масовий, а індивідуальний добір. Це зумовлено тим, що догляд за ними більш індивідуалізований порівняно з доглядом рослин. Зокрема, поголів'я худоби чисельністю 100 особин доглядає близько 10 осіб. Тоді як на площі, де виростають сотні та тисячі рослинних організмів, працюють від 5 до 8 селекціонерів.
Гібридизація
Одним із провідних методів є гібридизація. При цьому селекція тварин здійснюється шляхом інбридингу, неспорідненого схрещування та віддаленої гібридизації.
Під неспорідненим схрещуванням розуміють гібридизацію особин, які належать до різних пород одного й того ж виду. Даний метод дозволяє отримати організми, що мають нові ознаки, які потім можна використовувати у процесі виведення нових порід або вдосконалення старих.
Термін "інбридинг" походить від англійських слів, що означають «всередині» та «розведення». Тобто здійснюється схрещування особин, що належать до близьких форм однієї популяції. Що стосується тваринами йдеться про запліднення близькоспоріднених організмів (мати, сестра, дочка тощо. буд.). Доцільність проведення інбридингу полягає в тому, що відбувається розкладання вихідної форми тієї чи іншої ознаки ряд чистих ліній. Вони, як правило, мають знижену життєздатність. Але якщо ці чисті лінії надалі схрестити між собою, то спостерігатиметься гетерозис. Це явище, що характеризується появою у гібридних організмів першого покоління посилення певних ознак. Це, зокрема, життєздатність, урожайність та плодючість.
Селекція тварин, методи якої мають досить широкі межі, використовує і віддалену гібридизацію, що є процесом, прямо протилежним до інбридингу. І тут схрещуються особини різних видів. Метою віддаленої гібридизації можна назвати отримання тварин, які будуть розвинені цінні експлуатаційні властивості.
Прикладами можуть бути схрещування осла та коня, яка та туру. Слід зазначити, що гібриди часто-густо потомства не дають.
Дослідження М. Ф. Іванова
Відомого російського вченого М. Ф. Іванова змалку цікавила біологія.
Селекція тварин стала об'єктом його досліджень, коли він вивчав особливості механізмів мінливості та спадковості. Всерйоз зацікавившись цією темою, М.Ф. Іванов згодом вивів нову породу свиней (біла українська). Для неї характерні висока продуктивність та гарна пристосованість до кліматичних умов. Для схрещування використовувалася місцева українська порода, добре пристосована до умов існування в степу, але мала низьку продуктивність і невисоку якість м'яса, і англійська біла порода, що має високу продуктивність, але не пристосована до існування в місцевих умовах. Використовувалися методологічні прийоми інбридингу, неспорідненого схрещування, індивідуально-масового відбору, виховання умовами утримання. В результаті тривалої копіткої роботи було досягнуто позитивного результату.
Перспективи розвитку селекції
На кожному етапі розвитку перелік цілей та завдань селекції як науки обумовлений особливостями вимог агротехніки та зоотехніки, етапом індустріалізації рослинництва та тваринництва. Для Російської Федерації дуже важливим є створення сортів рослин та порід тварин, що зберігають свою продуктивність у різних кліматичних умовах.
Методи селекції рослин та тварин, відбір та гібридизація, форми відбору
Вступ
1. Форми відбору
2. Методи відбору та гібридизації в селекції самозапильних рослин.
Висновок
Список літератури
ВСТУП
Селекція - наука про виведення нових сортів рослин та порід тварин та про поліпшення вже існуючих. Її назва походить від латинського слова selectio – відбір та правильно відображає основну особливість селекції; Різні форми відбору є основною основою діяльності всіх селекціонерів. Виділення селекції як самостійної науки передувала практична селекція, що тривалий час проводилася суто емпіричним шляхом, а спочатку навіть зовсім несвідомо.
Селекція рослин - одне з ранніх досягнень людини. Селекція почалася тоді, коли людина стала одомашнювати рослини, вирощуючи їх у контрольованих умовах та відбираючи ті форми, які забезпечували надійне джерело їжі. Ця первісна селекція рослин, як і селекція тварин, ставала дедалі продуктивнішою, навколо цих джерел їжі поступово осідали групи людей. З розвитком сіл та міст кількість робочої сили збільшувалася і люди могли вже знаходити час для занять мистецтвами та релігіями. Отже, з одомашнюванням рослин і тварин пов'язана одна з найважливіших фаз у переході людини від кочового, багато в чому індивідуалістичного способу життя, до того складно організованого суспільства, яке існує сьогодні. Майже всі сучасні продовольчі культури є прямим результатом людської діяльності в епоху примітивного сільського господарства.
На цьому ранньому етапі селекція йшла повільно і успіхи її мали випадковий характер. Вона залишалася мистецтвом, а не наукою доти, доки на початку ХХ ст. були відкриті і використані в селекції рослин менделівські закони спадковості. Однак, незважаючи на це, селекція завжди буде певною мірою мистецтвом. Як мистецтво, селекція спирається на знання самої рослини, її морфологічних особливостей та реакцій на умови зовнішнього середовища.
Як наука, селекція рослин ґрунтується на принципах генетики. Генетика пояснила спадковість і її закони дозволили заздалегідь передбачати результати селекції. Спочатку увагу генетиків було зосереджено на генах, які впливають якісні ознаки: забарвлення, морфологічні особливості, стійкість до хвороб. Пізніше генетики стали вивчати кількісні ознаки: врожайність, висоту рослини, ранньостиглість та інші.
Селекція рослин і тварин - це одна з форм еволюції, яка у багатьох відношеннях підпорядковується тим же принципам, що й еволюція видів у природі, але з однією важливою відмінністю: природний відбір замінений тут, принаймні частково, свідомим добором, який проводиться людиною.
Основними методами селекції є відбір та гібридизація, поряд з новими методами, заснованими на досягнення генетики: методом виведення самозапильних ліній та подальшого отримання лінійних гібридів, методом експериментальної поліплоїдії, методом експериментального мутагенезу. Доцільність застосування тих чи інших методів селекції до певних живих організмів багато в чому залежить від способів їхнього розмноження. Це самозапильні, перехреснозапильні, рослини, що вегетативно розмножуються, тварини і мікроорганізми.
1. ФОРМИ ВІДБОРУ
Селекція як наука створена працями Чарльза Дарвіна (1809-1882), який зробив ретельний аналіз діяльності селекціонерів і на підставі цього аналізу створив вчення про штучний добір. Книга Дарвіна «Походження видів шляхом природного відбору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі життя» була опублікована 24 листопада 1859 р., і цю дату вважають часом появи селекції як науки, т. до. у цій праці Дарвіна.
Дарвін виділив три форми відбору, що мають місце у культурних рослин та свійських тварин: методичний, несвідомий та природний відбір. Природний відбір створив ті форми рослин і тварин, які потім були введені людиною в культуру і піддані одомашненню, і продовжував і продовжує діяти на них і після їхнього одомашнення людиною. Цей вплив природного відбору відбувається поза волею і бажанням людини, викликаючи зміни, пов'язані з пристосуванням до нових умов, створених людиною в процесі одомашнення. Багато особливостей сортів рослин та порід тварин, часто дуже небажані для людини, створені таким впливом природного відбору. Несвідомий відбір проводився людиною давно і виражався у збереженні на плем'я найкращих екземплярів та знищенні гірших без свідомого наміру вивести покращену породу. Багато особливостей домашніх тварин створені внаслідок такого несвідомого відбору, що проводився протягом десятків тисячоліть. Методичний відбір відрізняється від несвідомого тим, що людина свідомо та систематично прагне зміни породи (сорту) у бік відомого і заздалегідь встановленого ідеалу.
У давнину, а нині в економічно відсталих народностей методичний відбір мав і має порівняно примітивну форму, але вже у Стародавньому Римі він набув досить складного і досконалого характеру. Найбільш широке поширення та досконалу форму методичний відбір отримав після розвитку капіталістичних відносин у сільському господарстві деяких країн Західної Європи. У цих країнах широкого поширення набули сільськогосподарські виставки, на яких кращі представники порід та сортів отримували цінні призи та золоті медалі, що стало дуже вигідною справою та проводилося в широких масштабах багатьма підприємствами та фірмами та набуло промислового характеру.
В результаті за короткий період (менше 100 років) було досягнуто видатних успіхів у справі поліпшення культурних рослин і тварин, і нові породи, виведені в Англії, не тільки значно збільшили продуктивність сільського господарства, але й мали широкий попит на міжнародному ринку та приносили великі прибутки. англійським селекціонерам та заводчикам. У цей період у Франції було виведено нова порода тонкорунних овець, а Росії А. Т. Болотовим - нові сорти яблуні.
Прийоми та методи, розроблені окремими селекціонерами, що забезпечують максимальну ефективність штучного відбору. Це:
правильність вибору вихідного матеріалу для селекції;
правильне встановлення мети селекції;
проведення селекції в досить широких масштабах і можливе жорсткіше трактування матеріалу на всіх етапах селекції;
проведення відбору лише за однією основною властивістю, а не відразу за багатьма.
Вчення про штучний добір послужило теоретичною основою для практичної діяльності цілого покоління селекціонерів і значно підвищило ефективність їхньої роботи. Так, зокрема, вчення Ч. Дарвіна вплинуло на діяльність найбільшого російського селекціонера в області селекції плодових і ягідних культур І. В. Мічуріна, який вивів сорти, що мають величезне економічне значення для середньої смуги нашої країни.
2. МЕТОДИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ВІДБОРУ І ГІБРИДИЗАЦІЇ У СЕЛЕКЦІЇ САМОЗАПИЛЬНИХ РОСЛИН. РОБОТИ А. П. ШЕХУРДІНА І В. Н. МАМОНТОВОЇ
Серед культурних рослин є велика група самозапильних, що мають різноманітні пристосування, що сприяють самозапиленню та запобігають можливості перехресного запилення. Так, у ячменю, пшениці, вівса є нерозкриваються, або клейстогамні, квітки, у яких самозапилення відбувається нерідко ще до того, як колос з'явиться з піхви. У бавовнику тичинкові нитки утворюють колонку, через яку і просувається пестик, що досягнув зрілості, захоплюючи при цьому пилок. Існують і інші пристосування до постійного самозапилення. Переважання самозапилення накладає різкий відбиток на біологію розмноження, фізіологію та генотипні особливості таких рослин. Самозапилення призводить до того, що всі рецесивні мутації зазнають впливу природного відбору. Корисні зміни закріплюються і набувають широкого поширення, а шкідливі - знищуються. Внаслідок цього в генофонді самозапилювачів відсутні шкідливі (летальні або напівлетальні) гени; разом з тим у самозапилювачів не буває гетерозису (гібридна потужність), пов'язаного з гетерозиготністю.
Популяції самозапильних рослин, що склалися під впливом природного відбору та несвідомого штучного відбору, є складними сумішами різних гомозиготних ліній.
Методичний відбір спочатку мав форму масового відбору і полягав у виділенні, збереженні та використанні для посіву насіння кращих рослин та використанні для споживчих цілей середніх та гірших.
Діяльність перших селекційних станцій та насінницьких фірм починалася з масового відбору, що проводився всередині місцевих сортів. Відбір селекціонери-фахівці проводили у широких масштабах та ретельно, за великою кількістю господарсько цінних ознак. Через війну поліпшення місцевих сортів відбувалося значно швидше, і сорти, створені масовим відбором, значно перевищували вихідні місцеві за низкою господарсько цінних ознак.
Проте такі селекційні сорти за своїми основними особливостями якісно не відрізнялися від місцевих. Вони, як і місцеві сорти, являли собою суміш багатьох різних гомозиготних ліній, були недостатньо однорідні і досить швидко вироджувалися в результаті посиленого розмноження ліній з менш цінними властивостями. Ці недоліки сортів, одержуваних за допомогою масового відбору, вже давно змушували селекціонерів шукати інші способи селекції рослин, що самозапиляються.
Ще до опублікування праць Ч. Дарвіна англійський селекціонер Ле-Кутер (1836) успішно застосував індивідуальний відбір, заснований на отриманні та розмноженні потомства від одиничних добірних рослин. Але він довів цей спосіб до крайності; він шукав не просто найкращі рослини, а найкращі колоски на найкращих рослинах і найкращі зерна на найкращих колосках. Це дуже ускладнювало відбір і надовго затримувало його застосування в селекції рослин-запилювачів. Яльмар Нільсон (1901) усунув крайнощі Ле-Кутера, зупинившись на відборі окремих найкращих рослин на тій підставі, що все насіння в межах однієї рослини у самозапилювачів спадково рівноцінне, і зробив індивідуальний відбір у такій формі основним методом селекції рослин-самоопилителів.
Індивідуальний відбір у самозапильних рослин дає можливість розділити вихідний місцевий сорт на його гомозиготні лінії, порівняти їх між собою, виділити серед них найбільш цінні з господарської точки зору, а потім розмножити кращі для використання як кращі сорти.
Виведені за допомогою індивідуального відбору сорти якісно відрізняються від місцевих сортів-популяцій та селекційних сортів, одержаних за допомогою масового відбору. Вони мають високу однорідність і стійкість, а небезпека виродження при тривалому розмноженні без додаткових відборів мінімальна. Дослідження В. І. Йогансена та його вчення про чисті лінії створило теоретичну основу для методу індивідуального відбору, після чого цей метод під назвою лінатної селекції набув дуже широкого поширення у всіх країнах світу. Індивідуальний відбір і нині незамінний, коли потрібно поліпшити місцевий сорт шляхом виділення із нього чистих ліній, найбільш цінних з господарської точки зору.
Систему індивідуального відбору у Росії можна наступним чином. Насіння вихідного місцевого сорту в більш однорідних умовах висіваються в розпліднику вихідного матеріалу. У цьому розпліднику ведеться спостереження за рослинами, виділяються найкращі і з кожного окремо збирається насіння. На наступний рік вони висіваються в селекційному розпліднику першого року на окремих ділянках, ділянки порівнюються між собою, гірші бракуються, а насіння з кращих утворює насіннєвий фонд селекційного розсадника другого року. У цьому розпліднику також проводиться порівняння кращих сімей на окремих ділянках (у 2-3 повторностях), гірші бракуються, а насіння кращих передаються в попереднє сортовипробування, де вони висіваються в більшій кількості повторностей, ніж у селекційному розпліднику. Насіння найбільш видатних сімей може бути одразу передане в конкурсне станційне сортовипробування, в яке потім надходить і насіння сімей, що виявилися кращими в попередньому сортовипробуванні.
Нащадки сімей, які показали себе найкращими у конкурсному сортовипробуванні, розглядаються як нові сорти, одержують назви та передаються до Держсортмережі. Сорти, що пройшли успішно трирічне випробування, допускаються до використання у певних регіонах країни.
Успіх такої селекції залежить головним чином якості вихідного місцевого сорту, розмірів відбору в розплідниках, правильності бракування всіх етапах селекційного процесу. Така селекція не створює нових сортів, а лише виявляє вже існуючі.
У ряді випадків перед селекціонерами стоїть завдання виведення нових сортів рослин, що самозапиляються, що володіють властивостями, які відсутні у місцевих сортів-популяцій. У разі виникає необхідність застосування інших методів селекції.
Одним з таких методів є систематична селекція, заснована на схрещуванні вихідних форм, кожна з яких має ознаки, бажані для селекціонера. У цьому полягає метод гібридизації. Застосування та розробку методу гібридизації можна показати на прикладі робіт відомих селекціонерів нашої країни А. П. Шехурдіна та В. Н. Мамонтової, які все своє життя присвятили роботі в галузі селекції ярої пшениці на Саратовській селекційній дослідній станції (нині НІІСГ Південного Сходу).
А. П. Шехурдін прийшов працювати на дослідну станцію з перших днів її організації, маючи за плечима лише нижчу сільськогосподарську школу. (Він один зі своєї багатодітної сім'ї, яка має п'ятьох дітей, здобув освіту). Зазнаючи нестачі освіти, А. П. Шехурдін у 36 років закінчує вечірню школу і вступає до Саратовського сільськогосподарського інституту. Через чотири роки він його закінчує та отримує диплом агронома, хоча, по суті, він ним давно вже є. Незважаючи на труднощі особистого характеру (у А. П. Шехурдіна у важкі роки громадянської війни померла дружина, і він залишився один із трьома дітьми), він продовжував активно працювати і разом з Г. К. Мейстером став автором особливого методу селекції – складної ступінчастої гібридизації .
Цей метод полягає у схрещуванні двох далеких географічних форм, що відрізняються одна від одної по ряду господарсько цінних ознак, проведення серед гібридів старших поколінь відбору в широких масштабах та створення таким шляхом нового сорту, що поєднує позитивні властивості вихідних форм. Потім такий сорт використовується як один з батьків для схрещування з далекою формою, яка володіє відсутніми у нього господарсько цінними ознаками. Шляхом проведеного у широких масштабах відбору виділяється сорт, що поєднує позитивні властивості батьківських форм. Цей сорт знову використовується як один з батьків для схрещування з далекою від нього формою і т. д. При такій ступінчастій гібридизації відбувається безперервне поліпшення нововиведених сортів, які постійно набувають нових і нових позитивних господарсько цінних властивостей. Шляхом ступінчастої гібридизації А. П. Шехурдін до 1937 вивів небачений на той час сорт м'якої пшениці склоподібна-1 (альбідум 1264), що мала макаронні, круп'яні та інші якості зерна, подібні до властивостей зерна твердих пшениць і навіть перевищують. Цей сорт став вихідним для створення великої групи нових сортів сильних м'яких пшениць, отриманих як самим А. П. Шехурдіним, так і В. Н. Мамонтовою та їх учнями.
У 1936 р. за видатні заслуги у розвитку селекції та створенні сортів ярої пшениці А. П. Шехурдіну було присуджено вчений ступінь доктора сільськогосподарських наук, а в 1945 р. він став професором, у 1946 р. – заслуженим діячем науки РРФСР (він нагороджений) Леніна, двома орденами Трудового Червоного Прапора), а 1942 р. (рік війни) створення сортів ярої пшениці, високоврожайних і стійких до бурої іржі, А. П. Шехурдину було присуджено звання лауреата Державної премії.
Але був і інший, зворотний бік у цієї визнання титанічної роботи. Усіх, хто знав А. П. Шехурдіна, вражало його невичерпне працелюбність. Його робочий день починався нерідко ще до сходу сонця і закінчувався глибоким вечором. Годинами він просиджував у лабораторії, займаючись вибраковуванням зерна. Підсумок його роботи такий: під його керівництвом було виведено понад 28 сортів ярої пшениці, лише за роки війни – 4 нові сорти. Перед Великою Вітчизняною війною сортами, виведеними Шехурдіним, було зайнято 10 млн. га, що становило 44% усіх посівних площ ярої пшениці в країні. У 1977 р. площа, зайнята сортами, отриманими в Саратові, становила понад 27 млн. га.
Так про А. П. Шехурдіна відгукувався директор Саратовської дослідної станції: «...Спеціаліст А. П. Шехурдін - людина рідкісних знань і виняткових обдарувань, беззавітний трудівник і в той же час разюче скромна людина. Все його життя - це селекція пшениці, невгасиме прагнення дати для сільського господарства найкращі, найдосконаліші сорти...»
Сам А. П. Шехурдін у своїй науковій діяльності виділяв три етапи: з 1911 по 1918 рр., коли селекціонери користувалися переважно методом індивідуального відбору; з 1918 по 1927 рр., коли домінуюче значення набув методу гібридизації; з 1927 і, умовно, по 1933 - велася розробка методу складної ступінчастої гібридизації. Цей метод використовується досі; він став вінцем наукової діяльності Шехурдіна, дав сільському господарству чимало визначних сортів.
На першому етапі роботи методом індивідуального відбору з місцевих стародавніх сортів було отримано нові сорти. У роботі аналізувалося дуже багато рослин. Про трудомісткість роботи говорить такий факт: для виведення лише одного сорту лютесценс-62 було вивчено потомство 15 тис. окремих рослин, які випробовувалися протягом кількох років.
Дуже у нагоді Шехурдіну його природна спостережливість: він помічав найдрібніші зміни, недоступні навіть досвідченому оку. Він міг не тільки за колосом, його формою, лусочками, а й по зерну визначити різновид сорту, годинами бродив він серед своїх посівів із записною книжкою, - і на око, і всіма іншими методами перевіряв зерно, розкушував його.
В результаті індивідуального відбору найбільш міцних рослин («еліти») на основі місцевого сорту полтавка був відібраний відомий сорт лютесценс-62 і два сорти форми, що тоді рідко зустрічається, з білим зерном - альбідум-604 і альбідум-721. З місцевого сорту селіванівський русак тим самим шляхом був виведений сорт остистої м'якої пшениці еритроспермум-341, з білотурки в 1929 р. був створений сорт твердої пшениці гордеіформі-432. Ці сорти були більш посухостійкими, ніж місцеві. Урожайність їх вища на 10-26%.
Крім того, зерно альбідум-604 мало високі борошномельно-хлібопекарські якості.
З виведених сортів особливо велике народногосподарське значення мав сорт лютесценс-62.
А. П. Шехурдін та її колеги добре розуміли, що шляхом відбору неможливо вивести сорти, які мають складним комплексом цінних біологічних і господарських якостей. Селекціонери дійшли висновку, що для створення досконаліших сортів слід застосовувати новий для того часу метод гібридизації у поєднанні з індивідуальним спрямованим добором.
У процесі роботи А. П. Шехурдін розробив методику та техніку штучного схрещування; він помітив і довів на практиці, що запилення квіток краще проводити не заготовленим раніше пилком, а безпосередньо з дозрілих пильовиків батьківських колосків у той момент, коли пилок найбільш життєздатний. А. П. Шехурдін першим в історії вітчизняної селекції здійснив оригінальні схрещування: внутрішньовидові – між близькими сортами пшениці, міжвидові – схрещував тверду пшеницю з м'якою, і навіть міжродові – схрещував пшеницю з житом, пирієм, житняком, по суті справи, проводячи. У цей час уже працювала з Шехурдіним його учениця та продовжувачка справи Валентина Миколаївна Мамонтова, випускниця Вищих жіночих сільськогосподарських курсів ім. І. А. Стебута у Петербурзі.
Згодом, як і А. П. Шехурдін, В. Н. Мамонтова заочно закінчує Саратовський сільськогосподарський інститут, науковий ступінь кандидата та доктора наук Валентина Миколаївна отримала без захисту дисертації – за виведення нових сортів пшениці.
За сорти Саратовська-29, 210, 35 і 38 в 1968 р. Мамонтової В. Г. була присуджена Ленінська премія. У 1965 р. за великі успіхи в селекції та насінництві та у зв'язку з 70-річчям від дня народження Мамонтова В. Н. удостоєна звання Героя Соціалістичної праці, їй надали звання почесного громадянина м. Саратова.
Але, повертаючись до періоду 20-х рр., можна сказати про такі успіхи: шляхом безперервного відбору з восьмого покоління схрещування твердої пшениці білотурки з м'якою полтавською були створені сорти саррубра (саратовська червона) та сарроза (рожева саратівська). Ці сорти перевершували батьківські форми з урожаю на 2-2,5 ц з га, були унікальними за якістю сировини.
У 1935 р. академік М. І. Вавілов писав: «З найбільших практичних досягнень Саратовської станції відзначимо безостий гібрид твердої та м'якої пшениці саррубра, отриманої від схрещування полтавки та білотурки. Цей гібрид нині займає сотні тисяч гектарів у культурі і є найбільшим практичним досягненням у світовій міжвидовій гібридизації».
Застосовуючи метод звичайної гібридизації, Шехурдін та його співробітники зрозуміли, що, незважаючи на значний обсяг та тривалий період робіт з гібридизації, одноразові схрещування все-таки незначно підвищують урожайність та посухостійкість.
Застосовуючи повторні схрещування гібридів з одним із найкращих батьківських сортів або з іншою цінною формою, Шехурдін таким чином розробив метод складної, ступінчастої гібридизації. Особливого значення тут грав підбір батьків нового сорту. Так було створено видатні сорти альбідум-43, альбідум-24, саратовська-210, саратовська-29, саратовська-36, саратовська-38, саратовська-39.
Нові сорти вигідно відрізнялися від батьківських форм, так, альбідум-43 у середньому за 20 років перевищив урожайність батьківського сорту на 35%, дозріває він на 4-5 днів раніше, ніж полтавка та лютесценс-62.
Застосування методу складної ступінчастої гібридизації приносить відчутні результати, але цей процес може бути дуже довгим. Так, сорт альбідум-43 увійшов у виробництво через 33 роки після початку роботи та отриманий шляхом складного ступінчастого схрещування 12 форм.
А. П. Шехурдін та його співробітники широко застосовували схрещування географічно віддалених форм. Перше таке схрещування було здійснено ще 1913 р. з'єднанням пшениці грекум, що походить із Середньої Азії, та місцевого сорту полтавки. У такий же спосіб було створено низку високоврожайних сортів ярої пшениці. З місцевими виведеними сортами схрещувалися канадські пшениці кейченер і маркіз, найбільш цінними з отриманих виявилися сорти лютесценс-758 та саратівська-33, що мають міцну соломину і не вилягають в умовах зрошення при врожаї 30-35 ц з га.
Багато уваги приділялося виведенню сортів, стійких до грибних хвороб, - курної та твердої голівки, до бурої, мітової та стеблової іржі, борошнистої роси. Після смерті А. П. Шехурдіна (1951) його дослідження успішно продовжила В. Н. Мамонтова. Вона плідно використовувала у своїй селекційній роботі віддалену гібридизацію та метод ступінчастої гібридизації. У важкий період 1948 р., коли метод ступінчастої гібридизації зазнав різкої критики, вона виявила велику твердість і принциповість і продовжувала працювати у цьому напрямі. В результаті їй вдалося отримати 13 дуже цінних нових сортів ярої пшениці, які в 1964 р. займали площу 16,5 млн га. А в 70-х роках. пшениця, виведена Шехурдіним та Мамонтовою, зайняла на полях країни 21 млн га. Такого ще не бувало. Перші величезні потоки зерна з казахстанської цілини йшли саме за рахунок сорту, який отримав всесвітньо відоме ім'я – Саратівська-29. Настільки популярною вона стала не тільки тому, що дає високі врожаї та стійко переносить посушливі умови відкритих усім вітрам степів. Зміст білка у зерні у сприятливі роки сягає величезної цифри - 21 %. Хліб із її борошна виходить високим та пишним. Саратовська-29 серед сильних пшениць за якістю борошна немає рівних.
Згідно з довідником: пшениця вважається відмінною, якщо сила борошна в неї перевищує 400 джоулів, хорошої, коли цей показник дорівнює 350-400 джоулям, і слабкої, якщо він менше 180. У саратовської-29 сила борошна, залежно від погодних умов та агротехніки , коливається від 640 до 1000 джоулів! Лондонська технологічна лабораторія Кент-Джонса дала таку оцінку цьому сорту: «Сорт саратовська-29 має надзвичайно високу силу борошна і є видатним сортом».
Сортами В. Н. Мамонтової засівалися землі Казахстану, поля Башкирії, Сибіру. Для небувалих урожаїв цілинної пшениці не вистачало елеваторів. За 57 років роботи в Науково-дослідному інституті сільського господарства Південного Сходу (м. Саратов) В. Н. Мамонтова створила одна та у співавторстві 20 районованих у країні сортів. Бурштинове зерно знаменитого сорту Саратівська-29 закуповували зарубіжні країни для випікання хліба.
ВИСНОВОК
Знамениті сорти, створені А. П. Шехурдіним і В. Н. Мамонтовою, ще раз закріпили славу Саратовської землі, яка завжди була знаменита відмінними на всю Росію калачами, великими, пишними, з рум'яною скоринкою, що нависає грибом. Якщо на початку століття пекарі домагалися поліпшення якості хліба простим механічним змішуванням борошна з різних місцевих сортів, то саратівські селекціонери вирішили цю проблему, коли їм вдалося створити нові сорти ярої пшениці, що мають досить високу силу борошна.
На базі прекрасних сортів, створених А. П. Шехурдіним та В. Н. Мамонтовою, нині селекціонери виводять нові сорти, що відповідають сучасним вимогам агропромислового виробництва та світового ринку. І це стало можливим завдяки існуванню таких методів, як складна ступінчаста гібридизація та індивідуальний відбір.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Гужов Ю. Л., Фукс А., Валічек П. Селекція та насінництво культивованих рослин. М: Вид-во РУДН, 1999.
Сівачі та зберігачі. М.: Сучасник, 1992.
Життя у науці. Саратов: Приволзьке кн. вид-во, 1979.
А. П. Шехурдін. Вибрані твори. М.: Вид-во сільськогосподарської літератури, 1961.
М. І. Вавілов. Теоретичні засади селекції. Т. ІІ. 1935.
Хорошим прикладом міжпородного схрещування може бути виведена академіком Михайлом Федоровичем Івановим (1871–1935) порода свиней – українська біла степова. При створенні цієї породи використовувалися свиноматки місцевих українських свиней з невеликою масою та невисокою якістю м'яса та сала, але добре пристосованих до місцевих умов. Самцями-виробниками були кнури білої англійської породи. Гібридне потомство знову було схрещене з англійськими кнурами, у кількох поколіннях застосовувався інбридинг, були отримані чисті лінії, а при схрещуванні їх – родоначальники нової породи, які за якістю м'яса та маси не відрізнялися від англійської породи, а за витривалістю – від українських свиней.
Поліплоїдія дуже рідко зустрічається у тварин. Цікавим є факт міжвидового схрещування тутового шовкопряда з наступним подвоєнням числа хромосом, проведеного академіком Борисом Львовичем Астауровим (1904–1974), що призвів до створення нового виду тварин.
3. Явище гетерозису у свійських тварин
Так само як і рослин, у домашніх тварин спостерігається явище гібридної сили, або гетерозис. Воно полягає в тому, що при схрещуванні різних порід (а також при міжвидових схрещування) іноді спостерігається особливо потужний розвиток та підвищення життєздатності в першому поколінні гібридів. Ця властивість, однак, у наступних поколіннях згасає. Генетичні основи гетерозису у тварин та у рослин однакові.
Гетерозис широко застосовують у тваринництві та птахівництві - перше покоління гібридів, що виявляє явище гібридної сили, безпосередньо використовують у господарських цілях. Наприклад, при схрещуванні двох м'ясних порід курей одержують гетерозиготних бройлерних курей. Для отримання скоростиглих свиней (на м'ясо та сало) схрещують дюрокджерсейську та беркширську породи. Гібриди дають приріст на 10–12% вище за представники вихідних порід.
4. Метод аналізу спадково цінних виробників за потомством
При селекції домашніх тварин дуже важливо визначити спадкові якості самців за ознаками, які безпосередньо у них не виявляються, наприклад, по молочності та жирномолочності у бугаїв або несучості у півнів. І тому використовують метод аналізу (випробування) виробників по потомству.
Спочатку від самця-виробника отримують нечисленне потомство і порівнюють його продуктивність із продуктивністю матері та продуктивністю породи. Якщо продуктивність дочок виявляється вище продуктивності породи та продуктивності матері, це вказує на велику цінність виробника, якого слід використовувати для подальшого поліпшення породи.
Від хорошого самця можна отримати велике потомство, особливо якщо застосувати штучне запліднення. Сперму, отриману від хорошого виробника, можна зберігати тривалий час, використовуючи метод криохоронення в рідкому азоті.
За допомогою гормональної суперовуляції та трансплантації у видатних корів-рекордисток за удоями можна забирати десятки ембріонів на рік, а потім імплантувати їх у інших менш цінних корів. Ембріони також зберігаються за нормальної температури рідкого азоту. Це дає можливість збільшити у кілька разів кількість нащадків від видатних виробників.
5. Особливості відбору у селекції тварин
У селекції тварин штучний відбір проводиться у двох формах.
Масовий відбір – вибраковування особин, що за фенотипом не відповідають породним стандартам. Його призначення полягає у збереженні сталості породних якостей.
Індивідуальний відбір - Відбір окремих особин з урахуванням спадкової стійкості ознак, що забезпечують вдосконалення породних якостей.
У селекції тварин найчастіше застосовується індивідуальний добір. Причому відбір іде з урахуванням екстер'єрних ознак. Екстер'єр(Від лат. exterior– зовнішній) – сукупність зовнішніх ознак тварини – статура, співвідношення частин тіла тощо. Будь-який організм є цілісну систему, тому певна статура тварини може свідчити про її високу м'ясну або молочну продуктивність (згадайте про співвідносну, або кореляційну, мінливість). Таким чином, через екстер'єр намагаються з'ясувати генотип тварини.
6. Досягнення селекції тварин
Великих успіхів у XX ст. домоглися селекціонери-тварини. На основі методів підбору та гібридизації, результативність яких була яскраво продемонстрована, зокрема в роботах М.Ф. Іванова, було створено нові чудові породи всіх видів свійських тварин. На основі вищезгаданої гібридизації дикого барана-архара з мериносами з подальшим відбором тварин, що поєднують у собі бажані якості, та з використанням близькоспорідненого схрещування Н.С. Батурін та Я.Я. Лусін вивели у Казахстані породу архара-мериноса, має високу шерстну продуктивність тонкорунних овець і властиву архару хорошу пристосованість до умов високогірних пасовищ.
На основі використання методів міжпородного схрещування та подальшого суворого відбору виведено породи великої рогатої худоби з високим рівнем молочної продуктивності та великим вмістом жиру в молоці. Прикладом може служити костромська порода великої рогатої худоби, створена на основі схрещування місцевого поголів'я з виробниками інших порід з наступним суворим відбором та підбором, що ґрунтується на оцінці племінних якостей тварин. Висока продуктивність тварин цієї породи характеризується тим, що окремі корови дають від одного отелення до іншого понад 16 тис. кг молока.
Міжпородне схрещування було використано також під час створення нової м'ясо-вовняної породи овець. Як вихідні батьківські породи були обрані алтайська тонкорунна порода, яка характеризується гарною якістю вовни і високою пристосованістю до місцевих умов, і дві англійські скоростиглі м'ясо-вовняні породи. Отримана внаслідок тривалої селекційної роботи та гібридизації порода характеризується міцною конституцією, великою живою масою (барани – 110–115 кг, матки – 60–62 кг) та високим настригом вовни, що відрізняється блиском, еластичністю тощо.
На основі селекції з використанням внутрішньовидових міжпородних, а також міжвидових і навіть міжродових схрещувань з подальшим відбором створені високопродуктивні, швидкорослі, що володіють високими смаковими якостями породи риб. Як приклад вкажемо на високопродуктивного ропшинського коропа (від назви селища Ропша під Санкт-Петербургом), що має високу продуктивність і зимостійкість (виведений В.С. Кирпичниковим), та українські породи коропа (А.І. Кузема та ін.). Дуже перспективний міжродовий гібрид стерляді та білуги – безтер, що має високі темпи зростання (гетерозис) і чудові смакові якості.
Використовуючи методи відбору та гібридизації, людина докорінно змінила природу використовуваних ним рослин та тварин. Сучасна біологія, особливо генетика і цитологія, значно збагатили теорію та практику селекції, озброїли і озброювати її новими високоефективними методами управління формоутворенням організмів та створення високопродуктивних сортів рослин і порід тварин.
ІІІ. Закріплення знань
Узагальнююча бесіда в процесі вивчення нового матеріалу.
IV. Домашнє завдання
1. Вивчити параграф підручника (особливості біології тварин, що враховуються у селекції; методи, способи розведення та досягнення селекції тварин).
2. Заповнити табл. 3 «Основні методи селекції рослин та тварин».
3. Повторити матеріал на тему «Селекція рослин» (на наступному уроці – тестова перевірка знань).
Таблиця 3. Основні методи селекції рослин та тварин
Методи |
Селекція рослин |
Селекція тварин |
Підбір батьківських пар |
Географічно видалені або генетично віддалені (неспоріднені) форми |
За господарсько-цінними ознаками та екстер'єром |
Схрещування неспоріднене (аутбридинг) |
Внутрішньовидове, міжвидове, міжродове, що веде до гетерозису та високої продуктивності. |
Схрещування віддалених порід, що відрізняються контрастними ознаками, для отримання гетерозиготних популяцій та прояву у їхніх представників гетерозису |
Схрещування близькоспоріднене (інбридинг) |
Самозапилення перехреснозапильних рослин шляхом штучного впливу з отриманням чистих ліній |
Схрещування між близькими родичами для отримання чистих ліній із бажаними ознаками |
Відбір масовий |
Застосовується щодо перехреснозапильних рослин |
Застосовується з метою вибракування особин, що за фенотипом не відповідають породним стандартам. |
Відбір індивідуальний |
Застосовується щодо самозапилюваних рослин і при штучному самозапиленні перехреснозапилюваних рослин з метою виділення чистих ліній – нащадків однієї самозапильної особи |
Застосовується жорсткий відбір за господарсько-цінними ознаками, витривалістю, екстер'єром та ін. |
Метод випробування виробників за потомством |
Не застосовується |
Використовується метод штучного запліднення від найкращих самців-виробників, якості яких перевіряють за доньками |
Експериментальне отримання поліплоїдів |
Застосовується для отримання більш урожайних форм |
Практично не застосовується |
Індукований мутагенез |
Застосовується для одержання вихідного матеріалу |
Практично не застосовується |
Урок 10-11. Селекція мікроорганізмів. Біотехнологія
Обладнання: таблиці із загальної біології, схеми, що ілюструють методи та досягнення селекції тварин та мікроорганізмів.
ХІД УРОКУ
I. Узагальнення знань розділу
А. Робота за картками
№ 1. Припустимо, для ферми придбали двох бугаїв, у яких ген жирності молока точно не відомий. Як слід зробити, користуючись методом гібридизації, щоб вирішити, якого з бугаїв ефективніше використовувати як виробник?
№ 2. З якою особиною треба схрестити гетерозиготну особину свині, щоб у потомстві рецесивний ген скоростиглості перевести в гомозиготний стан? Чому?
№ 3. Покажіть на прикладі, чому при виведенні високопродуктивних порід домашніх тварин у селекційній практиці використовується близькоспоріднене схрещування, яке, як правило, призводить до зниження життєздатності та плодючості організму і не застосовується у промисловому тваринництві.
Б. Усна перевірка знань
1. Які біологічні особливості тварин, що враховуються у селекції?
2. Які типи схрещувань, що застосовуються у селекції тварин?
3. Які методи розведення, що використовуються у тваринництві?
4. У чому полягає гетерозис у свійських тварин?
5. У чому полягає метод випробування господарсько-цінних виробників за потомством?
6. У чому особливості відбору в селекції тварин?
7. Якими є досягнення селекції тварин?
В. Тестова перевірка знань з варіантів
Необхідно вибрати одну правильну відповідь із запропонованих чотирьох.
Варіант 1
1. Який відбір слід застосовувати під час селекції гороху?
а) індивідуальний;
б) масовий;
в) стихійний;
г) стабілізуючий.
2. Що таке "чиста лінія"?
а) потомство від самозапильної рослини;
б) потомство від перехреснозапилюваної рослини;
в) потомство від схрещування двох рослин одного ґатунку;
г) рослина з сортовими ознаками, що чітко виявляються.
3. Для чого проводять самозапилення перехреснозапильних рослин?
а) для одержання біологічно віддалених гібридів;
б) для отримання ефекту гетерозису;
в) для одержання чистих ліній;
4. Як подолати безпліддя біологічно віддалених рослинних гібридів?
а) на сьогоднішній день немає методів подолання безпліддя;
б) за допомогою поліплоїдії;
в) за допомогою інбридінгу;
г) з допомогою індивідуального добору.
5. Яка рослина не відноситься до самозапильних?
а) горох;
б) жито;
в) пшениця;
г) томат.
6. Сорт озимої пшениці Миронівська 808 було виведено:
а) В.С. Пустовойтом;
б) П.П. Лук'яненко;
в) Н.В. Ціціним;
г) В.М. Ремесло.
7. Метод ментора у селекції рослин застосовують з метою:
а) акліматизації;
б) реакліматизації;
в) посилення домінування ознаки;
г) загартовування гібридів.
8. Інбридинг у тварин призводить до:
а) гетерозису;
б) покращення властивостей породи;
в депресії;
г) створення нової породи.
9. Систематичний таксон, який не може бути створений в результаті селекції, є:
а) вид;
б) гатунок;
в) порода;
г) штам.
10. Явище гетерозису, як правило, спостерігається при:
а) інбридінг;
б) віддаленої гібридизації;
в) створення генетично чистих ліній;
г) самозапилення.
Варіант 2
1. Який відбір слід застосовувати під час селекції огірків?
а) індивідуальний;
б) масовий;
в) стабілізуючий;
г) розривний.
2. Як називається самозапилення перехреснозапильних рослин?
а) аутбридинг;
б) інбридинг;
в) віддалена гібридизація;
г) анеуполіплоїдія.
3. Що таке гетерозис?
а) посилення плодючості гібриду;
б) географічно віддалені гібриди;
в) депресія, яка настає при самозапиленні перехреснозапильних рослин;
г) підвищена життєздатність та врожайність міжлінійних гібридів.
4. Для чого застосовують перехресне запилення рослин, що самозапиляються?
а) для отримання ефекту гетерозису;
б) щоб одержати чистих ліній;
в) для одержання біологічно віддалених гібридів;
г) для отримання гібридів, що поєднують у собі ознаки різних сортів.
5. Яка рослина не відноситься до перехреснозапильних?
а) соняшник;
б) ячмінь;
в) кукурудза;
г) жито.
6. Українську білу степову породу свиней було виведено:
а) А.І. Куземою;
б НС. Батуріним;
в) М.Ф. Івановим;
г) Я.Я. Лусіним.
7. У селекції тварин дуже рідко використовується:
а) інбридинг;
б) аутбридинг;
в) масовий добір;
г) індивідуальний добір.
8. Відбір, який проводиться за фенотипом, називається:
а) масовим;
б) індивідуальним;
в) природним;
г) штучним.
9. Домашні тварини, на відміну від рослин:
а) мають чисельне потомство;
б) довше живуть;
в) розмножуються лише статевим шляхом;
г) не потребують ретельного догляду.
10. У селекції рослин та тварин використовується:
а) аналіз якості виробників за потомством;
б) гібридизація;
в) одержання поліплоїдних форм;
г) метод ментора.
Відповіді до тестових завдань
|
Г. Перевірка заповнення таблиці «Основні методи селекції рослин та тварин»
ІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Біологічні особливості мікроорганізмів та методи селекційної роботи з ними
Як завжди, розмову про новий об'єкт селекції розпочнемо з його біологічних особливостей. До біологічних особливостей мікроорганізмів, що враховуються в селекції, слід зарахувати:
- Високу швидкість розмноження;
- Велику частоту появи мутацій;
– неоднорідність штаму та ефективність відбору.
Штам (від нього. Stamm- Стовбур, основа; сім'я, плем'я) – чиста культура мікроорганізму, виділеного з певного джерела чи отриманого внаслідок мутацій.
До середини минулого століття виникла нова галузь промисловості – мікробіологічна, яка використовує одноклітинні гриби, бактерії для складних органічних речовин. Мікробіологічна промисловість є складовою біотехнології.
Такі галузі харчової промисловості, як хлібопечення, виробництво спирту, деяких органічних кислот та вітамінів, виноробство та багато інших, засновані на діяльності мікроорганізмів.
Винятково велике значення для здоров'я людини мають антибіотики. Це особливі речовини – продукти життєдіяльності деяких бактерій та грибів, що вбивають хвороботворні мікроби. Завдяки антибіотикам багато хвороб виліковуються відносно легко, тоді як раніше вони давали великий відсоток смертності. Вітаміни, такі необхідні для людини, виробляються рослинами та деякими мікроорганізмами.
Далі буде
Завантаження...
