– повышение продуктивности сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;
- изучение разнообразия растений, животных и микроорганизмов, являющихся объектами селекционной работы;
- анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе;
- исследование роли среды в развитии признаков и свойств организмов;
- разработка систем искусственного отбора, способствующих усилению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения;
- создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород;
- получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизированного промышленного выращивания, разведения и уборки.
Основой успеха селекционной работы является генетическое разнообразие исходного материала. Благодаря научным экспедициям Николая Ивановича Вавилова выделено несколько центров происхождения растений. Слайд 6.
1) Восточноазиатский – родина сои, проса, гречихи
2) Южноазиатский тропический – родина риса, сахарного тростника, цитрусовых
3) Юго-Западноазиатский – родина пшеницы, ржи, бобовых культур, льна, моркови, винограда, конопли
4) Переднеазиатский – родина мягкой пшеницы, ячменя, овса
5) Среднеземноморский – родина капусты, свеклы, маслин
6) Абиссинский – родина твердой пшеницы, бананов, кофе
7) Центральноамериканский – родина кукурузы, какао, тыквы, табака, хлопчатника
8) Южноамериканский – родина картофеля, ананаса
Если внимательно посмотреть на карту то мы заметим, что они совпадают с центрами происхождения животных. Слайд 7.
Слайд 8. К основным методам селекции относят: гибридизацию, искусственный отбор, мутагенез, клеточную и генную инженерии.
Однако в зависимости от исходного материала использование каждого метода имеет свои особенности. Селекционеры – растениеводы могут благодаря тепличному хозяйству получать несколько урожаев за год, ускорить эмбриональное развитие животных невозможно. Животные в отличие от растений могут размножаться только половым путем. Количество особей в потомстве ограничено. Селекция микроорганизмов отличается тем, что на небольшой площади в специальных аппаратах с питательной средой в считанные дни можно вырастить миллиарды особей. Благодаря гаплоидному геному большинства микроорганизмов нужная мутация может проявиться уже в первом поколении.
Слайд 9. 1 Гибридизация (скрещивание) – это процесс создания гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала двух организмов в одном. Она бывает двух видов:
а) аутбридинг – отдаленная гибридизация, подразумевает отсутствие общих предков в ближайших 4-6 поколениях. На основе такого скрещивания получают гетерозисные формы. Проводятся межлинейные, межпородные (межсортовые), межродовые и межвидовые скрещивания.
Так Иван Владимирович Мичурин в своих работах широко применял скрещивание географически отдаленные формы. Так скрещивая французский сорт груши Бере рояль с дикой уссурийской грушей он создал сорт Бере зимняя, сочетающий высокие вкусовые качества плодов и зимостойкость. Слива это гибрид терна и алычи. СЛАЙД 10
Что касается животных, то данный метод ярко виден на следующих примерах. Межвидовой гибрид лошади (кобылы) и осла (самца) – выносливый мул, гибрид ослицы с жеребцом – лошак, который отличается строптивостью, злобным нравом и плохо приручается, однако широко разводится на территории Китая. Слайд 11. Гибрид одногорбого и двугорбого верблюдов – нар. Эти гибриды обладают повышенной выносливостью по сравнению с родителями. Однако они бесплодны и самостоятельно размножаться не могут. Слайд 12. В некоторых случаях отдаленная гибридизация домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство. Так в результате скрещивания тонкорунных овец мериносов с диким бараном архаром были получены тонкорунные архаромериносы, которые могут круглогодично пастись на высокогорных пастбищах, являясь источником дорогого высококачественного кашемира. В результате скрещивания крупнорогатого скота с горбатым зебу получены ценные группы молочного скота. СЛАЙД 13. Еще примеры аутбридинга Слайды 14-18.
б) инбридинг – близкородственная гибридизация. Используется для получения «чистых линий». В результате получатся потомки, превосходящие по своим качествам родительские формы. Слайды 19-20. Это явление называется гибридной силой, или гетерозисом. Например, цыплята бройлеры, гибридные сорта кукурузы, огурцов, томатов и других культур. Знак F1 на семенах растений, означает, что это гибрид первого поколения, обладающий гетерозисной силой, т.е дающий высокий урожай только в первый год посадки. Дальнейшие его поколения таким эффектом обладать не будут. Будет происходить так называемое явление затухания гетерозиса. СЛАЙД 21.
2 Искусственный отбор – выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном отношении особей животных и растений данного вида, породы или сорта для получения от них потомства с желательными свойствами. Его проводят в виде двух основных форм.
а) массовый – выбраковка всех особей, по фенотипу не соответствующих породным или сортовым стандартам. В основном характерен для растениеводства.
б) индивидуальный – отбор отдельных особей с интересующими человека признаками. В основном характерен для животноводства. Массовый отбор практически не применяется из-за небольшого количества особей в потомстве. Слайд 22.
3 Экспериментальный мутагенез, воздействие различных мутагенов. Методами отдаленной гибридизации и радиационного мутагенеза созданы перспективные сорта хлопчатника. Химический мутагенез лежит в основе получения многих новых сортов кукурузы, пшеницы, риса, овса, подсолнечника.
4 К числу мутаций относят полиплодию - кратное увеличение числа хромосом. Полиплоидные растения могут получаться случайно в результате естественных мутаций, а могут благодаря действию человека.
Полиплоиды обладают большой массой вегетативных органов, имеют более крупные цветки, плоды и семена. Так получены ценные сорта свеклы, ржи, гречихи, фасоли и других культур.
В селекции животных этот метод не применяется, если не считать новый вид тутового шелкопряда СЛАЙД 23.
Например, для получения сорта тритикале, сочетающего высокие хлебопекарные качества пшеницы и высокое содержание незаменимой аминокислоты лизина, а также способность расти на бедных песчаных почвах, применялось колхицирование.
P: пшеница (2n=42) + рожь (2n=14)
G: n=21 n=7
F1 2n=28 (все не парные)
G: Мейоз нарушен, гибрид стерилен, нормальных гамет нет. Обработка колхицином приводит к удвоению числа хромосом.
F1: (колхицированное): 2n=56
G: n=28
F2, F3, …. Fn: 2n=56 (тритикале)
У таких гибридов в клетках содержится полный диплоидный набор хромосом обоих родителей, поэтому их хромосомы коньюгируют друг с другом и мейоз проходит нормально. СЛАЙД 24.
В селекции животных используют метод испытания производителей по потомству. Для этого производителей-самцов скрещивают с несколькими самками, оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и среднепородными. Лучшим производителем считается тот, чья дочь покажет лучшие качества. Кроме вышеописанных методов, в селекции животных, применяют искусственное осеменение (введение полученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью её оплодотворения) и полиэмбрионию (искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы ценных пород с последующим их введением в матку беспородных животных). Эти методы позволяют в несколько раз увеличить скорость получения потомства от ценных производителей. Слайд 25.