Терминологический диктант.
Знать определения к следующему уроку: мутация, мутационная изменчивость, полиплоидия, комбинативная изменчивость, модификационная изменчивость, норма реакции, генеалогический метод исследования, близнецовый метод, биохимический метод, селекция, искусственный отбор, массовый отбор, индивидуальный отбор, гибридизация, инбридинг, аутбридинг, отдаленная гибридизация, мутагенез, гетерозис, биотехнология, генная инженерия
Урок - лекция по теме «Основы селекции»
1. Селекция – наука о создании высокопродуктивных пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов, наилучшим образом удовлетворяющих потребности человека.
Порода, сорт, штамм (чистая линия) – искусственно созданная человеком популяция организмов, которая характеризуется специфическим генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности.
Каждой породе или сорту свойственна определенная норма реакции. Фенотип наиболее полно проявляется лишь при определенных условиях, поэтому для каждого района с теми или иными климатическими условиями, агротехническими приемами и т.д. необходимо иметь свои сорта и породы животных.
Одомашнивание как первый этап селекции
Все современные домашние животные и культурные растения произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы называется одомашниванием. Главный фактор одомашнивания – искусственный отбор. Первые попытки одомашнивания предпринимались людьми еще 20 тыс. лет до н.э. Широкое одомашнивание начинается с VIII-VI тыс. до н.э. Именно тогда человек вовлек в культуру большинство растений и животных. Некоторые виды были одомашнены позднее. Так, кроликов люди стали разводить лишь в средневековье, сахарную свеклу – в XIX веке, а мяту – в XX веке.
Центры происхождения культурных растений
В результате многочисленных экспедиций, организованных Н.И. Вавиловым в самые отдаленные уголки планеты, где возникли древние земледельческие цивилизации, была собрана уникальная, самая крупная в мире коллекция разнообразных культурных растений, и были выделены центры происхождения культурных растений.
Центры происхождения культурных растений
| Название центра | Одомашненные растения |
| 1. Индонезийско-Индокитайский | Бананы, сахарная пальма, хлебное дерево, сахарный тростник |
| 2. Китайско-японский | Рис, просо, соя, шелковица |
| 3. Среднеазиатский | Горох, лен, морковь, лук, миндаль, грецкий орех, виноград |
| 4. Переднеазиатский | Пшеница, рожь, ячмень, овес, нут, чечевица |
| 5. Средиземноморский | Оливковое дерево, капуста, брюква, люпин |
| 6. Африканский (абиссинский) | Сорго, кунжут, клещевина, хлопчатник, арбуз, кофе |
| 7. Южноамериканский | Фасоль, томат, арахис, ананас, картофель |
| 8. Среднеамериканский | Кукуруза, тыква, красный перец, табак, какао |
Районы одомашнивания животных
Районы одомашнивания животных связаны с центрами происхождения культурных растений. Однако, так предполагают ученые. Точных центров не выделяют.
Оценка наследственных качеств
Признаки, которые интересуют селекционера, очень разнообразны. Фенотипическая изменчивость некоторых из них в сильной степени определяется разнообразием генотипа и сравнительно мало зависит от условий существования (например, длина шерсти у овец). Другие признаки, наоборот, сильно подвержены влиянию внешней среды (например, масса, молочная продуктивность).
Важнейшая задача селекционера – оценить наследственные качества особей и выбрать для размножения лучших не только по фенотипу, но и по генотипу. В селекции животных особенно важна оценка по генотипу производителей. Наиболее точный метод оценки – оценка племенных (наследственных) качеств по потомству. В результате оценки выделяются лучшие производители, и они интенсивно используются для получения потомства. В селекции растений оценивается потомство отдельных самоопыляющихся (чистых) линий растений, выделенных из какого-либо сорта, и для размножения отбираются лучшие линии.
Методы селекции
Искусственный отбор – отбор, производимый человеком. Человек с самых ранних времен цивилизации применяет искусственный отбор при разведении животных и растений. Дарвин воспользовался данными по искусственному отбору, чтобы объяснить возможный механизм изменения видов, происходящего в природных популяциях, то есть естественного отбора. Искусственный отбор основан на изоляции природных популяций и избирательном скрещивании организмов, обладающими признаками, желательными для человека. При искусственном отборе человек создает направленное селективное давление, которое ведет к изменениям частот аллелей или генотипов в популяции. Это эволюционный механизм, приводящий к созданию новых пород, линий, сортов, рас и подвидов. Генофонды всех этих групп изолированы, но они сохраняют основную генную и хромосомную структуру, характерную для вида, к которому они принадлежат.
А) индивидуальный отбор. Сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к получению чистой линии – группы генетически однородных (гомозиготных) организмов.
Б) массовый отбор. Отбирается группа организмов с нужными признаками. Массовый отбор приводит к получению генетически неоднородных организмов, и отбор время от времени приходится повторять.
Недавно возникла новая форма искусственного отбора – неумышленный отбор на устойчивость к антибиотикам, пестицидам и гербицидам, которому подвергаются патогенные микроорганизмы, вредители и сорняки.
Гибридизация – скрещивание.
А) инбридинг – близкородственное скрещивание. Проводят скрещивание близких родственников, например, между потомками от одних и тех же родителей, с целью распространения особенно желательных признаков. Длительный инбридинг может привести к снижению плодовитости, что создает проблемы в животноводстве. Интенсивный инбридинг снижает изменчивость генома, повышая число гомозиготных генотипов за счет гетерозиготных. Для того, чтобы преодолеть эти проблемы, животноводы после нескольких поколений инбридинга прибегают к аутбридингу.
Б) аутбридинг – неродственное скрещивание. Состоит в скрещивании особей из генетически различных популяций. Потомков от таких скрещиваний называют гибридами, и они превосходят по ряду признаков обе родительские формы – явление называемое гетерозисом или гибридной силой. Гибриды, получаемые при скрещивании гомозиготных родительских линий из различных популяций, называют гибридами первого поколения (F1); они превосходят родительские формы по величине и количеству плодов, устойчивости к заболеваниям и скорости созревания. Увеличение мощности объясняется повышением гетерозиготности в результате смещения генов.
У растений это скрещивание разных сортов:
Бельфлер (теплолюбивый сорт, сладкие крупные плоды) + китайка (холодостойкая, плоды мелкие кислые) = бельфлер-китайка (умеренный климат, средние кисло-сладкие плоды).
У животных это межпородное скрещивание:
Свинья кемеровской породы + дикий кабан = свинья казахская гибридная;
Алтайская тонкорунная овца (высокое качество шерсти, высокая приспособленность к местным условиям) + английская мясо-шерстная порода = советская мясо-шерстная порода.
В ) отдаленная гибридизация – скрещивание разных видов и родов.
Капуста + редька = рафанобрассика (капустно-редечный гибрид);
Пшеница + пырей = зернокрмовая пшеница (за три укоса в сезон дает до 300-450ц/га зеленой массы);
Пшеница + рожь = тритикале (зерновая и кормовая культура, устойчивая к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и к болезням);
Осел + лошадь = мул.