Основы селекции. Селекция растений, животных,

микроорганизмов.

Законы наследственности и изменчивости широко применяются в селекции животных,

растений, микроорганизмов как способ выведения полезных для человека пород и сортов

организмов. Селекция (от латинского seleсtio – отбор) – это наука о создании новых и

улучшении существующих пород домашних животных и сортов культурных растений.

Так же, под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов,

проводимый человеком для своих потребностей. В процессе становления человека ему

пришлось не только защищаться от диких животных, устраивать жилище, но и

обеспечивать себя пищей. Поиск съедобных растений и охота не очень надежный

источник пищи и первобытные люди часто голодали. Развитие разума и общественных

отношений создавали возможность организации искусственной среды обитания для

человека, в которой уменьшалась зависимость человека от природных условий. Одним из

главных достижений человека стало создание постоянного источника продуктов питания

путем одомашнивания диких животных, возделывания растений.

Возникновение новых пород домашних животных и современных культурных растений

стало возможным из–за существования у диких видов комбинативной наследственной

изменчивости как результата полового размножения и отбора, применяемого человеком.

Животные и растения, выведенные человеком, имеют общие черты, отличающие их от

диких видов. У культурных видов сильно развиты некоторые признаки, бесполезные или

вредные в естественных условиях, но полезные для человека. Например, способность

некоторых пород кур давать 300 или более яиц в год лишена биологического смысла, т.к..

такое количество яиц курица не может насиживать. Все современные домашние

животные, возделываемые человеком культурные растения, произошли от диких предков.

Процесс превращения диких растений и животных в культурные формы называют

одомашниванием. Оно началось со случайного выращивания молодняка диких животных.

Некоторые из них оказались способными существовать в контакте с человеком и начали

размножаться в созданных для них условиях. Этот процесс широко известен уже около 6-

8тыс. лет назад. Размеры и продуктивность культурных растений выше, чем у

родственных диких видов, но вместе с тем они лишены средств защиты от поедания:

горьких или ядовитых веществ, щипов, колючек. Для более полного удовлетворения

потребностей человека создаются все новые сорта растений и породы животных с заранее

заданными свойствами. Предметом селекции является разработка теорий и методов

создания и улучшения пород животных и сортов растений. Успех селекционной работы

зависит от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. С

целью изучения многообразия, географического распространения культурных растений

Н.И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в нашей стране, так и за ее

пределами. В результате этого был собран огромный семенной материал, который был

использован для селекционной работы. Вавилов выделил 7 центров происхождения

культурных растений. Начатая Вавиловым работа, была продолжена другими ботаниками

после ряда уточнений, и в настоящее время насчитывается 12 первичных центров

происхождения культурных растений. Основная задача селекции – создание

высокопродуктивных пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов,

наилучшим образом удовлетворяющих пищевые и технические потребности человека.

Породой или сортом (т.е. чистой линией) называют популяцию организмов, искусственно

созданную человеком, которая характеризуется специфическим генофондом,

наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками,

определенным уровнем и характером продуктивности. Основными методами селекции

являются: отбор (массовый и индивидуальный), гибридизация (близкородственная и

отдаленная). В растениеводстве часто применяется массовый отбор. При этом в посеве

сохраняют растение только с желательными признаками. При повторном посеве снова

отбираются растения с определенными признаками. Сорта, получаемые таким способом,

не являются генетически однородными, и отбор время от времени приходится повторять.

Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей и получение от них потомства.

Индивидуальный отбор приводит к выделению чистой линии - группы генетически

однородных (гомозиготных) организмов. Для внесения в новые сорта растений или

породы животных ценных генов и получения лучших сочетаний признаков применяют

гибридизацию с последующим отбором. Например, один сорт пшеницы имеет прочный

стебель и устойчив к полеганию, но легко поражается ржавчиной. Другой сорт – с тонкой

и слабой соломиной, но устойчив к ржавчине. При скрещивании этих двух пшениц в

потомстве образуются все возможные сочетания признаков, в том числе будут растения

устойчивые к полеганию и ржавчине. Их отбирают и используют для посева. В

животноводстве трудно получить массовый материал для отбора из-за малого числа

потомков, поэтому применяется индивидуальный отбор с учетом полезных признаков и

гибридизация. У сельскохозяйственных животных проводят:

1) близкородственное скрещивание с целью перевода генов в гомозиготное состояние;

2) отдаленная гибридизация — это скрещивание между породами или видами.

Неродственное скрещивание проводят с целью соединить несколько полезных признаков.

Это приводит к улучшению свойств породы.

При скрещивании разных пород животных или сортов растений, при межвидовых

скрещиваниях в первом поколении гибридов повышается жизнеспособность и

наблюдается мощное развитие. Это явление называют гибридной силой или гетерозисом.

Оно объясняется переходом многих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием

благоприятных доминантных генов. При последующих скрещиваниях гибридов между

собой гетерозис затухает из-за выщепления гомозигот. Одно из достижений современной

селекции- разработка способов преодоления бесплодия межвидовых гибридов.

Академику Цицину удалось создать гибрид пшеницы и пырея, на основе которого был

выведен новый сорт пшеницы – зернокормовой. Методами отдаленной гибридизации

получена новая зерновая и кормовая культура – гибрид пшеницы и ржи – тритикале,

которая дает высокий урожай зерна и зеленной массы с высокими питательными

качествами. Искусственный мутагенез, т. е. контролируемый человеком процесс

возникновения мутаций, успешно применяется в селекции растений и микроорганизмов.

Чаще всего применяется в селекции растений. Естественные мутации, несущие полезные

для человека признаки, возникают очень редко. Частота мутаций вырастает при

воздействии мутагенов: химические вещества, УФ и рентген–излучения. Эти воздействия

нарушают строение молекул ДНК и служат причиной увеличения числа мутаций. Наряду

с вредными появляются и полезные мутации, которые используются в селекции.