Друкувати книгуДрукувати книгу

СЕЛЕКЦІЯ

Селекція

Сайт: Підготовка до ЗНО - Освітній портал "Академія"
Курс: Підготовка до ЗНО з біології
Книга: СЕЛЕКЦІЯ
Надруковано: Гість
Дата: Friday 12 August 2022 12:05 AM

1. Селекція

ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ СЕЛЕКЦІЇ ОРГАНІЗМІВ

Селекція  –  наука, що досліджує виведення нових та вдосконалення існуючих сортів культурних рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів, що відповідають потребам людини і суспільства.

Сорт, порода, штам  –  це штучно створені людиною різновиди рослин, тварин та мікроорганізмів, які мають визначені спадкові особливості: комплекс морфологічних і фізіологічних ознак, продуктивність і норму реакції.

М. І. Вавилов зазначив, що для успішної роботи селекціонеру слід вивчати і враховувати:

1.    вихідну сортову і видову різноманітність рослин і тварин;

2.    спадкову мінливість (мутації);

3.    роль середовища в розвитку і прояві досліджуваних ознак;

4.    закономірності успадкування при гібридизації;

5.    форми штучного добору, спрямовані на виділення й закріплення бажаних ознак

Основні методи селекції

C:\WINDOWS\Temp\FineReader10\media\image134.jpeg

Механізм штучного добору за ч. дарвіном

1.    Виділення окремих особин з ознаками, що цікавлять людину

2.    Добір особин, що успадкували від батьків бажані для людини ознаки

3.    Розмноження особин з корисними ознаками

4.    Розвиток бажаної ознаки, її закріплення

Форми штучного добору

Масовий

Індивідуальний

Виділення з вихідного матеріалу цілої групи особин, що мають бажані для селекціонера ознаки

Виділення окремих особин із цікавими для селекціонера ознаками й одержання від них нащадків

 

 

Форми гібридизації

Внутрішньовидова(у межах одного виду)

Споріднене схрещування (інбридинг)

Неспоріднене схрещування (аутбридинг)

Схрещування організмів, що мають безпосередніх спільних предків. Використовують для одержання чистих ліній. Підвищується гомозиготність

Гібридизація організмів, що не мають тісних родинних зв'язків. Часто спостерігається явище гетерозису  –  «гібридної сили».

Підвищується гетерозиготність

Міжвидова (між особинами різних видів)

Гібридизація особин, які належать до різних видів, родів, із метою поєднання в гібридів цінних спадкових ознак: Жито х пшениця = тритікале

Кобила х осел = мул

 

Гетерозис. Явище гетерозису полягає у вищій життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління порівняно зі схрещуваними батьківськими формами. Саме відкриття гетерозису визначило нову категорію селекції  –  створені високопродуктивних тварин і рослин. Існують такі гіпотези, що пояснюють явище гетерозису:

 –   гіпотеза домінування припускає, що в першому поколінні число домінантних генів, отриманих від батьків, подвоюється, і це сприятливо діє на потомство;

 –     гіпотеза наддомінування визнає, що гетерозиготний стан (Aa) дає перевагу над гомозиготним (АА);

 –    гіпотеза компенсаційного комплексу генів припускає сприятливу дію мутацій у разі схрещування з нормальними гомозиготними рецесивними особинами.

Етапи одержання гетерозисних гібридів включають:

 –   багаторазове самозапилення рослин і отримання інбредних ліній, гомозиготних за переважною кількістю генів;

 –   оцінка отриманих видів за їхньою здатністю до гетерозису;

 –  отримання гібридів як основного результату j селекції на використання гетерозису.

 

Найчастіше міжвидові гібриди безплідні. Уперше методику подолання безплідності міжвидових гібридів у рослин розробив у 1924 р. російський учений Г. Д. Карпеченко. Схрещуючи редьку з капустою, він подвоїв число хромосом у гібрида. Ця рослина не була схожа ні на редьку, ні на капусту.

Віддалена гібридизація широко застосовується у плодівництві: І. В. Мічурін одержав у такий спосіб гібриди ожини і малини, сливи і терну та ін.

C:\WINDOWS\Temp\FineReader10\media\image135.jpeg

Гібриди рослин можна розмножувати вегетативно, чого не можна робити з тваринами.

Гетерозис кукурудзи за продуктивністю

а), в)  –  лінії батьків, б)  –  гібрид

Розмножують складні міжвидові гібриди і методами клітинної інженерії. Новий організм можна одержати з окремих гібридних соматичних клітин. Цей метод називається клонуванням.

Особливості рослин як об'єктів селекції

1.    Висока плідність (велике число нащадків)

2.    Крім статевого розмноження, характерне також вегетативне

3.    Притаманне явище поліплоїдії

4.    Невимогливі до умов середовища

5.    Не вимагають великих економічних витрат

Методи селекції рослин

1.    Висока плідність, численність потомства дозволяють використовувати метод масового добору

2.    Наявність видів, що самозапилюються, дає можливість вивести чисту лінію шляхом застосування індивідуального добору

3.    Завдяки вегетативному розмноженню можна тривалий час зберігати гетерозиготну комбінацію, соматичну мутацію

4.    Впливаючи на проростання насіння хімічними речовинами, випромінюванням вдається одержувати матеріал для добору

 

Поліплоїдія  –  один зі шляхів поліпшення сортів культурних рослин

Значний внесок у розвиток селекції рослин зробили селекціонери-генетики: І. В. Мічурін, Г. Д. Карпеченко, М. В. Цицин, М. М. Лук'яненко, В. Н. Ремесло, В. С. Пустовойт. Вони вивели високоврожайні сорти цукрових буряків, гречки, бавовнику, високопродуктивні кубанські сорти пшениці, українські сорти Миронівська-808, Юбілейна-50, Харківська-63 та ін.

Особливості тварин як об'єктів селекції

1.    Нечисленність потомства Значна тривалість життя Роздільностатеві (утруднює інбридинг) Тільки статеве розмноження

2.    Необхідна гомозиготність чистих ліній досягається за рахунок близькородинного схрещування, що веде до інбредної депресії

3.    Складні взаємини з довкіллям у зв'язку з наявністю нервової системи Кожний об'єкт являє собою значну селекційну цінність Значні економічні витрати на утримання

Методи селекції тварин

1.    Не застосовується масовий добір, з огляду на співвідносну мінливість Визначення якості плідників за показниками нащадків; вивчення родоводу

2.    Штучне запліднення, одержання цінних порід великої рогатої худоби в штучних умовах («у пробірці»). Потім ембріон пересаджують у матку самки іншої породи для подальшого розвитку. У такий спосіб можна одержати значну кількість нащадків із важливими практичними властивостями

Особливості мікроорганізмів та їх селекції

1.    Не мають типового статевого процесу

2.    Гаплоїдні, що дає можливість мутаціям виявлятися вже в першому поколінні нащадків Швидкі темпи розмноження дають можливість одержувати велику кількість клітин  –  нащадків.

3.    основні напрямки сучасної біотехнології

 

Основні центри походження культурних рослин були встановлені М. І. Вавиловим у 20-30-х pp. XX ст.

Південноазіатський тропічний (Індія, Індокитай, Південний Китай, острови Південно-Східної Азії): батьківщина рису, цукрової тростини, ківі, бананів.

Східноазіатський (Центральний і Східний Китай, Японія, Корея, Тайвань): батьківщина гречки, редьки, яблуні, груші, сливи, шовковиці, проса.

Південно-Західноазіатський (Мала та Ceредня Азія, Кавказ, Близький Схід, Північно-Захіна Індія, Західний Китай): батьківщина сої, чечевиці, жита, ячменю, вівса, моркви, цибулі, бавовнику, льону, винограду, абрикосу, мигдалю, волоського горіха, цитрусових.

Середземноморський: батьківщина цукрової буряку, капусти, маслин, конюшини, люпину.

Абіссінський (Північно-Східна Африка, Абіссінське нагір'я, Аравійський півострів): батьківщина твердої пшениці, сорго, кави.

Центральноамериканський: батьківщина кукурудзи, червоного перцю, квасолі, гарбуза, тютюну, какао.

Південноамериканський (Андійський): батьківщина картоплі, томатів, арахісу, ананасу.

 

Однією з перших тварин, приручених близько 15 тис. років тому в Євразії, був собака. Його предком були деякі види вовків. Нині існує близько 400 порід собак, яких поділяють на службових, мисливських і декоративних.

Набагато пізніше, 10 тис. років тому, в Єгипті для захисту запасів їжі від мишей приручили кішку. Вівці та кози були одомашнені 10 тис. років тому в Середземномор'ї пі на Кавказі заради молока, м'яса та вовни. їхніми предками були архари, муфлони та гірські Кози.

Предком коня були тарпани, які жили в Європі та Середній Азії, повністю винищені людиною в дев'ятнадцятому столітті. Кінь Пржевальського, який раніше вважався предком свійського коня, як виявилось, не є таким, оскільки має інший хромосомний набір.

Дикий бик  –  тур, який жив у Євразії і є предком свійської корови, також був винищений, останнього бачили й відразу ж убили в Польщі в 1627 р. Його приручили 8 тис. років тому в Греції. Дику свиню приручили в Євразії близько 7 тис. років тому, а свійські кури походять від банківських і червоних курей, одомашнених в Азії 5 тис. років тому. В Америці 4 тис. років тому були приручені індички. В Азії 4 тис. років тому приручили гусей і качок.

 

Біотехнологія  –  це сукупність промислових методів, що застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ.

Основні напрямки біотехнології

Промислова мікробіологія

Перетворення парафінів у кормовий білок у процесі життєдіяльності мікроорганізмів, виробництва антибіотиків та інших лікарських речовин

Інженерна ензимологія

Одержання і використання чистих ферментів і ферментних препаратів

Генна інженерія

Штучне конструювання молекул ДНК (генів)

Клітинна інженерія

Культивування клітин і тканин вищих організмів

 

КЛОНУВАННЯ ГЕНІВ

 

C:\WINDOWS\Temp\FineReader10\media\image136.jpeg

Клонування генів з використанням:

а) бактерій, б) вірусів:

1  –  бактерія; 2  –  плазміда; 3  –  чужорідний ген; 4  –  рекомбінантна плазміда; 5  –  клітина хазяїна;
 6  –  рекомбінантна ДНК; 7  – вірус; 8  –  вірусна ДНК