Какая наука занимается улучшением уже существующих пород животных и сортов растений

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Что такое селекция? Каково ее значение для народного хозяйства страны?

Термин селекция имеет два близких по смыслу значения:

1. Под селекцией понимают процесс создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов с выгодными для человека качествами и свойствами. В этом смысле селекция, как процесс, началась еще в доисторические времена, с того момента, когда людям удалось приручить первых диких животных и начать высаживать первые растения.

2. Селекция наука, занимающаяся разработкой теоретических основ и методов создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. В этом смысле селекция начала существовать сравнительно недавно, с середины XIX в. , так как теоретической базой селекции являются генетика и эволюционная теория.

Благодаря работе селекционеров многих поколений в разных странах мира человечеству удалось добиться больших успехов. В конце XX в. появился даже термин зеленая революция по отношению к высокопродуктивным сортам, созданным в результате селекции растений. Продуктивность этих растений превосходит результаты предыдущей селекционной работы в десятки и сотни раз. Использование некоторых из таких сортов зерновых (рис, пшеница) на территории Индии позволило решить проблему голода. Не стоит забывать, что значительная часть человечества (около 30%) до сих пор недоедает, т. е. питание не соответствует физиологическим потребностям организма. В связи с этим первоочередная задача селекционеров создание таких высокопродуктивных сортов растений и пород животных, которые смогли бы решить проблему голода без дополнительных затрат и нагрузки на окружающую среду. Ведь под агроценозы (сельскохозяйственные земли) и техногенные ландшафты (города, дороги, шахты, промышленные объекты) заняты уже огромные территории. Освоение природных ресурсов такими же темпами может привести к нарушению экологического равновесия и истощению природных ресурсов.

Создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов находит применение в фармакологии. Антибиотики пенициллинового ряда — результат деятельности штаммов плесневых грибов.

Совершенно фантастические перспективы открывает перед человечеством генная инженерия.

Искусственный отбор как основной метод селекции. Основным методом селекции был и остается искусственный отбор. Человек всегда предпочитал оставлять для разведения животных и растения, которые обладали лучшими качествами и свойствами. Долгое время этот процесс велся бессознательно, не методично, хотя еще в античные времена люди старались отбирать лучших из лучших и проводить скрещивания между ними. Такие манипуляции не всегда приводили к желаемым результатам. В селекции растений преобладал массовый отбор, т. е. на поле засевали лучшие семена, а из их потомков опять отбирались лучшие из лучших.
Настоящий большой шаг вперед удалось сделать, когда метод отбора дополнился методом подбора производителей. Метод анализа производительных качеств родителей по потомству был разработан династией французских селекционеров Вильморен.

В основе этого метода лежит индивидуальное скрещивание и отслеживание у потомков передачи полезных качеств. Этот вид искусственного отбора называется индивидуальным. Таким образом удается установить, насколько ценен тот или иной экземпляр растений или животных. Особь оценивается не только с позиций обладания полезными качествами, но и (что более важно) как носитель этих качеств, передающий их потомству. Ведь и элитные родители могут дать потомство низкого качества. Причинами могут быть рецессивные гены, проявляющиеся в следующих поколениях, и многое другое.

Селекция – это наука о методах создания новых и улучшении существующих пород животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с ценными для человека признаками и свойствами
Основные задачи селекции определил
Н. И. Вавилов
Задачи
1.Повышение урожайности сортов и продуктивности животных
2.Повышение устойчивости к заболеваниям
3. Повышение качества продукции
4.Пригодность для механизированного или промышленного
выращивания и разведения
5.Экологическая пластичность сортов и пород

Теоретической основой селекции является генетика. Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

Задачи современной селекции:

- повышение продуктивности организмов;

- улучшение качества продукции (вкуса, внешнего вида, химического состава);

- улучшение хозяйственно важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям, отзывчивости на удобрения или корм).

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял:

- значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур;

- изучения наследственной изменчивости, влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков;

- знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации, особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей;

- стратегии искусственного отбора.

Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.

Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.

Основой селекции является наука генетика . Знание законов генетики позволяет целенаправленно управлять закреплением мутаций , предсказывать результаты скрещивания и правильно проводить отбор гибридов . В результате применения знаний по генетике удалось создать более 10 тысяч сортов пшеницы на основе нескольких исходных диких сортов, получить новые штаммы микроорганизмов, выделяющих пищевые белки, лекарственные вещества, витамины.

К задачам современной селекции относится создание новых и улучшение уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Многолетняя селекционная работа позволила вывести много десятков пород домашних кур, отличающихся высокой яйценоскостью, большим весом, яркой окраской и т. п. А их единый предок — банковская курица из Юго-Восточной Азии. На территории России не растут дикие представители рода крыжовник . Однако на основе вида крыжовник отклонённый, встречающийся на Западной Украине и Кавказе, получено более 300 сортов, многие из которых прекрасно плодоносят в России.

Основные разделы селекции как науки: 1) учение об исходном материале; 2) учение о типах и источниках наследственной изменчивости; 3) учение о роли среды в развитии признаков и свойств; 4) теория искусственного отбора.

Задачи селекции: 1) улучшение продуктивности пород животных, повышение урожайности сортов растений, имеющихся у человека; 2) выведение новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, полезных для человека. Для выполнения этих задач у нас существует широкая сеть научных и научно-практических учреждений: институтов, селекционных станций, племенных хозяйств.

Достижения селекции : выведено много новых сортов растений, устойчивых к низким температурам, высокоурожайных, устойчивых к возбудителям болезней и т. д. На Алтае в НИИ растениеводства и садоводства им. М. А. Лисавенко выведены многочисленные сорта яблони, сливы, облепихи, смородины и других плодовых и ягодных культур .

Селекция — это наука, разрабатывающая методы получения новых и совершенствования существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

повышение продуктивности организмов;
улучшение качества продукции (вкуса, внешнего вида, химического состава);
улучшение хозяйственно важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям, отзывчивости на удобрения или корм).

Сорт , порода , штамм — это искусственно созданная устойчивая группа (популяция) живых организмов, имеющая определённые наследственные особенности.

Все особи такой группы имеют сходные морфологические и физиологические признаки, однотипную реакцию на изменение факторов внешней среды, определённый уровень продуктивности.

1. Искусственный отбор используется для сохранения и размножения особей с желаемой комбинацией признаков. Различают массовый и индивидуальный отбор.

При массовом отборе одновременно отбирают большое число особей с нужным признаком, остальные выбраковывают. Это отбор по фенотипу, он не даёт генетически однородного материала. Повторяется многократно.

При индивидуальном отборе (по генотипу) выделяют одну особь с необходимыми признаками и получают от неё потомство.

2. В селекционной работе используют следующие методы гибридизации : инбридинг, аутбридинг и отдалённую гибридизацию.

При инбридинге скрещиваются потомки с родительскими формами или потомки одних и тех же родителей. Этот тип скрещивания применяют для получения чистых линий , т. е. перевода большинства генов в гомозиготное состояние и закрепления ценных признаков. Нежелательным последствием близкородственного скрещивания является инбредная депрессия — снижение продуктивности и жизнеспособности потомства из-за проявления рецессивных мутаций.

При неродственном скрещивании может наблюдаться эффект гетерозиса ( гибридной силы ) — повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов по сравнению с родительскими формами. Гетерозис проявляется у гибридов первого поколения и обусловлен переходом большинства генов в гетерозиготное состояние. При этом нежелательные рецессивные мутации становятся скрытыми. При половом размножении в следующих поколениях степень гетерозиготности уменьшается и эффект гибридной силы исчезает. Он может сохраняться только при вегетативном размножении.

Осуществляется с трудом, а полученные гибриды бесплодны из-за затруднения конъюгации хромосом разных видов в профазе \(I\) мейоза. Разработаны методы преодоления бесплодия.

3. Искусственный ( индуцированный ) мутагенез используют для увеличения разнообразия исходного материала. Мутагенез вызывают действием мутагенных факторов, например, рентгеновского облучения. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер отбирает организмы с новыми полезными свойствами.

Геномной мутацией является полиплоидия , т. е. кратное увеличение числа хромосомных наборов. Используется в селекции растений. Большинство современных сортов сельскохозяйственных растений полиплоидны. Их урожайность может быть в несколько раз выше, чем у исходных диплоидных форм. Кроме того, полиплоидия даёт возможность преодолеть бесплодие гибридов, полученных при межвидовой гибридизации.

Искусственно полиплоидию вызывают обработкой растений с помощью колхицина . Это вещество нарушает ход мейоза — оно препятствует формированию нитей веретена деления, из-за чего не происходит расхождения гомологичных хромосом.

Поиск исходного материала облегчает закон гомологических рядов наследственной изменчивости , открытый Н. И. Вавиловым .

Родственные роды и виды живых организмов характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости.

Если известны формы изменчивости одного вида, то можно предположить, что подобные формы будут существовать и у других близкородственных видов.

Н. И. Вавилов установил также семь центров происхождения культурных растений и основал мировую коллекцию семян культурных растений и их диких сородичей.

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

класс Селекция

Вопрос № 1
Наука, изучающая биологические основы и методы создания и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов называется.

Вопрос № 2
Как называется отрасль сельскохозяйственного производства, занимающаяся (с опорой на законы генетики) практическим выведением новых сортов и гибридов культурных растений, пород животных и штаммов микроорганизмов?

Вопрос № 3
Какая наука является теоретической основой селекции?

Вопрос № 4
Выбор человеком наиболее ценных для него особей животных и растений данного вида, породы или сорта для получения от них потомства с желательными свойствами - это.

Вопрос № 5
Как называется процесс создания гибридов из двух отличающихся по генотипу родительских организмов, размножающихся половым путём??

Вопрос № 6
Какой вид гибридизации не существует?

Вопрос № 7
Как иначе называется гибридная мощь?

Вопрос № 8
Явление превосходства первого поколения гибридов по ряду признаков и свойств над обеими родительскими формами называется.

Вопрос № 9
Одним из основным методов в селекции является метод.

Вопрос № 10
Какой из методов селекции встречается преимущественно у растений и простейших?

Вопрос № 11
Историческая родина культурных растений, где были сформированы его генотип и фенотип - это.

центр проживания
центр происхождения
центр выживания
центр появления

Вопрос № 12
Русский учёный, создатель учения о центрах происхождения культурных растений.

Вопрос № 13
Сколько центров происхождения культурных растений существует в настоящее время?

Вопрос № 14
Районы возникновения новых форм уже не от диких предков, а от предшествующих культурных форм, сосредоточенных в одном географическом месте называются.

первичные центры
вторичные центры
третичные центры
четвертичные центры

Вопрос № 15
Сорт - это…

искусственно полученная популяция растений с нужными для человека признаками
искусственно полученная популяция животных с нужными для человека признаками
искусственно полученная популяция бактерий с нужными для человека признаками
искусственно полученная популяция грибов с нужными для человека признаками

Вопрос № 16
Как иначе называется одомашнивание животных?

Вопрос № 17
Инбридинг - это.

скрещивание особей, имеющих общих близких предков
скрещивание неродственных особей одного и того же вида

Вопрос № 18
Аутбридинг -это.

скрещивание особей, имеющих общих близких предков
скрещивание неродственных особей одного и того же вида

Вопрос № 19
Какой из современных методов в настоящее время активно внедряется в селекции животных?

метод искусственного осеменения
метод клонирования
сознательный метод
бессознательный метод

Вопрос № 20
Какой из методов селекции используется только в селекции микроорганизмов?

метод клонирования
метод искусственного осеменения
генная инженерия

Вопрос № 21
Как называется совокупность методов воздействия на ДНК, позволяющих переносить наследственную информацию из одного организма в другой?

генная инженерия
клеточная инженерия
биотехнология
ДНК-технология

Вопрос № 22
Метод конструирования клеток нового типа путём гибридизации их содержимого - это.

биотехнология
генная инженерия
клеточная инженерия
ДНК-технология

Вопрос № 23
Использование живых клеток и биологических процессов для получения веществ, необходимых человеку, называют.

Вопрос № 24
ЗАМЕНИ ОДНИМ СЛОВОМ:
Превращение диких животных в домашних путём приручения, содержания и разведения.

Вопрос № 25
Порода - это.

Основы селекции, растений, животных и микроорганизмов

Ответы к тесту. Вы можете удалить данный файл, чтобы учащиеся не смогли посмотреть ответы.

Селекция (лат. selectio - выбирать) - наука и отрасль практической деятельности, направленная на создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающих полезными для человека свойствами.

Этими полезными свойствами могут быть размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).

Основы селекции

В основе селекции лежит способность генотипа живых организмов к изменениям, что происходит главным образом за счет комбинативной и мутационной изменчивости. В процессе селекции происходит искусственный отбор организмов с полезными для человека свойствами и их размножение.

В результате множества последовательных скрещиваний, в конце концов, селекционерам удается достичь желаемой цели: вывести гибридов с нужными признаками.

Мутационная изменчивость существует благодаря мутациям - случайным ненаправленным изменениям генотипа. Благодаря мутациям, к примеру, возник безалкалоидный сорт люпина. И.В. Мичуриным на яблоне сорта Антоновка Могилевская были обнаружены необычайно крупные плоды, ветвь с которым послужила для появления нового сорта - Антоновки шестистограммовой. Эти плоды - результат произошедшей в естественных условиях мутации соматических клеток.

"Сколько ждать этой естественной мутации?" - спросите вы. Может один день, а может и 100, и 10000 лет - всем властвует случайность. На наш век может не выпасть удача, а мы такого допустить не можем! :)

Именно по этой причине в селекции растений часто используются искусственно вызванные мутации - авто- и аллополиплоидию.

Автополиплоидия

Автополиплоидия - кратное (4n,6n,8n) увеличение исходного набора хромосом, который характерен для особей вида.

Автополиплоидия возникает в результате обработки почек колхицином, который нарушает образование нитей веретена деления, и, соответственно, нарушает расхождение хромосом в мейозе, в результате чего набор хромосом в половых клетках (гаметах) оказывается удвоенным. Таким способом получают полиплоиды - сорта растений, обладающие повышенной урожайностью.

Существуют различные тетраплоидные сорта свеклы, мака, кукурузы и других сельскохозяйственных культур, которые отличаются большими размерами плодов.

Аллополиплоидия

Аллополиплоидия (греч. állos — другой и polýploos — многократный) - соединение в клетках организма хромосомного набора от разных видов или родов, в результате которого образуется гибридная зигота.

Благодаря аллополиплоидии получают новые сорта растений. Наиболее известным примером является гибрид ржи и пшеницы - тритикале. Некоторые межвидовые гибриды табака обладают повышенной устойчивостью к возбудителям заболеваний мучнистой росы, табачной мозаики.

В рамках биотехнологии разработаны методы, с помощью которых стало возможным создание бактерий, синтезирующих полезные для человека белки, многие из которых используются как лекарства: аминокислоты, антибиотики, инсулин.

Скрещивание особей в селекции

Каждое скрещивание как сдача новых карт: может повезет, а может и нет. Вполне возможно, что особь унаследует полезные признаки от родителей и сможет передать их своим потомкам, всегда есть и шанс того, что появятся новые полезные для человека признаки, равно как и шанс, что ничего полезного из проводимого скрещивания не выйдет.

Близкородственное скрещивание в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние, вследствие чего потомство ослабевает и становится более подвержено наследственным заболеваниям.

Замечу, что под инбридингом подразумевают близкородственное скрещивание животных. Для самоопыления у растений существует иной термин - инцухт.

В селекции инбридинг применяют для выведения чистых линий (гомозиготных особей - aa, AA, bb, BB), которые используются, например, для анализирующего скрещивания. Инбридинг использовался при выведении абсолютно всех пород животных, и в настоящее время активно используется в питомниках для выведения нужных пород животных (кошек, собак и т.д.)

Аутбридинг заключается в скрещивании неродственных особей, которые могут принадлежать к одному сорту, породе, виду или роду. Аутбридинг ведет к явлению гетерозиса - получения гетерозисных форм, которые превосходят родительских особей по ряду признаков.

Гетерозис - явление увеличения жизнеспособности особей у гибридов, которые получены при скрещивании двух чистых линий. Такой эффект связан с переходом генов в гетерозиготное состояние, что повышает выживаемость организмов, плодовитость, и множество других полезных свойств.

Применение отдаленной гибридизации заключается в скрещивании особей, принадлежащих к разным родам и видам. Такие особи обладают крайне полезными для человека свойствами, но часто бесплодны (стерильны).

Известным примером отдаленной гибридизации является мул - гибрид осла (самца) и лошади (самки). Отличаются большой выносливостью и работоспособностью, живут до 40 лет, обладают хорошим иммунитетом к заболеваниям, не требовательны в корме и уходе.

Обратный пример: гибрид ослицы (самки) и жеребца (самца) - лошак. Встречаются гораздо реже по сравнению с мулом, так как обладают меньшей выносливостью и работоспособностью. В большинстве случаев бесплодны.

Отбор в селекции

Отбор в селекции осуществляет человек с единственной целью: размножить особей с нужными и полезными признаками, свойствами. Очевидно, что такой отбор называется искусственным, в противовес естественному отбору, главный критерий которого - приспособленность.

Отбор организмов исключительно на основе внешних данных (фенотипа). Основным критерием для человека служит проявление признака: размер плодов, цвет лепестков, цвет листьев и т.д. Этот вид отбора характеризуется массовостью и быстротой.

В результате массового отбора формируется группа особей, которые обладают нужными и полезными для человека признаками. В дальнейшем они подвергаются размножению.

Выборочный отбор и сохранение особей с ценными для человека признаками. В ходе индивидуального отбора оценивается не только фенотип, но и генотип, вследствие чего данный вид отбора занимает большее время, но оказывается более эффективен.

Индивидуальный отбор требует оценки потомства от выбранной особи в ряду поколений. Иногда подобный отбор применяют у самоопыляемых растений: пшеницы, ячменя - с целью получения чистых линий. Как было сказано ранее, чистые линии характеризуются гомозиготностью и являются исходным материалом для селекции.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: