Селекция. Растения, животные, микроорганизмы

1. Селекция

Растения, животные, микроорганизмы

2. Селекция 

Селекция
Теоретическая основа
селекции – генетика.
наука о методах создания новых и улучшения уже существующих
сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов
микроорганизмов с ценными для практики признаками и свойствами.
Сорт, порода, штамм — искусственно изолированная
популяция организмов одного вида с интересующими
человека признаками. Имеющая определенные
наследственные особенности.
Все особи внутри породы, сорта и штамма имеют
идентичные, наследственно закрепленные морфологические,
физиологобиологические и хозяйственные свойства и
признаки и однотипную реакцию на действие факторов
внешней среды.

3. Основные задачи селекции

• достижение высокой урожайности сортов культурных растений,
плодовитости и продуктивности пород животных;
• достижение необходимого качества и химических свойств продукции:
вкуса, внешнего вида и лежкости плодов и овощей, содержания
белка, клейковины, нужных аминокислот в зерне, жирности и
содержания белков в молоке и т.д.;
• достижение необходимых физиологических свойств: скороспелости,
засухоустойчивости, морозостойкости, устойчивости к болезням и
вредителям и т.д.;
• создание пород и сортов с ускоренным развитием: повышение
«отзывчивости» на подкормку у растений и на корм и содержание у
животных;
• получение
пород,
сортов
и
штаммов,
пригодных
для
механизированного или промышленного выращивания и разведения.

4. Теоретическая база селекции:

• ■ законы и методы генетики как науки о наследственности и
изменчивости;
■ учение о структуре гена, молекулярные основы
наследственности;
■ теория мутаций;
■ учение о роли среды в фенотипических проявлениях
генотипа;
■ учение о формах искусственного отбора, направленного
на выявление и закрепление нужных признаков у
селектируемых организмов.

5. Общие методы селекции

■ направленный подбор исходного
материала для селекции из имеющегося
разнообразия растений и животных;
■ близкородственная и неродственная
гибридизация;
■ массовый и индивидуальный
искусственный отбор;
■ индуцированный мутагенез’,
■ искусственное получение
полиплоидов и др.

6. Основа успеха селекционной работы — генетическое разнообразие исходного материала.

• Гибридизация — получение гибридов от скрещивания генетически разнородных организмов.
• Инбридинг — это близкородственное скрещивание (близкородственная гибридизация)
организмов. Чаще используется в отношении животных. В отношении растений используется
термин инцухт.
• Аутбридинг — неродственное (внутри- или межвидовое) скрещивание (при внутривидовом
аутбридинге скрещиваемые особи не должны иметь общих предков в ближайших 4-6
поколениях).
• Искусственный отбор — отбор, производимый человеком с целью сохранения для
дальнейшего размножения особей, имеющих желаемую комбинацию признаков.
• Массовый искусственный отбор — отбор по фенотипу целой группы особей с нужными
признаками, от которой получают потомство. В нескольких поколениях потомков отбор
приходится повторять, так как у них возможно появление расщепления.
• Индивидуальный искусственный отбор — отбор одной особи с нужными признаками и
выращивание ее потомков с обязательным контролем наследования данных признаков.
■ Индивидуальный отбор бывает однократным (отбор только родительской особи) или
повторяющимся (и родительской особи, и потомков).
■ В результате индивидуального отбора увеличивается число гомозигот, т.е. полученное
поколение становится генетически однородным.

7.

• Линия — группа родственных организмов, воспроизводящих в ряду поколений
устойчивые наследственные признаки. Линия происходит от одного предка или от
одной пары общих предков.
• Чистая линия — группа организмов, гомозиготных по большинству генов,
воспроизводящих в ряду поколений устойчивые наследственные признаки и
являющихся потомками одной гомозиготной самоопыляемой особи (у растений) или
пары близко-родственных особей (у животных).
■ Чистые линии нередко имеют сниженную жизнеспособность, что связано с
переходом в гомозиготное состояние всех рецессивных мутаций, которые
преимущественно являются вредными.
■ Чистые линии имеют максимальную степень гомозиготности и представляют очень
ценный материал для селекции.

8. Отличие культурных форм от диких

Культурные формы
Дикие формы
развиты признаки, полезные для человека и часто наличие признаков, неудобных для человека
вредные в естественных условиях
(агрессивность, колючесть и т. п.)
высокая продуктивность
низкая продуктивность (мелкие плоды; низкая
масса, яйценоскость, удойность)
хуже адаптируются к меняющимся условиям
среды
высокая адаптивность
не имеют средств защиты от хищников и
вредителей (горьких или ядовитых веществ,
шипов, колючек и т. п.)
наличие естественных защитных приспособлений
, повышающих жизнестойкость, но неудобных для
человек

9. Селекция растений

Селекция растений — наука о выведении новых сортов
сельскохозяйственных культур, характеризующихся высокой
продуктивностью и качеством урожая, устойчивостью к
болезням, вредителям и неблагоприятным условиям
окружающей среды.
• Сорт фенотипически проявляет свои признаки лишь в тех
условиях, для которых он был создан.
Исторические этапы селекции растений.
- Окультуривание диких предков путем бессознательного искусственного
отбора;
- Направленный массовый и индивидуальный искусственный отбор с
последующей гибридизацией.

10. Метод ментора

• Способ направленного развития («воспитания») молодых гибридных
растений при их прививке на другой сорт, разработанный И. В.
Мичуриным. Метод основан на воздействии растения-воспитателя
(ментора) одного сорта на растение другого сорта после прививки.
• И. В. Мичурин использовал метод ментора при выведении сортов
* яблони (Бельфлёр-китайка, Кандиль-китайка)
* груши (Бергамот Новик)
* вишни (Краса севера) и других растений.
• При использовании метода ментора
* повышалась морозостойкость
* улучшалось качество плодов
* наблюдались другие полезные эффекты.
• Такие изменения закрепляются только при вегетативном размножении
нового сорта.

11. Методы селекции растений:

1) гибридизация
близкородственная (инцухт) - скрещивание сортов (чистых линий) с целью получения у гибридов
эффекта гетерозиса. Основана на искусственном опылении своей пыльцой перекрестно опыляемых (в
естественных условиях) растений. Самоопыление ведет к повышению гомозиготности и закреплению
наследственных свойств. Так получают чистые линии особей.
неродственная (аутбридинг) - скрещивание особей разных видов или родов с целью получения гибридов,
сочетающих признаки двух разных растений. !!! Межвидовые гибриды обычно бесплодны. Это
объясняется содержанием в их геноме различных хромосом, полученных от родительских особей разных
видов, которые (хромосомы) при мейозе не конъюгируют.
2) искусственный отбор (массовый — отбор по фенотипу группы особей; индивидуальный — отбор
единичных особей); производится после получения гибридов
3) мутагенез (изменение наследственности с помощью мутагенов (мутагенные веществаколхицин,, ультрафиолет, радиация). с целью получения полиплоидов и гибридов с новыми признаками);
4) культура клеток и тканей (как выращивание растений из отдельных клеток или тканей, в том числе
получение гаплоидов, выращенных из гамет гибридов - это современный метод - относящийся к
биотехнологии);
5) хромосомная инженерия (внедрение хромосом растений одного сорта (вида) в геном растения
другого сорта (вида);
6) генная инженерия (перенос генов растения одного вида (сорта) в генотип растения другого вида
(сорта), получение трансгенных растений - это современный метод - относящийся к биотехнологии).

12. Методы селекции животных:

• 1) гибридизация (близкородственная (инбридинг) — скрещивание близкородственных
особей
с
целью
получения
гибридов
с
гомозиготным
состоянием
генов; неродственная (аутбридинг) — скрещивание домашних животных с дикими
предками (внутривидовая неродственная гибридизация) и межвидовая неродственная
гибридизация);
• 2) искусственный отбор (индивидуальный отбор по хозяйственно полезным признакам и
экстерьеру);
• 3) испытание родителей по потомству для оценки племенных качеств производителей;
• 4) искусственное осеменение для интенсивного использования ценных производителей;
• 5) полиэмбриония (получение нескольких близнецовых зародышей из одной зиготы);
• 6) клеточное клонирование (клеточная инженерия);
• 7) генная инженерия (перенос генов одного вида (породы) в генотип другого вида
(породы), получение трансгенных животных).

13.

Методы
Подбор родительских пар
Гибридизация:
а) неродственная (аутбридинг)
Селекция животных
По хозяйственно ценным признакам и по
экстерьеру (совокупности фенотипических
признаков)
Скрещивание отдаленных пород, отличающихся
контрастными признаками, для получения
гетерозиготных популяций и проявления
гетерозиса. Получается бесплодное потомство
б) близкородственная (инбридинг) Скрещивание между близкими родственниками
для получения гомозиготных (чистых) линий с
желательными признаками
Отбор:
а) массовый
Не применяется
Селекция растений
По месту их происхождения (географически
удаленных) или генетически отдаленных
(неродственных)
Внутривидовое, межвидовое, межродовое
скрещивание, ведущее к гетерозису, для
получения гетерозиготных популяций, а также
высокой продуктивности
Самоопыление у перекрестноопыляющихся
растений путем искусственного воздействия
для получения гомозиготных (чистых) линий
Применяется в отношении
перекрестноопыляющихся растений
б) индивидуальный
Применяется жесткий индивидуальный отбор по Применяется в отношении самоопыляющихся
хозяйственно ценным признакам, выносливости, растений, выделяются чистые линии экстерьеру
потомство одной самоопыляющейся особи
Метод испытания производителей Используют метод искусственного осеменения от Не применяется
по потомству
лучших самцов-производителей, качества
которых проверяют по многочисленному
потомству
Экспериментальное получение
Не применяется
Применяется в генетике и селекции для
полипоидов
получения более продуктивных, урожайных
форм

14. Селекция микроорганизмов

• Селекция одноклеточных организмов происходит несколько
иначе, чем селекция многоклеточных растений и животных.
• Главная цель – добиться высокой производительности от одной
клетки.
• Микроорганизмы синтезируют аминокислоты, белки, липиды,
витамины, нуклеиновые кислоты, ферменты, пигменты,
специфические органические вещества и т.д. «Дикие» штаммы,
как правило, менее активны и производительны, поэтому
человечество научилось стимулировать жизнедеятельность
одноклеточных организмов.

15. Селекция микроорганизмов

отличительные черты:
• неограниченное количество начального материала для работы –
за несколько дней в питательной среде можно вырастить
миллионы бактерий;
• одноклеточные организмы содержат гаплоидный набор
хромосом, поэтому легче выявить мутации уже в первом
поколении;
• геном бактерий более простой, чем многоклеточных организмов,
что позволяет более эффективно регулировать взаимодействие
генов.

16. Методы селекции микроорганизмов

Метод
Особенности
Примеры
Искусственный отбор
Выборка наиболее производительных и
неприхотливых образцов
микроорганизмов и культивирование их в
искусственной среде
Производство антибиотиков
Искусственный мутагенез
Внешнее воздействие на
жизнедеятельность микроорганизмов.
Применение ультрафиолета, радиации,
химических веществ для получения
необходимой мутации
Получение пекарских дрожжей
Генная инженерия
Выделение необходимых генов и
внедрение их в другие организмы,
Производство инсулина,
преобразование, «редактирование» ДНК и
ферментов
РНК, создание генетически
модифицированных организмов

17. значение селекции микроорганизмов

• получение ферментов, используемых в промышленности, например,
амилаза входит в состав стиральных порошков, улучшает качества муки,
ускоряет процессы брожения;
• получение незаменимых аминокислот;
• производство антибиотиков;
• получение дополнительных источников энергии – этанола, водорода, газа;
• изготовление хлебобулочных изделий (выращивание дрожжей);
• производство спирта и алкогольной продукции;
• изготовление кисломолочных продуктов;
• выращивание металлов из бедных руд;
• очистка сточных вод.

18. Вклад ученых в развитие селекции

• Метод ментора разработал И. В. Мичурин.
• Вавилов создал закон гомологических рядов,
открыл центры происхождения культурных
растений.
• Карпеченко занимался отдаленной гибридизацией
и разработал метод преодоления бесплодия у
гибридов путем получения полиплоидных гибридов.

19.

Ученый
Файтулин Абдул Жали
Мичурин И.В.
Карпеченко Г.Д.
Пустовойт В.С.
Астауров Б.Л.
Четвериков С.С.
Лукьяненко П.П.
Иванов М.Ф.
Лысенко Т.Д.
Достижения
Выводил новые сорта пшеницы. Добровольно ушел на фронт ВОВ и погиб в
1943 г.
Вывел более 300 новых сортов плодово-ягодных культур. Одним из итогов
работы по гибридизации яблок стало появление Антоновки
шестиграммовой.
Вывел капустно-редичный гибрид, методом полиплоидии.
Создал 20 высокомасличных сортов подсолнечника, у сухих семян которых
значение масличности доходило до 57%.
Выводил полиплоидные гибриды тутового шелкопряда. Их особенность
заключалась в возможности размножения партеногенезом.
Заложил основы популяционной генетики растений.
Непосредственно участвовал в создании сорта Безостая I (озимая мягкая
пшеница).
Работал над выведением высокопродуктивных пород овец и свиней:
асканийская тонкорунная, украинская степная белая.
Увеличил урожайность проса, разработав новую агротехнику. Является
автором сорта озимой пшеницы Одесская 3, сорта ярового ячменя
Одесский 9 и т.д.