Методы селекционной работы

1. Методы селекционной работы

2.

Методы селекции
Искусственный отбор
Сознательный
Гибридизация
Бессознательный
Искусственный
мутагенез
Внутривидовая
Отдалённая (межвидовая)
Инбридинг
Массовый
Индивидуальный
Биотехнология
Аутбридинг

3. Искусственный отбор

Искусственный отбор – отбор, проводимый человеком и направленный на сохранение
наиболее ценных в хозяйственном отношении особей растений и животных данного
вида/породы/сорта для получения потомства с желаемыми признаками.
Искусственный отбор является основной движущей силой селекции.
Делится на массовый и индивидуальный

4. Массовый отбор

Массовый отбор – сохранение по фенотипу целой группы особей с нужными
человеку хозяйственно ценными признаками и выбраковке всех остальных особей, не
соответствующих сортовым и породным стандартам.
Особенности:
o Сорт, полученный таким способом,
неоднороден по генотипу;
o Эффективен, когда надо сохранить особей с
просто наследуемыми признаками;
o Используется в селекции растений для
перекрёстноопыляемых растений.
Преимущества: быстрый и лёгкий процесс
отбора.
Недостатки: не даёт генетически
однородного материала, всегда необходим
повторный отбор.
Озимая рожь
Яровая рожь

5. Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор – сохранение отдельных особей с необходимыми признаками.
Особенности:
o Ведётся по генотипу с оценкой качества
потомства конкретного организма в ряду
поколений;
o Учитывается расщепление признаков у потомства;
o Для размножения сохраняются лучшие особи;
o Среди растений (для самоопыляющихся) и
животных.
Преимущества: более эффективный, позволяет
получать генетически однородное потомство.
Недостатки: трудоёмкий, длительный процесс
отбора.

6. Сравнение искусственного и естественного отбора

7. Этапы комбинационной селекции

Комбинационная селекция - метод селекции, основанный на скрещивании организмов с
разными генотипами и последующем отборе потомков с желаемыми признаками.
Основные этапы:
1. Выбор родительских пар - отбор исходных растений или
животных с нужными признаками для скрещивания.
2. Скрещивание - проведение контролируемого перекрёстного
скрещивания растений или спаривания животных.
P – родительские особи
F1 – гибриды первого
поколения
3. Оценка гибридного потомства F1 - изучение полученных
гибридов и выявление особей с комбинацией желаемых признаков.
F2 – потомство гибридов
второго поколения
4. Самоопыление или близкородственное скрещивание
(инбридинг) - увеличение степени гомозиготности потомства (с F2
до F8 поколения), закрепление признаков.
F8 – потомство гибридов
третьего поколения
5. Отбор лучших гибридов - сохранение гибридов из каждого
поколения с наилучшим сочетанием признаков.
6. Стандартизация, регистрация новой породы или нового
сорта.
Fn – лучшие потомки

8. Испытание производителя по потомству

У самцов фенотипически не проявляются некоторые качества породы (молочность и
жирномолочность у быков, яйценоскость у петухов). Поэтому их скрещивают с самками и
оценивают продуктивность полученного материала.
Испытание производителя по потомству - это метод, направленный на оценку
непроявляющихся качеств самцов по их дочерям.
Особенности:
o Используется в селекции животных;
o Оценка признаков потомства.
Производители – это самцы, у которых не
проявляются фенотипически некоторые
качества породы.

9. Отбор по экстерьеру

Экстерьер - это совокупность внешних морфологических признаков животного,
определяющая его общее физическое состояние, гармоничность и телосложение, а
также развитие отдельных частей тела.
Делится на:
Особенности:
o Используется в селекции
животных;
o Необходим для подбора
родительских пар.
Отбор молочного направления
Отбор мясного направления

10. Отбор по генотипу с помощью оценки фенотипа потомства

Это отбор особей с необходимыми наследственными признаками для
дальнейшего скрещивания.
Пример: оценка молочности быкапроизводителя по молочности его
дочерей.

11. Подбор родительских пар

Подбор родительских пар – тщательное изучение генотипа и фенотипа родительских
особей, подбор пары с необходимыми признаками.

12. Отбор по генотипу с помощью анализа ДНК

Это отбор, основанный на использовании методов молекулярной биологии для
анализа ДНК.
Применение:
• Раннее выявление носителей нужных генов без ожидания
проявления признаков у потомства.
• Точное прогнозирование наследования признаков и
сочетания генов.
• Исключение особей с нежелательными генами из
селекционного процесса.
Пример: определение факторов стерильности у
лука репчатого.

13. Искусственный мутагенез

Искусственный мутагенез – это воздействие на организмы различных химических или
физических мутагенов с целью получения мутаций в генотипе.
Особенности:
o Используется в селекции растений и
микроорганизмов;
o Мутации дают новые признаки, некоторые из
которых оказываются полезными для человека.
Недостатки:
o Большинство мутаций оказываются
нейтральными или вредными;
o Длительный и трудный процесс отбора полезных
мутантов.

14. Искусственный мутагенез

Делится на радиационный и химический
Радиационный (физический) мутагенез –
воздействие на организмы рентгеновских,
ультрафиолетовых лучей.
Химический мутагенез – воздействие на
организмы химических веществ.
Пример: сорт яровой пшеницы
«Новосибирская 67» был получен Д. К.
Беляевым с помощью воздействия радиации.
Он имеет высокую урожайность, толстую
соломину, обладает засухоустойчивостью.
Пример: сорт подсолнечника «Первенец»
был получен в результате воздействия
этилинимина и азотистого иприта. Масло из
семян этого сорта содержит 75% олеиновой
кислоты.

15. Полиплоидия

Полиплоидия – метод искусственного мутагенеза, основанный на кратном увеличении
гаплоидного набора (числа хромосом) в соматических клетках организма.
Особенности полиплоидов:
o крупные размеры;
o устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды;
o повышенное содержание ряда веществ;
o более высокая скорость биохимических процессов.
Если обработать растение колхицином, то
разрушается веретено деления клеток, что приводит к
не расхождению хромосом в митозе, в результате чего
образуются полиплоиды.

16. Гибридизация

Гибридизация – процесс получения гибридов от скрещивания генетически
разнообразных организмов с хозяйственно полезными свойствами.
Виды гибридизации
Внутривидовая
Близкородственная
(инбридинг)
Неродственная
(аутбридинг)
o Между особями одной
породы или сорта
o Между породами и
сортами внутри одного
вида
Отдалённая
Межвидовая
Межродовая
o Между особями
разных видов
o Между особями
разных родов

17. Внутривидовая гибридизация. Инбридинг

Инбридинг – это скрещивание близкородственных
организмов одного вида (брат-сестра, отец-дочь,
самоопыление).
Функция: увеличение степени гомозиготности потомства,
получение чистых линий.
Недостатки: у некоторых животных и
перекрёстноопыляемых растений инбридинг может снижать
жизнеспособность и приводить к гибели, так как рецессивные
полулетальные или летальные гены переходят в гомозиготное
состояние.
Инбредная линия – потомство, полученное в результате
инбридинга. Её используют для дальнейшего межлинейного
скрещивания (аутбридинга).
Аа
АА
АА
Аа
АА
Аа
Аа
аа
инбридинг (дочь-отец)

18. Плюсы и минусы инбридинга

Плюсы:
o Позволяет получить гомозиготные линии;
o Выявляет рецессивные вредные мутации, которые
могут быть удалены из популяции;
o Позволяет закрепить ценные признаки в
потомстве.
Минусы:
o Приводит к инбредной депрессии (снижению
жизнеспособности и продуктивности потомства);
o Снижает генетическое разнообразие популяции;
o Может приводить к появлению генетических
аномалий и уродств.

19. Внутривидовая гибридизация. Аутбридинг

Аутбридинг – это неродственное скрещивание особей
одного вида.
Вредные рецессивные мутации переходят в
гетерозиготное состояние.
Корниш
Плимутрок
Функция: повышение и сохранение определённой степени
гетерозиготности особей.
Бройлерные куры

20. Внутривидовая гибридизация. Аутбридинг

Персидская длинношёрстная
=
Сиамская короткошёрстная
Гималайская кошка

21. Эффект гетерозиса

Гетерозис (гибридная сила) – увеличение мощности, жизнеспособности и продуктивности
гибридов первого поколения (F1) по сравнению с родительскими гомозиготными формами.
Особенности:
o Гетерозис проявляется из-за перехода генов в гетерозиготное состояние;
o В последующих поколениях эффект гетерозиса уменьшается, так как
проявляется расщепление.

22. Порядок селекционных работ для получения гетерозисных гибридов

1.
2.
3.
4.
5.
Подбор исходных растений с определёнными признаками;
Многократное самоопыление родительских растений;
Получение гомозиготных линий;
Скрещивание организмов двух разных чистых линий;
Получение высокопродуктивных гибридов.
=
aaBB
АAbb
AaBb

23. Отдалённая гибридизация

Отдалённая гибридизация – скрещивание особей разных видов
и родов с целью получения межвидовых и межродовых гибридов.
Особенности:
o Чаще применяется в селекции растений;
o Межвидовые и межродовые гибриды животных
и растений чаще всего бесплодны;
o Межвидовые гибриды обладают хозяйственно
ценными признаками.

24. Межвидовое скрещивание животных

Лошадь (кобыла)
Осёл
Мул
Ослица
Жеребец
Лошак
Горный баран архар
Тонкорунная овца
Архаромеринос

25. Межвидовое скрещивание животных

Белуга
Севрюга
Бестер
Хорёк
Норка
Хонорик
Крупный рогатый
скот
Як
Хайнак

26. Межвидовое скрещивание растений

Бере рояль
Уссурийская дикая
груша
Бере зимняя
Мичурина
Алыча
=
Пшеница
Рожь
Тритикале
Тёрн
Слива

27.

Преодоление бесплодия межвидовых гибридов
Методику преодоления бесплодия у межвидовых гибридов растений разработал Г. Д.
Карпеченко. Он обнаружил, что при скрещивании редьки с капустой бесплодие
образующихся гибридов связано с неправильным расхождением хромосом во
время мейоза.
Георгий Карпеченко

28.

При скрещивании редьки и капусты – оба эти
вида имеют в диплоидном наборе по 18
хромосом. Соответственно их гаметы несут по 9
хромосом в гаплоидном наборе.
Гибрид имеет 18 хромосом, но он совершенно
бесплоден, т. к. «редечные» и «капустные»
хромосомы в мейозе не конъюгируют друг с
другом, они не имеют гомологичной пары.
Карпеченко действием колхицина удвоил число
хромосом гибрида. В результате в гибридном
организме оказалось 36 хромосом. Это создало
нормальные возможности для мейоза, т. к. каждая
хромосома имела себе парную. «Капустные»
хромосомы конъюгировали с «капустными», а
«редечные» - с «редечными».
Каждая гамета несла по одному гаплоидному
набору редьки и капусты (18 хромосом).
Яйцеклетка капустноредечного гибрида
(18 хромосом)
Воздействие
колхицином
Капустно-редечный
гибрид - автополиплоид
(36 хромосом) плодовит
Росток капустно-редечного
гибрида (18 хромосом)
бесплоден
Спермий капустноредечного гибрида
(18 хромосом)

29. Методы Мичурина

1
Предварительное вегетативное сближение – растение перед скрещиванием
предварительно прививаются друг на друге.
Рябина, привитая на груше
смесью пыльцы – смешивается материнская и отцовская
2 Опыление
пыльца. Своя пыльца раздражает рыльце пестика – пестик способен
воспринимать чужую пыльцу.
И. В. Мичурин

30. Методы Мичурина

3
Метод посредника – если два растения не могут скреститься напрямую, тогда берут
«посредника», с которым скрещивают одно растение, а с гибридом скрещивают второе
растение.
=
Дикий монгольский Персик Давида
миндаль-бобовник (мать)
(отец)
Миндаль Посредник
(гибрид)
Культурный сорт
персика

31. Методы Мичурина

4
Метод ментора – для воспитания необходимых качеств у одного растения оно
прививается к другому растению, уже обладающему этими качествами. Ментор
– это растение-воспитатель.
Подвой
Прививка – перенесение части одного
растения на другое.
Привой – растение, которое прививается.
Подвой – растение, к стеблю или корневой
системе которого прививают привоя.
Привой

32. Метод Ментора

Вишня Владимирская ранняя
(мать)
Вишня Краса севера
(гибрид)
Черешня Винклера белая
(отец)
Изменение окраски плодов у вишни
Краса севера под влиянием подвоя
красноплодной вишни

33. Применение методов Мичурина

Алыча
Тёрн дикий
Слива домашняя
Вишня
Черёмуха
Церападус
Методы Мичурина позволяют преодолеть проблему нескрещиваемости видов и
добиться нужных селекционеру качеств растений.

34. Геномное редактирование и метод рекомбинантных ДНК

Использование геномного редактирования и рекомбинантных ДНК в селекции позволяет
создавать растения и животных с улучшенными свойствами:
• Устойчивость к болезням и вредителям.
• Повышенная урожайность или продуктивность.
• Улучшенные питательные свойства.
• Устойчивость к неблагоприятным условиям (засуха, мороз).
Например: были созданы генетически модифицированные
растения, устойчивые к насекомым-вредителям за счёт
синтеза белков, токсичных для насекомых, но безопасных
для человека.
Метод рекомбинантных плазмид
(ДНК)

35. Сравнение селекции животных и растений