Генетические основы селекции, биология

  • Разведение пушных зверей
  • Содержание
  • 1. Основы племенной работы
  • 1.1 Генетические основы селекции
  • 1.2 Генетика пушных зверей
  • 2. Племенная работа
  • 2.1 Бонитировка
  • 2.2 Выбраковка зверей основного стада
  • 2.3 Отбор молодняка на племя
  • 2.4 Подбор пар
  • 2.5 Зоотехнический учет
  • 3. Подготовка зверей к гону
  • 4. Гон
  • 5. Содержание зверей в период беременности
  • 6. Выращивание молодняка
  • Основы племенной работы
  • Генетические основы селекции

Племенная работа базируется на селекции, т.е. отборе животных из существующей популяции. Без селекции каждая особь имеет равные возможности для размножения.

Посредством отбора можно создать благоприятные условия для размножения желательных животных, не давая в то же время размножаться другим.

Признаки, улучшаемые селекцией, делят на две большие группы – качественные и количественные.

Признак называется качественным, если его проявления можно разделить на качественно различные категории. К качественным признакам относят масть, цвет и блеск шерсти, группы крови и т.п. Качественные признаки наследуются в соответствии с законами Менделя, и мало зависят от внешних условий.

Большинство же хозяйственно-полезных признаков относятся к количественным. Количественные признаки могут принимать различные значения в пределах широких границ. К количественным признакам относятся масса тела, начес пуха, диаметр шерстного волокна и т.п.

В формировании количественных признаков принимают участие множество наследственных задатков. Определить долю влияния каждого из них в отдельности не представляется возможным, поэтому селекционеры в своей работе долгое время не могли с каким-либо успехом использовать даже очень упрощенные менделевские схемы.

К середине 30-х годов 20 века было установлено, что в генетике количественных признаков интерес представляет не эффект отдельных генов у определенных особей (который вообще неизмерим), а наследование признака в группе особей (популяции), например, в породе или части этой породы.

Поэтому генетику количественных признаков иногда называют популяционной генетикой, хотя в генетике популяций изучается также и поведение качественных признаков (например, групп крови).

Главной задачей популяционной генетики является исследование генетического строения популяций статистическими методами и изменение строения этих популяций при воздействии каких-либо факторов (селекции, мутации).

Понятием «популяция» в генетическом смысле обозначается совокупность плодовитых при скрещивании друг с другом особей, обладающих наибольшим сходством между собой, нежели с особями других популяций. Природные популяции отличаются также общностью заселяемой территории.

Сохранение и усиление хозяйственно-полезных признаков в популяции происходит благодаря получению нового поколения. Чем короче интервал между поколениями, тем быстрее будут получены животные с желательными признаками и тем быстрее можно будет достичь нужного результата.

Достижение поставленной цели в селекции зависит не только от времени, в течение которого ведется работа, но и от численности популяции. При этом во внимание берется не вся популяция, а только та ее часть, которая участвует в размножении, т.е. эффективная численность популяции.

В целом успех селекции по тому или иному признаку определяют следующие факторы:

  1. Величина изменчивости селекционируемого признака;
  2. Разница между средней величиной селекционируемого признака у отобранных животных и средней величиной этого же признака в популяции (селекционный дифференциал);
  3. Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом разнообразии признака;
  4. Число отобранных признаков и генетическая связь между ними;
  5. Интервал между поколениями, который определяется как средний возраст родителей при рождении потомства, предназначенного для получения следующего поколения.

Проявление того или иного признака обусловлено влиянием внешней среды и генотипа. В селекции важно оценивать генетические параметры популяции, к главным из которых относятся изменчивость, наследуемость, повторяемость и сопряженность признаков.

Генетические основы селекции, Биология

Изменчивость – способность организма приобретать новые или изменять прежние признаки под действием наследственных факторов или условий внешней среды. Изменчивость возникает под влиянием генотипа (генотипическая), внешней среды (паратипическая) и их взаимодействия.

Паратипическая изменчивость трудноопределима, незначительна и поэтому часто не учитывается. Генотипическая изменчивость определяется разнообразием генотипов, которое возникает путем мутаций, комбинаций и рекомбинаций генов (мутационная и комбинативная изменчивость).

Генотипическая изменчивость сохраняется в ряде поколений.

Мутационная изменчивость возникает при структурных изменениях генов и хромосом, сопровождающихся появлением новых наследственных признаков. Мутации могут затрагивать любые признаки организма (морфологические, физиологические, биохимические) и возникают в любой период жизни, как в соматических, так и в половых клетках. Мутация – важнейший фактор эволюции.

Комбинативная изменчивость имеет наибольшее значение для селекции сельскохозяйственных животных. Особенно часто она наблюдается у помесей.

При комбинативной изменчивости на основе сочетания генов родителей у потомства появляются новые признаки и свойства, что используется для выведения пород, типов и линий сельскохозяйственных животных. Разнообразие генотипов особей в популяции это основное условие селекции.

Выявление и оценка степени изменчивости признаков имеет большое значение. Для суждения об изменчивости признака используют величины самых высоких и самых низких крайних вариантов, называемых лимитами.

Однако по лимитам трудно сравнивать изменчивость двух и более вариационных рядов, особенно если они различаются по числу вариант. Поэтому, наряду с лимитами общую фенотипическую изменчивость измеряют стандартным отклонением, которое выражается в тех же единицах, что и изучаемый признак.

С увеличением изменчивости признака возрастает значение стандартного отклонения. Изучение изменчивости признаков является важным аспектом селекционной работы, т. к. по величине стандартного отклонения и коэффициенту вариации можно судить о степени однородности популяции.

Показатель общей изменчивости используется не только для характеристики популяции, но и для прогнозирования результативности селекции. При этом, чем выше доля генотипической изменчивости в общей изменчивости признака, тем выше эффективность селекции. Поэтому, при проведении селекционной работы возникает необходимость из общего фенотипического разнообразия признаков выделить изменчивость, обусловленную генотипом животных, т.е. наследуемость.

Наследуемость – это доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом разнообразии признака. Доля генотипической изменчивости выражается коэффициентом наследуемости (h2), величина которого изменяется от 0 до 1 в долях единицы или от 0 до 100 в процентах. Чем больше величина h2, тем выше наследственная обусловленность изменчивости признака.

Действие генов на тот или иной признак происходит в результате их разнообразного взаимодействия. Основные формы действия генов на селекционируемые признаки следующие:

Комплементарное – проявление какого-либо признака, обычно качественного, только при совместном действии нескольких генов.

Полимерия – действие многих генов на один количественный признак (удой, жирность молока, живую массу). Наибольшее распространение имеют такие случаи, когда по мере увеличения числа генов усиливается развитие признака. Такое складывающееся действие многих генов получило название аддитивного.

  • Эпистаз – преобладание одного доминантного гена над другим, неаллельным доминантным геном.
  • Новообразование – появление совершенно нового признака при взаимодействии нескольких генов.
  • Плейотропия – действие одного гена на ряд признаков.
  • Модификация – усиление или ослабление одним геном действия другого гена.

Общая доля генотипической изменчивости слагается из всех перечисленных влияний генов на изучаемый признак. Однако для селекции количественных признаков важна только та доля в общей генотипической изменчивости, которая обусловлена аддитивным действием генов, поскольку особые сочетания генов, вызывающие появление эпистаза, доминирования и др., обычно не воспроизводятся в потомстве.

Наиболее точно определить степень наследуемости можно лишь в условиях, когда в популяции происходит свободное скрещивание (панмиксия). Однако в популяциях, с которыми приходится работать селекционерам (стадо, линия, порода), обычно не выдерживается принцип панмиксии – широко используются отдельные выдающиеся производители, осуществляются заказные спаривания и т.д.

Невыполнение указанных условий приводит к ошибкам в определении величины изменчивости, обусловленной генотипом. Для количественных признаков, развивающихся под влиянием наследственных факторов и факторов среды, деление изменчивости на генотипическую и паратипическую в значительной мере условно. Отсюда и определенная условность величины коэффициента наследуемости.

Даже для одного и того же признака он может в значительной степени колебаться под влиянием генетического разнообразия популяции, условий кормления и содержания. Большие различия в величине показателей наследуемости подтверждают их тесную связь с породой, условиями кормления и содержания, уровнем и направлением племенной работы.

На развитие признаков организма наряду с наследственными факторами большое влияние оказывают условия среды. Одни признаки сохраняют довольно устойчивое ранговое положение в изменяющихся условиях среды, другие весьма заметно реагируют на эти изменения.

В меньшей степени условия среды влияют на те признаки, изменчивость которых характеризуется более высокой генетической обусловленностью. Такие признаки имеют высокую повторяемость.

Повторяемость – степень соответствия между показателями продуктивности в одной и той же группе животных, но в разных условиях или в разном возрасте. Повторяемость определяют по коэффициенту корреляции величины признака у какой-либо группы животных в разные сезоны и годы. Коэффициент повторяемости можно использовать для прогноза продуктивности при отборе животных в раннем возрасте.   

Читайте также:  Особенности строения и жизнедеятельности насекомых, биология

Генетические основы селекции

Слайд 1

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ 1. Из истории селекции.2 Наука селекция.3Общие методы селекции.

Слайд 2

Из истории селекции. Животные- дикие и домашние. Растения – дикорастущие и культурные. Домашние животные и культурные растения появились в доисторический период. ? Для чего человек культивировал растения и приручал животных?

Слайд 3

Селекция – как наука СЕЛЕКЦИЯ- наука , изучающая биологические основы и методы создания и улучшения пород животных , сортов растений, и штаммов микроорганизмов.

Отрасль сельского хозяйства , занимающаяся выведением новых сортов и гибридов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

ПОРОДА, СОРТ, ШТАММ- это искусственно полученные популяции животных, растений , грибов и бактерий с нужными для человека признаками.

Слайд 4

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА СЕЛЕКЦИИ –генетика. генетика изучает наследственность и изменчивость. Свойства живых организмов определяется их ГЕНОТИПОМ, подвергается изменчивости, поэтому развитие селекции базируется на законах генетики.

Слайд 5

ОБЩИЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР. ГИБРИДИЗАЦИЯ. МУТАГЕНЕЗ. ПОЛИПЛОИДИЯ.

Слайд 6

ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР. -это выбор человеком наиболее ценных для него особей животных и растений данного вида ,породы или сорта для получения от них потомства с желательными свойствами. Ч. Дарвин заложил теоретические основы этого метода,выделил два направления : БЕССОЗНАТЕЛЬНЫЙ и МЕТОДИЧЕСКИЙ ( СОЗНАТЕЛЬНЫЙ)

Слайд 7

Искусственный отбор по отдельным ,интересующим человека признакам. Бессознательный отбор ведется с давних времён: по внешним признакам отбирают и размножают лучших. Методический искус. Отбор – целенаправленное создание новых форм культивируемых растений и животных с использованием методов селекции и различных технологий.

  • Слайд 9
  • гибридизация -это процесс создания гибридов из двух отличающихся по генотипу родительских организмов ,размножающихся половым путем.
  • Слайд 10
  • ГИБРИДИЗАЦИЯ Внутривидовая ( в пределах одного вида между особями разных форм.) Межвидовая , или отдаленная (между особями разных видов)
  • Слайд 11

ГЕТЕРОЗИС явление превосходства первого поколения гибридов по ряду признаков над обеими родительскими формами называют ГИБРИДНОЙ МОЩЬНОСТЬЮ или ГЕТЕРОЗИСОМ.

– выше продуктивность в животноводстве -выше урожайность в растениеводстве. – при скрещивании гибридов F 1 эффект гетерозиса ослабевает и исчезает .

-гибриды ,полученные путем отдаленной гибридизации ,часто неплодовиты.( мул-гибрид лошади с ослом .)

Слайд 12

МУТАГЕНЕЗ -это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием физических и химических факторов.( мутагенов) МУТАЦИИ – естественные (спонтанные) – – искусственные (индуцированные) ?????????????????????? Мутации????????????????

  1. Слайд 13
  2. МУТАГЕНЕЗ Некоторые мутации улучшают свойства организма, оказываются интересными и полезными для человека и используются в селекции.
  3. Слайд 14
  4. МУТАГЕНЕЗ
  5. Слайд 15

ПОЛИПЛОИДИЯ – наследственное изменение,при котором многократно увеличивается гаплоидный набор хромосом. -возникает в результате нарушения расхождения хромосом. -в митозе или мейозе под воздействием факторов окружающей среды. – ионизация.- -низкие температуры. -химические вещества.

Слайд 16

ПОЛИПЛОИДИЯ Крупные размеры Устойчивы к неблагоприятным условиям. Повышено содержание многих веществ ,ценных для человека. Применяется в селекции растений.

  • Слайд 17
  • Особенности селекции растений
  • Слайд 18
  • Селекция растений Эксперементальный ( индуцированный ) мутагенез – воздействие различных излучений для получения мутаций и использование химических мутагенов.
  • Слайд 19

Селекция растений. Аутбридинг- скрещивание непосредственных форм( отсутствие общих предков в ближайших 4-6 поколениях.) Инбридинг , инцухт-близкородственное скрещивание и принудительное опыление (используется для получения чистых линий.)

Слайд 21

Селекция растений. растения – ???????? Выращивают более 3000 видов Пищевые. Лекарственные. Волокнистые. Красильные. Технические. Эфиромасличные. декоративные Предки культурных растений -???????? Дикорастущие растения.

Слайд 22

ЗАДАЧИ СЕЛЕКЦИИ 1 Повышение урожайности сортов и продуктивности пород. 2. Улучшение качества продукции. 3. Повышение устойчивости к заболеваниям и вредителям. 4. Экологическая пластичность сортов и пород.. 5.Пригодность для механизированного и промышленного выращивания и разведения.

Слайд 23

Селекция растений Культурные растения Приобрели признаки- Внезапная(спонтанная) мутация. Случайная гибридизация. Полиплоидия. Работа человека Отбор Целенаправленная гибридизация- – полезные признаки закрепляются и размножаются.

Слайд 24

Методы селекции растений Методы разнообразные сочетаются Основное значение: Мутации. Спонтанная и искусственная гибридизация между разными видами. ПОЛИПЛОИДИЯ( полиплоидные растения)

Слайд 25

Н. И. Вавилов

Слайд 26

П.П.ЛУКЬЯНЕНКО Работа селекционеров.

Слайд 27

В. С. ПУСТОВОЙТ Вывел 34 сорта подсолнечника.

Слайд 28

И.В.МИЧУРИН

Самая удобная и увлекательная подготовка к ЕГЭ

Селекция — отбор и создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами.

Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов — это совокупности особей, созданные человеком и обладающие какими-либо ценными для него качествами. Теоретической основой селекции является генетика.

Основные методы селекции

Отбор

В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательным и методическим.

Бессознательный отбор заключается в сохранении человеком лучших особей для разведения и употреблении в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенную породу или сорт. Методический отбор осознанно направлен на выведение нового сорта или породы с желаемыми качествами.

В процессе селекции наряду с искусственным отбором не прекращает своего действия и естественный отбор, который повышает приспособляемость организмов к условиям окружающей среды.

Сравнительная характеристика естественного и искусственного отбора

Показатели Естественный отбор Искусственный отбор
Исходный материал для отбора Индивидуальные признаки организмов Индивидуальные признаки организмов
Отбирающий фактор Условия среды (живая и неживая природа) Человек
Путь благоприятных изменений Остаются, накапливаются, передаются по наследству Отбираются, становятся производительными
Путь неблагоприятных изменений Уничтожаются в борьбе за существание Отбираются, бракуются, уничтожаются
Направленность действия Отбор признаков, полезных особи, популяции, виду Отбор признаков, полезных человеку
Результат отбора Новые виды Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов
Формы отбора Движущий, стабилизирующий, дизруптивный Массовый, индивидуальный, бессознательный (стихийный), методический (сознательный)

Массовый отбор — выделение из исходного материала целой группы особей с желательными признаками и получение от них потомства. Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства.

Массовый отбор чаще применяют в селекции растений, а индивидуальный — в селекции животных, что связано с особенностями размножения растений и животных.

Гибридизация

Методом отбора нельзя получить новые генотипы. Для создания новых благоприятных комбинаций признаков (генотипов) применяют гибридизацию. Различают внутривидовую и межвидовую (отдалённую) гибридизацию.

Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида. Применяют близкородственное скрещивание и скрещивание неродственных особей.

Близкородственное скрещивание (инбридинг) (например, самоопыление у растений) ведёт к повышению гомозиготности, что, с одной стороны, способствует закреплению наследственных свойств, но с другой — ведёт к снижению жизнеспособности, продуктивности и вырождению.

Скрещивание неродственных особей (аутбридинг) позволяет получить гетерозисные гибриды. Если сначала вывести гомозиготные линии, закрепив желательные признаки, а затем провести перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями, то в результате в ряде случаев появляются высокоурожайные гибриды.

Явление повышенной урожайности и жизнеспособности у гибридов первого поколения, полученных при скрещивании родителей чистых линий, называется гетерозисом. Основная причина эффекта гетерозиса — отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии.

Однако уже со второго поколения эффект гетерозиса быстро снижается.

Межвидовая (отдалённая) гибридизация — скрещивание разных видов.

Используется для получения гибридов, сочетающих ценные свойства родительских форм (тритикале — гибрид пшеницы и ржи, мул — гибрид кобылы с ослом, лошак — гибрид коня с ослицей).

Обычно отдалённые гибриды бесплодны, так как хромосомы родительских видов отличаются настолько, что невозможен процесс конъюгации, в результате чего нарушается мейоз. Преодолеть бесплодие у отдалённых гибридов растений удаётся с помощью полиплоидии.

Восстановление плодовитости у гибридов животных более сложная задача, так как получение полиплоидов у животных невозможно.

Полиплоидия

Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов.

Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные сорта культурных растений (пшеница, картофель) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды.

В основе явления полиплоидии лежат три причины: удвоение хромосом в неделящихся клетках, слияние соматических клеток или их ядер, нарушение процесса мейоза с образованием гамет с нередуцированным (двойным) набором хромосом. Искусственно полиплоидию вызывают обработкой семян или проростков растений колхицином.

Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.

Индуцированный мутагенез

В естественных условиях частота возникновения мутаций сравнительно невелика.

Поэтому в селекции используется индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез — воздействие на организм в условиях эксперимента каким-либо мутагенным фактором для возникновения мутации с целью изучения влияния фактора на живой организм или получения нового признака. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер сам отбирает организмы с новыми полезными свойствами.

Читайте также:  Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности рыб, Биология

Клеточная и генная инженерия

Биотехнология — методы и приёмы получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов (бактерий, дрожжей и др.). Биотехнология открывает новые возможности для селекции. Её основные направления: микробиологический синтез, генная и клеточная инженерия.

Микробиологический синтез — использование микроорганизмов для получения белков, ферментов, органических кислот, лекарственных препаратов и других веществ. Благодаря селекции удалось вывести микроорганизмы, которые вырабатывают нужные человеку вещества в количествах, в десятки, сотни и тысячи раз превышающих потребности самих микроорганизмов.

С помощью микроорганизмов получают лизин (аминокислоту, не образующуюся в организме животных; её добавляют в растительную пищу), органические кислоты (уксусную, лимонную, молочную и др.), витамины, антибиотики и т. д. Клеточная инженерия — выращивание клеток вне организма на специальных питательных средах, где они растут и размножаются, образуя культуру ткани.

Из клеток животных нельзя вырастить организм, а из растительных клеток можно. Так получают и размножают ценные сорта растений. Клеточная инженерия позволяет проводить гибридизацию (слияние) как половых, так и соматических клеток. Гибридизация половых клеток позволяет проводить оплодотворение «в пробирке» и имплантацию оплодотворённой яйцеклетки в материнский организм.

Гибридизация соматических клеток делает возможным создание новых сортов растений, обладающих полезными признаками и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды. Генная инженерия — искусственная перестройка генома. Позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида.

Так, введя в генотип кишечной палочки соответствующий ген человека, получают гормон инсулин. В настоящее время человечество вступило в эпоху конструирования генотипов клеток.

Селекция растений Для селекционера очень важно знать свойства исходного материала, используемого в селекции. В этом плане очень важны два достижения отечественного селекционера Н. И. Вавилова: закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и учение о центрах происхождения культурных растений.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости: виды и роды, генетически близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Так, например, у мягкой и твёрдой пшеницы и ячменя существуют остистые, короткоостые и безостые колосья.

Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов, что используется в селекции. Чем ближе между собой виды и роды, тем больше сходство в изменчивости их признаков. Н. И. Вавиловым закон был сформулирован применительно к растениям, а позднее подтверждён для животных и микроорганизмов.

В селекции растений наиболее широко используются такие методы, как массовый отбор, внутривидовая гибридизация, отдалённая гибридизация, полиплоидия. Большой вклад в селекцию плодовых растений внёс отечественный селекционер И. В. Мичурин.

На основе методов межсортовой и межвидовой гибридизации, отбора и воздействия условиями среды им были созданы многие сорта плодовых культур. Благодаря его работам многие южные сорта плодовых культур удалось распространить в средней полосе нашей страны. Многие сорта культурных растений являются полиплоидными.

Таковы некоторые сорта пшеницы, ржи, клевера, картофеля, свёклы и т. д. Сочетание отдалённой гибридизации с последующим получением полиплоидных форм позволило преодолеть бесплодие отдалённых гибридов. В результате многолетних работ Н. В. Цицина и его сотрудников были получены гибриды пырея и пшеницы, пшеницы и ржи (тритикале).

К наиболее важным достижениям селекции растений следует отнести создание большого количества высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Селекция животных

Как и культурные растения, домашние животные имеют диких предков. Процесс превращения диких животных в домашних называют одомашниванием (доместикацией). Почти все домашние животные относятся к высшим позвоночным животным — птицам и млекопитающим.

В селекции животных наиболее широко используются такие методы, как индивидуальный отбор, внутривидовая гибридизация (родственное и неродственное скрещивание) и отдалённая (межвидовая) гибридизация. Использование индивидуального отбора связано с половым размножением животных, когда получить сразу много потомков затруднительно.

В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Имеет определённое значение также учёт экстерьера, то есть совокупности внешних признаков животного.

Подбор производителей в животноводстве особенно актуален в связи с применением в настоящее время искусственного осеменения, позволяющего получить от одного организма значительное число потомков. Родственное скрещивание ведёт к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к неблагоприятным факторам среды, снижением плодовитости и т. п.

Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. На основе межпородного скрещивания были созданы высокопродуктивные сельскохозяйственные животные (в частности М. Ф. Иванов создал высокопродуктивную породу свиней Белая украинская, породу овец Асканийская рамбулье).

Неродственное скрещивание сопровождается гетерозисом, сущность которого состоит в том, что гибриды первого поколения имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие. Примером эффективного использования гетерозиса служит выведение гибридных цыплят (бройлерное производство).

Отдалённая (межвидовая) гибридизация животных приводит к бесплодию гибридов. Но благодаря проявлению гетерозиса широко используется человеком.

Среди достижений по отдалённой гибридизации животных следует отметить мула — гибрида кобылы с ослом, бестера — гибрида белуги и стерляди, продуктивного гибрида карпа и карася, гибридов крупного рогатого скота с яками и зебу, отдалённых гибридов свиней и т. д.

Селекция микроорганизмов

К микроорганизмам относятся прокариоты — бактерии, сине-зелёные водоросли; эукариоты — грибы, микроскопические водоросли, простейшие. В селекции микроорганизмов наиболее широко используются индуцированный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток (клонов), методы клеточной и генной инженерии.

Деятельность микроорганизмов используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Ферментативную активность микроорганизмов (грибов и бактерий) используют в производстве молочных продуктов, хлебопечении, виноделии и др.

С помощью микроорганизмов получают аминокислоты, белки, ферменты, спирты, полисахариды, антибиотики, витамины, гормоны, интерферон и пр.

Выведены штаммы бактерий, способные разрушать нефтепродукты, что позволит использовать их для очистки окружающей среды.

Ведутся работы по перенесению генетического материала азотфиксирующих микроорганизмов в геном почвенных бактерий, которые этими генами не обладают, а также непосредственно в геном растений.

Это позволит избавиться от необходимости производить огромное количество азотных удобрений.

Генетические основы селекции организмов автор учитель биологии моу сош 4 г.ртищево саратовской области калюгина н.в. – презентация

1 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ ОРГАНИЗМОВ Автор учитель биологии МОУ СОШ 4 г.Ртищево Саратовской области Калюгина Н.В.

2 СЕЛЕКЦИЯ – это наука, изучающая биологические основы и методы создания или улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

это наука, изучающая биологические основы и методы создания или улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Селекционер – ученый занимающийся селекционированием животных, растений и микроорганизмов.

Селекционер – ученый занимающийся селекционированием животных, растений и микроорганизмов.

3 Искусственный отбор – это выбор человеком наиболее ценных для него качеств (признаков) исследуемого вида растения, животного и т. д. это выбор человеком наиболее ценных для него качеств (признаков) исследуемого вида растения, животного и т. д.

Бессознательный отбор проводился людьми с давних пор (одомашнивание) Бессознательный отбор проводился людьми с давних пор (одомашнивание) Сознательный (искусственный) отбор проводится человеком с целью закрепить интересующий его признак (породы и сорта) Сознательный (искусственный) отбор проводится человеком с целью закрепить интересующий его признак (породы и сорта)

4 Искусственный отбор

5

6 ГИБРИДИЗАЦИЯ – Это процесс создания гибридов из двух различных по генотипу организмов, размножающихся половым путем. Внутривидовая – между особями одного вида. Внутривидовая – между особями одного вида. Межвидовая – между особями разных видов. Межвидовая – между особями разных видов.

7 Внутривидовая гибридизация Создав гибрид ученые получили сорт: * более устойчивый к заболеваниям; * засухоустойчивый; * с сочной мякотью; * с тонкой, но прочной кожицей и т. д.

8 Межвидовая гибридизация ЛОШАК – гибрид жеребца и ослицы. гибрид жеребца и ослицы. Бесплоден (стерилен). Бесплоден (стерилен). Очень вынослив, проходит большие расстояния, перенося грузы при этом, требует мало корма. Очень вынослив, проходит большие расстояния, перенося грузы при этом, требует мало корма.

9 МУТАГЕНЕЗ – Это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под действием различных факторов (мутагенов). Большинство мутаций вредны для организма.

10 Мутагенез Может быть вредным для растения (животного), т. к. не дает возможности выжить в дальнейших поколениях. Человек использует это в селекции.

11 ПОЛИПЛОИДИЯ – наследственное изменение, которое характеризуется множественным увеличением гаплоидного набора хромосом в клетках организма. наследственное изменение, которое характеризуется множественным увеличением гаплоидного набора хромосом в клетках организма. * Используется в селекции растений. * В животноводстве не применяется, т. к. вызывает нарушение пропорций органов.

12 Полиплоидия Новые виды могут образоваться в результате полиплоидизации – внезапного увеличения числа хромосом. Новые виды могут образоваться в результате полиплоидизации – внезапного увеличения числа хромосом.

Читайте также:  Круговорот воды в природе - биология

Так, культурная слива возникла в результате скрещивания терна и алычи, с последующим удвоением числа хромосом у гибридов.

Так, культурная слива возникла в результате скрещивания терна и алычи, с последующим удвоением числа хромосом у гибридов.

Генетические основы селекции

Селекция – наука, разрабатывающая пути создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Важнейшими элементами, слагающими селекцию как науку, являются: учение об исходном материале для селекции, учение о наследственной изменчивости и роли среды в выявлении признаков организма, теория гибридизации, теория селекционного процесса, частная селекция отдельных видов.

Уже этот далеко не полный перечень вопросов, над которыми работают селекционеры, показывает, что создание новых сортов и пород основывается на таких важнейших свойствах живого организма, как наследственность и изменчивость.

Именно поэтому генетика — наука об изменчивости и наследственности организмов — является теоретической основой селекции. Имея свои собственные задачи и методы, селекция твердо опирается на законы генетики, является важной областью практического использования закономерностей, установленных генетикой.

Рассмотрим лишь наиболее важные моменты использования достижений генетики в качестве теоретических основ селекции: учение об исходном материале, использование в селекционной практике экспериментального мутагенеза, полиплоидии, отдаленной гибридизации и гетерозиса.

Разработка генетических основ селекции в СССР связана с именем Н. И. Вавилова.

Вавилов Николай Иванович (1887—1943) — советский генетик, растениевод, географ, общественный деятель. Акад. АН СССР, АН УССР и ВАСХНИЛ, лауреат премии им. В. И. Ленина. Работал в Саратовском университете, возглавлял Всесоюзный институт растениеводства (ныне носящий его имя) и Институт генетики АН СССР, был президентом ВАСХНИЛ.

Совершил многочисленные экспедиции в разные районы СССР и земного шара, где провел историко-географические исследования дикой и культурной флоры, открыл много диких предков культурных растений, на основе полученных данных установил закономерности географического распределения видового и сортового состава в первичных очагах возникновения видов и их последующего расселения — закон о центрах происхождения культурных растений. На основе собранных образцов создал мировую коллекцию культурных растений. Сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости близких видов, родов, семейств. Создал теорию селекционного процесса на основе методов генетики. Инициатор исследований по иммунитету у растений, частной генетике сельскохозяйственных культур. Член Лондонского королевского общества, Индийской, Аргентинской и Шотландской академий.

—Источник—

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Генетические основы селекции организмов

2014-05-31

Что такое селекция. Селекция (от лат. Селекция — отбор) — наука о выведении новых форм животных, растений, грибов и бактерий с ценными для человека свойствами. Еще селекцией называют науку о методах создания новых форм организмов, а иногда и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением этих самых новых форм.

Задачами селекции животных является выведение новых или совершенствование существующих пород домашних животных определенного биологического вида, имеющих ценные для человека общие признаки и свойства и четко отличают особей этой породы от других представителей вида (рис. 73). Критерием того, что данная совокупность особей является именно породой, также является передача всех ее признаков почти без изменений из поколения в поколение, то есть сохранение породы.

В случае скрещивания собак, например породы боксер, в потомстве будут щенки -боксеры. То же самое будет наблюдаться и при скрещивании, скажем, доберманов. Но если начать скрещивать боксеров добермана, чтобы вывести собак, наделенных чрезвычайными качествами этих двух пород, то через два поколения скрещиваний гибридов в себе от этих качеств уже ничего не останется.

Поэтому важнейшей задачей при выводе породы является не столько то, чтобы найти особи с уникальными качествами, сколько сохранить нужные качества, пусть даже и не такие блестящие, в поколениях.

Этого можно достичь, только опираясь на знание того, как у этого вида животных наследуются признаки, или умело манипулируя наследственностью. Совершенно очевидно, что и то, и другое требует знаний по генетике.

Именно поэтому науку о наследственности и изменчивости считают основой селекции.

Задачей селекции растений является создание и совершенствование сортов, а селекции грибов и бактерий — штаммов (от нем. Штамм — основа, ствол). Характерными чертами сортов и штаммов, так же, как и пород животных, является их способность сохранять характерные свойства и признаки из поколения в поколение.

Искусственный отбор — основа любого селекционного процесса. Выбор для скрещиваний только особей, наделенных определенными, нужными человеку свойствами и признаками, является искусственным отбором.

Когда человек только начал одомашнивать животных и культивировать растения, она использовала бессознательный отбор, оставляя для размножения наиболее подходящие, с ее точки зрения, особи.

Причем человек не ставил перед собой четкой цели, какую именно породу или сорт должна вывести, а тем более не выбирала конкретные пути решения проблемы. Однако нашим предкам, которые жили 5 — 10 тыс.

лет назад, удалось достичь блестящих результатов — одомашнить почти все виды современных домашних животных (лошади, осла, барана, козла, кота, собаку, крупный рогатый скот) и окультурить основные зерновые виды растений (пшеницу, овес, ячмень, рожь).

Отбор, проведенный в соответствии с поставленными задачами и основан на знании генетических особенностей объекта, принято называть методическим отбором. Именно таким образом в настоящее время используется в селекции.

Различают два вида отбора — массовый и индивидуальный. Массовый подбор используют для многочисленных организмов. Обычно это зерновые культуры растений, а индивидуальный — для выведения пород домашних животных, в которых плодовитость очень низкая, а количество потомков от скрещивания, как у крупного рогатого скота, может быть не более одного.

Массовый отбор традиционно используют в селекции зерновых культур. Выглядит этот процесс следующим образом.

Сначала исследователь ставит задачу, например вывести сорт мягкой пшеницы (этот вид пшеницы содержит шесть наборов хромосом, в отличие от твердой пшеницы, которая является тетраплоидом), который был бы не только высокопроизводительным, но и устойчивым к грибковым заболеваниям. Для селекции выбирают исходный материал.

Им могут быть, например, различные высокопроизводительные сорта, которые, однако, не являются устойчивыми к патогенным грибкам (рис. 74). Каждый из этих сортов высаживают на отдельном участке и подвергают воздействию патогенов (от греч. Пафос — страдание и генезис). В результате на каждом участке остаются единичные не поражены растения.

Зерно из этих растений собирают и в следующем году снова высевают. Вырастают устойчивые растения: грибки поражают только около половины особей, растущих на участке. Зерно, полученное от этих растений, высевают на третий год. Это поколение оказывается уже достаточно устойчивым — около 90 % растений резистентные (от англ.

Resistance — сопротивление, противодействие) к грибковым болезням. Остается выяснить, какой из отобранных в процессе селекции на устойчивость к патогенным грибкам сортов сохранил высокую производительность, и продолжить с ним работу с целью получения нового сорта растений. Очевидно, что вывод нового сорта занимает не три -пять лет. Обычно на это уходят десятилетия.

Учение о производный материал для селекции. Труды Н. И. Вавилова. Успешность селекционной работы во многом зависит от того, насколько разнообразен и богат генофонд исходного материала, который есть в распоряжении селекционера.

Очевидно, для того чтобы селекция, скажем, на устойчивость к патогенным грибкам, оказалась успешной, исходный материал должен содержать достаточное количество аллельных генов, желательно разных локусов, которые и обеспечат резистентность к патогенам.

Если генофонд обедненный и гены, определяющие высокую устойчивость, отсутствуют, то селекция окажется неэффективной.

Задача создания высокопрочного продуктивного сорта можно решить и другим путем — скрестив продуктивные и устойчивые сорта. В некоторых гибридных форм можно ожидать сочетание производительности с устойчивостью к болезням. Такие гибридные формы в дальнейшем следует подвергнуть искусственному отбору и попытаться получить сорта, в которых удачно сочетались бы эти два качества.

категория: Биология

Ссылка на основную публикацию