ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

РАЗДЕЛ III. ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ (продолжение)

Тема 8. Селекция и биотехнология

Генетические основы селекции организмов

Селекция - наука, исследующая выведение новых и совершенствование существующих сортов культурных растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, отвечающих потребностям человека и общества.

Сорт, порода, штамм - это искусственно созданные человеком виды растений, животных и микроорганизмов, которые имеют определенные наследственные особенности: комплекс морфологических и физиологических признаков, производительность и норму реакции.

М. И. Вавилов отметил, что для успешной работы селекционеру следует изучать и учитывать:

1) исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных;

2) наследственную изменчивость (мутации);

3) роль среды в развитии и проявлении изучаемых признаков;

4) закономерности наследования при гибридизации;

5) формы искусственного отбора, направленные на выделение и закрепление желательных признаков

Основные методы селекции

Механизм искусственного отбора по Ч. Дарвину

Выделение отдельных особей с признаками, интересующими человека Отбор особей, что унаследовали от родителей желаемые для человека признаки Размножения особей с полезными признаками Развитие желаемой признаки, ее закрепление

Формы искусственного отбора

Формы гибридизации

Чаще всего межвидовые гибриды бесплодны. Впервые методику преодоления бесплодия межвидовых гибридов у растений разработал в 1924 г. русский ученый Г. Д. Карпеченко. Скрещивая редьку с капустой, он удвоил число хромосом у гибрида. Это растение не была похожа ни на редьку, ни на капусту.

Отдаленная гибридизация широко применяется в плодоводстве: И. В. Мичурин получил таким образом гибриды ежевики и малины, сливы и терна и др.

Гибриды растений можно размножать вегетативно, чего нельзя делать с животными.

Размножают сложные межвидовые гибриды и методами клеточной инженерии. Новый организм можно получить из отдельных гибридных соматических клеток. Этой метод называется клона - ем.

Гетерозис кукурузы по продуктивности

в), в) - линии родителей, 6) - гибрид

Особенности растений как объектов селекции

Особенности растений

Высокая плодовитость (большое число потомков)

Кроме полового размножения, характерно также вегетативное Присуще явление полиплоидии Нетребовательные к условиям среды Не требуют больших экономических затрат

Методы селекции растений

Высокая плодовитость, численность потомства позволяют использовать метод массового отбора

Наличие видов, самоопыляющиеся, дает возможность вывести чистую линию путем применения индивидуального отбора

Благодаря вегетативному размножению можно длительное время сохранять гетерозиготну комбинацию, соматическую мутацию

Воздействуя на прорастание семян химическими веществами, излучением удается получать материал для отбора

Полиплоидия - один из путей улучшения сортов культурных растений

Значительный вклад в развитие селекции растений внесли селекционеры-генетики: И. В. Мичурин, Г. Д. Карпеченко, Г. В. Цицин, М. М. Лукьяненко, В. Н. Ремесло, В. С. Пустовойт. Они вывели высокоурожайные сорта сахарной свеклы, гречихи, хлопчатника, высокопроизводительные кубанские сорта пшеницы, украинские сорта Мироновская-808, Юбілейна-50, Харьковская-63 и др.

Особенности животных как объектов селекции

Малочисленность потомства Значительная продолжительность жизни Раздельнополые (затрудняет инбридинг)

Только половое размножение

Необходима гомозиготность чистых линий достигается за счет близькородинного скрещивание, что ведет к инбредной депрессии

Сложные взаимоотношения с окружающей средой в связи с наличием нервной системы Каждый объект представляет собой значительную селекционную ценность Значительные экономические затраты на содержание

Методы селекции животных

Не применяется массовый отбор, учитывая соотносительное изменчивость Определение качества производителей по показателям потомков; изучение родословной

Искусственное оплодотворение, получение ценных пород крупного рогатого скота в искусственных условиях («в пробирке»). Затем эмбрион пересаживают в матку самки другой породы для дальнейшего развития. Таким образом можно получить значительное количество потомков с важными практическими свойствами

Особенности микроорганизмов и их селекции

Не имеют типичного полового процесса

Гаплоидные, что дает возможность мутациям проявляться уже в первом поколении потомков Быстрые темпы размножения дают возможность получать большое количество клеток - потомков

Основные направления современной биотехнологии

Биотехнология - совокупность промышленных методов, которые применяют для производства различных веществ с использованием живых организмов, биологических процессов или явлений.

Основные направления биотехнологии

Клонирование генов

Клонирование генов с использованием: а) бактерий б) вирусов:

1 - бактерия; 2 - плазмида; 3 - чужеродный ген; 4 - рекомбинантная плазмида; 5 - клетка хозяина; 6 - рекомбинантная ДНК; 7-вирус; 8 - вирусная ДНК