Достижения сучасної селекции

Досягнення сучасної селекции.

Виконав учень 11 «У» класу середньої школи № 46.

Хабибулин Дмитрий.

Саратов 2002 г.

|1 |Що таке селекція |стор. 3 | | |————————————————————————| | | |—- | | |2 |Завдання сучасної селекції і її методи |стор. 3−7 | | |——————————- | | |3 |Досягнення сучасних селекціонерів |стор. 7−8 | | |——————————— | | |4 |Селекція НИИСХ «Еліта» |стор. 8−10 | | |———————————————————— | | |5 |Зв'язок селекції з генетикою |стор. 10−11 | | |———————————————————— | |.

1. Що таке селекция.

Слово «селекція «походить від латів. «selectio », що у перекладі позначає «вибір, відбір ». Селекція — це наука, яка розробляє нові шляхи і методи отримання сортів рослин i їх гібридів, порід тварин. Це і галузь сільського господарства, що займається виведенням нових сортів і порід з потрібні людини властивостями: високої продуктивністю, певними якостями продукції, несприйнятливих до «хвороб, добре пристосованих до тим чи іншим умовам роста.

Селекція — штучна еволюція, яку направляють волею человека.

(По М. І. Вавилову).

2. Завдання сучасної селекції і її методы.

Основні методи, застосовувані в селекции.

Основа будь-якого сорти рослин чи породи тварин — родоначальник. Його цінність полягає у накопиченні в генотипі багатьох генів, що обумовлюють високу продуктивність й інші потрібних властивостей. Потомство від видатного родоначальника, схоже на них щодо фенотипу і генотипу становить лінії тварин чи рослин. Вони підтримуються цілеспрямованим відбором. Особливо відбір застосовується у тваринництві, де відбір виробників грає першорядну роль племенном справі. У народі кажуть: «Виробник — половина стада » .

Гибридизация.

Гибридизацией називають схрещування організмів з різноманітною спадковістю. Через війну отримують новий організм, який поєднає спадкові задатки батьків. Для першого покоління гібридів часто характерний гетерозис. При гетерозисе при схрещуванні організмів з різною спадковістю відбувається біохімічне збагачення гібрида, в нього посилюється обмін речовин. У наступних поколіннях ефект гетерозису поступово загасає. У вегетативно размножаемых рослин (картопля, плодові і ягідні культури) можливо закріплення гетерозису в прийдешнім. Гібридизацію застосовують щоб одержати цінних форм рослин та тварин. Схрещування особин, які належать до різних видів, називають віддаленій гибридизацией, а схрещування підвидів, сортів рослин чи порід тварин — внутрішньовидовий. У зоотехнии (наука про розведенні, годівлі, змісті і правильному використанні сільськогосподарських тварин, теоретична основа тваринництва) розрізняють власне гібридизацію і межпородное схрещування тварин, нащадка яких називається помесным, помесями. Суміші легко схрещуються між собою — і дають потомство.

Процес гібридизації, переважно природною, спостерігали дуже давно. Гібриди від схрещування коня з віслюком (мул, ослюк) існували вже за 2000 років е. Штучні гібриди (при схрещуванні гвоздик) вперше отримав англійський садівник Т. Фэрчайлд в 1717 року. Велика кількість дослідів по гібридизації провів Чарльз Дарвин.

Гібридизацію, особливо форм і сортів у межах виду широко використав селекції рослин, з допомогою методу гібридизації створено більшість сучасних сортів сільськогосподарських культур.

Полиплоидия.

У 1892 року російський ботанік І.І. Герасимов досліджував вплив температури на клітини зеленої водорості спирогиры події і виявив дивовижне явище — зміна числа ядер у клітині. Після впливу низькою температурою чи снодійним (хлороформом і хлоралгидратом) спостерігав поява клітин без ядер, ні з двома ядрами. Перші невдовзі гинули, а клітини з цими двома ядрами успішно ділилися. При підрахунку хромосом виявилося, що й ще більше, ніж у звичайних клітинах. І так було відкрито спадкове зміна, що з мутацією генотипу, тобто. всього набору хромосом в клітині. Вона взяла назва полиплоидии, а організми зі збільшеним числом хромосом — полиплоидов.

У природі добре налагоджені механізми, які забезпечують збереження сталості генетичного матеріалу. Кожна материнська клітина під час ділення на дві дочірні суворо розподіляє спадкове речовина порівну. При статевому розмноженні новий організм утворюється внаслідок злиття чоловічої і жіночої гамети. Щоб збереглося сталість хромосом від батьків і потомства, кожна гамета повинна містити половину числа хромосом звичайній клітини. І на насправді, відбувається зменшення вдвічі числа хромосом, чи, як назвали вчені редукционное розподіл клітини, щоб у кожну гамету потрапляє одна з двох гомологичных хромосом. Отже, гамета містить гаплоидный набір хромосом — тобто. за однією від транспортування кожної гомологичной пари. Усі соматичні клітини диплоидны. Але вони два набору хромосом, з яких одна надійшов від материнського організму, а інший від отцовского.

Полиплоидия успішно використовують у селекции.

Мутагенез.

У 1920;х роках стало розвиватися мутационная генетика — вчення про виникненні мутацій, тобто. цих змін ознак організмів, які передаються у спадок. Мутації творяться у статевих клетках.

Радянський учений Н.І. Вавілов встановив, що з родинних рослин виникають подібні мутаційні зміни, наприклад у пшениці, у забарвленні колоса, остистости. Ця закономірність пояснюється подібним складом генів у хромосомах родинних видів. Відкриття Н.І. Вавилова одержало назву закону гомологічних рядів. З може бути передбачити поява тих чи інших змін у культурних растений.

Мерехтливість організмів — одне з найважливіших проявів життя. У природі немає двох цілком подібних особин. Відмінності обумовлені спадковими зовнішніми чинниками. Тому мінливість організмів виявляється у двох формах: спадкової і модификационной.

Зовнішній вид навколишніх організмів — це результат складного взаємодії навчальних спадкової основи зовнішньої і чинників довкілля. Кожне рослина за умов виглядає по-різному. Наприклад, у вологий року в рослин великі, м’ясисті листя, а засушливий — дрібні, тонкі. Якби листя в сухих умовах залишалися так само великими, надлишкове випаровування вологи призвело б до їх загибелі. Властивість організмів реагувати зміну довкілля названо нормою реакции.

Модификационная мінливість грає величезну роль збереженні і поширенні виду. Еволюція відбувається поза рахунок спадкових змін, мутацій і рекомбінацій спадкових факторов.

У однієї й тієї організму стабільність генів різна: один ген може мутувати у кілька разів частіше іншого. Відмінність мутабельности відзначені як між різними генами, а й на різні форми виду. Прихильність до мутированию неоднакова і в різних видів. На частоту мутування впливають фізіологічні і біохімічні зміни, які у клітині під впливом зовнішніх умов. Під впливом деяких зовнішніх чинників кількість мутацій збільшується на сотні раз.

Мутації з’являються у клітинах будь-яких тканин багатоклітинного організму. Якщо вони самі виникли в статевих клітинах, їх називають генеративними, у клітинах інших тканин тіла соматичними. Цінність мутації різна, вона обумовлена типом розмноження організму. Генеративні мутації виявляються в зародків для наступного покоління, а соматичні - тільки в тієї особини, у якому вони виникли, і з спадщині до іншого покоління не передаются.

Різновид соматичних мутацій рослин — почковые мутації, які у меристемных клітинах точки зростання стебла. Який Розвинувся з цього клітини втеча повністю має мутантний ознака. Раніше ці мутації називали спортами. З такої спорту, виявленого у сорти: яблуні Антонівка могилевська біла, І.В. Мічурін отримав знаний сорт Антонівка шестисотграммовая. Багато кращі американські сорти: яблуні також були створено використанням почковых мутацій. Багато цінних сортів картоплі також відбувається з спонтанно що виникли форм з соматичними мутациями.

До мутацій заведено відносити різноманітних генетичні перетворення, пов’язані з ядром і цитоплазмой клітини. Причиною мутації може бути хімічні зміни гена, малі й великі перебудови хромосом, зміна числа хромосом, і навіть зміни органел цитоплазми. Звідси назва різних типів мутацій. Генні чи точковые мутації зачіпають зміни молекулярної структури молекули ДНК. Відбувається заміна чи включення однієї пари азотистих підстав, і навіть випадання кількох їх пар. Результат дії генних мутацій — освіту білка нових типів або відсутність білка через перешкоди його синтезу. Мутації, пов’язані з розривами і перебудовами хромосом, називають хромосомными.

Причиною виникнення мутацій у природних умовах бодай з повним достовірністю не встановлено. Мутації проведені штучно відбуваються з допомогою впливу радіацією, дією хімічних веществ.

Застосування селекции В сільському хозяйстве.

У сільське господарство нашої країни посилено застосовується селекція для виведення нових сортів рослин. Завдяки йому вдалося вдесятеро, по порівнянню з 1917 роком підвищити врожайність багатьох видів рослин на одиницю виміру площі. Рослини, виведені нашими селекціонерами успішно вирощують у Росії, але й її межами. Сорти інтенсивного типу, виведені В.П. Лук’яненко (Безостая-1, Аврора, Кавказ), В. М. Ремесло (Мироновская-808,Мироновская ювілейна, Ильичевка та інших.), з урожайністю в виробничих умовах 50−100 ц із першого га посідає у нашій країні і зарубежем мільйони гектаров.

У животноводстве.

Завдяки роботам радянських селекціонерів у тваринництві виведені цінні високопродуктивні породи великої рогатої худоби — костромська, казахська білоголова; овець — асканийская, красноярська, казахський архаромеринос та інших. З допомогою селекції отримані каракульские вівці, дають шкурки різної забарвлення. У птахівництві створено лінії, використовувані для отримання скоростиглих гібридів м’ясного (бройлери) і яєчного напрямів. Посилюються роботи з селекції нових видів тварин і порід тварин, відповідальних вимогам індустріальних технологій тваринництва. Удосконалюються племінні і продуктивні якості худоби і птицы.

2. Досягнення вітчизняних селекционеров.

Сорт озимої пшениці Бестужая 1 (інтенсивного зростання), виведений В.П. Лук’яненко з працівниками Краснодарського інституту сільського господарства (методом гібридизації географічно віддалених форм і індивідуального відбору). Врожайність їх у виробничих умовах 40−50 ц із першого га. Нові перспективні сорти Лук’яненко — Аврора і Кавказ — ще більше продуктивні - 55−70 ц із першого га. У поширених сортів В. М. Ремесло — Мироновская 808, Мироновская Ювілейна, Ильичевка — врожайність на сортоучастках перевищує 100 ц із першого га.

З сортів ярої пшениці найбільшу площа — 26 млн. га — 1974 р. (близько 60% посівів культури) займали засухоустойчивые зерна сорти Саратовська 29, Саратовська 210, Саратовська 38 та інших. Селекції НИИСХ ЮгоСходу (О.П. Шехурдин, В.М. Мамонтова) відомі роботи Цицина по віддаленій гібридизації злаків. Їм у світі отримані пшеничнопырейные гібриди, багаторічна і зернокормовая пшениця. У селекції пшениці особливу увагу приділяють створенню високоврожайних короткостебельных з комплексом корисних ознак сортів озимої і яровий пшениці для умов зрошуваного землеробства, гібридної пшениці высокобелковых ржано-пшеничных амридиплоидов (тритикуле).

Досягнуто успіхи й у селекції кукурудзи. Створено й районированы на про великі площі високоврожайні гібриди. Буковинський 303 ТБ. Чимало їх ми в польових умовах дають 120−150 ц із першого га зерна. М. Ш. Ходжиновым отримані высоколизиновые гібриди (Краснодарський 303 В, Кубанський 4 В і др.).

4. Селекція інституту «Элита».

Науково-дослідний ордена Трудового Червоного прапора інститут сільського господарства Південного Сходу організований 1910 г.

У мережу інституту входить чотири досвідчених станції, державне досвідченоконструкторське бюро і дев’ять дослідно-виробничих господарств. Інститут має земельними угіддями площею 110 тис. га, у яких апробуються адаптивні системи землеробства, нові технологіії обробітку і виробляються насіння вищих репродукцій районованих і нових сортів польових культур селекції НИИСХ Південного Сходу обсягом понад 50 відсотків тис. тонн ежегодно.

У штаті інституту — 327 людина. Наукових співробітників — 161, їх докторів наук — 13, кандидатів наук — 53.

основні напрями діяльності 1. Теоретичні дослідження з фізіології, генетику і біохімії засухо-, жароі морозотривкість польових культур, генетиці репродуктивних систем рослин. 2. Удосконалення біотехнологічних методів селекції рослин. 3. Селекція польових культур, сочетающих високу продуктивність, опірність биотическим і абиотическим стрессорам і якість зерна. 4. Розробка наукових основ адаптивно-ландшафтного хліборобства й систем раціонального використання грунтового родючості. 5. Розробка низкозатратных, влагосберегающих і екологічно безпечних технологій обробітку польових культур, технічних засобів і систем захисту рослин. 6. Поліпшення порід сільськогосподарських тварин, адаптованих до суворим умовам південно-східного регіону России.

Результати работы.

У сфері фундаментальних досліджень: V вивчені закономірності адаптивності рослин; V розроблено методи створення засухостійких сортів польових культур; V запропоновані методи використання клітинних технологій у селекції і насінництві; V створено набори анеуплодных і изогенных ліній пшениці, здійснено перенесення в пшеницю цінних чужорідних генів, вивчені ефекти генів; V розроблено моделі засухостійких сортів пшениці, дано фізіологічний аналіз продукционного процесу у посівах пшениці, удосконалені методи оцінки сортів на потенційну продуктивність і опірність стрессорам в польових условиях.

У сфері селекции:

Селекціонерам інституту та досвідчених станцій створено 315 сортів. На 200 рік у Російський Державного реєстру селекційних досягнень, допущених для використання, включено 103 сорти і гібрида, які возделываются на десятках мільйонів гектаров:

Озима м’яка пшениця — Ершовская 10, Саратовська 90, Смаглявка, Саратовська остистая;

Ярова м’яка пшениця — Альбидум 188, Альбидум 28, Альбидум 29, Білявка, Ершовская 32, Л-503, Л-505, Прохоровка, Самсар, Саратовська 29,39,42,55,46,58,60,62,64,66, Південно-Східна 2;

Ярова тверда пшениця — Валентина, Краснокутка 6,10, Людмила, Саратовська 57,59, Саратовська золотава, Ник;

Озима жито — Саратовська 4,5,6,7, Саратовська крупнозерная;

Яровий ячмінь — Нутанс 108,553,642;

Просо — Ильиновское, Саратовське 3,6,8,10;

Нут — краснокутський 28,36,123,195, Ювілейний, Заволжский;

Соя — Соер 1,3,4.

Кукурудза — Белозерный 1МВ, Білозірка М, Мова і мн. др.

Соняшник — Саратовський 82,85, Скороспілий, Скороспілий 87, Степовий 81, Ювілейний 75, ЮВС 2,3;

Сорго зернове, Сорго цукрове, Люцерна, Еспарцет, Житняк і др.

У сфері животноводства:

Створено заводські типи і лінії овець цигайской і ставропольської порід, пристосовані до суворим умовам південного сходу. Ведуться дослідження з поліпшенню генетичної структури стад великої рогатої худоби і свиней.

5. Зв’язок селекції з генетикой.

Теоретичною основою селекції є генетика — наука про закони спадкоємності та мінливості організмів та методів управління ними. Вона вивчає закономірності наслідування ознак і властивостей батьківських форм, розробляє методи лікування й прийоми управління спадковістю. Застосовуючи їх у практиці при виведенні нових сортів рослин i порід тварин, людина отримує потрібні форми організмів, і навіть управляє їх індивідуальним розвитком — онтогенезом.

Основи сучасної генетики заклав чеський учений Р. Мендель, який в 1865 року ухвалив принцип дискретності, чи переривчастості, успадкування ознак і властивостей організмів. Досліди з горохом дослідник показав, що ознаки батьківських рослин при схрещуванні не знищуються і змішуються, а передаються нащадку або у формі, властивій однієї з батьків, або у проміжної формі, знову проявляючись у наступних поколіннях у певних кількісних співвідношеннях. Його досліди довели також, що існують матеріальні носії спадковості, згодом названі генами. Вони особливі кожному за организма.

На початку століття століття американський біолог Т. Х. Морган обгрунтував хромосомну теорію спадковості, за якою спадкові ознаки визначаються хромосомами — органоидами ядра всіх клітин організму. Вчений довів, що гени розташовані серед хромосом лінійно І що гени однієї хромосоми зчеплені між собою. Ознака зазвичай визначається парою хромосом. При освіті статевих клітин парні хромосоми розходяться. Повний їхній набір відновлюється в заплідненої клітині. Отже, новий організм отримує хромосоми від обох батьків, і з ними успадковує ті чи інші признаки.

У двадцятих роках виникли й почали розвиватися мутационная і популяционная генетики. Популяционная генетика це область генетики, що вивчає основні чинники еволюції - спадковість, мінливість і відбір — за умов довкілля, популяції. Засновником цього напрями був радянський учений С. С. Четвериков. Мутационную генетику ми розглянемо паралельно з мутагенезом.

У 1930;ті роки генетик М. К. Кольцов припустив, що хромосоми — це гігантські молекули, випередивши цим поява нового напрями у науці - молекулярної генетики.

Пізніше було доведено, що хромосоми складаються з білка і молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). У молекулах ДНК і закладено спадкова інформація, програма синтезу білків, що є основою життя на Земле.

Сучасна генетика розвивається всебічно. У ньому багато напрямів. Вирізняють генетику мікроорганізмів, рослин, тварин і звинувачують людини. Генетика міцно пов’язана коїться з іншими біологічними науками — еволюційним вченням, молекулярної біологією, біохімією. вона є теоретичної основою селекції. За підсумками генетичних досліджень було розроблено методи отримання гібридів кукурудзи, соняшнику, цукрової буряків, огірки, і навіть гібридів і помесей тварин, які мають внаслідок гетерозису (гетерозисце прискорення зростання, підвищення розміру, підвищення життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління за порівнянню з батьківськими організмами) підвищеної продуктивностью.