Досягнення селекції рослин біологія. Досягнення та основні напрямки сучасної селекції

Що таке селекція

Досягнення сучасних селекціонерів

Селекція НДІСГ "Еліта"

Зв'язок селекції з генетикою

1. Що таке селекція

Слово "селекція" походить від латів. " selectio", що в перекладі означає " вибір,відбірСелекція – це наука, яка розробляє нові шляхи та методи одержання сортів рослин та їх гібридів, порід тварин. до хвороб, добре пристосованих до тих чи інших умов зростання.

Механізація, стандартизація та спрощення операцій з тваринництва призвели до збільшення виробничих цехів та регіональної концентрації, що супроводжується частим поділом зоотехнічних функцій: селекціонерами, які вирощують та вирощують молоді вони зазвичай не відгодовують, деякі селекціонери спеціалізуються на розведенні тощо. слід додати, що всіх цих методів є дорогим: воно вимагає значних інвестицій, які, своєю чергою, дозволяють продуктивність.

Тваринництво та економічне середовище

Він також підпорядковується так званим висхідним галузям, які постачають корми для худоби, матеріали, окремі штами тварин тощо. сучасне тваринництво нині є складного комплексу видів економічної діяльності, які розливаються через кордону.

Селекція - штучна еволюція, що спрямовується волею людини.

(За М. І. Вавілова)

2. Завдання сучасної селекції та її методи

Основні методи, що застосовуються у селекції.

Основа будь-якого сорту рослин або породи тварин родоначальник. Його цінність полягає у накопиченні в генотипі багатьох генів, що зумовлюють високу продуктивність або інші необхідні якості. Нащадок від видатного родоначальника, подібне до нього за фенотипом та генотипом. лініїтварин чи рослин. Вони підтримуються цілеспрямованим добором. Особливо відбір застосовується у тваринництві, де відбір виробників грає першорядну роль племінному справі. У народі кажуть: "Виробник – половина стада".

Більше того, сучасні форми розподілу, побутового обладнання та диверсифікація звичок харчування посилюють попит на складніші продукти тваринного походження, отримані з інновацій в агропродовольчій промисловості. У цих цехах сільського господарства та промислового виробництва зростання продуктивності призвело до зниження витрат виробництва, варіюючи за видами. Наприклад, для свійської птиці та свиней це дозволило забезпечити споживачам продукти, багаті на білок, за набагато нижчими цінами, що призвело до значного збільшення споживання.

Гібридизація

Гібридизацією називають схрещування організмів із різною спадковістю. В результаті одержують новий організм, який поєднує спадкові задатки батьків. Для першого покоління гібридів часто характерний гетерозис. При гетерозисі при схрещуванні організмів із різною спадковістю відбувається біохімічне збагачення гібриду, у нього посилюється обмін речовин. У наступних поколіннях ефект гетерозису поступово згасає. У вегетативно розмножуваних рослин (картопля, плодові та ягідні культури) можливе закріплення гетерозису у потомстві. Гібридизацію застосовують для отримання цінних форм рослин та тварин. Схрещування особин, що належать до різних видів, називають віддаленою гібридизацією, а схрещування підвидів, сортів рослин або порід тварин – внутрішньовидової. У зоотехнії (наука про розведення, годівлю, зміст та правильному використаннісільськогосподарських тварин, теоретична основа тваринництва) розрізняють власне гібридизацію і міжпородне схрещування тварин, потомство яких називається помісним, помісями. Суміші легко схрещуються між собою і дають потомство.

Але сучасне тваринництво також є індивідуальним та колективним ноу-хау та організацією виробників. Механізм досліджень, навчання та розвитку, чи то суспільний, професійний чи приватний, дає посилання на прийняття рішень адаптованих до різних індивідуальних, регіональних, національних чи міжнародних ситуацій.

Поліпшення домашніх порід

Скотарі завжди прагнули поліпшити свою худобу, тобто змусити їх розвиватися в сенсі заздалегідь визначених цілей. Засноване спочатку на емпіричних методах, це поліпшення, відоме як генетичне поліпшення свійських тварин, розвивалося після Другої світової війни на теоретичних підставах, пов'язаних із спадковістю персонажів. Це передбачає використання мінливості, що відбувається всередині того самого виду між расами або між людьми, і реалізує спеціальні інструменти для збору, передачі та обробки зоотехнічної інформації.

Процес гібридизації, здебільшого природної, спостерігали дуже давно. Гібриди від схрещування коня з ослом (мул, коней) існували вже за 2000 років до н. Штучні гібриди (при схрещуванні гвоздик) вперше отримав англійський садівник Т. Ферчайлд у 1717 році. Велику кількість дослідів із гібридизації провів Чарльз Дарвін.

Гібридизацію, особливо форм та сортів у межах одного виду широко використовують у селекції рослин, за допомогою методу гібридизації створено більшість сучасних сортів сільськогосподарських культур.

Ефективність програм наводить, з одного боку, від ретельного вибору племінних тварин на основі того, що вони можуть передати своїм нащадкам та розумне використання вибраних селекціонерів. Таким чином, організація годівлі домашніх тварин, створена самими фермерами за допомогою держави, дозволяє застосовувати складні методи, що виробляють від двох до трьох десятиліть важливий генетичний прогрес у більшість видів і виробництв. програм генетичного вдосконалення.

Поліплоїдія

1892 року російський ботанік І.І. Герасимов досліджував вплив температури на клітини зеленої водорості спірогіри та виявив дивовижне явище – зміну числа ядер у клітині. Після впливу низькою температурою або снодійним (хлороформом і хлоралгідрат) він спостерігав появу клітин без ядер, а також з двома ядрами. Перші невдовзі гинули, а клітини із двома ядрами успішно ділилися. За підрахунком хромосом виявилося, що їх удвічі більше, ніж у звичайних клітинах. Так було відкрито спадкове зміна, що з мутацією генотипу, тобто. всього набору хромосом у клітині. Воно отримало назву поліплоїдії, а організми зі збільшеною кількістю хромосом – поліплоїдів.

Мінливість у межах видів

Підтримання цієї ефективності та задоволення нових потреб тваринництво та споживання потребують раціонального використання генетичних ресурсів. Різноманітність умов довкілля та виробничих цілей протягом дуже тривалого часу викликала різноманітність видів тварин у межах одного й того ж домашнього вигляду. Наприклад, вівці вирощуються головним чином для виробництва вовни у Південній півкулі, м'яса у Північній Європі та молока у Середземноморській Європі. Пошук даної продукції відповідає конкретним здібностям, і домашні тварини, таким чином, поділяються на типи, що відповідають їхній основній виробничій орієнтації та їх основним здібностям, які відрізняються анатомічними та фізіологічними характеристиками.

У природі добре налагоджені механізми, що забезпечують збереження сталості генетичного матеріалу. Кожна материнська клітина при розподілі на дві дочірні суворо розподіляє спадкову речовину порівну. При статевому розмноженні новий організм утворюється внаслідок злиття чоловічої та жіночої гамет. Щоб збереглося сталість хромосом в батьків і нащадків, кожна гамета повинна містити половину числа хромосом нормальної клітини. І справді, відбувається зменшення вдвічі числа хромосом, або, як назвали вчені редукційний поділ клітини, при якому в кожну гамету потрапляє лише одна з двох гомологічних хромосом. Отже, гамета містить набір гаплоїдний хромосом - тобто. по одній від кожної гомологічної пари. Усі соматичні клітини диплоїдні. Вони мають два набори хромосом, у тому числі один надійшов від материнського організму, а інший від батьківського. Поліплоїдія успішно використовується у селекції.

Це називається мінливістю між типами. В тому самому типі ми можемо розрізняти набори тварин, які мають загальні характеристики, які можуть передаватися з одного покоління в інше. Характеристики, що відрізняють один від одного раси, є зовнішніми характеристиками, фізіологічними або географічною ізоляцією і необхідність адаптації до природного середовища були сприятливими для диференціації дуже багатьох рас, сформованих їх умовами розмноження та їх заводчиками. Це називається мінливістю між расами.

Хоча все ще важливо, расова різноманітність останнім часом скоротилася у промислово розвинених країнах. Незважаючи на сталість спільних рис між тваринами тієї ж породи, у кожній расі існує більша чи менша мінливість для людей, і це мінливість стосується морфологічних ознак, і навіть фізіологічних чи біологічних характеристик.

Мутагенез

У 20-ті роки стало розвиватися мутаційна генетика - вчення про виникнення мутацій, тобто. таких змін ознак організмів, що передаються у спадок. Мутації виникають у статевих клітинах.

Радянський вчений Н.І. Вавілов встановив, що у родинних рослин виникають подібні мутаційні зміни, наприклад, у пшениці у фарбуванні колосу, остистості. Ця закономірність пояснюється подібним складом генів у хромосомах родинних видів. Відкриття Н.І. Вавілова отримала назву закону гомологічних рядів. На підставі його можна передбачити появу тих чи інших змін у культурних рослин.

Велика мінливість на різних рівнях усередині домашніх тварин може використовуватися людьми для керівництва їх виробничими системами або вибору тварин, найбільш підходящих для їх потреб та умов, Якщо розбіжності, що спостерігаються, мають спадкові причини, тоді генетично можна розвинути популяції тварин у напрямку підтримки або поліпшення певних специфічних характеристик.

Зі спостережень на великій кількості тварин можна виділити дві основні категорії персонажів відповідно до їх генетичного детермінізму. Перша група об'єднує персонажів, які мало схильні до дії навколишнього середовища і управляються невеликою кількістю генів, кожен з яких має важливу і, отже, видиму дію. Серед цих персонажів, так званих менделійців, забарвлення пальта чи оперення, чи деякі аномалії карликовості чи м'язової гіпертрофії, навпаки, звані кількісні характеристики.

Мінливість організмів - один із найважливіших проявів життя. У природі немає двох абсолютно подібних особин. Відмінності зумовлені спадковими та зовнішніми факторами. Тому мінливість організмів виявляється у двох формах: спадковій та модифікаційній. Зовнішній вигляднавколишніх організмів - це результат складної взаємодії їх спадкової основи та факторів навколишнього середовища. Кожна рослина в різних умовахвиглядає по-різному. Наприклад, у вологий рік у рослин велике, м'ясисте листя, а посушливий - дрібне, тонке. Якби листя в сухих умовах залишалося такими ж великими, надмірне випаровування вологи призвело б до їхньої загибелі. Властивість організмів реагувати зміну довкілля названо нормою реакції.

Вони управляються генами, кожен з яких має невеликий ефект, тому ви не можете виявити дію або навіть знати номер. Навколишнє середовище цих елементів більш-менш залежить. Більшість ознак економічного інтересу до селекції з урахуванням наших нинішніх методів дослідження повинні регулюватися відповідно до кількісного детермінізму, що включає велику кількість генів. Деякі ознаки підпорядковуються змішаної спадковості, що поєднує дію добре індивідуалізованого гена з основним ефектом та іншими генами в невизначеному числі, наприклад, м'язи в тушці свині або поширення овець.

Модифікаційна мінливість грає величезну роль у збереженні та поширенні виду. Еволюція відбувається за рахунок спадкових змін, мутацій та рекомбінацій спадкових факторів.

У того самого організму стабільність генів різна: один ген може мутувати у кілька разів частіше іншого. Відмінності у мутабельності відзначені як між різними генами, а й різними формами виду. Схильність до мутування не однакова і у різних видів. На частоту мутування впливають фізіологічні та біохімічні зміни, що відбуваються у клітині під впливом зовнішніх умов. Під впливом деяких зовнішніх чинників кількість мутацій збільшується у сотні разів.

Поліпшення менделівських персонажів зазвичай простий, оскільки можна визначити природу генів, що переносяться індивідуумами. Поліпшення кількісних характеристик ґрунтується на математичній формалізації. Захід, зроблений на тварині, наприклад кількість молока, що виробляється коровою під час лактації, інтерпретується в статистичних термінах як сума ефекту його генотипу та вплив середовища, в якому воно відбувається знайдено. Ефект генотипу включає генетичну цінність тварини, яка пов'язана із середніми ефектами генів, що розглядаються незалежно один від одного, і яка передається в середньому наполовину від батька до його потомства. додати ефекти взаємодії між генами, які переважно залежать від природи пар генів, утворених об'єднанням гамет двох батьків.

Мутації з'являються у клітинах будь-яких тканин багатоклітинного організму. Якщо вони виникли у статевих клітинах, їх називають генеративними, у клітинах інших тканин тіла соматичними. Цінність мутації різна, вона зумовлена типом розмноження організму. Генеративні мутації проявляються у зародків наступного покоління, а соматичні - лише в тій особини, у якої вони виникли, і у спадок до іншого покоління не передаються.

Коли людина обирає селекціонера, його цікавить його потенційне потомство, слід виділити два шляхи генетичного поліпшення: вибір у межах однієї породи, метою якого є максимізація генетичної цінності людей, схрещування чи схрещування тварин різних порід, метою яких є максимізація впливу взаємодії між генами та використання взаємодоповнюваності Показників двох рас. Ці два шляхи є антагоністичними, але доповнюють одне одного.

Налаштування мети та моніторинг продуктивності

Хоча основи раціонального вдосконалення були розроблені до 20-го століття, скотарі давно вже намагалися поліпшити своїх тварин. Першим кроком програми генетичного поліпшення є визначення цілей, які мають бути досягнуті. Це складний крок, оскільки результати виявляються лише за кілька років. Поняття покращеної тварини відносне: вона тісно залежить від умов вирощування, соціально-економічного контексту та місця, де людина перебуває у виробничому ланцюжку. від кількості поросят, відібраних у свиноматок; з іншого боку, через їх надлишковий жир вони не можуть бути адаптовані, оскільки вони призначені для селекціонерів, що спеціалізуються на відгодівлі, які будуть покарані при сплаті їх відгодованих свиней, а також не зможуть задовольнити м'ясних і м'ясних продуктівзі свинини.

Різновид соматичних мутацій у рослин – ниркові мутації, які у меристемних клітинах точки зростання стебла. Втеча, що розвинулася з цієї клітини, повністю має мутантну ознаку. Раніше ці мутації називали спортами. З такого спорту, виявленого у сорту яблуні, Антонівка могилівська біла, І.В. Мічурін отримав відомий сорт Антонівка шестисотграмова. Багато найкращих американських сортів яблуні також були створені за допомогою ниркових мутацій. Ціла низка цінних сортів картоплі також походить із спонтанно виниклих форм із соматичними мутаціями.

Другий крок – відслідковувати ефективність кандидатів для відбору. Це передбачає, що вони були належним чином ідентифіковані. Оптимальна експлуатація результатів перевірок вимагає, щоб також було встановлено зв'язок тварин. Результати, отримані відповідно до точного протоколу, потім передаються на сайт обробки зоотехнічної інформації. У Франції комп'ютерна мережа дозволяє транспортувати з регіонів на національний розрахунковий сайт для лікування всіх даних про сімейний стан та продуктивність, зібрані на фермах.

До мутацій прийнято відносити різноманітні генетичні перетворення, пов'язані з ядром і цитоплазмою клітини. Причиною мутації можуть бути хімічні зміни гена, дрібні та великі перебудови хромосом, зміна числа хромосом, а також зміни органел цитоплазми. Звідси назва різних типівмутацій. Генні або точкові мутації торкаються зміни молекулярної структури молекули ДНК. Відбувається заміна або включення однієї пари азотистих основ, а також випадання кількох пар. Результат дії генних мутацій – утворення білка нового типу або відсутність білка через перешкоду його синтезу. Мутації, пов'язані з розривами та перебудовами хромосом, називають хромосомними.

Вибір та використання племінного поголів'я

Це лікування дозволяє нам оцінювати і вибирати селекціонерів, оцінюючи їх генетичну цінність для рис, що цікавлять. Статистичні методи дозволяють проводити різницю між генетичними та екологічними ефектами та комбінувати для кожного кандидата свої власні виступи та дії з родинними тваринами. ефективність цього кроку вимірюється з точки зору річного генетичного прогресу, який є все більш високим, оскільки оцінка племінного поголів'я достовірна, частка людей, що залишилися низька, а інтервал між двома поколіннями короткі.

Причиною виникнення мутацій у природних умовах поки що з повною достовірністю не встановлено. Мутації, що проводяться штучним шляхом, відбуваються за рахунок впливу радіацією, дією хімічних речовин.

Застосування селекції

У сільському господарстві

У сільське господарство нашої країни посилено застосовується селекція виведення нових сортів рослин. Завдяки їй вдалося вдесятеро, порівняно з 1917 роком підвищити врожайність багатьох видів рослин на одиницю площі. Рослини, виведені нашими селекціонерами успішно вирощуються у Росії, а й її межами. Сорти інтенсивного типу, виведені П.П. Лук'яненко (Безостою-1, Аврора, Кавказ), В.М. Ремесло (Миронівська-808, Миронівська ювілейна, Іллічівка та ін.), з урожайністю у виробничих умовах 50-100 ц з 1 га займає в нашій країні та за кордоном мільйони гектарів.

У чистій породі генетичний прогрес розсіюється з контрольованої популяції та переробляється в закритих приміщенняхвибраними людьми. Схрещування можуть також проводитися між тваринами двох різних порід, способом розведення ми намагаємося пов'язати символи в опозиції або коли ми прагнемо отримати користь із феномену гетерозису, пов'язаного із взаємодією між генами.

Методи, використовувані підвищення домашніх тварин, постійно розвиваються. Наприклад, нові методи використовуються для виявлення генів, які мають значний вплив на певні ознаки або можуть служити маркерами, що легко виявляються. У деяких випадках індивіди прагнуть діяти безпосередньо на окремих осіб, а не тільки на популяції. У рибі, особливо лососевих, гаметні маніпуляції зазвичай виконуються для отримання триплоїдних особин, їх стерильність або навіть тетраплоїди.

У тваринництві

Завдяки роботам радянських селекціонерів у тваринництві виведені цінні високопродуктивні породи великої рогатої худоби – костромська, казахська білоголова; овець - асканійська, красноярська, казахський архаромеринос та ін. За допомогою селекції отримані каракульські вівці, що дають шкірки різного забарвлення. У птахівництві створені лінії, що використовуються для отримання скоростиглих гібридівм'ясного (бройлери) та яєчного напрямків. Посилюються роботи з селекції нових видів та порід тварин, що відповідають вимогам індустріальних технологій тваринництва. Удосконалюються племінні та продуктивні якості худоби та птиці.

2. Досягнення вітчизняних селекціонерів

Сорт озимої пшениці Бестужа 1 (інтенсивного зростання), виведений П.П. Лук'яненко із співробітниками Краснодарського інституту сільського господарства (методом гібридизації географічно віддалених форм та індивідуального відбору). Урожайність його у виробничих умовах 40-50 ц з 1 га. Нові перспективні сорти Лук'яненка – Аврора та Кавказ – ще продуктивніші – 55-70 ц з 1 га. У найпоширеніших сортів В.М. Ремесло – Миронівська 808, Миронівська Ювілейна, Іллічівка – врожайність на сортоділянках перевищує 100 ц з 1 га.

З сортів ярої пшениці найбільшу площу – 26 млн. га – 1974 р. (близько 60% посівів культури) займали посухостійкі зерна сорту Саратовська 29, Саратовська 210, Саратовська 38 та інших. Селекції НИИСХ Юго-Во. В. Н. Мамонтова) відомі роботи Циціна з віддаленої гібридизації злаків. Їм уперше у світі отримано пшенично-пирійні гібриди, багаторічну та зернокормову пшеницю. У селекції пшениці особлива увага приділяється створенню високоврожайних короткостеблових з комплексом корисних ознак сортів озимої та ярої пшениці для умов зрошуваного землеробства, гібридної пшениці високобілкових житньо-пшеничних амридиплоїдів (тритикуле).

Досягнуто успіхів і в селекції кукурудзи. Створено та районовано на великих площах високоврожайні гібриди. Буковинський 303 ТБ. Багато хто з них у польових умовах дають 120-150 ц з 1 га зерна. М.Ш. Ходжиновим отримані високолизинові гібриди (Краснодарський 303 ПЛ, Кубанський 4 ПЛ та ін.)

4. Селекція інституту "Еліта"

Науково-дослідний орден Трудового Червоного прапора інститут сільського господарства Південного Сходу організований у 1910 р.

До мережі інституту входять чотири дослідні станції, державне дослідно-конструкторське бюро та дев'ять дослідно-виробничих господарств. Інститут має земельні угіддя площею 110 тис. га, на яких апробуються адаптивні системи землеробства, нові технології обробітку та виробляються насіння вищих репродукцій районованих та нових сортів польових культур селекції НДІСГ Південного Сходу в обсязі понад 50 тис. тонн щорічно.

У штаті інституту – 327 осіб. Наукових співробітників – 161, їх докторів наук – 13, кандидатів наук – 53.

Основні напрямки діяльності

Теоретичні дослідження з фізіології, генетики та біохімії посухо-, жаро- та морозостійкості польових культур, генетики репродуктивних систем рослин.
Удосконалення біотехнологічних методів селекції рослин.
Селекція польових культур, що поєднують високу продуктивність, стійкість до біотичних та абіотичних стресорів та якість зерна.
Розробка наукових основ адаптивно-ландшафтного землеробства та систем раціонального використання ґрунтової родючості.
Розробка низьковитратних, вологозберігаючих та екологічно безпечних технологій обробітку польових культур, технічних засобів та систем захисту рослин.
Поліпшення порід сільськогосподарських тварин адаптованих до суворих умов південно-східного регіону Росії.

Результати роботи

У галузі фундаментальних досліджень:

вивчено закономірності адаптивності рослин;
розроблено методи створення посухостійких сортів польових культур;
запропоновано методи використання клітинних технологій у селекції та насінництві;
створено набори анеплідних та ізогенних ліній пшениці, здійснено перенесення до пшениці цінних чужорідних генів, вивчено ефекти генів;
розроблено моделі посухостійких сортів пшениці, надано фізіологічний аналіз продукційного процесу в посівах пшениці, удосконалено методи оцінки сортів на потенційну продуктивність та стійкість до стресорів у польових умовах.

У галузі селекції:

Селекціонерам інституту та дослідних станцій створено 315 сортів. На 200 рік до Російського Державного реєстру селекційних досягнень, допущених до використання, включено 103 сорти та гібриди, що обробляються на десятках мільйонів гектарів:

М'яка озима пшениця – Єршовська 10, Саратовська 90, Смуглянка, Саратовська остиста;

Ярова м'яка пшениця – Альбідум 188, Альбідум 28, Альбідум 29, Білянка, Єршовська 32, Л-503, Л-505, Прохорівка, 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 золотиста, Нік;

Озиме жито – Саратовське 4,5,6,7, Саратовське крупнозерне;

Ярий ячмінь - Нутанс 108553642;

Просо - Іллінівське, Саратовське 3,6,8,10;

Нут - краснокутський 28,36,123,195, Ювілейний, Заволзький;

Соя - Соїр 1,3,4

Кукурудза - Білозерний 1МВ, Білозерка М, Мова та багато інших. ін.

Соняшник - Саратовський 82,85, Швидкостиглий, Швидкостиглий 87, Степовий 81, Ювілейний 75, ЮВС 2,3;

Сорго зернове, Сорго цукрове, Люцерна, Еспарцет, Житняк та ін.

У галузі тваринництва:

Створено заводські типи та лінії овець цигайської та ставропольської порід, пристосовані до суворих умов південного сходу. Ведуться дослідження щодо поліпшення генетичної структури стад великої рогатої худоби та свиней.

5. Зв'язок селекції з генетикою

Теоретичною основою селекції є генетика - наука про закони спадковості та мінливості організмів та методи управління ними. Вона вивчає закономірності успадкування ознак та властивостей батьківських форм, розробляє методи та прийоми управління спадковістю. Застосовуючи їх на практиці при виведенні нових сортів рослин та порід тварин, людина отримує необхідні форми організмів, а також керує їх індивідуальним розвитком – онтогенезом.

Основи сучасної генетики заклав чеський вчений Г. Мендель, який у 1865 році встановив принцип дискретності, чи перервності, успадкування ознак та властивостей організмів. У дослідах з горохом дослідник показав, що ознаки батьківських рослин при схрещуванні не знищуються і не змішуються, а передаються потомству або у формі, характерній для одного з батьків, або в проміжній формі, знову виявляючись у наступних поколіннях у певних кількісних співвідношеннях. Його досліди довели також, що є матеріальні носії спадковості, згодом названі генами. Вони особливі кожному за організму.

На початку ХХ століття американський біолог Т.Х. Морган обґрунтував хромосомну теорію спадковості, згідно з якою

спадкові ознаки визначаються хромосомами – органоїдами 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 утворенні статевих клітин парні хромосоми розходяться. Повний набір їх відновлюється в заплідненій клітині. Таким чином, новий організм отримує хромосоми від обох батьків, а з ними успадковує ті чи інші ознаки.

У двадцятих роках виникли і почали розвиватися мутаційна та популяційна генетики. Популяційна генетика це галузь генетики, яка вивчає основні чинники еволюції - спадковість, мінливість і добір - у конкретних умовах довкілля, популяції. Засновником цього напряму був радянський вчений С.С. Четвериків. Мутаційну генетику ми розглянемо паралельно із мутагенезом.

У 30-ті роки генетик Н.К. Кольцов припустив, що хромосоми - це гігантські молекули, передбачивши тим самим появу нового напряму у науці - молекулярної генетики.

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

Сучасна генетика розвивається всебічно. У ній багато напрямів. Виділяють генетику мікроорганізмів, рослин, тварин та людини. Генетика тісно пов'язана з іншими біологічними науками – еволюційним вченням, молекулярною біологією, біохімією. Вона є теоретичною основоюселекції. На основі генетичних досліджень були розроблені методи отримання гібридів кукурудзи, соняшника, цукрових буряків, огірка, а також гібридів і помісей тварин, що володіють внаслідок гетерозису (гетерозис- це прискорення росту, збільшення розмірів, підвищення життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління в порівнянні з батьків ) підвищеної продуктивністю.

За останнє століття селекціонери досягли разючих успіхів. Урожайність зернових підвищилася у 10 разів. У розвинених країнах одержують до 100 ц/га пшениці, рису, кукурудзи. Нові сорти картоплі дають майже 1 000 ц/га - це в чотири рази вище за врожай колишніх сортів. Успіхи спостерігаються й у селекції інших культур.

Шляхом гібридизації географічно віддалених форм та відбору академік П. П. Лук'яненко отримав високопродуктивні сорти кубанської пшениці "безоста 1", "аврора", "кавказ". Академік В. Н. Ремесло вивів чудові морозостійкі сорти озимої пшениці "Миронівська 808", "Ювілейна 50", "Харківська 63". У різних регіонах Росії (у Сибіру, Поволжі) і за кордоном широко використовуються сорти ярої пшениці, отримані А. П. Шехурдіним і В. Н. Мамонтової: "Саратовська 29", "Саратівська 36", "Саратівська 210". Саратівські сорти займають понад половину посівних площ ярої пшениці. "Саратовська 29" володіє чудовими технологічними властивостями та служить стандартом хлібопекарських якостей.

Академік В. С. Пустовойт на Кубані отримав сорт соняшнику, що містить у насінні до 50-52% олії.

Серйозна проблема пов'язана із збереженням культурних форм: обробіток лише окремих сортів різко скорочує генофонд, знижує пристосованість. При зміні клімату або з інших причин сорт може зникнути. При селекції високоолійних сортів соняшнику на Кубані виявилися відібраними особини з тенденцією до пізнього дозрівання. Ця тенденція почала розвиватися, соняшник дозрівав дедалі пізніше і, нарешті, перестав визрівати до дощів, почав гнити на полях. Відновити культурні сорти виявилося нелегкою справою: на той час сорти В. С. Пустовойта змінили по всьому світу всі інші сорти соняшника.

Значний внесок у селекцію нових порід тварин зробив вітчизняний селекціонер М. Ф. Іванов. Ним було виведено одну з найпродуктивніших у світі порід шерстно-м'ясних тонкорунних овець - "асканійський рамбульє", високопродуктивну породу свиней "українську степову білу", м'ясомолочну "костромську" породу корів. Для отримання "асканійського рамбулья" були схрещені найкращі представники українських мериносів із "американськими рамбульями". В результаті дев'ятирічної селекційної роботи з схрещування привезеного з Англії видатного виробника "великої білої" породи з кращими місцевими породами було отримано породу "українська степова біла", яка за вагою, скоростиглістю, плодючістю та якістю продукції не поступається "великої білої", але чудово переносить місцеві умови.

Гібридизація з дикими видами надає культурним формам стійкість до умов середовища та несприйнятливість до хвороб. Гібрид тонкорунних та грубошерстих овець з диким бараном архаром – архаромеринос – може використовувати високогірні пасовища, недоступні звичайним вівцям. Проведено гібридизацію яка з великою рогатою худобою. В результаті успішного застосування гетерозису виводять бройлерних курчат. Міжродовий гібрид білуги зі стерляддю - безтер - невибагливий і може вирощуватись у непроточних водоймах.

Селекція мікроорганізмів спрямована на створення генетичних ліній (штамів), що забезпечують максимальну продуктивність корисних речовин. Продукти життєдіяльності бактерій та одноклітинних еукаріотів (водоростей, дріжджів та пліснявих грибів) знаходять застосування в різних галузях промисловості та медицини. На діяльності мікроорганізмів засноване бродіння тіста, одержання більшості молочних продуктів, квасів, виноробства, пивоваріння, квашення капусти, кормових добавок, а також виробництво ліків та біологічно активних сполук.

З метою підвищення ефективності селекції діапазон спадкової мінливості вихідних організмів іноді вдається розширити за допомогою мутагенезу. У бактерій набір гаплоїдний хромосом, тому кожна мутація проявляється у фенотипі вже в першому поколінні, полегшуючи відбір. Велика швидкість розмноження дозволяє швидко отримати значне потомство. Отримані штами піддають багаторазовому відбору з пересіванням на живильні середовища та контролем на освіту необхідного продукту.

Використання даної технології дозволяє отримувати штами значно продуктивніші, ніж природні форми. Так, отримані плісняві гриби, які продукують у тисячі разів більше антибіотика, ніж вихідні форми. Нові штами мікроорганізмів синтезують у необхідних для людства кількостях вітаміни В1, В12, які не здатні виробляти організми тварин та людини.

Опорні точки:

Значних успіхів досягнуто в області районування культурних рослин у різних кліматичних умовах.

Розмноження гібридних – мічуринських сортів здійснюється вегетативним шляхом.

В умовах безперервного зростання населення актуальним є виведення нових високопродуктивних порід тварин та сортів рослин.

Перевір себе:

Наведіть приклади досягнень вітчизняних селекціонерів у галузі рослинництва.
Розкажіть про методи селекційної роботи І.В.Мічуріна.
Наведіть приклади досягнень селекціонерів нашої країни у галузі тваринництва.