Полиплоидия в селекции растений
До 10.12.20
Обязательно писать тему, а под ней ФИО и группу, иначе проверять не буду!
Задания для дистанционного обучения студентов СПО ВИК №1
Группы ПК-187
по дисциплине «Экология»
Занятие по теме: «Селекция: понятие, методы».
1. Прочитайте конспект по теме.
2. Напишите ответы на вопросы.
КОНСПЕКТ:
Селекция – наука о создании высокопродуктивных пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов, наилучшим образом удовлетворяющих потребности человека.
Порода, сорт, штамм (чистая линия) – искусственно созданная человеком популяция организмов, которая характеризуется специфическим генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности.
Каждой породе или сорту свойственна определенная норма реакции. Фенотип наиболее полно проявляется лишь при определенных условиях, поэтому для каждого района с теми или иными климатическими условиями, агротехническими приемами и т.д. необходимо иметь свои сорта и породы животных.
Одомашнивание как первый этап селекции
Все современные домашние животные и культурные растения произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы называется одомашниванием. Главный фактор одомашнивания – искусственный отбор. Первые попытки одомашнивания предпринимались людьми еще 20 тыс. лет до н.э. Широкое одомашнивание начинается с VIII-VI тыс. до н.э. Именно тогда человек вовлек в культуру большинство растений и животных. Некоторые виды были одомашнены позднее. Так, кроликов люди стали разводить лишь в средневековье, сахарную свеклу – в XIX веке, а мяту – в XX веке.
|
|
|
Оценка наследственных качеств
Признаки, которые интересуют селекционера, очень разнообразны. Фенотипическая изменчивость некоторых из них в сильной степени определяется разнообразием генотипа и сравнительно мало зависит от условий существования (например, длина шерсти у овец). Другие признаки, наоборот, сильно подвержены влиянию внешней среды (например, масса, молочная продуктивность). Важнейшая задача селекционера – оценить наследственные качества особей и выбрать для размножения лучших не только по фенотипу, но и по генотипу. В селекции животных особенно важна оценка по генотипу производителей. Наиболее точный метод оценки – оценка племенных (наследственных) качеств по потомству. В результате оценки выделяются лучшие производители, и они интенсивно используются для получения потомства. В селекции растений оценивается потомство отдельных самоопыляющихся (чистых) линий растений, выделенных из какого-либо сорта, и для размножения отбираются лучшие линии.
|
|
|
Методы селекции:
1. Искусственный отбор – отбор, производимый человеком. Человек с самых ранних времен цивилизации применяет искусственный отбор при разведении животных и растений. Дарвин воспользовался данными по искусственному отбору, чтобы объяснить возможный механизм изменения видов, происходящего в природных популяциях, то есть естественного отбора. Искусственный отбор основан на изоляции природных популяций и избирательном скрещивании организмов, обладающими признаками, желательными для человека. При искусственном отборе человек создает направленное селективное давление, которое ведет к изменениям частот аллелей или генотипов в популяции. Это эволюционный механизм, приводящий к созданию новых пород, линий, сортов, рас и подвидов. Генофонды всех этих групп изолированы, но они сохраняют основную генную и хромосомную структуру, характерную для вида, к которому они принадлежат.
А) индивидуальный отбор. Сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к получению чистой линии – группы генетически однородных (гомозиготных) организмов.
|
|
|
Б) массовый отбор. Отбирается группа организмов с нужными признаками. Массовый отбор приводит к получению генетически неоднородных организмов, и отбор время от времени приходится повторять.
Недавно возникла новая форма искусственного отбора – неумышленный отбор на устойчивость к антибиотикам, пестицидам и гербицидам, которому подвергаются патогенные микроорганизмы, вредители и сорняки.
2. Гибридизация – скрещивание.
А) инбридинг – близкородственное скрещивание. Проводят скрещивание близких родственников, например, между потомками от одних и тех же родителей, с целью распространения особенно желательных признаков. Длительный инбридинг может привести к снижению плодовитости, что создает проблемы в животноводстве. Интенсивный инбридинг снижает изменчивость генома, повышая число гомозиготных генотипов за счет гетерозиготных. Для того, чтобы преодолеть эти проблемы, животноводы после нескольких поколений инбридинга прибегают к аутбридингу.
Б) аутбридинг – неродственное скрещивание. Состоит в скрещивании особей из генетически различных популяций. Потомков от таких скрещиваний называют гибридами, и они превосходят по ряду признаков обе родительские формы – явление называемое гетерозисом или гибридной силой. Гибриды, получаемые при скрещивании гомозиготных родительских линий из различных популяций, называют гибридами первого поколения (F1); они превосходят родительские формы по величине и количеству плодов, устойчивости к заболеваниям и скорости созревания. Увеличение мощности объясняется повышением гетерозиготности в результате смещения генов.
|
|
|
У растений это скрещивание разных сортов:
Бельфлер (теплолюбивый сорт, сладкие крупные плоды) + китайка (холодостойкая, плоды мелкие кислые) = бельфлер-китайка (умеренный климат, средние кисло-сладкие плоды).
У животных это межпородное скрещивание:
Свинья кемеровской породы + дикий кабан = свинья казахская гибридная;
Алтайская тонкорунная овца (высокое качество шерсти, высокая приспособленность к местным условиям) + английская мясо-шерстная порода = советская мясо-шерстная порода.
В) отдаленная гибридизация – скрещивание разных видов и родов.
Капуста + редька = рафанобрассика (капустно-редечный гибрид);
Пшеница + пырей = зернокрмовая пшеница (за три укоса в сезон дает до 300-450ц/га зеленой массы);
Пшеница + рожь = тритикале (зерновая и кормовая культура, устойчивая к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и к болезням);
Осел + лошадь = мул.
Полиплоидия в селекции растений
Полиплоидия – изменение хромосом в кариотипе, кратное гаплоидному набору.
Характеристика полиплоидов: увеличение количества хромосом – увеличение объема ядра – увеличение объема цитоплазмы – увеличение клетки – увеличение органа и больший запас питательных веществ. Более устойчивы к неблагоприятным условиям, болезням.
Автополиплоидия – умножение геномов (гаплоидного набора хромосом) одного и того же вида.
Растения, имеющие нечетный набор геномов – триплоиды, пентаплоиды, характеризуются резким снижением плодовитости. Причина этого – нарушение мейоза.
Созданы полиплоидные сорта пшеницы, ржи, гречихи, сахарной свеклы, картофеля, овса.
Аллоплоидия – умножение геномов разных видов.
Первый аллоплоид – капустно-редечный гибрид (рафанобрассика) получен Карпеченко в 20–е годы
Р ♀ R Х ♂ B
9 9
RB (18 хромосом) – неплодовит (нарушается процесс гаметогенеза)
Р ♀ R Х ♂ B
18. 18
RB (18 R + 18 В) – плодовит: верхушка редечная, корень капустный
Полиплоидия в селекции животных встречается крайне редко. Однако у некоторых видов она возможна. Известный советский ученый Б.Л. Астауров впервые создал полиплоидные формы тутового шелкопряда. Он использовал отдаленную гибридизацию и полиплоидию и создал форму тутового шелкопряда, объединившего в своем геноме хромосомы двух разных видов. У большинства раздельнополых животных полиплоидия практически не встречается. Это обусловлено тем, что полиплоидия, вызывая изменения соотношения половых хромосом и аутосом, приводит к нарушению коньюгации гомологичных хромосом и тем самым затрудняет определение пола. В результате такие формы оказываются бесплодными и маложизнеспособными. Это подтверждается тем, что у гермафродитных животных и животных, размножающихся партеногенетически, полиплоидия может осуществляться так же, как у растений. Например, у дождевых червей встречаются полиплоидные ряды. Однако у раздельнополых животных встречаются случаи полиплоидии. Известны полиплоиды у аскариды, тутового шелкопряда, бабочек, рыб, амфибий. У млекопитающих полиплоиды не выживают.
4. Искусственный мутагенез – созданный человеком процесс возникновения мутаций. Наиболее широко метод используется в селекции микроорганизмов (бактерии, одноклеточные водоросли, дрожжи). Например, получены плесневые грибы, продуцирующие антибиотики в тысячи раз эффективнее, чем исходные формы. На основе мутантных растений выводят высокоэффективные сорта. Например, сорт пшеницы Новосибирская-67 характеризуется укороченной и утолщенной соломиной, вследствие этого повысилась устойчивость к полеганию. Сорт был получен на основе мутантной формы, возникшей под влиянием обработки рентгеновыми лучами семян сорта пшеницы Новосибирская-7.
Успехи селекционеров:
1. И.В. Мичурин – селекция плодовых деревьев и кустарников (сорта яблони, груши, малины, вишни…). В основном при своей работе использовал методы гибридизации и отбора. Мичурин установил зависимость развития признаков у гибридов от условий внешней среды. Он показал возможность управления доминированием. Выращивание гибридов на хорошо удобренных почвах способствует формированию у них свойств более культурного высокопродуктивного сорта, но приводит к снижению выносливости к неблагоприятным климатическим условиям.
Вопросы:
1. Что такое селекция?
2. Что такое порода, сорт, штамм?
3. Что такое инбридинг? Аутбридинг?
4. Напишите характеристику полиплоидов.
5. Какие методы селекции вы знаете?
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 55; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!