Индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез
Основы селекции растений, животных и микроорганизмов
План
1. Генетика основа селекции.
2. Основные методы селекции.
3. Биотехнология, ее достижения и перспективы
1. Генетика основа селекции
Генетика служит теоретической основой селекции - науки, разрабатывающей методы выведения и улучшения пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.
Все особи внутри породы или сорта должны иметь сходные, наследственно закрепленные и ценные для человека свойства - продуктивность, определенный комплекс физиологических и морфологических качеств, а также однотипную реакцию на определенные факторы среды. Наследственная изменчивость исходных организмов — основание для создания новых пород животных или сортов растений.
Зная закономерности наследования отдельных признаков, можно сочетать их (путем скрещивания) у потомков. Так, например, у пшеницы можно добиться сочетания типа колоса и характера развития (яровой или озимый).
Все созданные и создаваемые породы и сорта отличаются от диких предков. Это объясняется тем, что селекционеры целенаправленно отбирают для скрещивания особей, обладающих какими-то мутантными признаками, и производят их комбинации путем скрещивания.
Наибольший вклад в изучение разнообразия культурных растений внёс русский селекционер Н.И. Вавилов.
Современная селекция - это обширная область человеческой деятельности, которая представляет собой сплав различных отраслей науки, производства сельскохозяйственной продукции и ее комплексной переработки. В ходе селекции происходят устойчивые наследственные преобразования различных групп организмов. По образному выражению Н.И. Вавилова, «…селекция представляет собой эволюцию, направляемую волей человека . Современная селекция базируется на достижениях генетики и является основой эффективного высокопродуктивного сельского хозяйства и биотехнологии.
|
|
|
Задачи современной селекции
- Создание новых и совершенствование старых сортов, пород и штаммов с хозяйственно-полезными признаками.
- Создание технологичных высокопродуктивных биологических систем, максимально использующих сырьевые и энергетические ресурсы планеты.
- Повышение продуктивности пород, сортов и штаммов с единицы площади за единицу времени.
- Повышение потребительского качества продукции.
- Уменьшение доли побочных продуктов и их комплексная переработка.
- Уменьшение доли потерь от вредителей и болезней.
2. Основные методы селекции.
Естественный отбор
1. Стихийный (бессознательный). Проводился человеком для сохранения особей с наиболее ценными признаками, без стремления улучшить породу или сорт.
|
|
|
2. Методический (сознательный). Характеризуется тем, что человек осознано и систематически стремится к выведению сорта или породы с желаемыми качествами. Подразделяется на: массовый — проводится по фенотипу. При этом отбирается группа особей, имеющих внешнее сходство. Поскольку генотипы отобранных особей по фенотипу неоднородны, отбор время от времени повторяют; индивидуальный — от каждой особи получают отдельное потомство и при последующих близкородственных скрещиваниях у животных и самоопылении у растений выводят чистые линии. Чистые линии — группы генетически однородных (гомозиготных) организмов представляют ценный исходный материал для селекции.
Гибридизация
1. Внутривидовая — основу составляет направленное скрещивание особей с интересующими селекционера свойствами и последующий отбор потомков с максимальным проявлением этих свойств.
2. Близкородственная, или инбридинг, — проводится между братьями и сестрами или между родителями и потомством. В результате увеличивается доля гомозиготных организмов. В связи с переходом генов в гомозиготное состояние у потомков проявляются рецессивные мутации, что приводит к ослаблению потомства, появлению наследственных заболеваний.
|
|
|
3. Межвидовая (отдаленная, неродственная) — проводится между особями разных видов и разных родов. Ее используют как селекционный метод, позволяющий объединить в гибриде ценные хозяйственные признаки родительских форм. В силу генетических, морфологических, физиологических и иных различий организмов разных видов отдаленная гибридизация, как правило, осуществляется с большим трудом и требует применения специальных методов преодоления нескрещиваемости. Межвидовые гибриды часто оказываются бесплодными вследствие нарушения процессов гаметогенеза, так как хромосомы, полученные от разных видов, различаются между собой и не конъюгируют, поэтому мейоз не происходит.
3. Аутбридинг (скрещивание неродственных особей) — скрещивание особей разных линий. При данном скрещивании удается получить гетерозисные гибриды, превосходящие по своей мощности не только родительские линии, но и исходные формы, из которых эти линии были получены. Гетерозис заключается в повышенной мощности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Основной причиной эффекта гетерозиса является отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии.
|
|
|
Полиплоидизация
Увеличение числа наборов хромосом под действием на делящуюся клетку ядов, разрушающих веретено деления (например, колхицином).
Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы. Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.
Индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез
В естественных условиях частота мутирования генов сравнительно невелика. Мутагенез повышает количество мутаций под воздействием на организм различных мутагенов: ультрафиолетовых лучей, ионизирующего излучения, некоторых химических веществ. Мутации в целом не носят направленный характер, селекционер отбирает и культивирует организмы с интересующими его признаками. Чаще всего используется в селекции микроорганизмов.
3. Биотехнология, ее достижения и перспективы
В настоящее время активно развивается биотехнология — наука о способах получения необходимых человеку веществ с использованием живых организмов и биохимических процессов в производстве.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!