Μέθοδοι σύγχρονης επιλογής. Εκτροφή φυτών, μέθοδοι

Στα φυτά, πραγματοποιείται με αναγκαστική αυτο-γονιμοποίηση μορφών διασταυρούμενης επικονίασης ( αιμομιξία). Στα ζώα, αυτή είναι η διασταύρωση ατόμων που έχουν στενό βαθμό σχέσης και, επομένως, γενετική ομοιότητα. Η ενδογαμία χρησιμοποιείται για την παραγωγή καθαρών ή ομόζυγων γραμμών. Από μόνες τους, αυτές οι γραμμές δεν έχουν επιλεκτική αξία, καθώς η ενδογαμία συνοδεύεται από αναπτυξιακή κατάθλιψη. Η αρνητική επίδραση της ενδογαμίας εξηγείται από τη μετάβαση στην ομόζυγη κατάσταση πολλών επιβλαβών υπολειπόμενων γονιδίων. Παρόμοιο φαινόμενο, ειδικότερα, παρατηρείται σε άτομο με συγγενείς γάμους, με βάση τους οποίους απαγορεύονται. Ταυτόχρονα, στη φύση, υπάρχουν είδη φυτών και ζώων για τα οποία η αυτογαμία είναι ο κανόνας (σιτάρι, κριθάρι, μπιζέλια, φασόλια), κάτι που μπορεί να εξηγηθεί μόνο αν υποθέσουμε ότι διαθέτουν μηχανισμό που εμποδίζει την εξάλειψη επιβλαβών συνδυασμών των γονιδίων.

Στην αναπαραγωγή, οι αμιγείς σειρές φυτών και ζώων χρησιμοποιούνται ευρέως για την απόκτηση υβριδίων διασύνδεσης. Τέτοια υβρίδια έχουν έντονη ετερότητα, συμπεριλαμβανομένης της σχέσης με τη γενετική σφαίρα. Συγκεκριμένα, με αυτόν τον τρόπο λαμβάνονται υβριδικοί σπόροι καλαμποκιού, οι οποίοι σπέρνονται με το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας έκτασης που διατίθεται για αυτή την καλλιέργεια.

Με βάση την ενδογαμία από τον διάσημο εκτροφέα Saratov E.M. Plachek δημιουργήθηκε μια εξαιρετική ποικιλία ηλίανθου Saratov 169.

Το αντίθετο της ενδογαμίας είναι επιδημία- άσχετη διασταύρωση οργανισμών. Μαζί με τη διασταύρωση και τη διασταύρωση περιλαμβάνει και την ενδογαμία και τη διασταύρωση, αν οι γονείς δεν είχαν κοινούς προγόνους σε 4-6 γενιές. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος διασταυρώσεων, καθώς τα υβρίδια είναι πιο βιώσιμα και ανθεκτικά σε βλαβερές επιδράσεις, δηλ. παρουσιάζουν κάποιο βαθμό ετερογένειας. Το φαινόμενο της ετέρωσης περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον εξαιρετικό Γερμανό υβριδιστή του 18ου αιώνα. I. Kelreuter. Ωστόσο, η φύση αυτού του φαινομένου δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή. Πιστεύεται ότι η ετεροζυγία οφείλεται στο πλεονέκτημα της ετερόζυγης κατάστασης για πολλά γονίδια, καθώς και σε μεγάλο αριθμό ευνοϊκών κυρίαρχων αλληλόμορφων και στην αλληλεπίδρασή τους.

Ένα ουσιαστικό σημείο που περιπλέκει τη χρήση της ετερόπτωσης στην αναπαραγωγή είναι η εξασθένησή της στις επόμενες γενιές. Από αυτή την άποψη, οι κτηνοτρόφοι αντιμετωπίζουν το καθήκον της ανάπτυξης μεθόδων για τη διόρθωση της ετέρωσης στα υβρίδια. Ένα από αυτά, οι γενετιστές θεωρούν τη μεταφορά των υβριδικών φυτών στον απομικτικό τρόπο αναπαραγωγής.

Ένας άλλος τύπος σταυρού που χρησιμοποιείται στην αναπαραγωγή είναι μακρινός υβριδισμός. Περιλαμβάνει διασταυρώσεις μεταξύ ποικιλιών, ειδών και γενών. Η διασταύρωση γενετικά απομακρυσμένων μορφών είναι δύσκολη λόγω της ασυμβατότητάς τους, η οποία μπορεί να εκδηλωθεί σε διαφορετικά επίπεδα. Για παράδειγμα, σε φυτά με μακρινό υβριδισμό, η ανάπτυξη σωλήνων γύρης στο στίγμα του ύπερου μπορεί να απουσιάζει· στα ζώα, μια αναντιστοιχία στο χρονοδιάγραμμα αναπαραγωγής ή διαφορές στη δομή των αναπαραγωγικών οργάνων μπορεί να χρησιμεύσει ως εμπόδιο. Ωστόσο, παρά την ύπαρξη φραγμών, ο διαειδικός υβριδισμός πραγματοποιείται τόσο στη φύση όσο και στο πείραμα. Για να ξεπεραστεί η μη διασταύρωση των ειδών, οι κτηνοτρόφοι αναπτύσσουν ειδικές μεθόδους. Για παράδειγμα, τα υβρίδια μεταξύ του καλαμποκιού και του απομικτικού άγριου συγγενή του, θρυψάκου, λαμβάνονται με τη συντόμευση των στίγματος του καλαμποκιού στο μήκος των σωλήνων γύρης του τρυψακού. Με μακρινό υβριδισμό φρούτων I.V. Ο Michurin ανέπτυξε τέτοιες μεθόδους για την υπέρβαση της μη διασταύρωσης, όπως η μέθοδος της προκαταρκτικής βλαστικής σύγκλισης (εμβολιασμός), η μέθοδος μεσολαβητή, η επικονίαση με μείγμα γύρης διαφορετικών ειδών κ.λπ. Για παράδειγμα, για να ληφθεί ένα υβρίδιο ροδάκινου με κρύο -ανθεκτικά μογγολικά αμύγδαλα, προηγουμένως διασταύρωσε αμύγδαλα με το ημικαλλιεργημένο ροδάκινο του Δαβίδ. Έχοντας λάβει έναν υβριδικό ενδιάμεσο, το διασταύρωσε με ένα ροδάκινο.

Στη δεκαετία του 20. 20ος αιώνας στο Ερευνητικό Ινστιτούτο ΓεωργίαΝοτιοανατολικά στο Saratov G.K. Ο Meister απέκτησε τα πρώτα υβρίδια σίτου-σίκαλης, τα οποία σπάρθηκαν σε αρκετά μεγάλες εκτάσεις. Εδώ, ο εξαιρετικός κτηνοτρόφος Α.Π. Ο Shekhurdin, με βάση τη διασταύρωση μαλακού και σκληρού σίτου, έλαβε υψηλής ποιότητας ποικιλίες μαλακού σίτου Sarrubra, Sarroza, οι οποίες χρησίμευσαν ως δότες γονιδίων για άλλες αξιόλογες ποικιλίες και καλλιεργήθηκαν στην περιοχή του Βόλγα σε τεράστιες εκτάσεις. Το 1930 ο N.V. Ο Τσίτσιν για πρώτη φορά στον κόσμο διασταύρωσε το σιτάρι με το σιταρόχορτο και σύντομα ο Σ.Μ. Ο Verushkin έλαβε υβρίδια μεταξύ σιταριού και elimus. Ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του '30. Οι επιστήμονες του Σαράτοφ έχουν γίνει ηγέτες στη χώρα μας στον τομέα της εκτροφής σιταριού και ηλίανθου. Και τώρα εκατοντάδες χιλιάδες εκτάρια σπέρνονται με ποικιλίες σιταριού και ηλίανθου, που εκτρέφονται από κτηνοτρόφους Σαράτοφ. Δημιουργήθηκε από N.N. Η ποικιλία Saltykov σκληρού χειμερινού σίτου Yantar Povolzhya βραβεύτηκε με χρυσό και ασημένια μετάλλια VVC.

μέθοδος απομακρυσμένου υβριδισμούΣε διάφορες χώρες, ελήφθησαν ποικιλίες πατάτας, καπνού, βαμβακιού και ζαχαροκάλαμου ανθεκτικές σε ασθένειες και παράσιτα.

Το αρνητικό σημείο του απομακρυσμένου υβριδισμού είναι η μερική ή πλήρης στειρότητα των απομακρυσμένων υβριδίων, η οποία προκαλείται κυρίως από μειοτικές διαταραχές κατά τον σχηματισμό γεννητικών κυττάρων. Παραβιάσεις μπορεί να συμβούν τόσο με τη σύμπτωση όσο και με τη διαφορά στους αριθμούς των χρωμοσωμάτων στις αρχικές μορφές. Στην πρώτη περίπτωση, η αιτία των παραβιάσεων είναι η έλλειψη ομολογίας των συνόλων χρωμοσωμάτων και η παραβίαση της διαδικασίας σύζευξης, στη δεύτερη, ο σχηματισμός γαμετών με μη ισορροπημένο αριθμό χρωμοσωμάτων προστίθεται επίσης σε αυτόν τον λόγο. Ακόμα κι αν τέτοιοι γαμέτες είναι βιώσιμοι, τότε τα ανευπλοειδή προκύπτουν από τη σύντηξή τους στους απογόνους, τα οποία συχνά αποδεικνύονται μη βιώσιμα και υφίστανται εξάλειψη. Για παράδειγμα, όταν διασταυρώνονται είδη σιταριού 28 χρωμοσωμάτων και 42 χρωμοσωμάτων, σχηματίζονται υβρίδια με 35 χρωμοσώματα. Στα υβρίδια F2, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων κυμαίνεται από 28 έως 42. Στις επόμενες γενιές, φυτά με μη ισορροπημένο αριθμό εξαλείφονται σταδιακά και στο τέλος απομένουν μόνο δύο ομάδες με γονικούς καρυότυπους.

Με τον μακρινό υβριδισμό, στη διαδικασία σχηματισμού υβριδίων, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία διαμόρφωσης: σχηματίζονται υβριδικές μορφές με νέα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, στους απογόνους των υβριδίων χόρτου σιταριού-καναπέ εμφανίζονται πολύανθες μορφές, διακλαδισμένα στάχυα κ.λπ.. Αυτές οι μορφές, κατά κανόνα, είναι γενετικά ασταθείς και απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα για τη σταθεροποίησή τους. Ωστόσο, ο μακρινός υβριδισμός είναι αυτός που επιτρέπει στους κτηνοτρόφους να λύσουν προβλήματα που δεν μπορούν να λυθούν με άλλες μεθόδους. Για παράδειγμα, όλες οι ποικιλίες πατάτας επηρεάζονται έντονα από διάφορες ασθένειες και παράσιτα. Ήταν δυνατή η απόκτηση ανθεκτικών ποικιλιών μόνο με δανεισμό αυτής της ιδιότητας από άγρια ​​είδη.

Ένα υποχρεωτικό στάδιο οποιασδήποτε διαδικασίας επιλογής, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης της μεθόδου υβριδισμού, είναι επιλογή, με το οποίο ο κτηνοτρόφος ενοποιεί τα χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για τη δημιουργία μιας νέας ποικιλίας ή φυλής.

Ο Χ. Δαρβίνος διέκρινε δύο τύπους τεχνητής επιλογής: την ασυνείδητη και τη μεθοδική. Για πολλές χιλιετίες, οι άνθρωποι επιλέγουν ασυνείδητα, επιλέγοντας τα καλύτερα δείγματα φυτών και ζώων σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά που τους ενδιαφέρουν. Χάρη σε αυτή την επιλογή έχουν δημιουργηθεί όλα τα καλλιεργούμενα φυτά.

Με τη μεθοδική επιλογή, ένα άτομο θέτει εκ των προτέρων έναν στόχο, ποια σημάδια και προς ποια κατεύθυνση θα αλλάξει. Αυτή η μορφή επιλογής άρχισε να χρησιμοποιείται από τα τέλη του 18ου αιώνα. και πέτυχε εξαιρετικά αποτελέσματα στη βελτίωση των οικόσιτων ζώων και των καλλιεργούμενων φυτών.

Η επιλογή μπορεί να είναι μαζική και ατομική. Μαζική επιλογή- πιο απλό και οικονομικό. Με τη μαζική επιλογή, ένας μεγάλος αριθμός ατόμων του πληθυσμού με το επιθυμητό χαρακτηριστικό επιλέγεται ταυτόχρονα, τα υπόλοιπα απορρίπτονται. Στα φυτά, οι σπόροι όλων των επιλεγμένων ατόμων συνδυάζονται και σπέρνονται σε μία περιοχή. Η μαζική επιλογή μπορεί να είναι απλή και πολλαπλή, η οποία καθορίζεται, πρώτα απ 'όλα, με τη μέθοδο της επικονίασης των φυτών: στις διασταυρώσεις, η επιλογή πραγματοποιείται συνήθως σε αρκετές γενιές μέχρι να επιτευχθεί η ομοιομορφία των απογόνων. Μερικές φορές η επιλογή συνεχίζεται συνεχώς για να αποφευχθεί η απώλεια πολύτιμων χαρακτηριστικών. Ένας μεγάλος αριθμός παλαιών ποικιλιών γεωργικών φυτών έχει δημιουργηθεί με μαζική επιλογή, για παράδειγμα, η ποικιλία φαγόπυρου Bogatyr, που δημιουργήθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα και τώρα παραμένει μια από τις καλύτερες ποικιλίες αυτής της καλλιέργειας.

Μέθοδος ατομικής επιλογήςπιο περίπλοκη και χρονοβόρα, αλλά πολύ πιο αποτελεσματική. Μια νέα ποικιλία με ατομική επιλογή δημιουργείται από ένα μόνο ελίτ δείγμα. Η μέθοδος περιλαμβάνει επιλογή στους απογόνους αυτού του φυτού για πολλές γενεές, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία δημιουργίας μιας ποικιλίας πολύ μεγάλη.

Η ατομική επιλογή χρησιμοποιείται ευρέως στην εκτροφή ζώων. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιείται η μέθοδος sire-by-progeny, κατά την οποία η γενετική αξία του επιτρόπου προσδιορίζεται με βάση την ποιότητα του απογόνου. Για παράδειγμα, η ποιότητα των αδελφών κρίνεται με βάση την απόδοση των κορών τους. Μια άλλη μέθοδος αξιολόγησης ονομάζεται αδελφική επιλογή. Στην περίπτωση αυτή, η αξιολόγηση γίνεται ανάλογα με την παραγωγικότητα των συγγενών ατόμων - αδερφών και αδελφών.

Η πιο αποτελεσματική θα είναι η επιλογή, η οποία πραγματοποιείται με φόντο ένα περιβάλλον που αποκαλύπτει στο μέγιστο τις κληρονομικές δυνατότητες του οργανισμού. Δεν μπορεί να επιλεγεί για ανοχή στην ξηρασία σε υγρά κλίματα. Συχνά η επιλογή γίνεται ειδικά σε τεχνητά δημιουργημένες ακραίες συνθήκες, π.χ. σε ένα προκλητικό φόντο.

Επιλογή και υβριδισμόςείναι παραδοσιακές μέθοδοι αναπαραγωγής που έπαιξαν από καιρό σημαντικό ρόλο στα προγράμματα αναπαραγωγής. Ωστόσο, η επιτυχής ανάπτυξη της γενετικής στον εικοστό αιώνα. οδήγησε σε σημαντικό εμπλουτισμό του οπλοστασίου των μεθόδων αναπαραγωγής. Ειδικότερα, τέτοια γενετικά φαινόμενα όπως πολυπλοειδία, απλοειδία, κυτταροπλασματική ανδρική στειρότητα (CMS).

Αυτοπολυπλοειδήπολλές καλλιέργειες, όπως η σίκαλη, το τριφύλλι, η μέντα, το γογγύλι, χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη για τη δημιουργία νέων ποικιλιών. Στη ΛΔΓ και τη Σουηδία στο πρώτο μισό του εικοστού αιώνα. Ελήφθησαν τετραπλοειδείς ποικιλίες σίκαλης με βραχύ στέλεχος, οι οποίες είχαν μεγαλύτερο κόκκο σε σύγκριση με τις διπλοειδείς ποικιλίες. Ο ακαδημαϊκός N.V. Ο Τσίτσιν δημιούργησε τετραπλοειδή διακλαδισμένη σίκαλη με υψηλή παραγωγικότητα. V.V. Ζαχάρωφ και A.R. Ο Zhebrak έλαβε τετραπλοειδείς μορφές φαγόπυρου με μεγάλους σπόρους με υψηλή περιεκτικότητα σε νέκταρ.

Με βάση πολυπλοειδίαΤα μεγαλύτερα αποτελέσματα έχουν επιτευχθεί στην επιλογή ζαχαρότευτλων. Έχουν δημιουργηθεί υβριδικές τριπλοειδείς ποικιλίες που συνδυάζουν υψηλές αποδόσεις με υψηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα στις ριζικές καλλιέργειες. Παράλληλα, δημιουργήθηκαν τετραπλοειδείς ποικιλίες υψηλής απόδοσης και υβρίδια ζάχαρης και κτηνοτροφικών τεύτλων. Διασταυρώνοντας τις τετραπλοειδείς και διπλοειδείς μορφές του καρπουζιού, ο Ιάπωνας γενετιστής G. Kihara απέκτησε ένα καρπούζι χωρίς κουκούτσι, το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση και εξαιρετική γεύση.

Στην επιλογή ενός αριθμού φυτών, μια άλλη μορφή πολυπλοειδίας έχει βρει επίσης εφαρμογή - αλλοπολυπλοειδία. Τα αλλοπολυπλοειδή είναι διαειδικά υβρίδια στα οποία το σύνολο των χρωμοσωμάτων διπλασιάζεται ή περισσότερο. Κατά τον διπλασιασμό του διπλοειδούς συνόλου των χρωμοσωμάτων ενός υβριδίου που λαμβάνεται από τη διασταύρωση δύο διαφορετικών ειδών ή γενών, σχηματίζονται γόνιμα τετραπλοειδή, τα οποία ονομάζονται αμφιδιπλοειδή. Χαρακτηρίζονται από έντονη ετερότητα, η οποία επιμένει και στις επόμενες γενιές. Το αμφιδιπλοειδές, ειδικότερα, είναι μια νέα καλλιέργεια σιτηρών - το τριτικάλε. Το παρέλαβε η Β.Ε. Pisarev διασταυρώνοντας μαλακό χειμερινό σιτάρι (2 n= 42) με χειμερινή σίκαλη (2 n= 14). Για να διπλασιαστεί το σύνολο των χρωμοσωμάτων σε ένα διαγενές υβρίδιο 28 χρωμοσωμάτων, τα φυτά υποβλήθηκαν σε θεραπεία με κολχικίνη, ένα κυτταρικό δηλητήριο που εμποδίζει τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μείωσης. Τα προκύπτοντα αμφιδιπλοοειδή τριτικάλε 56 χρωμοσωμάτων χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη, λυσίνη, μεγάλα αυτιά, ταχεία ανάπτυξη, αυξημένη αντοχή στις ασθένειες και χειμωνιάτικη ανθεκτικότητα. Τα 42-χρωμοσωμικά Triticale έχουν ακόμη μεγαλύτερη αναπαραγωγική αξία. Είναι ακόμη πιο παραγωγικά και ανθεκτικά στις βλαβερές επιδράσεις.

Η χρήση της κολχικίνης για την τεχνητή παραγωγή πολυπλοειδών έχει φέρει επανάσταση στον τομέα της πειραματικής πολυπλοειδίας. Με τη βοήθειά του ελήφθησαν τριπλοειδείς και τετραπλοειδείς μορφές σε περισσότερα από 500 είδη φυτών. Ορισμένες δόσεις ιοντίζουσας ακτινοβολίας έχουν επίσης πολυπλοειδική δράση.

Η χρήση του φαινομένου της απλοειδίας έχει ανοίξει μεγάλες προοπτικές στην ανάπτυξη της τεχνολογίας για τη γρήγορη δημιουργία ομόζυγων γραμμών διπλασιάζοντας το σύνολο των χρωμοσωμάτων στα απλοειδή. Η συχνότητα της αυθόρμητης απλοειδίας στα φυτά είναι πολύ χαμηλή (στο καλαμπόκι είναι ένα απλοειδές ανά χίλια διπλοειδή), και ως εκ τούτου έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι μαζικής παραγωγής απλοειδών. Ένα από αυτά είναι η παραγωγή απλοειδών μέσω της καλλιέργειας ανθήρων. Οι ανθήρες στο στάδιο των μικροσπορίων φυτεύονται σε ένα τεχνητό θρεπτικό μέσο που περιέχει διεγερτικά ανάπτυξης - κυτοκινίνες και αυξίνες. Οι δομές που μοιάζουν με μικρόβια σχηματίζονται από μικροσπόρια - εμβρυοειδή με απλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων. Από αυτά, τα σπορόφυτα αναπτύσσονται στη συνέχεια, δίνοντας μετά τη μεταφύτευση σε νέο περιβάλλονκανονικά απλοειδή φυτά. Μερικές φορές η ανάπτυξη συνοδεύεται από το σχηματισμό κάλων με εστίες μορφογένεσης. Μετά τη μεταφύτευση στο βέλτιστο περιβάλλον, σχηματίζουν επίσης εμβρυοειδή και σπορόφυτα που αναπτύσσονται σε κανονικά απλοειδή φυτά.

Με τη δημιουργία ομόζυγων διπλοειδών γραμμών από απλοειδή και τη διασταύρωση τους, προέκυψαν πολύτιμες υβριδικές ποικιλίες καλαμποκιού, σιταριού, κριθαριού, ελαιοκράμβης, καπνού και άλλων καλλιεργειών. Η χρήση απλοειδών καθιστά δυνατή τη μείωση της περιόδου δημιουργίας ομόζυγων γραμμών κατά 2-3 φορές.

Σε προγράμματα αναπαραγωγής για την παραγωγή υβριδικών σπόρων καλαμποκιού, σιταριού και μιας σειράς άλλων καλλιεργειών, χρησιμοποιήθηκε το φαινόμενο CMS, το οποίο κατέστησε δυνατή την απλοποίηση και τη μείωση του κόστους αυτής της διαδικασίας, επειδή εξαλείφθηκε η χειρωνακτική διαδικασία για τον ευνουχισμό των αρσενικών ταξιανθιών στην παραγωγή υβριδίων F 1.

Η χρήση των τελευταίων προόδων στη γενετική και η δημιουργία αποτελεσματικών τεχνολογιών κατέστησαν δυνατή την πολλαπλάσια αύξηση της παραγωγικότητας των καλλιεργούμενων ποικιλιών φυτών. Στη δεκαετία του '70. Επινοήθηκε ο όρος «Πράσινη Επανάσταση», ο οποίος αντανακλούσε ένα σημαντικό άλμα στην απόδοση των σημαντικότερων γεωργικών καλλιεργειών, που επιτεύχθηκε με τη βοήθεια των νέων τεχνολογιών. Σύμφωνα με τους οικονομολόγους, η συμβολή γενετικές μεθόδουςη αύξηση της απόδοσης ήταν 50%. Το υπόλοιπο οφείλεται στη χρήση βελτιωμένων μεθόδων καλλιέργειας της γης και στα επιτεύγματα της αγροχημείας. Η εισαγωγή σύνθετων τεχνολογιών οδήγησε στη μεγάλης κλίμακας καλλιέργεια ορισμένων τύπων περιορισμένου αριθμού καλλιεργειών. Αυτό προκάλεσε προβλήματα που σχετίζονται με ασθένειες και επιδημίες ως αποτέλεσμα της βλάβης των φυτών από διάφορα παράσιτα. Είναι η αντίσταση των φυτών σε αυτούς τους επιβλαβείς παράγοντες που ήρθε στην πρώτη θέση στη λίστα των χαρακτηριστικών για επιλογή.

Βασικές μέθοδοι αναπαραγωγής φυτών

Η λέξη «επιλογή» προέρχεται από το λατ. "selectio", που στη μετάφραση σημαίνει επιλογή, επιλογή". Η επιλογή είναι μια επιστήμη που αναπτύσσει νέους τρόπους και μεθόδους για την απόκτηση φυτικών ποικιλιών και των υβριδίων τους, φυλές ζώων. Είναι επίσης ένας κλάδος της γεωργίας που αναπτύσσει νέες ποικιλίες και φυλές με τα απαραίτητα για τον άνθρωπο ιδιότητες: υψηλή παραγωγικότητα, ορισμένες ιδιότητες προϊόντων, ανοσία σε ασθένειες, καλά προσαρμοσμένη σε ορισμένες συνθήκες ανάπτυξης. Η θεωρητική βάση της αναπαραγωγής είναι η γενετική και τα πρότυπα κληρονομικότητας και μεταβλητότητας των οργανισμών που αναπτύχθηκαν από αυτήν. Η εξελικτική θεωρία του Charles Darwin, η νόμοι του Gregory Mendel, το δόγμα των καθαρών γραμμών και μεταλλάξεων επέτρεψαν στους κτηνοτρόφους να αναπτύξουν μεθόδους για τον έλεγχο της κληρονομικότητας των φυτικών και ζωικών οργανισμών.

Σημαντικό ρόλο στην πρακτική αναπαραγωγής παίζει η υβριδολογική ανάλυση.

Η διαδικασία επιλογής χωρίζεται σε τρεις κλάδους: επιλογή στη φυτική παραγωγή, επιλογή στην κτηνοτροφία και επιλογή μικροοργανισμών.

Η εύρεση ενός συγκεκριμένου γονιδίου, η εξαγωγή του από ένα κύτταρο, η εμφύτευσή του σε ένα άλλο και η απόκτηση ενός εντελώς νέου οργανισμού που πληροί τέλεια όλες τις απαιτήσεις - μπορεί κανείς μόνο να ονειρευτεί. Βρείτε τον σωστό συνδυασμό γονιδίων και οι πατάτες θα σταματήσουν να φοβούνται το σκαθάρι της πατάτας του Κολοράντο, το σιτάρι θα σταματήσει να φοβάται τις βροχές και τους παγετούς, η σόγια θα δώσει πρωτόγνωρες συγκομιδές, θα υπάρχει διπλάσια βήτα-καροτίνη στις ντομάτες, το μπρόκολο θα αρχίσει για να επιβραδύνει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων, τα κοτόπουλα θα μας κάνουν χαρούμενους με αυγά πλούσια σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα, τα οποία βρίσκονται μόνο στα ψάρια. Αλλά ποτέ δεν ξέρεις τι άλλο μπορεί να επιτευχθεί με το χειρισμό του γονιδιακού κώδικα!

Η πρωτόγονη εκτροφή φυτών προέκυψε ταυτόχρονα με τη γεωργία. Έχοντας αρχίσει να καλλιεργεί φυτά, ο άνθρωπος άρχισε να επιλέγει, να συντηρεί και να διαδίδει τα καλύτερα από αυτά. Πολλά καλλιεργούμενα φυτά καλλιεργήθηκαν περίπου 10 χιλιάδες χρόνια πριν από την εποχή μας. Οι κτηνοτρόφοι της αρχαιότητας δημιούργησαν εξαιρετικές ποικιλίες οπωροφόρων φυτών, σταφυλιών, πολλές ποικιλίες σιταριού, πεπονιών και κολοκυθιών. Αλλά μια σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη της εκτροφής φυτών άσκησε το έργο των δυτικοευρωπαίων κτηνοτρόφων-επαγγελματιών του 18ου αιώνα, για παράδειγμα, των Άγγλων επιστημόνων Gallet, Shiref και του Γερμανού επιστήμονα Rimpau. Δημιούργησαν πολλές ποικιλίες σιταριού, ανέπτυξαν τρόπους αναπαραγωγής νέων ποικιλιών. Το 1774, ιδρύθηκε η εταιρεία αναπαραγωγής Vilmorin κοντά στο Παρίσι, οι κτηνοτρόφοι της οποίας ήταν οι πρώτοι που αξιολόγησαν επιλεγμένα φυτά σύμφωνα με τους απογόνους τους. Κατάφεραν να αναπτύξουν ποικιλίες ζαχαρότευτλων που περιείχαν σχεδόν 3 φορές περισσότερη ζάχαρη από τα αρχικά. Αυτό το έργο απέδειξε την τεράστια επίδραση της επιλογής στην αλλαγή της φύσης των φυτών προς την κατεύθυνση που είναι απαραίτητη για τον άνθρωπο. Με την ανάπτυξη του καπιταλισμού στα τέλη του 18ου και στις αρχές του 19ου αιώνα στην Ευρώπη και Βόρεια Αμερικήυπάρχουν βιομηχανικές επιχειρήσεις σπόρων και μεγάλες επιχειρήσεις επιλογής και καλλιέργειας σπόρων· Αναδύεται η βιομηχανική εκτροφή φυτών, η ανάπτυξη της οποίας επηρεάστηκε σε μεγάλο βαθμό από τα επιτεύγματα της βοτανικής, της μικροσκοπικής τεχνολογίας και πολλών άλλων. οι υπολοιποι

Και στη Ρωσία I.V. Ο Michurin άρχισε να εργάζεται για την επιλογή των καλλιεργειών φρούτων. Έχοντας εφαρμόσει με επιτυχία μια σειρά από νέες πρωτότυπες μεθόδους, δημιούργησε πολλές ποικιλίες καλλιεργειών φρούτων και μούρων. Μεγάλη σημασία για τη θεωρία και την πρακτική της εκτροφής φυτών είχαν τα έργα του για τον υβριδισμό γεωγραφικά απομακρυσμένων μορφών. Παράλληλα, στις ΗΠΑ, η L. Burbank, μέσα από προσεκτική διασταύρωση και τέλεια επιλογή, δημιούργησε ολόκληρη γραμμήνέες ποικιλίες διαφόρων γεωργικών καλλιεργειών. Μερικά από αυτά ανήκαν σε μορφές που δεν υπήρχαν προηγουμένως στη φύση (δαμάσκηνο χωρίς κουκούτσι, μη ακανθώδεις ποικιλίες βατόμουρου).

Στην εκτροφή φυτών, ανάπτυξη των επιστημονικών θεμελίων επιλογής και υβριδισμού, μεθόδων δημιουργίας αρχικού υλικού - πολυπλοειδία, πειραματική μεταλλαξογένεση, απλοειδία, επιλογή κυττάρων, χρωμοσωμική και γενετική μηχανική, υβριδισμός πρωτοπλαστών, καλλιέργεια βλαστικών και σωματικών κυττάρων και φυτικών ιστών. η μελέτη των γενετικών και φυσιολογικών-βιοχημικών θεμελίων της ανοσίας, η κληρονομικότητα των σημαντικότερων ποσοτικών και ποιοτικών χαρακτηριστικών (πρωτεΐνη και η σύνθεση αμινοξέων της, λίπη, άμυλο, σάκχαρα). Στη σύγχρονη εκτροφή φυτών, φυσικοί και υβριδικοί πληθυσμοί, αυτογονιμοποιούμενες γραμμές, τεχνητά μεταλλάγματα και πολυπλοειδείς μορφές χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη. Οι περισσότερες ποικιλίες γεωργικών φυτών έχουν δημιουργηθεί με επιλογή και ενδοειδικό υβριδισμό. Έχουν ληφθεί μεταλλαγμένες και πολυπλοειδείς ποικιλίες σιτηρών, βιομηχανικών και κτηνοτροφικών καλλιεργειών. Η επιτυχία του υβριδισμού καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη σωστή επιλογή των γονικών ζευγών για διέλευση, ειδικά σύμφωνα με την οικολογική και γεωγραφική αρχή. Εάν είναι απαραίτητο να συνδυαστούν τα χαρακτηριστικά πολλών γονικών μορφών στους υβριδικούς απογόνους, χρησιμοποιείται σταδιακός υβριδισμός. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο. Για να ενισχυθούν οι επιθυμητές ιδιότητες ενός από τους γονείς στον υβριδικό απόγονο, χρησιμοποιούνται backcrosses. Για να συνδυαστούν σε μία ποικιλία τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες διαφορετικών φυτικών ειδών ή γενών, χρησιμοποιείται μακρινός υβριδισμός.

I.V. Ο Michurin είναι ένας εξαιρετικός επιστήμονας-κτηνοτρόφος, ένας από τους ιδρυτές της επιστήμης της αναπαραγωγής καλλιεργειών φρούτων. Έζησε και εργάστηκε σε κομητεία Kozlov (επαρχία Tambov), μετονομάστηκε το 1932 σε Michurinsk. κηπουρική με νεαρά χρόνιαήταν το αγαπημένο του πράγμα. Έθεσε στόχο της ζωής του να εμπλουτίσει τους κήπους της Ρωσίας με νέες ποικιλίες και πέτυχε αυτό το όνειρο, παρά τις απίστευτες δυσκολίες και κακουχίες.

Ανέπτυξε πρωτότυπες πρακτικές μεθόδους για την απόκτηση υβριδίων με νέες ιδιότητες χρήσιμες για τον άνθρωπο και έκανε επίσης πολύ σημαντικά θεωρητικά συμπεράσματα.

Έχοντας θέσει ως καθήκον να προωθήσει νότιες ποικιλίες οπωροφόρων δέντρων στην κεντρική Ρωσία, ο Michurin προσπάθησε αρχικά να το λύσει εγκλιματίζοντας αυτές τις ποικιλίες σε νέες συνθήκες. Αλλά οι νότιες ποικιλίες που καλλιεργήθηκαν από αυτόν πάγωσαν το χειμώνα. Μια απλή αλλαγή στις συνθήκες ύπαρξης ενός οργανισμού δεν μπορεί να αλλάξει έναν φυλογενετικά αναπτυγμένο σταθερό γονότυπο, επιπλέον, προς μια ορισμένη κατεύθυνση.

Πεπεισμένος για την ακαταλληλότητα της μεθόδου εγκλιματισμού, ο Michurin αφιέρωσε τη ζωή του σε εργασίες αναπαραγωγής, στις οποίες χρησιμοποίησε τρεις κύριους τύπους επιρροής στη φύση ενός φυτού: υβριδισμό, εκπαίδευση ενός αναπτυσσόμενου υβριδίου σε διάφορες συνθήκες και επιλογή.

Ο υβριδισμός, δηλαδή η απόκτηση μιας ποικιλίας με νέα, βελτιωμένα χαρακτηριστικά, γινόταν τις περισσότερες φορές με τη διασταύρωση μιας τοπικής ποικιλίας με μια νότια, η οποία είχε μεγαλύτερη γευστικότητα. Ταυτόχρονα, παρατηρήθηκε ένα αρνητικό φαινόμενο - η κυριαρχία των χαρακτηριστικών της τοπικής ποικιλίας στο υβρίδιο.

Ο λόγος για αυτό ήταν η ιστορική προσαρμογή της τοπικής ποικιλίας σε ορισμένες συνθήκες ύπαρξης.

Μία από τις κύριες προϋποθέσεις που συμβάλλουν στην επιτυχία του υβριδισμού, ο Michurin εξέτασε την επιλογή των γονικών ζευγών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, πήρε για διάβαση γονείς που ήταν απόμακροι στο γεωγραφικό τους περιβάλλον. Εάν για τις γονικές μορφές οι συνθήκες ύπαρξης δεν ανταποκρίνονται στις συνήθεις τους, σκέφτηκε, τότε τα υβρίδια που λαμβάνονται από αυτά θα μπορούν να προσαρμοστούν ευκολότερα σε νέους παράγοντες, αφού δεν θα υπάρχει μονόπλευρη κυριαρχία. Τότε ο εκτροφέας θα είναι σε θέση να ελέγξει την ανάπτυξη ενός υβριδίου που προσαρμόζεται στις νέες συνθήκες.

Με αυτή τη μέθοδο εκτράφηκε η ποικιλία αχλαδιών Bere Michurina. Ως μητέρα, πάρθηκε το άγριο αχλάδι Ussuri, το οποίο διακρίνεται από μικρά φρούτα, αλλά χειμωνιάτικο, ως πατέρας, η νότια ποικιλία Bere royale με μεγάλα ζουμερά φρούτα. Και για τους δύο γονείς, οι συνθήκες της κεντρικής Ρωσίας ήταν ασυνήθιστες.

Το υβρίδιο έδειξε τις ιδιότητες των γονέων που χρειαζόταν ο κτηνοτρόφος: οι καρποί ήταν μεγάλοι, αποθηκευτικοί, είχαν υψηλή γευστικότητα και το ίδιο το υβριδικό φυτό άντεξε κρύο έως -36 °.

Σε άλλες περιπτώσεις, ο Michurin επέλεξε τοπικές ποικιλίες ανθεκτικές στον παγετό και τις διασταύρωσε με νότια θερμόφιλες, αλλά με άλλες εξαιρετικές ιδιότητες. Ο Μιχουρίν μεγάλωσε προσεκτικά επιλεγμένα υβρίδια σε συνθήκες της Σπάρτης, πιστεύοντας ότι διαφορετικά θα είχαν χαρακτηριστικά θερμοφιλικότητας. Έτσι, η ποικιλία μήλου Slavyanka ελήφθη από τη διασταύρωση Antonovka με τη νότια ποικιλία Ranet ανανά.

Εκτός από τη διασταύρωση δύο μορφών που ανήκουν στην ίδια συστηματική κατηγορία (μηλιές με μηλιές, αχλαδιές με αχλαδιές), ο Michurin χρησιμοποίησε επίσης υβριδισμό απομακρυσμένων μορφών: έλαβε διαειδικά και διαγενή υβρίδια.

Απέκτησε υβρίδια μεταξύ κερασιού και κερασιού (cerapadus), μεταξύ βερίκοκου και δαμάσκηνου, δαμάσκηνου και μαυρόκερως, τέφρας βουνού και κράταιγου της Σιβηρίας κ.λπ.

Υπό φυσικές συνθήκες, η ξένη γύρη ενός άλλου είδους δεν γίνεται αντιληπτή από το μητρικό φυτό και δεν γίνεται διασταύρωση. Για να ξεπεράσει τη μη διασταύρωση σε μακρινό υβριδισμό, ο Michurin χρησιμοποίησε διάφορες μεθόδους.

Μέθοδος προκαταρκτικής φυτικής προσέγγισης.

Μίσχος ενός έτους ενός υβριδικού δενδρυλλίου σορβιών (μοσχεύματα) εμβολιάζεται στο στέμμα ενός φυτού άλλου είδους ή γένους, για παράδειγμα, σε ένα αχλάδι (rootstock). Μετά από 5-6 χρόνια διατροφής, λόγω των ουσιών που παράγει το απόθεμα, υπάρχει κάποια αλλαγή, η σύγκλιση των φυσιολογικών και βιοχημικών ιδιοτήτων του σπόγγου.

Κατά την ανθοφορία της τέφρας του βουνού, τα άνθη του επικονιάζονται με γύρη από το υποκείμενο. Εδώ γίνεται το crossover.

μέθοδος διαμεσολαβητή.

Χρησιμοποιήθηκε από τον Michurin στον υβριδισμό του καλλιεργούμενου ροδάκινου με το άγριο μογγολικό αμύγδαλο (για να μετακινηθεί το ροδάκινο προς τα βόρεια). Δεδομένου ότι η άμεση διασταύρωση αυτών των μορφών δεν ήταν δυνατή, ο Μιχουρίν διέσχισε τον κάστορα με το ημικαλλιεργημένο ροδάκινο Ντέιβιντ. Το υβρίδιο τους διασταυρώθηκε με ένα καλλιεργούμενο ροδάκινο, για το οποίο ονομάστηκε μεσάζων.

Μέθοδος επικονίασης με μείγμα γύρης.

I.V. Ο Michurin χρησιμοποίησε διάφορες παραλλαγές του μείγματος γύρης. Μια μικρή ποσότητα γύρης από το μητρικό φυτό αναμείχθηκε με γύρη από τον πατέρα. Σε αυτή την περίπτωση, η δική του γύρη ερέθιζε το στίγμα του ύπερου, το οποίο έγινε ικανό να δεχτεί ξένη γύρη. Κατά την επικονίαση των ανθέων της μηλιάς με γύρη αχλαδιού, προστέθηκε λίγη γύρη μήλου στην τελευταία. Ένα μέρος των ωαρίων γονιμοποιήθηκε από τη δική του γύρη, το άλλο μέρος - από τη γύρη κάποιου άλλου (αχλάδι).

Η μη διασταύρωση ξεπεράστηκε επίσης όταν τα άνθη του μητρικού φυτού επικονιάστηκαν με μείγμα γύρης από διαφορετικά είδη χωρίς την προσθήκη γύρης της δικής τους ποικιλίας.

Τα αιθέρια έλαια και άλλες εκκρίσεις που εκκρίνονταν από ξένη γύρη ερέθιζε το στίγμα του μητρικού φυτού και συνέβαλαν στην αντίληψή του.

Με όλη την πολυετή δουλειά του στην εκτροφή νέων ποικιλιών φυτών, ο I.V. Ο Michurin έδειξε τη σημασία της μετέπειτα εκπαίδευσης των νεαρών υβριδίων μετά τη διασταύρωση.

Κατά την ανάπτυξη ενός αναπτυσσόμενου υβριδίου, ο Michurin έδωσε προσοχή στη σύνθεση του εδάφους, τη μέθοδο αποθήκευσης υβριδικών σπόρων, τη συχνή αναφύτευση, τη φύση και τον βαθμό διατροφής των φυταρίων και άλλους παράγοντες.

μέθοδος μέντορα. επιλογή φυτικό Michurin

Επιπλέον, ο Michurin χρησιμοποίησε ευρέως τη μέθοδο μέντορα που ανέπτυξε. Προκειμένου να καλλιεργηθούν οι επιθυμητές ιδιότητες σε ένα υβριδικό δενδρύλλιο, το δενδρύλλιο εμβολιάζεται σε ένα φυτό που διαθέτει αυτές τις ιδιότητες. Η περαιτέρω ανάπτυξη του υβριδίου είναι υπό την επίδραση ουσιών που παράγονται από το μητρικό φυτό (μέντορας). οι επιθυμητές ιδιότητες ενισχύονται στο υβρίδιο. ΣΕ αυτή η υπόθεσηστη διαδικασία ανάπτυξης υβριδίων, εμφανίζεται μια αλλαγή στις ιδιότητες κυριαρχίας.

Τόσο ένα υποκείμενο όσο και ένας γόνος μπορεί να είναι μέντορας. Με αυτόν τον τρόπο, ο Michurin εκτράφηκε δύο ποικιλίες - Kandil-Chinese και Bellefleur-Chinese.

Το Kandil-Chinese είναι το αποτέλεσμα της διασταύρωσης του Kitaika με την ποικιλία της Κριμαίας Kandil-Sinap. Αρχικά, το υβρίδιο άρχισε να αποκλίνει προς τον νότιο γονέα, ο οποίος θα μπορούσε να αναπτύξει ανεπαρκή αντίσταση στο κρύο. Προκειμένου να αναπτύξει και να εδραιώσει το σημάδι της αντοχής στον παγετό, ο Michurin μπόλιασε ένα υβρίδιο στο στέμμα της μητέρας της Kitayka, η οποία διέθετε αυτές τις ιδιότητες. Η διατροφή κυρίως με τις ουσίες της ανέδειξε την επιθυμητή ποιότητα στο υβρίδιο. Η αναπαραγωγή του δεύτερου βαθμού Bellefleur-Cinese συνδέθηκε με κάποια απόκλιση του υβριδίου προς το ανθεκτικό στον παγετό και πρώιμο ώριμο Kitayka. Οι καρποί του υβριδίου δεν άντεξαν τη μακρά αποθήκευση.

Προκειμένου να καλλιεργήσει την ιδιότητα διατήρησης ποιότητας στο υβρίδιο, ο Michurin φύτεψε πολλά μοσχεύματα όψιμης ωρίμανσης στο στέμμα του υβριδικού δενδρυλλίου Bellefleur-Chinese.

Το αποτέλεσμα αποδείχθηκε καλό - οι καρποί του κινεζικού Bellefleur απέκτησαν τις επιθυμητές ιδιότητες - όψιμη ωρίμανση και διατήρηση της ποιότητας.

Η μέθοδος του μέντορα είναι βολική στο ότι η δράση της μπορεί να ρυθμιστεί με τις ακόλουθες μεθόδους: 1) την αναλογία ηλικίας του μέντορα και του υβριδίου. 2) η διάρκεια του μέντορα. 3) η ποσοτική αναλογία των φύλλων του μέντορα και του υβριδίου.

Για παράδειγμα, η ένταση της δράσης του μέντορα θα είναι όσο μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερη είναι η ηλικία του, τόσο πιο πλούσιο είναι το φύλλωμα της κορώνας και όσο περισσότερο ενεργεί. Στις εργασίες αναπαραγωγής, ο Michurin έδωσε σημαντική σημασία στην επιλογή, η οποία πραγματοποιήθηκε επανειλημμένα και πολύ αυστηρά. Οι υβριδικοί σπόροι επιλέχθηκαν ανάλογα με το μέγεθος και τη στρογγυλότητά τους: υβρίδια - σύμφωνα με τη διαμόρφωση και το πάχος της λεπίδας και του μίσχου των φύλλων, το σχήμα του βλαστού, τη θέση των πλευρικών μπουμπουκιών, σύμφωνα με τη χειμερινή αντοχή και την αντοχή σε μυκητιακές ασθένειες, παράσιτα και πολλά άλλα χαρακτηριστικά, και, τέλος, ανάλογα με την ποιότητα του καρπού.

Τα αποτελέσματα της δουλειάς του IV Michurin είναι εντυπωσιακά. Δημιούργησε εκατοντάδες νέες ποικιλίες φυτών. Μια σειρά από ποικιλίες μηλιών και καλλιέργειες μούρων έχουν προχωρήσει πολύ προς τα βόρεια. Έχουν υψηλή γευστικότητα και ταυτόχρονα προσαρμόζονται τέλεια στις τοπικές συνθήκες. Η νέα ποικιλία Antonovka 600 γραμμαρίων αποδίδει έως και 350 κιλά ανά δέντρο. Τα σταφύλια Michurin άντεξαν το χειμώνα χωρίς να κάνουν σκόνη τα αμπέλια, κάτι που γίνεται ακόμη και στην Κριμαία, και ταυτόχρονα δεν μείωσε τους δείκτες εμπορευμάτων τους. Ο Michurin έδειξε στο έργο του ότι δημιουργικές δυνατότητεςο άνθρωπος είναι απεριόριστος.

Μοντέρνα εμφάνιση.

Κατ 'αρχήν, δεν υπάρχει τίποτα νέο στην ιδέα της απόκτησης τροποποιημένων προϊόντων.

Η ίδια η φύση στη διαδικασία της εξέλιξης δημιούργησε νέους οργανισμούς και προμήθευσε τους προηγουμένως δημιουργημένους με νέες ιδιότητες. Είναι αλήθεια ότι χρειάστηκαν χιλιετίες.

Ο άνθρωπος αποφάσισε να επιταχύνει αυτή τη διαδικασία και δημιούργησε την επιστήμη της αναπαραγωγής νέων ποικιλιών φυτών και φυλών ζώων - επιλογή. Οι επιστήμονες διασταύρωσαν οργανισμούς με τις απαραίτητες ιδιότητες, επέλεξαν επιτυχημένα δείγματα από τους απογόνους που προέκυψαν και τους διασταύρωσαν ξανά, επιτυγχάνοντας πλήρη γενετική καθαρότητα. Χρειάστηκαν δεκαετίες για να ληφθεί, χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, σιτάρι ανθεκτικό στον παγετό ή μια ράτσα αγελάδων που να αποδίδει επταπλάσια απόδοση γάλακτος. Μερικές δεκάδες χρόνια σε σύγκριση με μια χιλιετία δεν είναι τίποτα, αλλά για την ανυπόμονη ανθρωπότητα αυτό φαινόταν πολύ μεγάλο. Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν ακόμη πιο γρήγορο τρόπο για να αποκτήσουν οργανισμούς με ένα συγκεκριμένο σύνολο γονιδίων. Τα ζωντανά κύτταρα υποβλήθηκαν σε σοβαρή έκθεση σε ακτινοβολία, προκαλώντας τυχαίες μεταλλάξεις, με την ελπίδα ότι τουλάχιστον μερικά κύτταρα θα μεταλλάσσονταν προς τη σωστή κατεύθυνση. Και παρόλο που υπήρχαν περισσότερα ανεπιθύμητα αποτελέσματα με αυτή τη μέθοδο επιλογής από ό,τι με τη συμβατική διασταύρωση, ο χρόνος για την απόκτηση του επιθυμητού μειώθηκε στα 10-15 χρόνια.

Η χρήση μεταλλαξιογένεσης ακτινοβολίας προκάλεσε θύελλα μεταξύ των επιστημόνων - αλλά σε ένα φλιτζάνι τσαγιού. Οι διαμάχες διεξήχθησαν, αλλά κεκλεισμένων των θυρών, για να μην τραβήξουν την προσοχή του κοινού. Σε σύγκριση με τις μεθόδους ακτινοβολίας, η τεχνολογία μεταμόσχευσης ενός θραύσματος DNA, που χρησιμοποιείται από τη γενετική μηχανική, φαίνεται να είναι το απόγειο της λιχουδιάς. Τουλάχιστον, ουσιαστικά εξαλείφει τον κίνδυνο ανεπιθύμητων αποτελεσμάτων.

Το κόκκαλο της έριδος ήταν το αρχικό γενετικό δημιούργημα - μια ντομάτα με βράγχια, στην οποία εμφυτεύτηκε ένα βορειοαμερικανικό γονίδιο για αντοχή στον παγετό. Κανείς, φυσικά, δεν φανταζόταν τι θα γινόταν ως αποτέλεσμα. Ποιος ξέρει τι άλλες εκπλήξεις θα φέρουν στους ανθρώπους τα διαγονιδιακά προϊόντα; Οι οικολόγοι, για παράδειγμα, ανησυχούν πολύ για το τι θα φάνε τα σκαθάρια της πατάτας του Κολοράντο εάν δεν έχουν απομείνει μη τροποποιημένες πατάτες στον κόσμο. Όμως οι πατατοπαραγωγοί αργούν να μοιραστούν τις ανησυχίες τους: οι ανθεκτικές στα παράσιτα πατάτες καλλιεργούνται πλέον σχεδόν παντού.

Οι γιατροί ανησυχούν για την άλλη πλευρά του ερωτήματος: πώς θα επηρεάσουν τα τροποποιημένα προϊόντα στον ανθρώπινο οργανισμό; Θα αντιληφθεί τα κύτταρα της ίδιας πατάτας με ένα θραύσμα DNA από λάχανο ενσωματωμένο σε αυτά ως αλλεργιογόνα; Και γενικά - πόσο καλά θα απορροφηθεί μια τέτοια τροφή, θα δώσει πλήρως τις απαραίτητες για τον οργανισμό ουσίες;

Είναι απίθανο οι διαφωνίες σχετικά με τα διαγονιδιακά προϊόντα να επιλυθούν γρήγορα. Πιθανότατα, ενώ οι επιστήμονες θα αναζητήσουν ήσυχα ειρηνικά τη χρυσή τομή μεταξύ «χρήσιμου» και «επιβλαβούς», τα τροποποιημένα προϊόντα θα ενταχθούν ανεπαίσθητα, από μόνα τους, στην καθημερινότητά μας. Αυτή τη στιγμή το κάνουν ήδη. Αφρώδη μήλα, καρότα ένα προς ένα, χειμωνιάτικες ντομάτες ... Επίσης, δεν πρέπει να πιστεύετε ότι η συγκομιδή από τον κήπο σας δεν έχει καμία σχέση με τη γενετική μηχανική.

Οι σπόροι που χρησιμοποιούν οι κάτοικοι του καλοκαιριού μπορεί επίσης να είναι το πνευματικό τέκνο της επιστήμης.

Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, τα διαγονιδιακά προϊόντα δεν είναι πιο επικίνδυνα και ακόμη καλύτερα από τα συμβατικά.

Έτσι, για παράδειγμα, αποδείχθηκε με τη σόγια - το πρώτο γενετικά τροποποιημένο προϊόν που έλαβε πιστοποιητικό κρατικής εγγραφής στη Ρωσία, το οποίο καθιστά δυνατή την ανάπτυξη και τη χρήση αυτής της καλλιέργειας χωρίς εμπόδια. Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η διαγονιδιακή σόγια είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον και ασφαλέστερη από τη συμβατική σόγια. Τα φυτοφάρμακα, τα ζιζανιοκτόνα και τα εντομοκτόνα χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για τον έλεγχο των ζιζανίων και των παρασίτων που επηρεάζουν αυτή την καλλιέργεια και η διαγονιδιακή σόγια αντιμετωπίζει όλες τις κακοτυχίες. Δηλαδή, πήραμε, αν και όχι αρκετά φυσικό, αλλά ένα φιλικό προς το περιβάλλον προϊόν.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, η χρήση γενετικά τροποποιημένων προϊόντων επιτρέπεται χωρίς κανέναν περιορισμό (ακόμη και χωρίς ένδειξη ότι πρόκειται για πνευματικό τέκνο της γενετικής μηχανικής). Στις χώρες της ΕΕ επιτρεπόταν η πώληση τροποποιημένων προϊόντων με την προϋπόθεση ότι θα φέρουν ειδική ετικέτα. Στη χώρα μας, κάθε προϊόν με τροποποιημένο γονίδιο πρέπει να λάβει πιστοποιητικό κρατικής εγγραφής που να επιβεβαιώνει την ασφάλειά του. Όλα φαίνονται σχετικά καλά. Αλλά στην πράξη, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα. Το προϊόν μπορεί να περιέχει μόνο ένα συστατικό που λαμβάνεται από διαγονιδιακές πρώτες ύλες. Ποιος θα μας πει αν τροποποιείται τώρα ή όχι.

Δεδομένης αυτής της κατάστασης, γιατροί και διατροφολόγοι επιμένουν ότι κάθε τέτοιο προϊόν έχει ειδική ετικέτα που θα υποδεικνύει ποιο τροποποιημένο συστατικό και σε ποια αναλογία περιέχει. Ο καθένας μας έχει το δικαίωμα να γνωρίζει τι έχει στο πιάτο του. Ένα τέτοιο φαινόμενο όπως η επιλογή ήταν προϊόν της ανάπτυξης του ανθρώπινου πολιτισμού. Υπάρχουν καλές και κακές πλευρές εδώ, αλλά το γεγονός δεν εξαφανίζεται. Πρέπει λοιπόν να επωφεληθείτε από την ανακάλυψη. Μόνο ο Michurin εισήλθε στην επιστήμη ως δημιουργός πάνω από 300 φυτικών ειδών. Είναι τρομακτικό να φανταστούμε τι είναι ικανοί οι σύγχρονοι επιστήμονες. Ας ελπίσουμε ότι οι άνθρωποι δεν κάνουν κακό στον εαυτό τους, όπως έχει συμβεί περισσότερες από μία φορές ...

Ο ίδιος ο όρος "επιλογή" προέρχεται από τη λατινική λέξη "επιλογή". Αυτή η επιστήμη μελετά τους τρόπους και τις μεθόδους δημιουργίας νέων και βελτίωσης υφιστάμενων ομάδων (πληθυσμών) οργανισμών που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη της ζωής της ανθρωπότητας. Μιλάμε για ποικιλίες καλλιεργούμενων φυτών, ράτσες οικόσιτων ζώων και στελέχη μικροοργανισμών. Το κύριο κριτήριο σε αυτή την περίπτωση είναι η αξία και η βιωσιμότητα νέων χαρακτηριστικών και ιδιοκτησιών στην πράξη.

Εκτροφή φυτών και ζώων: κύριες κατευθύνσεις

• Υψηλές αποδόσεις φυτικών ποικιλιών, γονιμότητα και παραγωγικότητα ζωικών φυλών.
• Ποιοτικά χαρακτηριστικά προϊόντων. Στην περίπτωση των φυτών, αυτή μπορεί να είναι η γεύση, η εμφάνιση φρούτων, μούρων και λαχανικών.
• Φυσιολογικά σημεία. Στα φυτά, οι κτηνοτρόφοι δίνουν συχνότερα προσοχή στην παρουσία της πρωιμότητας, της αντοχής στην ξηρασία, της χειμωνιάτικης ανθεκτικότητας, της αντοχής σε ασθένειες, παράσιτα και στις δυσμενείς επιπτώσεις των κλιματικών συνθηκών.
• Εντατικός τρόπος ανάπτυξης. Στα φυτά, αυτή είναι μια θετική δυναμική ανάπτυξης και ανάπτυξης κατά τη λίπανση, το πότισμα και στα ζώα - "πληρωμή" για ζωοτροφές κ.λπ.

Επιλογή στο παρόν στάδιο

Η σύγχρονη εκτροφή ζώων, φυτών και μικροοργανισμών, προκειμένου να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα, λαμβάνει αναγκαστικά υπόψη τις ανάγκες της αγοράς πωλήσεων γεωργικών προϊόντων, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για την ανάπτυξη μιας συγκεκριμένης βιομηχανίας μιας συγκεκριμένης παραγωγής. Για παράδειγμα, το ψήσιμο ψωμιού Υψηλή ποιότητα, με καλή γεύση, ελαστική ψίχα και τραγανή εύθρυπτη κρούστα, πρέπει να είναι από δυνατές (γυάλινες) ποικιλίες μαλακού σιταριού, που περιέχουν μεγάλη ποσότητα πρωτεΐνης και ελαστική γλουτένη. Οι υψηλότερες ποιότητες μπισκότων παρασκευάζονται από αλευρώδεις ποικιλίες μαλακού σίτου και το σκληρό σιτάρι είναι το καταλληλότερο για την παραγωγή ζυμαρικών.

Παραδόξως, η επιλογή των ζώων και των μικροοργανισμών σχετίζονται. Γεγονός είναι ότι τα αποτελέσματα του τελευταίου χρησιμοποιούνται στον βιολογικό έλεγχο παθογόνων στα ζώα, καθώς και σε διάφορες ποικιλίες καλλιεργούμενων φυτών.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα επιλογής με βάση τις ανάγκες της αγοράς είναι η εκτροφή γούνας. Η καλλιέργεια γουνοφόρων ζώων, τα οποία διαφέρουν σε διαφορετικό γονότυπο, ο οποίος είναι υπεύθυνος για το χρώμα και την απόχρωση της γούνας, εξαρτάται από τις τάσεις της μόδας.

Θεωρητική βάση

Γενικά, η επιλογή πρέπει να αναπτύσσεται με βάση τους νόμους της γενετικής. Αυτή η επιστήμη, που μελετά τους μηχανισμούς της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας, καθιστά δυνατό, με τη βοήθεια διαφόρων επιρροών, να επηρεάσει τον γονότυπο, ο οποίος, με τη σειρά του, καθορίζει το σύνολο των ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών του οργανισμού.

Επίσης, η μεθοδολογία εκτροφής χρησιμοποιεί τα επιτεύγματα άλλων επιστημών. Αυτές είναι η συστηματική, η κυτταρολογία, η εμβρυολογία, η φυσιολογία, η βιοχημεία, η μοριακή βιολογία και η βιολογία της ατομικής ανάπτυξης. Λόγω των υψηλών ρυθμών ανάπτυξης των παραπάνω περιοχών της φυσικής επιστήμης, ανοίγονται νέες προοπτικές στην επιλογή. Ακόμη και σήμερα, η έρευνα στον τομέα της γενετικής φτάνει σε ένα νέο επίπεδο, όπου είναι δυνατή η σκόπιμη μοντελοποίηση των απαραίτητων χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων των φυλών ζώων, των φυτικών ποικιλιών και των στελεχών μικροοργανισμών.

Η γενετική παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων αναπαραγωγής. Επιτρέπει, χρησιμοποιώντας τους νόμους της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας, να πραγματοποιηθεί ο σχεδιασμός της διαδικασίας επιλογής με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνει υπόψη τις ιδιαιτερότητες της κληρονομικότητας συγκεκριμένων χαρακτηριστικών.

Επιλογή αρχικού γενετικού υλικού

Η επιλογή ζώων, φυτών και μικροοργανισμών μπορεί να είναι αποτελεσματική μόνο εάν επιλεγεί προσεκτικά το αρχικό υλικό. Δηλαδή, η ορθότητα της επιλογής των αρχικών φυλών, ποικιλιών, ειδών οφείλεται στη μελέτη της προέλευσης και της εξέλιξής τους στο πλαίσιο εκείνων των ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών που θα πρέπει να είναι προικισμένο το προτεινόμενο υβρίδιο. Σε έρευνα απαραίτητα έντυπαμε αυστηρή αλληλουχία, λαμβάνεται υπόψη ολόκληρη η παγκόσμια γονιδιακή δεξαμενή. Έτσι, προτεραιότητα είναι η χρήση τοπικών εντύπων με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Περαιτέρω, πραγματοποιείται η έλξη μορφών που αναπτύσσονται σε άλλες γεωγραφικές ή κλιματικές ζώνες, δηλαδή χρησιμοποιούνται οι μέθοδοι εισαγωγής και εγκλιματισμού. Η τελευταία λύση είναι οι μέθοδοι της πειραματικής μεταλλαξιογένεσης και της γενετικής μηχανικής.

Εκτροφή ζώων: μέθοδοι

Σε αυτόν τον τομέα της επιστήμης, αναπτύσσονται και μελετώνται οι πιο αποτελεσματικές μέθοδοι που επιτρέπουν την αναπαραγωγή νέων φυλών οικόσιτων ζώων και τη βελτίωση των υφιστάμενων.

Η εκτροφή ζώων έχει τις δικές της ιδιαιτερότητες, οι οποίες οφείλονται στο γεγονός ότι τα ζώα δεν έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται φυτικά και ασεξουαλικά. Αναπαράγονται μόνο σεξουαλικά. Από αυτή την περίσταση, προκύπτει επίσης ότι για να αναπαραχθούν οι απόγονοι, ένα άτομο πρέπει να φτάσει σε σεξουαλική ωριμότητα, και αυτό επηρεάζει το χρονοδιάγραμμα της έρευνας. Επίσης, οι δυνατότητες επιλογής περιορίζονται από το γεγονός ότι, κατά κανόνα, οι απόγονοι των ατόμων δεν είναι πολυάριθμοι.

Οι κύριες μέθοδοι αναπαραγωγής νέων φυλών ζώων, καθώς και φυτικών ποικιλιών, μπορούν να ονομαστούν επιλογή και υβριδισμός.

Η εκτροφή ζώων, που στοχεύει στην αναπαραγωγή νέων φυλών, χρησιμοποιεί τις περισσότερες φορές όχι μαζική, αλλά ατομική επιλογή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η φροντίδα τους είναι πιο εξατομικευμένη σε σύγκριση με τη φροντίδα των φυτών. Συγκεκριμένα, περίπου 10 άτομα φροντίζουν ένα ζωικό κεφάλαιο 100 ατόμων. Ενώ στην περιοχή όπου αναπτύσσονται εκατοντάδες και χιλιάδες φυτικοί οργανισμοί, εργάζονται από 5 έως 8 εκτροφείς.

Παραγωγή μικτών γενών

Μία από τις κορυφαίες μεθόδους είναι ο υβριδισμός. Στην περίπτωση αυτή, η επιλογή των ζώων πραγματοποιείται με ενδογαμία, άσχετη διασταύρωση και μακρινό υβριδισμό.

Σύμφωνα με την ενδογαμία κατανοήστε τον υβριδισμό ατόμων που ανήκουν σε διαφορετικές ράτσες του ίδιου είδους. Αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει να αποκτήσετε οργανισμούς με νέα χαρακτηριστικά, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διαδικασία αναπαραγωγής νέων φυλών ή βελτίωσης παλαιών.

Ο όρος "inbreeding" προέρχεται από αγγλικές λέξεις, που σημαίνει "μέσα" και "αναπαραγωγή". Γίνεται δηλαδή η διασταύρωση ατόμων που ανήκουν σε στενά συγγενείς μορφές του ίδιου πληθυσμού. Στην περίπτωση των ζώων, μιλάμε για γονιμοποίηση οργανισμών στενά συγγενών (μητέρα, αδερφή, κόρη κ.λπ.). Η σκοπιμότητα της ενδογαμίας βασίζεται στο γεγονός ότι η αρχική μορφή ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού αποσυντίθεται σε έναν αριθμό καθαρών γραμμών. Συνήθως έχουν μειωμένη βιωσιμότητα. Αλλά εάν αυτές οι καθαρές γραμμές διασταυρωθούν περαιτέρω μεταξύ τους, τότε θα παρατηρηθεί ετερογένεση. Πρόκειται για ένα φαινόμενο που χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση σε υβριδικούς οργανισμούς της πρώτης γενιάς αύξησης ορισμένων σημείων. Αυτά είναι, ειδικότερα, η βιωσιμότητα, η παραγωγικότητα και η γονιμότητα.

Η εκτροφή ζώων, των οποίων οι μέθοδοι έχουν αρκετά μεγάλα όρια, χρησιμοποιεί επίσης απομακρυσμένο υβριδισμό, η οποία είναι μια διαδικασία ακριβώς αντίθετη από την ενδογαμία. Σε αυτή την περίπτωση, άτομα διαφορετικών ειδών διασταυρώνονται. Ο στόχος του απομακρυσμένου υβριδισμού μπορεί να ονομαστεί η απόκτηση ζώων που θα αναπτύξουν πολύτιμες ιδιότητες απόδοσης.

Παραδείγματα είναι οι διασταυρώσεις μεταξύ ενός γαϊδάρου και ενός αλόγου, ένα γιακ και μια περιήγηση. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα υβρίδια συχνά δεν παράγουν απογόνους.

Έρευνα M. F. Ivanov

Ο διάσημος Ρώσος επιστήμονας M.F. Ivanov ενδιαφερόταν για τη βιολογία από την παιδική του ηλικία.

Η εκτροφή ζώων έγινε αντικείμενο της έρευνάς του όταν μελέτησε τα χαρακτηριστικά των μηχανισμών μεταβλητότητας και κληρονομικότητας. Ενδιαφερόμενος σοβαρά για αυτό το θέμα, ο M.F. Ο Ιβάνοφ ανέπτυξε στη συνέχεια μια νέα φυλή χοίρων (λευκό ουκρανικό). Χαρακτηρίζεται από υψηλή παραγωγικότητα και καλή προσαρμοστικότητα στις κλιματικές συνθήκες. Για τη διασταύρωση, χρησιμοποιήθηκε μια τοπική ουκρανική ράτσα, η οποία ήταν καλά προσαρμοσμένη στις συνθήκες ύπαρξης στη στέπα, αλλά είχε χαμηλή παραγωγικότητα και χαμηλή ποιότητα κρέατος, και μια αγγλική λευκή ράτσα, η οποία είχε υψηλή παραγωγικότητα, αλλά δεν ήταν προσαρμοσμένη να υπάρχει σε τοπικές συνθήκες. Χρησιμοποιήθηκαν μεθοδολογικές μέθοδοι ενδογαμίας, άσχετη διασταύρωση, ατομική μαζική επιλογή και ανατροφή. Ως αποτέλεσμα μακροχρόνιας επίπονης εργασίας, επιτεύχθηκε ένα θετικό αποτέλεσμα.

Προοπτικές ανάπτυξης επιλογής

Σε κάθε στάδιο ανάπτυξης, ο κατάλογος των στόχων και των στόχων της εκτροφής ως επιστήμης καθορίζεται από τις ιδιαιτερότητες των απαιτήσεων της γεωργικής τεχνολογίας και της κτηνοτροφίας, το στάδιο της εκβιομηχάνισης της φυτικής παραγωγής και της κτηνοτροφίας. Για τη Ρωσική Ομοσπονδία, είναι πολύ σημαντικό να δημιουργηθούν φυτικές ποικιλίες και φυλές ζώων που διατηρούν την παραγωγικότητά τους σε διάφορες κλιματολογικές συνθήκες.

Βασικοί όροι και έννοιες.

Πρώτη ύλη- γραμμές, ποικιλίες, είδη, γένη καλλιεργούμενων ή άγριων φυτών ή ζώων με πολύτιμες οικονομικές ιδιότητες ή εξωτερικά.

Παραγωγή μικτών γενών(από τα ελληνικά. "υβρης"- διασταύρωση) - φυσική ή τεχνητή διασταύρωση ατόμων που ανήκουν σε διαφορετικές γραμμές, ποικιλίες, φυλές, είδη, γένη φυτών ή ζώων.

Ποικιλία- ένα σύνολο καλλιεργούμενων φυτών του ίδιου είδους, που δημιουργήθηκαν τεχνητά από τον άνθρωπο και χαρακτηρίζονται από: α) ορισμένα κληρονομικά χαρακτηριστικά, β) κληρονομικά σταθερή παραγωγικότητα, γ) δομικά (μορφολογικά) χαρακτηριστικά.

Ράτσα- ένα σύνολο οικόσιτων ζώων του ίδιου είδους, που δημιουργήθηκαν τεχνητά από τον άνθρωπο και χαρακτηρίζονται από: α) ορισμένα κληρονομικά χαρακτηριστικά, β) κληρονομικά σταθερή παραγωγικότητα, γ) εξωτερικά.

Γραμμή- απόγονοι ενός αυτογονιμοποιούμενου ατόμου σε φυτά, απόγονοι από αιμομιξία σε ζώα που έχουν τα περισσότερα γονίδια σε ομόζυγη κατάσταση.

Αιμομιξία(intsukht, στα αγγλικά - "εκτροφή στον εαυτό του") - στενά συνδεδεμένη διασταύρωση ζώων φάρμας. Αναγκαστική αυτο-γονιμοποίηση σε φυτά διασταυρούμενης επικονίασης.

συγγενική κατάθλιψη- μείωση της βιωσιμότητας και της παραγωγικότητας σε ζώα και φυτά που λαμβάνονται με ενδογαμία, λόγω της μετάβασης των περισσότερων γονιδίων σε ομόζυγη κατάσταση.

ετεροσία- ισχυρή ανάπτυξη υβριδίων που λαμβάνονται με διασταύρωση αμιγών (καθαρών) γραμμών, η μία από τις οποίες είναι ομόζυγη για κυρίαρχα και η άλλη για υπολειπόμενα γονίδια.

Ρίζωμα- ιδιόριζο (ριζωμένο) φυτό, το οποίο εμβολιάζεται.

γόνος- ένα κόψιμο ενός φυτού ή ενός μπουμπουκιού που εμβολιάζεται σε ένα εγγενές ριζικό φυτό.

Πολυπλοειδία- πολλαπλή αύξηση του διπλοειδούς ή απλοειδούς συνόλου των χρωμοσωμάτων που προκαλείται από μια μετάλλαξη.

Μεταλλαξιγένεση(από λατ. "μετάλλαξη"- αλλαγή, αλλαγή και ελληνικά. "γενος"- σχηματισμός) - μια μέθοδος στην επιλογή ανώτερων φυτών και μικροοργανισμών, η οποία σας επιτρέπει να αποκτήσετε τεχνητά μεταλλάξεις για να αυξήσετε την παραγωγικότητα.

Βιοτεχνολογία- τη χρήση ζωντανών οργανισμών και βιολογικών διεργασιών στην παραγωγή. Βιολογική επεξεργασία Λυμάτων, βιολογική προστασία των φυτών, καθώς και σύνθεση πρωτεϊνών ζωοτροφών, αμινοξέων σε βιομηχανικές συνθήκες, παραγωγή φαρμάκων που δεν είχαν πρόσβαση στο παρελθόν (η ορμόνη ινσουλίνη, αυξητική ορμόνη, ιντερφερόνη), η δημιουργία νέων φυτικών ποικιλιών, φυλών ζώων, μικροβιακών ειδών , κ.λπ. - αυτές είναι οι κύριες κατευθύνσεις των νέων κλάδων της επιστήμης και της βιομηχανίας.

Γενετική μηχανική- μια επιστήμη που δημιουργεί νέους συνδυασμούς γονιδίων σε ένα μόριο DNA. Η ικανότητα κοπής και ματίσματος ενός μορίου DNA κατέστησε δυνατή τη δημιουργία ενός υβριδικού βακτηριακού κυττάρου με ανθρώπινα γονίδια υπεύθυνα για τη σύνθεση της ορμόνης ινσουλίνης και ιντερφερόνης. Αυτή η εξέλιξη χρησιμοποιείται στη φαρμακοβιομηχανία για την απόκτηση φαρμάκων. Με τη βοήθεια της μεταμόσχευσης γονιδίων δημιουργούνται φυτά ανθεκτικά σε ασθένειες, δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, με υψηλότερη επίδραση φωτοσύνθεσης και ατμοσφαιρική αζωτοδέσμευση.

Ο ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΟΜΟΛΟΓΙΚΗΣ ΣΕΙΡΑΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΤΗΤΑΣ (Ν. Ι. ΒΑΒΙΛΟΦ):

Τα είδη και τα γένη που είναι γενετικά κοντά χαρακτηρίζονται από παρόμοιες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας.

Πίνακας 53. Κέντρα προέλευσης καλλιεργούμενων φυτών (κατά N. I. Vavilov)

Πίνακας 54. Κύριες μέθοδοι επιλογής

Πίνακας 55. Μέθοδοι επιλογής και γενετική εργασία του I. V. Michurin

Εργασίες και δοκιμές με θέμα "Θέμα 13. "Επιλογή."

• Εκτροφή και βιοτεχνολογία - Βασικές αρχές της γενετικής. Μοτίβα κληρονομικότητας Γενικά βιολογικά πρότυπα (τάξεις 9-11)

  Μαθήματα: 3 Εργασίες: 9 Τεστ: 1

• Τελικό τεστ γνώσεων στα θέματα Flat, Round και Annelids - Ασπόνδυλα (εκτός από Αρθρόποδα) Ζώα (Βαθμός 7)

  Εργασίες: 20 Τεστ: 2

• Κατευθύνσεις βιολογίας

  Μαθήματα: 3 Εργασίες: 4 Τεστ: 1

• Μέθοδοι έρευνας στη βιολογία. Η συσκευή των μεγεθυντικών συσκευών - Βιολογία - η μελέτη των ζωντανών οργανισμών Βακτήρια. Μανιτάρια. Φυτά (Βαθμός 5-6)

  Μαθήματα: 4 Εργασίες: 5 Τεστ: 1

• φυτικό κύτταρο - Κυτταρική δομή των φυτών Βακτήρια. Μανιτάρια. Φυτά (Βαθμός 5-6)

  Μαθήματα: 1 Εργασίες: 7 Τεστ: 1

Έχοντας επεξεργαστεί αυτά τα θέματα, θα πρέπει να είστε σε θέση:

1. Δώστε ορισμούς: γονίδιο, κυρίαρχο χαρακτηριστικό. υπολειπόμενο χαρακτηριστικό? αλληλόμορφο? ομόλογα χρωμοσώματα; μονουβριδική διασταύρωση, διασταύρωση, ομόζυγος και ετερόζυγος οργανισμός, ανεξάρτητη κατανομή, πλήρης και ατελής κυριαρχία, γονότυπος, φαινότυπος.
2. Χρησιμοποιώντας το πλέγμα Punnett, απεικονίστε τις διασταυρώσεις για ένα ή δύο γνωρίσματα και υποδείξτε ποιες αριθμητικές αναλογίες γονότυπων και φαινοτύπων θα πρέπει να αναμένονται στους απογόνους από αυτές τις διασταυρώσεις.
3. Περιγράψτε τους κανόνες κληρονομικότητας, διαχωρισμού και ανεξάρτητης κατανομής των χαρακτηριστικών, η ανακάλυψη των οποίων ήταν η συμβολή του Mendel στη γενετική.
4. Εξηγήστε πώς οι μεταλλάξεις μπορούν να επηρεάσουν την πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από ένα συγκεκριμένο γονίδιο.
5. Προσδιορίστε τους πιθανούς γονότυπους ατόμων με ομάδες αίματος Α. ΣΕ; AB; ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ.
6. Δώστε παραδείγματα πολυγονιδιακών χαρακτηριστικών.
7. Υποδείξτε τον χρωμοσωμικό μηχανισμό προσδιορισμού του φύλου και τους τύπους κληρονομικότητας γονιδίων που συνδέονται με το φύλο στα θηλαστικά, χρησιμοποιήστε αυτές τις πληροφορίες για την επίλυση προβλημάτων.
8. Εξηγήστε τη διαφορά μεταξύ φυλοσύνδετων και φυλοεξαρτώμενων χαρακτηριστικών. δώσε παραδείγματα.
9. Εξηγήστε πώς κληρονομούνται οι ανθρώπινες γενετικές ασθένειες όπως η αιμορροφιλία, η αχρωματοψία, η δρεπανοκυτταρική αναιμία.
10. Να αναφέρετε τα χαρακτηριστικά των μεθόδων εκτροφής φυτών και ζώων.
11. Αναφέρετε τις κύριες κατευθύνσεις της βιοτεχνολογίας.
12. Για να μπορέσετε να λύσετε τα απλούστερα γενετικά προβλήματα χρησιμοποιώντας αυτόν τον αλγόριθμο:

    Αλγόριθμος επίλυσης προβλημάτων

    • Προσδιορίστε το κυρίαρχο και υπολειπόμενο χαρακτηριστικό με βάση τα αποτελέσματα της διασταύρωσης της πρώτης γενιάς (F1) και της δεύτερης (F2) (ανάλογα με την κατάσταση του προβλήματος). Εισαγάγετε τους χαρακτηρισμούς των γραμμάτων: A - κυρίαρχο και - υπολειπόμενο.
    • Καταγράψτε τον γονότυπο ενός ατόμου με υπολειπόμενο χαρακτηριστικό ή ενός ατόμου με γονότυπο γνωστό από την κατάσταση του προβλήματος και τους γαμέτες.
    • Καταγράψτε τον γονότυπο των υβριδίων F1.
    • Κάντε ένα διάγραμμα της δεύτερης διέλευσης. Γράψτε τους γαμέτες των υβριδίων F1 στο πλέγμα Punnett οριζόντια και κάθετα.
    • Καταγράψτε τους γονότυπους των απογόνων στα κύτταρα διασταύρωσης γαμετών. Προσδιορίστε την αναλογία των φαινοτύπων στο F1.

Σχέδιο σχεδίασης εργασιών.

Ονομασίες γραμμάτων:
α) κυρίαρχο χαρακτηριστικό _________________
β) υπολειπόμενο χαρακτηριστικό _________________

Γαμέτες

F1(γενότυπος πρώτης γενιάς)

Πλέγμα Punnett

Αναλογία φαινοτύπου στο F2: _____________________________
Απάντηση:_________________________

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων για μονουβριδική διασταύρωση.

Εργο."Υπάρχουν δύο παιδιά στην οικογένεια Ιβάνοφ: μια κόρη με καστανά μάτια και ένας γιος με γαλανά μάτια. Η μητέρα αυτών των παιδιών είναι γαλανομάτη, αλλά οι γονείς της είχαν καστανά μάτια. Πώς κληρονομείται το χρώμα των ματιών στους ανθρώπους; Ποια είναι τα γονότυποι όλων των μελών της οικογένειας; Το χρώμα των ματιών είναι ένα μονογονικό αυτοσωματικό χαρακτηριστικό."

Το χαρακτηριστικό του χρώματος των ματιών ελέγχεται από ένα γονίδιο (κατά συνθήκη). Η μητέρα αυτών των παιδιών είναι γαλανομάτη και οι γονείς της είχαν καστανά μάτια. Αυτό είναι δυνατό μόνο στην περίπτωση που και οι δύο γονείς ήταν ετερόζυγοι, επομένως, τα καστανά μάτια κυριαρχούν έναντι των μπλε. Έτσι, γιαγιά, παππούς, πατέρας και κόρη είχαν τον γονότυπο (Αα), και μητέρα και γιος - αα.

Εργο.«Ένας κόκορας με ροζ χτένα διασταυρώνεται με δύο κότες που έχουν επίσης ροζ χτένα. Η πρώτη έδωσε 14 κοτόπουλα, όλα με ροζ χτένα και η δεύτερη - 9 κοτόπουλα, εκ των οποίων 7 με ροζ χτένα και 2 με φύλλο χτένα Το σχήμα της χτένας είναι μονογονικό αυτοσωματικό χαρακτηριστικό Ποιοι είναι οι γονότυποι και των τριών γονέων;

Πριν προσδιορίσετε τους γονότυπους των γονέων, είναι απαραίτητο να μάθετε τη φύση της κληρονομικότητας του σχήματος χτένας στα κοτόπουλα. Όταν διασταυρώθηκε ένας κόκορας με μια δεύτερη κότα, εμφανίστηκαν 2 κοτόπουλα με μια φυλλόμορφη χτένα. Αυτό είναι δυνατό όταν οι γονείς είναι ετερόζυγοι, επομένως, μπορεί να υποτεθεί ότι η ροζ χτένα στα κοτόπουλα κυριαρχεί έναντι της σε σχήμα φύλλου. Έτσι, οι γονότυποι του κόκορα και της δεύτερης κότας είναι Αα.

Όταν διασταυρώθηκε ο ίδιος κόκορας με την πρώτη κότα, δεν παρατηρήθηκε σχίσιμο, επομένως, η πρώτη κότα ήταν ομόζυγη - ΑΑ.

Εργο.«Σε μια οικογένεια με καστανά μάτια, δεξιόχειρες γονείς, γεννήθηκαν αδερφικά δίδυμα, το ένα εκ των οποίων είναι αριστερόχειρας με καστανά μάτια και το άλλο δεξιόχειρας. Ποια είναι η πιθανότητα να γεννηθεί το επόμενο παιδί, παρόμοιο με τους γονείς του;».

Η γέννηση ενός παιδιού με μπλε μάτια σε γονείς με καστανά μάτια υποδηλώνει την υπολειπτικότητα του μπλε χρώματος των ματιών, αντίστοιχα, η γέννηση ενός αριστερόχειρα παιδιού σε δεξιόχειρες γονείς δείχνει την υπολειπτικότητα της καλύτερης κατοχής του αριστερού χεριού σε σύγκριση με τη δεξιά. Ας εισάγουμε τη σημειογραφία των αλληλόμορφων: Α - καστανά μάτια, α - Μπλε μάτια, Β - δεξιόχειρας, γ - αριστερόχειρας. Ας προσδιορίσουμε τους γονότυπους γονέων και παιδιών:

A_vv - φαινοτυπική ρίζα, που δείχνει ότι αυτό το παιδί είναι αριστερόχειρας με καστανά μάτια. Ο γονότυπος αυτού του παιδιού μπορεί να είναι - Aavv, AAvv.

Περαιτέρω επίλυση αυτού του προβλήματος πραγματοποιείται με τον παραδοσιακό τρόπο, με την κατασκευή του πλέγματος Punnett.

Υπογραμμισμένες είναι 9 παραλλαγές απογόνων που μας ενδιαφέρουν. Σύνολο επιλογές 16, οπότε η πιθανότητα να αποκτήσετε ένα παιδί που μοιάζει με τους γονείς του είναι 16/9.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. «Γενική Βιολογία». Μόσχα, "Διαφωτισμός", 2000

• Θέμα 10. «Μονουβριδική και διυβριδική διασταύρωση». §23-24 σελ. 63-67
• Θέμα 11. «Γενετική του σεξ». §28-29 σελ. 71-85
• Θέμα 12. «Μεταλλαγές και μεταβλητότητα τροποποίησης.» §30-31 σελ. 85-90
• Θέμα 13. «Επιλογή». §32-34 σελ. 90-97

Σχολείο Νο 643

Δοκίμιο βιολογίας

"Μέθοδοι επιλογής"

Μαθητές 9Β τάξης

Ζάροβα Άννα

Δάσκαλος Dubovik O. A.

Αγία Πετρούπολη 2008-2009

Περιεχόμενο

Μέθοδοι αναπαραγωγής φυτών

Μέθοδοι εκτροφής ζώων

Ιστορικό επιλογής

Ορισμός επιλογής, βασικές μέθοδοι

Η επιλογή είναι ανθρωποκεντρική εξέλιξη

Ν. Ι. Βαβίλοφ

Η αναπαραγωγή είναι η επιστήμη των μεθόδων δημιουργίας και βελτίωσης φυλών ζώων, φυτικών ποικιλιών, στελεχών μικροοργανισμών με σκοπό την αύξηση της παραγωγικότητάς τους, την αύξηση της αντοχής σε ασθένειες, παράσιτα, προσαρμογή στις τοπικές συνθήκες και άλλα. Η αναπαραγωγή ονομάζεται επίσης ο κλάδος της γεωργίας που ασχολείται με την ανάπτυξη νέων ποικιλιών και υβριδίων καλλιεργειών και φυλών ζώων. Οι κύριες μέθοδοι αναπαραγωγής είναι η επιλογή και ο υβριδισμός, καθώς και η μεταλλαξιογένεση (μέθοδος σχηματισμού στην επιλογή ανώτερων φυτών και μικροοργανισμών, που σας επιτρέπει να αποκτήσετε τεχνητά μεταλλάξεις για να αυξήσετε την παραγωγικότητα), η πολυπλοειδία (πολλαπλή αύξηση του διπλοειδούς ή απλοειδούς συνόλου των χρωμοσωμάτων που προκαλούνται από μετάλλαξη), κυτταρικό (συνδυασμός μεθόδων κατασκευής κυττάρων νέου τύπου με βάση την καλλιέργεια, τον υβριδισμό και την ανακατασκευή τους)και γενετική μηχανική (η επιστήμη που δημιουργεί νέους συνδυασμούς γονιδίων σε ένα μόριο DNA). Κατά κανόνα, αυτές οι μέθοδοι συνδυάζονται. Ανάλογα με τη μέθοδο αναπαραγωγής του είδους, χρησιμοποιείται μαζική ή ατομική επιλογή. Η διασταύρωση διαφορετικών ποικιλιών φυτών και φυλών ζώων είναι η βάση για την αύξηση της γενετικής ποικιλότητας των απογόνων

Μέθοδοι αναπαραγωγής φυτών

Οι κύριες μέθοδοι εκτροφής φυτών ειδικότερα είναι η επιλογή και ο υβριδισμός. Για φυτά με διασταυρούμενη επικονίαση, χρησιμοποιείται μαζική επιλογή ατόμων με τις επιθυμητές ιδιότητες. Διαφορετικά, είναι αδύνατο να ληφθεί υλικό για περαιτέρω διέλευση. Εάν είναι επιθυμητό να ληφθεί μια καθαρή γραμμή - δηλαδή μια γενετικά ομοιογενής ποικιλία, τότε χρησιμοποιείται ατομική επιλογή, στην οποία, με αυτο-γονιμοποίηση, λαμβάνονται απόγονοι από ένα μόνο άτομο με επιθυμητά χαρακτηριστικά.

Για να παγιωθούν οι χρήσιμες κληρονομικές ιδιότητες, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ομοζυγωτία μιας νέας ποικιλίας. Μερικές φορές για αυτό χρησιμοποιείται αυτο-γονιμοποίηση φυτών που έχουν διασταυρωθεί. Σε αυτή την περίπτωση, οι ανεπιθύμητες ενέργειες των υπολειπόμενων γονιδίων μπορεί να εκδηλωθούν φαινοτυπικά. Ο κύριος λόγος για αυτό είναι η μετάβαση πολλών γονιδίων στην ομόζυγη κατάσταση. Σε οποιονδήποτε οργανισμό, τα δυσμενή μεταλλαγμένα γονίδια συσσωρεύονται σταδιακά στον γονότυπο. Τις περισσότερες φορές είναι υπολειπόμενες και δεν εμφανίζονται φαινοτυπικά. Όταν όμως αυτογονιμοποιούνται, περνούν σε ομόζυγη κατάσταση και εμφανίζεται μια δυσμενής κληρονομική αλλαγή. Στη φύση, στα αυτογονιμοποιούμενα φυτά, τα υπολειπόμενα μεταλλαγμένα γονίδια γίνονται γρήγορα ομόζυγα και τέτοια φυτά πεθαίνουν.

Παρά τις δυσμενείς επιπτώσεις της αυτογονιμοποίησης, χρησιμοποιείται συχνά σε φυτά με σταυρογονιμοποίηση για την παραγωγή ομόζυγων ("καθαρών") γραμμών με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Αυτό οδηγεί σε μείωση της απόδοσης. Ωστόσο, στη συνέχεια πραγματοποιείται διασταυρούμενη επικονίαση μεταξύ διαφορετικών αυτογονιμοποιούμενων γραμμών και ως αποτέλεσμα, σε ορισμένες περιπτώσεις, λαμβάνονται υβρίδια υψηλής απόδοσης που έχουν τις ιδιότητες που επιθυμεί ο εκτροφέας. Αυτή είναι μια μέθοδος ενδογραμμικού υβριδισμού, στην οποία παρατηρείται συχνά η επίδραση της ετέρωσης (η ετέρωση είναι μια ισχυρή ανάπτυξη υβριδίων που λαμβάνεται με τη διασταύρωση «καθαρών» γραμμών, η μία από τις οποίες είναι ομόζυγη για τα κυρίαρχα γονίδια, η άλλη για τα υπολειπόμενα γονίδια): Τα υβρίδια γενιάς έχουν υψηλές αποδόσεις και αντοχή σε δυσμενείς επιδράσεις. Η ετερότητα είναι χαρακτηριστική για τα υβρίδια της πρώτης γενιάς, τα οποία λαμβάνονται με τη διασταύρωση όχι μόνο διαφορετικών γραμμών, αλλά και διαφορετικών ποικιλιών και ακόμη και ειδών. Η κύρια αιτία της ετέρωσης είναι η εξάλειψη της επιβλαβούς εκδήλωσης συσσωρευμένων υπολειπόμενων γονιδίων στα υβρίδια. Ένας άλλος λόγος είναι ο συνδυασμός των κυρίαρχων γονιδίων των γονικών ατόμων σε υβρίδια και η αμοιβαία ενίσχυση των αποτελεσμάτων τους.

Στην εκτροφή φυτών, η πειραματική πολυπλοειδία χρησιμοποιείται ευρέως, αφού τα πολυπλοειδή χαρακτηρίζονται από ταχεία ανάπτυξη, μεγάλο μέγεθος και υψηλή απόδοση. Τα τεχνητά πολυπλοειδή λαμβάνονται με τη χρήση χημικών ουσιών που καταστρέφουν την άτρακτο της διαίρεσης, με αποτέλεσμα τα διπλά χρωμοσώματα να μην μπορούν να διασκορπιστούν, παραμένοντας σε έναν πυρήνα.

Όταν δημιουργούν νέες ποικιλίες χρησιμοποιώντας τεχνητή μεταλλαξιογένεση, οι ερευνητές χρησιμοποιούν το νόμο της ομόλογης σειράς του N. I. Vavilov. Ένας οργανισμός που έχει λάβει νέες ιδιότητες ως αποτέλεσμα μιας μετάλλαξης ονομάζεται μεταλλαγμένος. Τα περισσότερα μεταλλαγμένα έχουν μειωμένη βιωσιμότητα και εξαφανίζονται στη διαδικασία της φυσικής επιλογής. Για την εξέλιξη ή την επιλογή νέων φυλών και ποικιλιών, χρειάζονται εκείνα τα σπάνια άτομα που έχουν ευνοϊκές ή ουδέτερες μεταλλάξεις.

Μέθοδοι εκτροφής ζώων

Οι βασικές αρχές της εκτροφής ζώων δεν διαφέρουν από τις αρχές της εκτροφής φυτών. Ωστόσο, η επιλογή των ζώων έχει ορισμένα χαρακτηριστικά: χαρακτηρίζονται μόνο από σεξουαλική αναπαραγωγή. βασικά πολύ σπάνια αλλαγήγενεές (στα περισσότερα ζώα μετά από λίγα χρόνια). ο αριθμός των ατόμων στους απογόνους είναι μικρός.

Ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα του ανθρώπου στην αυγή του σχηματισμού και της ανάπτυξής του (πριν από 10-12 χιλιάδες χρόνια) ήταν η δημιουργία μιας σταθερής και αρκετά αξιόπιστης πηγής τροφής από την εξημερότητα των άγριων ζώων. Ο κύριος παράγοντας εξημέρωσης είναι η τεχνητή επιλογή οργανισμών που ανταποκρίνονται στις ανθρώπινες απαιτήσεις. Τα οικόσιτα ζώα έχουν ιδιαίτερα ανεπτυγμένα ατομικά χαρακτηριστικά, συχνά άχρηστα ή και επιβλαβή για την ύπαρξή τους σε φυσικές συνθήκες, αλλά χρήσιμα για τον άνθρωπο. Επομένως, υπό φυσικές συνθήκες, οι εξημερωμένες μορφές δεν μπορούν να υπάρξουν.

Η εξημέρωση συνοδευόταν από επιλογή, στην αρχή ασυνείδητη (η επιλογή εκείνων των ατόμων που έμοιαζαν καλύτερα, είχαν πιο ήρεμη διάθεση, είχαν άλλες ιδιότητες πολύτιμες για τον άνθρωπο), μετά συνειδητή ή μεθοδική. Η ευρεία χρήση της μεθοδικής επιλογής στοχεύει στο σχηματισμό σε ζώα ορισμένων ποιοτήτων που ικανοποιούν τον άνθρωπο.

Η επιλογή των γονικών μορφών και τύπων διασταύρωσης των ζώων πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τον στόχο που έχει θέσει ο κτηνοτρόφος. Τα ζώα αναπαραγωγής αξιολογούνται όχι μόνο από εξωτερικά σημάδια, αλλά και από την προέλευση και την ποιότητα των απογόνων. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε καλά την γενεαλογία τους. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των προγόνων, ειδικά στη μητρική γραμμή, μπορεί κανείς να κρίνει με μια ορισμένη πιθανότητα για τον γονότυπο των παραγωγών.

Στις εργασίες αναπαραγωγής με ζώα, χρησιμοποιούνται κυρίως δύο μέθοδοι διασταύρωσης: η επιδημία (άσχετη διασταύρωση) και η ενδογαμία (στενά συγγενής).

Επιδημία μεταξύ ατόμων της ίδιας ράτσας ή διαφορετικές ράτσεςτων ζώων, με περαιτέρω αυστηρή επιλογή, οδηγεί στη διατήρηση των ωφέλιμων ιδιοτήτων και στην ενδυνάμωσή τους στις επόμενες γενιές.

Κατά την ενδογαμία, αδέρφια και αδελφές ή γονείς και απόγονοι χρησιμοποιούνται ως αρχικές μορφές. Μια τέτοια διασταύρωση είναι σε κάποιο βαθμό παρόμοια με την αυτογονιμοποίηση στα φυτά, η οποία οδηγεί επίσης σε αύξηση της ομοζυγωτίας και, ως αποτέλεσμα, στην εδραίωση οικονομικά πολύτιμων χαρακτηριστικών στους απογόνους.

Στην αναπαραγωγή, η ενδογαμία είναι συνήθως μόνο ένα βήμα για τη βελτίωση μιας φυλής. Ακολουθεί διασταύρωση διαφορετικών ενδογραμμικών υβριδίων, με αποτέλεσμα τα ανεπιθύμητα υπολειπόμενα αλληλόμορφα να μεταφέρονται σε ετερόζυγη κατάσταση και οι βλαβερές συνέπειες της ενδογαμίας μειώνονται αισθητά.

Στα οικόσιτα ζώα, όπως και στα φυτά, παρατηρείται το φαινόμενο της ετερογένεσης: κατά τη διασταύρωση ή διασταυρώσεις μεταξύ των ειδών, τα υβρίδια πρώτης γενιάς βιώνουν ιδιαίτερα ισχυρή ανάπτυξη και αύξηση της βιωσιμότητας.

Το Heterosis χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική εκτροφή πουλερικών και χοίρων, καθώς η πρώτη γενιά υβριδίων χρησιμοποιείται άμεσα για οικονομικούς σκοπούς.

Ο απομακρυσμένος υβριδισμός των κατοικίδιων ζώων είναι λιγότερο αποτελεσματικός από αυτόν των φυτών. Τα μεσοειδικά υβρίδια ζώων είναι συχνά στείρα. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, ο μακρινός υβριδισμός συνοδεύεται από κανονική σύντηξη γαμετών, φυσιολογική μείωση και περαιτέρω ανάπτυξη του εμβρύου, γεγονός που κατέστησε δυνατή την απόκτηση ορισμένων φυλών που συνδυάζουν πολύτιμα χαρακτηριστικά και των δύο ειδών που χρησιμοποιούνται στον υβριδισμό.

Ιστορικό επιλογής

Αρχικά, η επιλογή βασιζόταν στην τεχνητή επιλογή, όταν ένα άτομο επιλέγει φυτά ή ζώα με χαρακτηριστικά που τον ενδιαφέρουν. Μέχρι τους XVI-XVII αιώνες. η επιλογή έγινε ασυνείδητα, δηλαδή ένα άτομο, για παράδειγμα, διάλεξε τους καλύτερους, μεγαλύτερους σπόρους σιταριού για σπορά, χωρίς να σκεφτεί ότι άλλαζε τα φυτά προς την κατεύθυνση που χρειαζόταν.

Μόνο τον περασμένο αιώνα, ο άνθρωπος, μη γνωρίζοντας ακόμη τους νόμους της γενετικής, άρχισε να χρησιμοποιεί την επιλογή συνειδητά ή σκόπιμα, διασχίζοντας εκείνα τα φυτά που τον ικανοποιούσαν στο μέγιστο βαθμό.

Ωστόσο, με τη μέθοδο επιλογής, ένα άτομο δεν μπορεί να αποκτήσει θεμελιωδώς νέες ιδιότητες σε εκτρεφόμενους οργανισμούς, καθώς κατά την επιλογή είναι δυνατό να απομονωθούν μόνο εκείνοι οι γονότυποι που υπάρχουν ήδη στον πληθυσμό. Επομένως, για την απόκτηση νέων φυλών και ποικιλιών ζώων και φυτών, χρησιμοποιείται υβριδισμός (διασταύρωση), διασταύρωση φυτών με επιθυμητά χαρακτηριστικά και, στο μέλλον, επιλέγοντας από τους απογόνους εκείνα τα άτομα στα οποία ευεργετικά χαρακτηριστικάπιο έντονο.

Επιστήμονες που συνέβαλαν στην ανάπτυξη της αναπαραγωγής και της γενετικής

1) Γ. Μέντελ

Αυτός ο Γερμανός επιστήμονας έθεσε τα θεμέλια της σύγχρονης γενετικής, καθιερώνοντας το 1865 την αρχή της διακριτικότητας (ασυνέχειας), της κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων των οργανισμών. Απέδειξε επίσης τη μέθοδο της διασταύρωσης (χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα τον αρακά) και τεκμηρίωσε τρεις νόμους, που αργότερα ονομάστηκαν από αυτόν.

2) T. H. Morgan

Στις αρχές του εικοστού αιώνα, αυτός ο Αμερικανός βιολόγος τεκμηρίωσε τη χρωμοσωμική θεωρία της κληρονομικότητας, σύμφωνα με την οποία τα κληρονομικά χαρακτηριστικά καθορίζονται από τα χρωμοσώματα - τα οργανίδια του πυρήνα όλων των κυττάρων του σώματος. Ο επιστήμονας απέδειξε ότι τα γονίδια βρίσκονται γραμμικά μεταξύ των χρωμοσωμάτων και ότι τα γονίδια ενός χρωμοσώματος συνδέονται μεταξύ τους.

3) Γ. Δαρβίνος

Αυτός ο επιστήμονας, ο ιδρυτής της θεωρίας της προέλευσης του ανθρώπου από έναν πίθηκο, διεξήγαγε ένα μεγάλο αριθμό πειραμάτων για τον υβριδισμό, σε έναν αριθμό από τα οποία καθιερώθηκε η θεωρία της προέλευσης του ανθρώπου.

4) T. Fairchild

Για πρώτη φορά το 1717 έλαβε τεχνητά υβρίδια. Αυτά ήταν υβρίδια γαρύφαλλου, που προέκυψαν από τη διασταύρωση δύο διαφορετικών γονικών μορφών.

5) I. I. Gerasimov

Το 1892, ο Ρώσος βοτανολόγος Gerasimov μελέτησε την επίδραση της θερμοκρασίας στα κύτταρα της πράσινης άλγης Spirogyra και ανακάλυψε ένα εκπληκτικό φαινόμενο - μια αλλαγή στον αριθμό των πυρήνων σε ένα κύτταρο. Μετά από έκθεση σε χαμηλή θερμοκρασία ή υπνωτικά χάπια, παρατήρησε την εμφάνιση κυττάρων χωρίς πυρήνες, καθώς και με δύο πυρήνες. Ο πρώτος πέθανε σύντομα και τα κύτταρα με δύο πυρήνες διαιρέθηκαν επιτυχώς. Κατά την καταμέτρηση των χρωμοσωμάτων, αποδείχθηκε ότι υπάρχουν διπλάσια από αυτά σε σχέση με τα συνηθισμένα κύτταρα. Έτσι, ανακαλύφθηκε μια κληρονομική αλλαγή που σχετίζεται με μια μετάλλαξη του γονότυπου, δηλ. ολόκληρο το σύνολο των χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο. Ονομάζεται πολυπλοειδία και οι οργανισμοί με αυξημένο αριθμό χρωμοσωμάτων ονομάζονται πολυπλοειδείς.

5) Μ. Φ. Ιβάνοφ

Εξαιρετικό ρόλο στην εκτροφή ζώων έπαιξαν τα επιτεύγματα του διάσημου σοβιετικού κτηνοτρόφου Ιβάνοφ, ο οποίος ανέπτυξε σύγχρονες αρχές για την επιλογή και τη διασταύρωση των φυλών. Ο ίδιος εισήγαγε ευρέως τις γενετικές αρχές στην πρακτική της αναπαραγωγής, συνδυάζοντάς τις με την επιλογή των συνθηκών εκπαίδευσης και σίτισης, ευνοϊκών για την ανάπτυξη των ιδιοτήτων της φυλής. Σε αυτή τη βάση, δημιούργησε τέτοιες εξαιρετικές ράτσες ζώων όπως το λευκό ουκρανικό γουρούνι στέπας και το Askanian rambouillet.

6) J. Wilmut

Την τελευταία δεκαετία, έχει μελετηθεί ενεργά η δυνατότητα τεχνητής μαζικής κλωνοποίησης μοναδικών ζώων πολύτιμων για τη γεωργία. Η κύρια προσέγγιση είναι η μεταφορά του πυρήνα από ένα διπλοειδές σωματικό κύτταρο σε ένα ωάριο από το οποίο έχει προηγουμένως αφαιρεθεί ο δικός του πυρήνας. Το ωάριο που αλλάζει ο πυρήνας διεγείρεται να συνθλίψει (συχνά με ηλεκτροπληξία) και τοποθετείται στα ζώα για κύηση. Με αυτόν τον τρόπο, το 1997 στη Σκωτία, το πρόβατο Dolly εμφανίστηκε από τον πυρήνα ενός διπλοειδούς κυττάρου από τον μαστικό αδένα ενός προβάτου-δότη. Έγινε ο πρώτος κλώνος που αποκτήθηκε τεχνητά από θηλαστικά. Ήταν αυτή η περίπτωση που ήταν το επίτευγμα του Wilmut και των συνεργατών του.

7) S. S. Chetverikov

Στη δεκαετία του 1920, η γενετική μετάλλαξη και πληθυσμός εμφανίστηκε και άρχισε να αναπτύσσεται. Η πληθυσμιακή γενετική είναι ένα πεδίο της γενετικής που μελετά τους κύριους παράγοντες εξέλιξης - κληρονομικότητα, μεταβλητότητα και επιλογή - σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, πληθυσμούς. Ο ιδρυτής αυτής της τάσης ήταν ο Σοβιετικός επιστήμονας Chetverikov.

8) N. K. Koltsov

Στη δεκαετία του 1930, αυτός ο γενετιστής πρότεινε ότι τα χρωμοσώματα είναι γιγάντια μόρια, προβλέποντας έτσι την εμφάνιση μιας νέας κατεύθυνσης στην επιστήμη - της μοριακής γενετικής.

9) Ν. Ι. Βαβίλοφ

Ο Σοβιετικός επιστήμονας Βαβίλοφ διαπίστωσε ότι παρόμοιες μεταλλάξεις συμβαίνουν σε συγγενικά φυτά, για παράδειγμα, στο σιτάρι στο χρώμα του στάχυ, στην ακανθότητα. Αυτό το μοτίβο εξηγείται από την παρόμοια σύνθεση γονιδίων στα χρωμοσώματα συγγενών ειδών. Η ανακάλυψη του Βαβίλοφ ονομάστηκε νόμος της ομολογικής σειράς. Με βάση αυτό, μπορεί κανείς να προβλέψει την εμφάνιση ορισμένων αλλαγών στα καλλιεργούμενα φυτά.

10) I. V. Michurin

Ασχολείται με τον υβριδισμό των μηλιών. Χάρη σε αυτό, έβγαλε μια νέα ποικιλία Antonovka έξι γραμμαρίων. Και τα υβρίδια μήλων του ονομάζονται συχνά "μήλα Michurin"

Παραδείγματα επιλογής ζωντανών οργανισμών

Στον κλάδο της γούνας, μεγάλη σημασία έχει η επιλογή φυσικών μεταλλάξεων που διακρίνονται από ένα νέο όμορφο χρώμα. Μια τέτοια επιλογή δίνει πολύ γρήγορα θετικά αποτελέσματα. Αυτό μπορεί να φανεί σε νέες ράτσες αλεπούδων: ασημί-μαύρη, πλατίνα και λευκή. Η ασημί-μαύρη αλεπού, η οποία μεταφέρθηκε στην ΕΣΣΔ το 1927, πάνω από 20 χρόνια εργασίας επιλογής έχει αποκτήσει μια σειρά από ιδιότητες που τη διακρίνουν από την αρχική μορφή. Η πλατινένια αλεπού εκτράφηκε με επιλογή από μια ομάδα ασημί-μαύρων που είχαν μεγάλη ποσότητα ασημένιων μαλλιών. Στην πλατινένια αλεπού αναπτύσσονται μεγάλες λευκές κηλίδες στο στήθος, την κοιλιά, τα πόδια και το ρύγχος.

Ένα καλό παράδειγμα είναι η ράτσα των χοίρων που εκτράφηκε από τον ακαδημαϊκό M.F. Ivanov - την Ουκρανική Λευκή Στέπα. Κατά τη δημιουργία αυτής της φυλής, χρησιμοποιήθηκαν χοιρομητέρες τοπικών ουκρανικών χοίρων με μικρό βάρος και χαμηλή ποιότητα κρέατος και λίπους, αλλά καλά προσαρμοσμένες στις τοπικές συνθήκες. Οι άντρες αδελφοί ήταν λευκοί Άγγλοι κάπροι. Οι υβριδικοί απόγονοι διασταυρώθηκαν και πάλι με αγγλικούς κάπρους, χρησιμοποιήθηκε ενδογαμία σε αρκετές γενιές, δημιουργήθηκαν διάφορες γραμμές, με τη διασταύρωση των οποίων προέκυψαν οι πρόγονοι μιας νέας φυλής, η οποία δεν διέφερε στην ποιότητα και το βάρος του κρέατος από την αγγλική φυλή, και σε αντοχή - από Ουκρανικά γουρούνια.

Έχει αποδειχθεί ότι η συμβολή της αναπαραγωγής στον διπλασιασμό των αποδόσεων των μεγάλων γεωργικών καλλιεργειών, που επιτεύχθηκε το τελευταίο τέταρτο του αιώνα στις ανεπτυγμένες χώρες, είναι περίπου 50%. Το λεγομενο " πράσινη επανάσταση»Στη γεωργία του Μεξικού, της Ινδίας και ορισμένων άλλων χωρών, ποικιλίες ρυζιού χαμηλής ανάπτυξης (με ύψος στελέχους 100-110 cm), ημινάνου (80-100 cm) και νάνου (60-80 cm) , σιτάρι κ.λπ.. Χαρακτηρίζονται όχι μόνο από υψηλή αντοχή στην παραμονή, αλλά και υψηλή παραγωγικότητα του στάχυ, κυρίως λόγω του αυξημένου αριθμού κόκκων σε αυτό. Τέτοιες ποικιλίες παρέχουν αποδόσεις άνω των 60 c/ha. Η παραγωγή σιταριού στο Μεξικό και την Ινδία από το 1950 έως το 1970 αυξήθηκε περισσότερο από 8 φορές. η καλλιεργούμενη έκταση διπλασιάστηκε και η απόδοση τετραπλασιάστηκε. Παρόμοιες ποικιλίες σιταριού έχουν δημιουργηθεί και στη Ρωσία (για παράδειγμα, ημινάνος Donskaya και Mironovskaya μικρού μεγέθους).

Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν

1. http://naexamen.ru/answer/11/biol/600.shtml

2. http://www.biorg.ru/metodiselekcii.html

3. http://shkola.lv/index.php?mode=lsntheme&themeid=113

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Selection

5. http://schools.keldysh.ru/school1413/pro_2005/per/Metan.htm

6. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/163134

7. http://sbio.info/page.php?id=39

8. http://www.beekeeping.orc.ru/Arhiv/a2007/n1007_10.htm