Metode seleksi modern. Pemuliaan tanaman, metode

Pada tanaman, itu dilakukan dengan penyerbukan sendiri secara paksa dari bentuk penyerbukan silang ( kawin sedarah). Pada hewan, ini adalah persilangan individu yang memiliki tingkat kekerabatan yang dekat dan, oleh karena itu, kesamaan genetik. Inbreeding digunakan untuk menghasilkan galur murni atau homozigot. Sendiri, garis-garis ini tidak memiliki nilai selektif, karena perkawinan sedarah disertai dengan depresi perkembangan. Efek negatif dari perkawinan sedarah dijelaskan oleh transisi ke keadaan homozigot dari banyak gen resesif yang berbahaya. Fenomena serupa, khususnya, diamati pada seseorang dengan pernikahan terkait, yang atas dasar itu mereka dilarang. Pada saat yang sama, di alam, terdapat spesies tumbuhan dan hewan yang norma autogami-nya (gandum, jelai, kacang polong, buncis), yang hanya dapat dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa mereka memiliki mekanisme yang mencegah penghapusan kombinasi berbahaya. gen.

Dalam pemuliaan, garis inbrida tanaman dan hewan banyak digunakan untuk mendapatkan hibrida interline. Hibrida semacam itu telah menyatakan heterosis, termasuk dalam kaitannya dengan bidang generatif. Secara khusus, benih jagung hibrida diperoleh dengan cara ini, yang ditanam di sebagian besar wilayah dunia yang dialokasikan untuk tanaman ini.

Atas dasar perkawinan sedarah oleh peternak Saratov terkenal E.M. Plachek telah menciptakan varietas bunga matahari Saratov 169 yang luar biasa.

Kebalikan dari inbreeding adalah perkawinan silang- persilangan organisme yang tidak terkait. Bersamaan dengan perkawinan silang dan perkawinan silang, juga termasuk perkawinan silang dan perkawinan silang, jika induknya tidak memiliki nenek moyang yang sama dalam 4-6 generasi. Ini adalah jenis persilangan yang paling umum, karena hibrida lebih layak dan tahan terhadap efek berbahaya, mis. menunjukkan beberapa tingkat heterosis. Fenomena heterosis pertama kali dijelaskan oleh hibridizer Jerman abad ke-18 yang luar biasa. I. Kelreuter. Namun, sifat dari fenomena ini masih belum sepenuhnya dipahami. Dipercayai bahwa heterosis disebabkan oleh keuntungan dari keadaan heterozigot untuk banyak gen, serta sejumlah besar alel dominan yang disukai dan interaksinya.

Poin penting yang memperumit penggunaan heterosis dalam pemuliaan adalah pelemahannya pada generasi berikutnya. Dalam hal ini, pemulia dihadapkan pada tugas mengembangkan metode untuk memperbaiki heterosis pada hibrida. Salah satunya, ahli genetika mempertimbangkan pemindahan tanaman hibrida ke mode reproduksi apomiktik.

Jenis persilangan lain yang digunakan dalam pemuliaan adalah hibridisasi jauh. Ini termasuk persilangan antara varietas, spesies dan genera. Persilangan bentuk yang jauh secara genetik sulit karena ketidakcocokannya, yang dapat memanifestasikan dirinya pada tingkat yang berbeda. Misalnya, pada tanaman dengan hibridisasi jauh, pertumbuhan tabung serbuk sari pada kepala putik mungkin tidak ada, pada hewan, ketidaksesuaian waktu reproduksi atau perbedaan struktur organ reproduksi dapat menjadi penghalang. Namun demikian, meskipun ada hambatan, hibridisasi interspesifik dilakukan baik di alam maupun dalam percobaan. Untuk mengatasi non-persilangan spesies, pemulia mengembangkan metode khusus. Misalnya, hibrida antara jagung dan kerabat liar apomiktiknya, trypsacum, diperoleh dengan memendekkan kepala putik jagung menjadi panjang tabung polen trypsacum. Dengan hibridisasi jauh buah I.V. Michurin mengembangkan metode seperti itu untuk mengatasi non-persilangan, seperti metode konvergensi vegetatif awal (okulasi), metode mediator, penyerbukan dengan campuran serbuk sari dari spesies yang berbeda, dll. Misalnya, untuk mendapatkan persik hibrida dengan dingin -almond Mongolia yang tahan, dia sebelumnya menyilangkan almond dengan buah persik David yang setengah dibudidayakan. Setelah menerima perantara hibrida, dia menyilangkannya dengan buah persik.

Di usia 20-an. abad ke-20 di Lembaga Riset Pertanian Tenggara di Saratov G.K. Meister memperoleh hibrida gandum-gandum pertama, yang ditanam di area yang cukup luas. Di sini, peternak luar biasa A.P. Shekhurdin, berdasarkan persilangan gandum lunak dan durum, memperoleh varietas Sarrubra gandum lunak berkualitas tinggi, Sarroza, yang berfungsi sebagai donor gen untuk varietas luar biasa lainnya dan dibudidayakan di wilayah Volga di wilayah yang luas. Pada tahun 1930 N.V. Tsitsin untuk pertama kalinya di dunia menyilangkan gandum dengan rumput gandum, dan segera S.M. Verushkin memperoleh hibrida antara gandum dan elimus. Sudah pada pertengahan 30-an. Ilmuwan Saratov telah menjadi pemimpin di negara kita di bidang pemuliaan gandum dan bunga matahari. Dan sekarang ratusan ribu hektar ditanami varietas gandum dan bunga matahari, dibiakkan oleh peternak Saratov. Dibuat oleh N.N. Varietas Saltykov dari gandum musim dingin durum Yantar Povolzhya dianugerahi emas dan medali perak VVC.

metode hibridisasi jauh Di berbagai negara, diperoleh varietas kentang, tembakau, kapas, dan tebu yang tahan terhadap penyakit dan hama.

Poin negatif dari hibridisasi jauh adalah sterilitas sebagian atau seluruhnya dari hibrida jauh, yang terutama disebabkan oleh gangguan meiosis selama pembentukan sel germinal. Pelanggaran dapat terjadi baik secara kebetulan maupun dengan perbedaan jumlah kromosom dalam bentuk aslinya. Pada kasus pertama, penyebab pelanggaran adalah kurangnya homologi set kromosom dan pelanggaran proses konjugasi, pada kasus kedua, pembentukan gamet dengan jumlah kromosom yang tidak seimbang juga ditambahkan ke alasan ini. Bahkan jika gamet tersebut dapat hidup, maka aneuploid muncul dari fusi mereka pada keturunannya, yang seringkali menjadi tidak dapat hidup dan mengalami eliminasi. Misalnya, ketika menyilangkan 28 kromosom dan 42 spesies gandum kromosom, terbentuklah hibrida dengan 35 kromosom. Pada hibrida F2, jumlah kromosom bervariasi dari 28 hingga 42. Pada generasi berikutnya, tanaman dengan jumlah yang tidak seimbang secara bertahap dihilangkan, dan pada akhirnya hanya tersisa dua kelompok dengan kariotipe induk.

Dengan hibridisasi jauh, dalam proses pembentukan hibrida, terjadi proses pembentukan: bentuk-bentuk hibrida dengan ciri-ciri baru terbentuk. Misalnya, pada keturunan hibrida rumput sofa gandum, muncul bentuk multi-bunga, telinga bercabang, dll.Bentuk-bentuk ini biasanya tidak stabil secara genetik, dan periode waktu yang lama diperlukan untuk stabilisasi. Namun, hibridisasi jarak jauhlah yang memungkinkan pemulia memecahkan masalah yang tidak dapat diselesaikan dengan metode lain. Misalnya, semua varietas kentang sangat dipengaruhi oleh berbagai penyakit dan hama. Dimungkinkan untuk mendapatkan varietas tahan hanya dengan meminjam properti ini dari spesies yang tumbuh liar.

Tahap wajib dari setiap proses seleksi, termasuk penggunaan metode hibridisasi, adalah pilihan, yang dengannya pemulia mengkonsolidasikan sifat-sifat yang diperlukan untuk membuat varietas atau trah baru.

Ch Darwin membedakan dua jenis seleksi buatan: ketidaksadaran dan metodis. Selama ribuan tahun, orang secara tidak sadar telah memilih, memilih spesimen tumbuhan dan hewan terbaik sesuai dengan ciri-ciri yang mereka minati. Berkat pemilihan inilah semua tanaman yang dibudidayakan telah dibuat.

Dengan pemilihan metodis, seseorang menetapkan tujuan terlebih dahulu, tanda apa dan ke arah mana dia akan berubah. Bentuk seleksi ini mulai digunakan sejak akhir abad ke-18. dan mencapai hasil luar biasa dalam peningkatan hewan peliharaan dan tanaman budidaya.

Seleksi bisa massal dan individual. Seleksi massal- lebih sederhana dan terjangkau. Dengan seleksi massal, sejumlah besar individu populasi dengan sifat yang diinginkan dipilih secara bersamaan, sisanya dibuang. Pada tumbuhan, benih dari semua individu terpilih digabungkan dan disemai di satu area. Seleksi massal bisa tunggal dan ganda, yang ditentukan, pertama-tama, dengan metode penyerbukan tanaman: pada persilangan, seleksi biasanya dilakukan selama beberapa generasi hingga keseragaman keturunan tercapai. Terkadang seleksi berlanjut terus menerus untuk menghindari hilangnya sifat-sifat yang berharga. Sejumlah besar varietas lama tanaman pertanian telah dibuat melalui seleksi massal, misalnya varietas soba Bogatyr, dibuat pada awal abad ke-20, dan sekarang tetap menjadi salah satu varietas terbaik tanaman ini.

Metode seleksi individu lebih kompleks dan memakan waktu, tetapi jauh lebih efektif. Varietas baru dengan seleksi individu dibuat dari satu spesimen elit. Metode ini melibatkan pemilihan keturunan tanaman ini selama beberapa generasi, yang membuat prosedur pembuatan varietas menjadi sangat lama.

Seleksi individu banyak digunakan dalam pemuliaan hewan. Dalam hal ini digunakan metode bapak per keturunan, dimana nilai genetik bapak ditentukan berdasarkan kualitas keturunannya. Misalnya, kualitas indukan dinilai berdasarkan penampilan anak perempuannya. Metode evaluasi lainnya disebut pemilihan saudara. Dalam hal ini, penilaian dilakukan sesuai dengan produktivitas individu terkait - saudara dan saudari.

Yang paling efektif adalah seleksi, yang dilakukan dengan latar belakang lingkungan yang secara maksimal mengungkapkan kemampuan herediter organisme. Tidak dapat dipilih untuk toleransi kekeringan di iklim lembab. Seringkali pemilihan dibuat secara khusus dalam kondisi ekstrim yang dibuat secara artifisial, mis. dengan latar belakang yang provokatif.

Seleksi dan hibridisasi adalah metode pemuliaan tradisional yang telah lama memainkan peran utama dalam skema pemuliaan. Namun, perkembangan genetika berhasil di abad kedua puluh. menyebabkan pengayaan yang signifikan dari gudang metode pemuliaan. Secara khusus, fenomena genetik seperti poliploidi, haploidi, sterilitas pria sitoplasma (CMS).

Autopoliploid banyak tanaman, seperti gandum hitam, semanggi, mint, lobak, digunakan sebagai bahan awal untuk membuat varietas baru. Di GDR dan Swedia pada paruh pertama abad kedua puluh. Diperoleh varietas gandum hitam bertangkai pendek tetraploid, memiliki bulir lebih besar dibandingkan dengan varietas diploid. Akademisi N.V. Tsitsin menciptakan gandum bercabang tetraploid dengan produktivitas tinggi. V.V. Sakharov dan A.R. Zhebrak memperoleh bentuk soba tetraploid berbiji besar dengan kandungan nektar yang tinggi.

Berdasarkan poliploidi Hasil terbesar telah dicapai dalam pemilihan gula bit. Varietas triploid hibrida telah dibuat yang menggabungkan hasil tinggi dengan kandungan gula tinggi pada tanaman umbi-umbian. Pada saat yang sama, varietas tetraploid hasil tinggi dan hibrida gula dan bit pakan ternak diciptakan. Dengan menyilangkan semangka tetraploid dan diploid, ahli genetika Jepang G. Kihara memperoleh semangka tanpa biji, yang ditandai dengan hasil tinggi dan rasa yang luar biasa.

Dalam pemilihan sejumlah tanaman, bentuk lain dari poliploidi juga ditemukan aplikasinya - allopolyploidy. Allopolyploids adalah hibrida interspesifik di mana set kromosom berlipat ganda atau lebih. Ketika menggandakan set kromosom diploid dari hibrida yang diperoleh dari persilangan dua spesies atau genera yang berbeda, tetraploid subur terbentuk, yang disebut amphidiploid. Mereka dicirikan oleh heterosis yang diucapkan, yang bertahan pada generasi berikutnya. Amphidiploid, khususnya, adalah tanaman biji-bijian baru - triticale. Itu diterima oleh V.E. Pisarev dengan melintasi gandum musim dingin yang lembut (2 N= 42) dengan gandum musim dingin (2 N= 14). Untuk menggandakan set kromosom dalam hibrida 28-kromosom intergenerik, tanaman diperlakukan dengan colchicine, racun sel yang menghalangi pemisahan kromosom selama meiosis. Amphidiploid triticale 56-kromosom yang dihasilkan dicirikan oleh kandungan protein yang tinggi, lisin, telinga besar, pertumbuhan cepat, peningkatan ketahanan terhadap penyakit, dan ketahanan musim dingin. Triticale 42-kromosom memiliki nilai pemuliaan yang lebih besar. Mereka bahkan lebih produktif dan tahan terhadap pengaruh berbahaya.

Penggunaan colchicine untuk produksi buatan poliploid telah merevolusi bidang poliploidi eksperimental. Dengan bantuannya, bentuk triploid dan tetraploid diperoleh di lebih dari 500 spesies tanaman. Beberapa dosis radiasi pengion juga memiliki efek poliploidisasi.

Penggunaan fenomena haploidy telah membuka prospek besar dalam pengembangan teknologi untuk pembuatan garis homozigot secara cepat dengan menggandakan set kromosom dalam haploid. Frekuensi haploidi spontan pada tanaman sangat rendah (pada jagung satu haploid per seribu diploid), dan oleh karena itu metode untuk produksi massal haploid telah dikembangkan. Salah satunya adalah produksi haploid melalui kultur antera. Kepala sari pada tahap mikrospora ditanam pada media nutrisi buatan yang mengandung stimulan pertumbuhan - sitokinin dan auksin. Struktur mirip kuman terbentuk dari mikrospora - embrioid dengan jumlah kromosom haploid. Dari jumlah tersebut, bibit kemudian berkembang, diberikan setelah transplantasi ke lingkungan baru tanaman haploid normal. Terkadang perkembangan disertai dengan pembentukan kalus dengan fokus morfogenesis. Setelah transplantasi ke lingkungan yang optimal, mereka juga membentuk embrio dan bibit yang tumbuh menjadi tanaman haploid normal.

Dengan membuat garis diploid homozigot dari haploid dan menyilangkannya, diperoleh varietas hibrida jagung, gandum, barley, rapeseed, tembakau, dan tanaman lain yang berharga. Penggunaan haploid memungkinkan untuk mengurangi periode pembuatan garis homozigot sebanyak 2-3 kali.

Dalam skema pemuliaan untuk produksi benih hibrida jagung, gandum, dan sejumlah tanaman lainnya, fenomena CMS digunakan, yang memungkinkan penyederhanaan dan pengurangan biaya proses ini, karena prosedur manual untuk pengebirian perbungaan jantan dalam produksi hibrida F 1 dihilangkan.

Penggunaan kemajuan terbaru dalam genetika dan penciptaan teknologi yang efisien telah memungkinkan peningkatan produktivitas varietas tanaman yang dibudidayakan berkali-kali lipat. Di tahun 70-an. Istilah "Revolusi Hijau" diciptakan, yang mencerminkan lompatan signifikan dalam hasil tanaman pertanian terpenting, yang dicapai dengan bantuan teknologi baru. Menurut ekonom, kontribusi metode genetik peningkatan hasil adalah 50%. Sisanya diperhitungkan dengan penggunaan metode pengolahan tanah yang lebih baik dan pencapaian agrokimia. Pengenalan teknologi yang kompleks telah mengarah pada penanaman skala besar dari jenis tanaman tertentu dalam jumlah terbatas. Hal ini menyebabkan masalah yang terkait dengan penyakit dan wabah akibat kerusakan tanaman oleh berbagai hama. Ketahanan tanaman terhadap faktor-faktor berbahaya inilah yang menempati urutan pertama dalam daftar sifat untuk seleksi.

Metode dasar pemuliaan tanaman

Kata "seleksi" berasal dari lat. "selectio", yang dalam terjemahannya berarti pilihan, seleksi". Seleksi adalah ilmu yang mengembangkan cara dan metode baru untuk memperoleh varietas tanaman dan hibridanya, breed hewan. Ini juga merupakan cabang pertanian yang mengembangkan varietas dan breed baru dengan kebutuhan untuk manusia sifat: produktivitas tinggi, kualitas produk tertentu, kebal terhadap penyakit, beradaptasi dengan baik pada kondisi pertumbuhan tertentu. Dasar teori pemuliaan adalah genetika dan pola hereditas dan variabilitas organisme dikembangkan olehnya. Teori evolusi Charles Darwin, hukum Gregory Mendel, doktrin garis murni dan mutasi memungkinkan pemulia mengembangkan metode untuk mengendalikan hereditas organisme tumbuhan dan hewan.

Peran penting dalam praktik pemuliaan dimainkan oleh analisis hibridologis.

Proses seleksi dibagi menjadi tiga cabang: seleksi dalam produksi tanaman, seleksi dalam peternakan dan seleksi mikroorganisme.

Menemukan gen tertentu, mengekstraknya dari sel, menanamkannya ke sel lain, dan mendapatkan organisme yang benar-benar baru yang memenuhi semua persyaratan dengan sempurna - hanya bisa diimpikan. Temukan kombinasi gen yang tepat, dan kentang akan berhenti takut pada kumbang kentang Colorado, gandum akan berhenti takut akan hujan dan salju, kedelai akan menghasilkan panen yang belum pernah terjadi sebelumnya, akan ada dua kali lebih banyak beta-karoten dalam tomat, brokoli akan mulai untuk memperlambat pertumbuhan sel kanker, ayam akan membuat kita senang dengan telur yang kaya akan asam lemak tak jenuh ganda yang hanya terdapat pada ikan. Tapi Anda tidak pernah tahu apa lagi yang bisa dicapai dengan memanipulasi kode gen!

Pemuliaan tanaman primitif muncul bersamaan dengan pertanian. Setelah mulai membudidayakan tanaman, manusia mulai memilih, melestarikan, dan menyebarkan yang terbaik. Banyak tanaman budidaya dibudidayakan sekitar 10 ribu tahun sebelum zaman kita. Peternak zaman kuno menciptakan varietas tanaman buah, anggur, banyak varietas gandum, melon, dan labu yang sangat baik. Tetapi pengaruh yang signifikan terhadap perkembangan pemuliaan tanaman diberikan oleh karya para praktisi pemulia Eropa Barat abad ke-18, misalnya, ilmuwan Inggris Gallet, Shiref, dan ilmuwan Jerman Rimpau. Mereka menciptakan beberapa varietas gandum, mengembangkan cara membiakkan varietas baru. Pada 1774, perusahaan pemuliaan Vilmorin didirikan di dekat Paris, yang pemulianya adalah orang pertama yang mengevaluasi tanaman terpilih menurut keturunannya. Mereka berhasil mengembangkan varietas bit gula yang mengandung gula hampir 3 kali lebih banyak dari aslinya. Pekerjaan ini membuktikan pengaruh seleksi yang sangat besar pada perubahan sifat tumbuhan ke arah yang diperlukan manusia. Dengan perkembangan kapitalisme pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19 di Eropa dan Amerika Utara ada perusahaan benih industri dan banyak pilihan dan perusahaan penanaman benih; pemuliaan tanaman industri bermunculan, yang perkembangannya sangat dipengaruhi oleh pencapaian botani, teknologi mikroskopis, dan banyak lainnya. yang lain

Dan di Rusia I.V. Michurin mulai mengerjakan pemilihan tanaman buah. Setelah berhasil menerapkan sejumlah metode orisinal baru, ia menciptakan banyak varietas tanaman buah dan beri. Yang sangat penting bagi teori dan praktik pemuliaan tanaman adalah karyanya tentang hibridisasi bentuk-bentuk yang jauh secara geografis. Pada saat yang sama, di AS, L. Burbank, melalui perkawinan silang yang cermat dan seleksi yang sempurna, diciptakan seluruh baris varietas baru dari berbagai tanaman pertanian. Beberapa di antaranya termasuk dalam bentuk yang sebelumnya tidak ditemukan di alam (plum tanpa biji, varietas blackberry tidak berduri).

Dalam pemuliaan tanaman, pengembangan dasar ilmiah seleksi dan hibridisasi, metode untuk membuat bahan awal - poliploidi, mutagenesis eksperimental, haploidi, pemilihan sel, rekayasa kromosom dan genetik, hibridisasi protoplas, kultur kuman dan sel somatik serta jaringan tanaman; studi tentang dasar-dasar kekebalan genetik dan fisiologis-biokimia, pewarisan sifat kuantitatif dan kualitatif yang paling penting (protein dan komposisi asam amino, lemak, pati, gula). Dalam pemuliaan tanaman modern, populasi alami dan hibrida, garis penyerbukan sendiri, mutan buatan, dan bentuk poliploid digunakan sebagai bahan awal. Sebagian besar varietas tanaman pertanian diciptakan melalui seleksi dan hibridisasi intraspesifik. Varietas biji-bijian mutan dan poliploid, tanaman industri dan pakan ternak telah diperoleh. Keberhasilan hibridisasi sangat ditentukan oleh pemilihan pasangan tetua yang tepat untuk persilangan, terutama sesuai dengan prinsip ekologi dan geografis. Jika perlu menggabungkan sifat-sifat dari beberapa bentuk tetua dalam keturunan hibrida, digunakan hibridisasi bertahap. Metode ini banyak digunakan di seluruh dunia. Untuk meningkatkan sifat yang diinginkan dari salah satu tetua dalam keturunan hibrida, persilangan balik digunakan. Untuk menggabungkan dalam satu varietas karakteristik dan sifat dari spesies atau genera tanaman yang berbeda, digunakan hibridisasi jauh.

I.V. Michurin adalah ilmuwan-pemulia yang luar biasa, salah satu pendiri ilmu pemuliaan tanaman buah. Dia tinggal dan bekerja di kota kabupaten Kozlov (provinsi Tambov), berganti nama pada tahun 1932 menjadi Michurinsk. berkebun dengan tahun muda adalah hal favoritnya. Dia menetapkan tujuan hidupnya untuk memperkaya taman Rusia dengan varietas baru dan mencapai impian ini, terlepas dari kesulitan dan kesulitan yang luar biasa.

Dia mengembangkan metode praktis orisinal untuk mendapatkan hibrida dengan sifat baru yang berguna bagi manusia, dan juga membuat kesimpulan teoretis yang sangat penting.

Setelah mengatur sendiri tugas untuk mempromosikan varietas pohon buah selatan ke Rusia tengah, Michurin pertama kali mencoba menyelesaikannya dengan menyesuaikan varietas ini dalam kondisi baru. Tetapi varietas selatan yang ditanamnya membeku di musim dingin. Sekadar mengubah kondisi keberadaan suatu organisme tidak dapat mengubah genotipe stabil yang dikembangkan secara filogenetik, terlebih lagi, ke arah tertentu.

Yakin akan ketidaksesuaian metode aklimatisasi, Michurin mengabdikan hidupnya untuk pekerjaan pemuliaan, di mana ia menggunakan tiga jenis pengaruh utama pada sifat tanaman: hibridisasi, pendidikan hibrida yang sedang berkembang dalam berbagai kondisi, dan seleksi.

Hibridisasi, yaitu memperoleh varietas dengan karakteristik baru yang lebih baik, paling sering dilakukan dengan menyilangkan varietas lokal dengan varietas selatan yang memiliki palatabilitas lebih tinggi. Pada saat yang sama, fenomena negatif diamati - dominasi ciri-ciri varietas lokal dalam hibrida.

Alasannya adalah adaptasi historis varietas lokal dengan kondisi keberadaan tertentu.

Salah satu syarat utama yang berkontribusi pada keberhasilan hibridisasi, Michurin mempertimbangkan pemilihan pasangan induk. Dalam beberapa kasus, ia mengambil persilangan orang tua yang jauh di habitat geografis mereka. Jika untuk bentuk induk kondisi keberadaannya tidak sesuai dengan yang biasanya, ia beralasan, maka hibrida yang diperoleh dari mereka akan lebih mudah beradaptasi dengan faktor baru, karena tidak akan ada dominasi sepihak. Kemudian peternak akan dapat mengontrol perkembangan hibrida yang beradaptasi dengan kondisi baru.

Dengan metode ini, varietas pir Michurina musim dingin Bere dibiakkan. Sebagai seorang ibu, pir liar Ussuri diambil, yang dibedakan oleh buah-buahan kecil, tetapi tahan musim dingin, sebagai ayah, varietas selatan Bere royale dengan buah-buahan berair besar. Bagi kedua orang tuanya, kondisi Rusia tengah tidak biasa.

Hibrida menunjukkan kualitas induk yang dibutuhkan oleh pemulia: buahnya besar, dapat disimpan, memiliki rasa yang tinggi, dan tanaman hibrida itu sendiri tahan dingin hingga - 36 °.

Dalam kasus lain, Michurin memilih varietas tahan beku lokal dan menyilangkannya dengan yang menyukai panas selatan, tetapi dengan yang lain kualitas yang sangat baik. Michurin membesarkan hibrida yang dipilih dengan hati-hati dalam kondisi Spartan, percaya bahwa jika tidak, mereka akan memiliki sifat termofilisitas. Jadi, varietas apel Slavyanka diperoleh dari persilangan Antonovka dengan nanas varietas selatan Ranet.

Selain menyilangkan dua bentuk yang termasuk dalam kategori sistematis yang sama (pohon apel dengan pohon apel, pir dengan pir), Michurin juga menggunakan hibridisasi bentuk jauh: ia menerima hibrida interspesifik dan intergenerik.

Dia memperoleh hibrida antara ceri dan ceri burung (cerapadus), antara aprikot dan prem, prem dan semak berduri, abu gunung dan hawthorn Siberia, dll.

Dalam kondisi alami, serbuk sari asing dari spesies lain tidak dirasakan oleh tanaman induk dan persilangan tidak terjadi. Untuk mengatasi non-crossing dalam hibridisasi jauh, Michurin menggunakan beberapa metode.

Metode pendekatan vegetatif pendahuluan.

Batang bibit rowan hibrida (cangkok) berumur satu tahun dicangkokkan ke mahkota tanaman dari spesies atau genus lain, misalnya, ke buah pir (batang bawah). Setelah 5-6 tahun nutrisi, karena zat yang dihasilkan oleh stok, terjadi beberapa perubahan, konvergensi sifat fisiologis dan biokimia batang atas.

Selama berbunga abu gunung, bunganya diserbuki dengan serbuk sari dari batang bawah. Di sinilah crossover terjadi.

metode perantara.

Itu digunakan oleh Michurin dalam hibridisasi buah persik yang dibudidayakan dengan kacang almond Mongolia liar (untuk memindahkan buah persik ke utara). Karena persilangan langsung dari bentuk-bentuk ini tidak memungkinkan, Michurin menyilangkan berang-berang dengan persik David yang setengah dibudidayakan. Hibrida mereka disilangkan dengan buah persik yang dibudidayakan, yang disebutnya sebagai perantara.

Metode penyerbukan dengan campuran serbuk sari.

I.V. Michurin menggunakan berbagai varian campuran serbuk sari. Sejumlah kecil serbuk sari dari tanaman induk dicampur dengan serbuk sari dari ayah. Dalam hal ini, serbuk sarinya sendiri mengiritasi kepala putik, yang mampu menerima serbuk sari asing. Saat menyerbuki bunga apel dengan serbuk sari pir, sedikit serbuk sari apel ditambahkan ke yang terakhir. Bagian dari ovula dibuahi oleh serbuk sarinya sendiri, bagian lainnya - oleh (pir) orang lain.

Non-persilangan juga diatasi ketika bunga tanaman induk diserbuki dengan campuran serbuk sari dari spesies yang berbeda tanpa penambahan serbuk sari dari varietasnya sendiri.

Minyak atsiri dan sekresi lain yang dikeluarkan oleh serbuk sari asing mengiritasi stigma tanaman induk dan berkontribusi pada persepsinya.

Selama bertahun-tahun bekerja dalam pemuliaan varietas tanaman baru, I.V. Michurin menunjukkan pentingnya pendidikan selanjutnya dari hibrida muda setelah persilangan.

Saat memelihara hibrida yang sedang berkembang, Michurin memperhatikan komposisi tanah, metode penyimpanan benih hibrida, seringnya penanaman kembali, sifat dan tingkat nutrisi bibit, dan faktor lainnya.

metode pembimbing. seleksi vegetatif Michurin

Selain itu, Michurin banyak menggunakan metode mentor yang dikembangkannya. Untuk menumbuhkan kualitas yang diinginkan dalam bibit hibrida, bibit tersebut dicangkokkan ke tanaman yang memiliki kualitas tersebut. Pengembangan lebih lanjut dari hibrida berada di bawah pengaruh zat yang dihasilkan oleh tanaman induk (mentor); kualitas yang diinginkan ditingkatkan dalam hibrida. DI DALAM kasus ini dalam proses pengembangan hibrida, terjadi perubahan sifat dominasi.

Baik batang bawah maupun batang atas bisa menjadi mentor. Dengan cara ini, Michurin membiakkan dua varietas - Kandil-Cina dan Bellefleur-Cina.

Kandil-Cina adalah hasil persilangan Kitaika dengan varietas Krimea Kandil-Sinap. Pada awalnya, hibrida mulai menyimpang ke induk selatan, yang dapat mengembangkan ketahanan dingin yang tidak memadai di dalamnya. Untuk mengembangkan dan mengkonsolidasikan tanda tahan beku, Michurin mencangkokkan hibrida ke mahkota ibu Kitayka, yang memiliki kualitas tersebut. Nutrisi terutama dengan zat-zatnya memunculkan kualitas yang diinginkan dalam hibrida. Pemuliaan Bellefleur-Cina kelas dua dikaitkan dengan beberapa penyimpangan hibrida menuju Kitayka yang tahan beku dan matang awal. Buah hibrida tidak tahan disimpan dalam waktu lama.

Untuk membudidayakan sifat menjaga kualitas dalam hibrida, Michurin menanam beberapa stek varietas pematangan akhir ke mahkota bibit hibrida Bellefleur-Cina.

Hasilnya ternyata bagus - buah Chinese Bellefleur memperoleh kualitas yang diinginkan - kematangan yang terlambat dan kualitas yang terjaga.

Metode mentor nyaman karena tindakannya dapat diatur dengan metode berikut: 1) rasio usia mentor dan hibrida; 2) durasi mentor; 3) rasio kuantitatif daun mentor dan hibrida.

Misalnya, intensitas tindakan mentor akan semakin tinggi, semakin tua usianya, semakin kaya dedaunan tajuk dan semakin lama ia bertindak. Dalam pekerjaan pemuliaan, Michurin sangat mementingkan seleksi, yang dilakukan berulang kali dan sangat ketat. Benih hibrida dipilih berdasarkan ukuran dan kebulatannya: hibrida - menurut konfigurasi dan ketebalan helai daun dan tangkai daun, bentuk pucuk, lokasi tunas lateral, menurut ketahanan musim dingin dan ketahanan terhadap penyakit jamur, hama dan banyak ciri lainnya, dan terakhir, sesuai dengan kualitas buahnya.

Hasil karya IV Michurin sangat mencolok. Dia menciptakan ratusan varietas tanaman baru. Sejumlah varietas pohon apel dan tanaman berry berkembang jauh ke utara. Mereka memiliki rasa yang tinggi dan pada saat yang sama disesuaikan dengan kondisi lokal. Varietas baru Antonovka 600 gram menghasilkan hingga 350 kg per pohon. Anggur Michurin bertahan selama musim dingin tanpa membedaki tanaman merambat, yang dilakukan bahkan di Krimea, dan pada saat yang sama tidak mengurangi indikator komoditasnya. Michurin menunjukkan dalam karyanya itu kemungkinan kreatif manusia tidak terbatas.

Tampilan modern.

Pada prinsipnya tidak ada yang baru dalam ide mendapatkan produk modifikasi.

Alam sendiri dalam proses evolusi menciptakan organisme baru dan melengkapi organisme baru yang diciptakan sebelumnya. Benar, butuh ribuan tahun.

Manusia memutuskan untuk mempercepat proses ini dan menciptakan ilmu membiakkan varietas tanaman dan hewan baru - seleksi. Ilmuwan menyilangkan organisme dengan sifat yang diperlukan, memilih sampel yang berhasil dari keturunan yang dihasilkan dan menyilangkannya lagi, mencapai kemurnian genetik yang lengkap. Dekade diperlukan untuk mendapatkan, dengan menggunakan metode ini, gandum tahan beku atau jenis sapi yang menghasilkan tujuh kali produksi susu. Beberapa puluh tahun dibandingkan dengan satu milenium bukanlah apa-apa, tetapi bagi manusia yang tidak sabar ini terasa terlalu lama. Para ilmuwan telah menemukan cara yang lebih cepat untuk mendapatkan organisme dengan seperangkat gen tertentu. Sel hidup menjadi sasaran paparan radiasi yang parah, menyebabkan mutasi acak, dengan harapan setidaknya beberapa sel akan bermutasi ke arah yang benar. Dan meskipun dengan metode seleksi ini ada lebih banyak hasil yang tidak diinginkan dibandingkan dengan persilangan konvensional, waktu untuk mendapatkan hasil yang diinginkan dikurangi menjadi 10-15 tahun.

Penggunaan mutagenesis radiasi menyebabkan badai di antara para ilmuwan - tetapi dalam cangkir teh. Sengketa dilakukan, namun secara tertutup, agar tidak menarik perhatian publik. Dibandingkan dengan metode radiasi, teknologi transplantasi fragmen DNA, yang digunakan oleh rekayasa genetika, tampaknya merupakan puncak kelezatan. Paling tidak, ini hampir menghilangkan risiko mendapatkan hasil yang tidak diinginkan.

Rebutan adalah ciptaan genetik asli - tomat dengan insang, yang ditanamkan dengan gen menggelepar Amerika Utara untuk ketahanan beku. Tidak seorang pun, tentu saja, membayangkan apa yang akan terjadi sebagai hasilnya. Siapa yang tahu kejutan apa lagi yang akan diberikan produk transgenik kepada orang-orang? Ahli ekologi, misalnya, sangat khawatir tentang apa yang akan dimakan kumbang kentang Colorado jika tidak ada kentang yang tidak dimodifikasi yang tersisa di dunia. Tetapi petani kentang lamban dalam mengungkapkan keprihatinan mereka: kentang yang tahan hama kini ditanam hampir di mana-mana.

Dokter prihatin dengan sisi lain dari pertanyaan: bagaimana produk yang dimodifikasi akan mempengaruhi tubuh manusia? Akankah dia menganggap sel-sel dari kentang yang sama dengan potongan DNA kubis yang tertanam di dalamnya sebagai alergen? Dan secara umum - seberapa baik makanan seperti itu akan diserap, apakah akan memberikan zat yang diperlukan tubuh secara penuh?

Sengketa seputar produk transgenik tidak mungkin dapat diselesaikan dengan cepat. Kemungkinan besar, sementara para ilmuwan diam-diam akan mencari jalan tengah antara "berguna" dan "berbahaya", produk yang dimodifikasi secara diam-diam akan bergabung dengan kehidupan kita sehari-hari. Saat ini mereka sudah melakukannya. Apel berkilau, wortel satu per satu, tomat musim dingin ... Anda juga tidak boleh berpikir bahwa panen dari kebun Anda sendiri tidak ada hubungannya dengan rekayasa genetika.

Benih yang digunakan oleh penghuni musim panas juga bisa menjadi gagasan sains.

Namun dalam beberapa kasus, produk transgenik tidak lebih berbahaya dan bahkan lebih baik dari produk konvensional.

Jadi, misalnya, ternyata kedelai - produk rekayasa genetika pertama yang menerima sertifikat pendaftaran negara di Rusia, yang memungkinkan penanaman dan penggunaan tanaman ini tanpa hambatan. Para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa kedelai transgenik lebih ramah lingkungan dan lebih aman daripada kedelai konvensional. Pestisida, herbisida, dan insektisida secara tradisional telah digunakan untuk mengendalikan gulma dan hama yang menyerang tanaman ini, dan kedelai transgenik mengatasi semua kemalangan tersebut. Artinya, kami mendapatkan, meskipun tidak terlalu alami, tetapi produk yang ramah lingkungan.

Di Amerika Serikat, penggunaan produk rekayasa genetika diperbolehkan tanpa batasan apa pun (dan bahkan tanpa indikasi bahwa ini adalah gagasan rekayasa genetika). Di negara-negara UE, penjualan produk modifikasi diizinkan dengan syarat diberi label khusus. Di negara kita, setiap produk dengan gen yang dimodifikasi harus menerima sertifikat pendaftaran negara yang menegaskan keamanannya. Semuanya terlihat relatif baik. Namun dalam praktiknya, semuanya jauh lebih rumit. Produk mungkin hanya mengandung satu komponen yang diperoleh dari bahan baku transgenik. Siapa yang akan memberi tahu kami apakah itu dimodifikasi sekarang atau tidak.

Mengingat keadaan ini, dokter dan ahli gizi bersikeras bahwa setiap produk tersebut memiliki label khusus yang akan menunjukkan komponen mana yang dimodifikasi dan berapa proporsi yang dikandungnya. Masing-masing dari kita berhak mengetahui apa yang ada di piringnya. Fenomena seperti seleksi merupakan produk dari perkembangan peradaban manusia. Ada sisi baik dan buruk di sini, tetapi faktanya tidak hilang begitu saja. Jadi, Anda perlu memanfaatkan penemuan itu. Michurin sendiri memasuki sains sebagai pencipta lebih dari 300 spesies tanaman. Menakutkan membayangkan kemampuan ilmuwan modern. Mari berharap orang-orang tidak merugikan diri mereka sendiri, seperti yang telah terjadi lebih dari sekali ...

Istilah “seleksi” sendiri berasal dari kata latin “seleksi”. Ilmu ini mempelajari cara dan metode untuk menciptakan kelompok (populasi) organisme baru dan yang sudah ada yang digunakan untuk menopang kehidupan umat manusia. Kita berbicara tentang varietas tanaman yang dibudidayakan, jenis hewan peliharaan, dan jenis mikroorganisme. Kriteria utama dalam hal ini adalah nilai dan keberlanjutan fitur dan properti baru dalam praktiknya.

Pemuliaan tanaman dan hewan: arah utama

  • Hasil tinggi varietas tanaman, kesuburan dan produktivitas breed hewan.
  • Karakteristik kualitatif produk. Untuk tanaman, ini bisa berupa rasa, penampilan buah, beri, dan sayuran.
  • Tanda-tanda fisiologis. Pada tanaman, pemulia paling sering memperhatikan keberadaan prekositas, ketahanan kekeringan, ketahanan musim dingin, ketahanan terhadap penyakit, hama dan efek buruk dari kondisi iklim.
  • Cara pengembangan intensif. Pada tanaman, ini adalah dinamika pertumbuhan dan perkembangan positif selama pemupukan, penyiraman, dan pada hewan - "pembayaran" untuk pakan, dll.

Seleksi pada tahap sekarang

Pemuliaan hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme modern, untuk meningkatkan efisiensi, perlu mempertimbangkan kebutuhan pasar penjualan produk pertanian, yang sangat penting untuk pengembangan industri tertentu dari produksi tertentu. Misalnya membuat roti Kualitas tinggi, dengan rasa yang enak, remah elastis dan kerak remah yang renyah, harus dibuat dari varietas gandum lunak yang kuat (seperti kaca), yang mengandung banyak protein dan gluten elastis. Biskuit kualitas tertinggi dibuat dari varietas tepung gandum lunak, dan gandum durum paling cocok untuk produksi pasta.

Anehnya, pemilihan hewan dan mikroorganisme saling terkait. Faktanya adalah bahwa hasil yang terakhir digunakan dalam pengendalian biologis patogen pada hewan, serta berbagai varietas tanaman budidaya.

Contoh seleksi yang mencolok berdasarkan kebutuhan pasar adalah peternakan bulu. Pembudidayaan hewan pembawa bulu, yang berbeda dalam genotipe berbeda, yang bertanggung jawab atas warna dan corak bulu, bergantung pada tren mode.

Landasan teori

Secara umum, seleksi harus berkembang atas dasar hukum genetika. Ilmu inilah, yang mempelajari mekanisme hereditas dan variabilitas, yang memungkinkan, dengan bantuan berbagai pengaruh, untuk memengaruhi genotipe, yang, pada gilirannya, menentukan sekumpulan sifat dan karakteristik organisme.

Selain itu, metodologi pemuliaan menggunakan pencapaian ilmu lain. Ini adalah sistematika, sitologi, embriologi, fisiologi, biokimia, biologi molekuler, dan biologi perkembangan individu. Karena tingginya tingkat perkembangan bidang ilmu alam di atas, prospek baru dalam seleksi terbuka. Bahkan saat ini, penelitian di bidang genetika sedang mencapai tingkat baru, di mana dimungkinkan untuk secara sengaja memodelkan fitur dan sifat yang diperlukan dari breed hewan, varietas tanaman, dan strain mikroorganisme.

Genetika memainkan peran yang menentukan dalam proses penyelesaian masalah pemuliaan. Hal ini memungkinkan, dengan menggunakan hukum hereditas dan variabilitas, untuk melaksanakan perencanaan proses seleksi sedemikian rupa sehingga memperhitungkan kekhasan pewarisan sifat-sifat tertentu.

Pemilihan bahan genetik awal

Pemilihan hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme dapat efektif hanya jika bahan sumbernya dipilih dengan cermat. Artinya, kebenaran pemilihan breed awal, varietas, spesies disebabkan oleh studi tentang asal usul dan evolusinya dalam konteks sifat dan karakteristik yang harus dimiliki oleh hibrida yang diusulkan. Dalam pencarian formulir yang diperlukan dalam urutan yang ketat, seluruh kumpulan gen dunia diperhitungkan. Dengan demikian, prioritasnya adalah penggunaan bentuk-bentuk lokal dengan fitur dan properti yang diperlukan. Selanjutnya, daya tarik bentuk yang tumbuh di zona geografis atau iklim lain dilakukan, yaitu metode pengenalan dan aklimatisasi digunakan. Upaya terakhir adalah metode mutagenesis eksperimental dan rekayasa genetika.

Pemuliaan hewan: metode

Di bidang sains ini, metode yang paling efektif sedang dikembangkan dan dipelajari untuk memungkinkan membiakkan breed baru hewan peliharaan dan meningkatkan yang sudah ada.

Pemuliaan hewan memiliki kekhususannya sendiri, yang disebabkan oleh fakta bahwa hewan tidak memiliki kemampuan untuk bereproduksi secara vegetatif dan aseksual. Mereka hanya bereproduksi secara seksual. Dari keadaan ini juga dapat disimpulkan bahwa untuk membiakkan keturunan, seorang individu harus mencapai kematangan seksual, dan ini mempengaruhi waktu penelitian. Juga, kemungkinan seleksi dibatasi oleh fakta bahwa, sebagai aturan, keturunan individu tidak banyak.

Metode utama pemuliaan breed hewan baru, serta varietas tanaman, dapat disebut seleksi dan hibridisasi.

Pemuliaan hewan, yang ditujukan untuk membiakkan keturunan baru, paling sering tidak menggunakan seleksi massal, tetapi seleksi individu. Hal ini disebabkan karena merawatnya lebih bersifat individual dibandingkan dengan merawat tanaman. Secara khusus, sekitar 10 orang memelihara ternak dari 100 ekor. Sedangkan pada areal yang ditumbuhi ratusan dan ribuan organisme tumbuhan, terdapat 5 hingga 8 penangkar yang bekerja.

Hibridisasi

Salah satu metode terkemuka adalah hibridisasi. Dalam hal ini, pemilihan hewan dilakukan dengan perkawinan sedarah, persilangan tidak berkerabat, dan hibridisasi jauh.

Di bawah perkawinan sedarah, pahami hibridisasi individu yang berasal dari ras berbeda dari spesies yang sama. Metode ini memungkinkan Anda mendapatkan organisme dengan ciri-ciri baru, yang kemudian dapat digunakan dalam proses membiakkan keturunan baru atau menyempurnakan yang lama.

Istilah "inbreeding" berasal dari kata-kata Inggris, yang berarti "di dalam" dan "berkembang biak". Artinya, persilangan individu yang termasuk dalam bentuk yang terkait erat dari populasi yang sama dilakukan. Dalam kasus hewan, kita berbicara tentang inseminasi organisme yang berkerabat dekat (ibu, saudara perempuan, anak perempuan, dll.). Kelayakan perkawinan sedarah didasarkan pada fakta bahwa bentuk asli dari suatu sifat tertentu diuraikan menjadi sejumlah garis murni. Mereka biasanya memiliki kelangsungan hidup yang berkurang. Tetapi jika garis-garis murni ini disilangkan lebih lanjut satu sama lain, maka heterosis akan diamati. Ini adalah fenomena yang ditandai dengan munculnya organisme hibrida generasi pertama dari peningkatan tanda-tanda tertentu. Ini adalah, khususnya, kelangsungan hidup, produktivitas dan kesuburan.

Pemuliaan hewan, yang metodenya memiliki batasan yang cukup luas, juga menggunakan hibridisasi jauh, yang merupakan proses yang berlawanan langsung dengan perkawinan sedarah. Dalam hal ini, individu dari spesies yang berbeda kawin silang. Tujuan hibridisasi jarak jauh dapat disebut memperoleh hewan yang akan mengembangkan sifat kinerja yang berharga.

Contohnya adalah persilangan antara keledai dan kuda, yak dan tur. Perlu dicatat bahwa hibrida seringkali tidak menghasilkan keturunan.

Penelitian oleh M. F. Ivanov

Ilmuwan Rusia terkenal M.F. Ivanov tertarik pada biologi sejak kecil.

Pemuliaan hewan menjadi objek penelitiannya ketika mempelajari ciri-ciri mekanisme variabilitas dan hereditas. Serius tertarik dengan topik ini, M.F. Ivanov kemudian mengembangkan jenis babi baru (Ukraina putih). Ini ditandai dengan produktivitas tinggi dan kemampuan beradaptasi yang baik terhadap kondisi iklim. Untuk persilangan, breed lokal Ukraina digunakan, yang beradaptasi dengan baik dengan kondisi keberadaan di padang rumput, tetapi memiliki produktivitas rendah dan kualitas daging rendah, dan breed putih Inggris, yang memiliki produktivitas tinggi, tetapi tidak beradaptasi untuk hidup di kondisi lokal. Metode metodologi perkawinan sedarah, persilangan yang tidak terkait, seleksi individu-massa, dan pengasuhan digunakan. Sebagai hasil kerja keras jangka panjang, hasil positif tercapai.

Prospek pengembangan seleksi

Pada setiap tahap perkembangan, daftar tujuan dan sasaran pemuliaan sebagai ilmu ditentukan oleh kekhasan persyaratan teknologi pertanian dan peternakan, tahap industrialisasi produksi tanaman dan peternakan. Untuk Federasi Rusia, sangat penting untuk menciptakan varietas tanaman dan breed hewan yang mempertahankan produktivitasnya dalam berbagai kondisi iklim.

Istilah dan konsep dasar.

Bahan baku- garis, varietas, spesies, genera tanaman atau hewan budidaya atau liar dengan kualitas atau eksterior ekonomi yang berharga.

Hibridisasi(dari bahasa Yunani. "hibrida"- persilangan) - persilangan alami atau buatan dari individu yang termasuk dalam garis, varietas, ras, spesies, genera tumbuhan atau hewan yang berbeda.

Variasi- sekumpulan tanaman budidaya dari spesies yang sama, yang dibuat secara artifisial oleh manusia dan dicirikan oleh: a) karakteristik turun-temurun tertentu, b) produktivitas tetap secara turun-temurun, c) ciri-ciri struktural (morfologis).

Keturunan- sekumpulan hewan peliharaan dari spesies yang sama, yang diciptakan secara artifisial oleh manusia dan dicirikan oleh: a) karakteristik herediter tertentu, b) produktivitas tetap secara herediter, c) eksterior.

Garis- keturunan dari satu individu yang melakukan penyerbukan sendiri pada tumbuhan, keturunan dari perkawinan sedarah pada hewan yang memiliki sebagian besar gen dalam keadaan homozigot.

Kawin sedarah(intsukht, dalam bahasa Inggris - "berkembang biak dalam diri sendiri") - persilangan hewan ternak yang terkait erat. Penyerbukan sendiri paksa pada tanaman penyerbukan silang.

depresi perkawinan sedarah- penurunan viabilitas dan produktivitas pada hewan dan tumbuhan yang diperoleh melalui perkawinan sedarah, karena transisi sebagian besar gen ke keadaan homozigot.

heterosis- pengembangan hibrida yang kuat diperoleh dengan melintasi garis inbrida (murni), salah satunya homozigot untuk gen dominan, yang lain untuk gen resesif.

Batang bawah- tanaman berakar sendiri (berakar), yang dicangkok.

Keturunan- potongan tanaman atau kuncup yang dicangkokkan ke tanaman akar asli.

poliploidi- peningkatan ganda pada set kromosom diploid atau haploid yang disebabkan oleh mutasi.

Mutagenesis(dari lat. "mutasi"- ubah, ubah dan bahasa Yunani. "geno"- pembentukan) - metode dalam pemilihan tanaman dan mikroorganisme tingkat tinggi, yang memungkinkan Anda memperoleh mutasi secara artifisial untuk meningkatkan produktivitas.

Bioteknologi- penggunaan organisme hidup dan proses biologis dalam produksi. Perawatan biologis Air limbah, perlindungan biologis tanaman, serta sintesis protein pakan, asam amino dalam kondisi industri, produksi obat yang sebelumnya tidak dapat diakses (hormon insulin, hormon pertumbuhan, interferon), penciptaan varietas tanaman baru, ras hewan, spesies mikroba , dll. - ini adalah arah utama dari cabang baru sains dan industri.

Rekayasa genetika- ilmu yang menciptakan kombinasi gen baru dalam molekul DNA. Kemampuan untuk memotong dan menyambung molekul DNA memungkinkan terciptanya sel bakteri hibrida dengan gen manusia yang bertanggung jawab untuk sintesis hormon insulin dan interferon. Perkembangan ini digunakan dalam industri farmasi untuk memperoleh obat-obatan. Dengan bantuan transplantasi gen, tanaman dibuat yang tahan terhadap penyakit, kondisi lingkungan yang merugikan, dengan efek fotosintesis dan fiksasi nitrogen atmosfer yang lebih tinggi.

HUKUM SERI HOMOLOGIS VARIABILITAS Herediter (N. I. VAVILOV):

Spesies dan genera yang dekat secara genetik dicirikan oleh rangkaian variabilitas herediter yang serupa.

Tabel 53. Pusat asal tanaman budidaya (menurut N. I. Vavilov)

Nama pusat Posisi geografis Tanah air tanaman yang dibudidayakan
Tropis Asia Selatan Tropis India, Indocina, Cina Selatan, kepulauan Asia Tenggara Padi, tebu, ketimun, terong, lada hitam, buah jeruk, dll. (50% dari tanaman budidaya)
Asia Timur Cina Tengah dan Timur, Jepang, Korea, Taiwan Tanaman kedelai, millet, soba, buah-buahan dan sayuran - prem, ceri, lobak, dll. (20% dari tanaman budidaya)
Asia Barat Daya Asia Kecil, Asia tengah, Iran, Afganistan, India Barat Daya Gandum, gandum hitam, polong-polongan, rami, rami, lobak, wortel, bawang putih, anggur, aprikot, pir, dll. (14% dari tanaman budidaya)
Mediterania Negara-negara di sepanjang pantai Mediterania Kubis, bit gula, zaitun, semanggi, lentil dan rumput hijauan lainnya (11% dari tanaman yang dibudidayakan)
Abyssinia Dataran tinggi Abyssinian di Afrika Gandum durum, jelai, kopi, sorgum, pisang
Amerika Tengah Meksiko Selatan Jagung, kapas pokok panjang, kakao, labu, tembakau
Andes (Amerika Selatan) Amerika Selatan (sepanjang pantai barat) Kentang, nanas, coca bush, cinchona

Tabel 54. Metode pemilihan utama

Metode Pembiakan binatang pemuliaan tanaman
Pemilihan pasangan induk Menurut sifat dan eksterior yang bernilai ekonomis (satu set sifat fenotipik) Menurut tempat asal mereka (jauh secara geografis) atau jauh secara genetik (tidak terkait)
Hibridisasi:
a) tidak terkait (outbreeding) Persilangan keturunan jauh yang berbeda dalam sifat kontras untuk mendapatkan populasi heterozigot dan manifestasi heterosis. menghasilkan keturunan yang steril Persilangan intraspesifik, interspesifik, intergenerik yang mengarah ke heterosis untuk mendapatkan populasi heterozigot, serta produktivitas tinggi
b.berkaitan erat (inbreeding) Persilangan antara kerabat dekat untuk menghasilkan galur homozigot (murni) dengan sifat-sifat yang diinginkan Penyerbukan sendiri pada tanaman penyerbukan silang dengan manipulasi buatan untuk mendapatkan galur homozigot (murni).
Pilihan:
masif Tak dapat diterapkan Berlaku untuk tanaman penyerbukan silang
b) individu Pemilihan individu yang kaku diterapkan sesuai dengan sifat, daya tahan, eksterior yang bernilai ekonomis Ini digunakan untuk tanaman penyerbukan sendiri, garis murni dibedakan - keturunan dari satu individu penyerbukan sendiri
Metode uji keturunan Mereka menggunakan metode inseminasi buatan dari pejantan terbaik, yang kualitasnya diperiksa untuk banyak keturunan Tak dapat diterapkan
Produksi eksperimental polipoid Tak dapat diterapkan Ini digunakan dalam genetika dan pemuliaan untuk mendapatkan bentuk yang lebih produktif dan produktif.

Tabel 55. Metode seleksi dan karya genetik I. V. Michurin

Metode Metode Esensi Contoh
Hibridisasi jauh secara biologis:

a) antarspesies

Menyilangkan perwakilan spesies yang berbeda untuk mendapatkan varietas dengan sifat yang diinginkan Ceri Vladimirskaya X ceri Winkler putih \u003d Ceri Krasa Severa ( selera yang baik, tahan banting musim dingin)
b) intergenerik Melintasi perwakilan dari genera yang berbeda untuk mendapatkan tanaman baru Ceri X Ceri burung = Cerapadus
Hibridisasi yang jauh secara geografis Melintasi perwakilan dari zona alami yang kontras dan wilayah yang jauh secara geografis untuk menanamkan kualitas yang diinginkan dalam hibrida (rasa, stabilitas) Pir liar Ussuri X Bere piano (Prancis) = Bere musim dingin Michurina
Pilihan Berganda, keras: dalam hal ukuran, bentuk, ketahanan musim dingin, sifat kekebalan, kualitas, rasa, warna buah dan kualitas penyimpanannya Banyak varietas pohon apel dengan rasa enak dan hasil tinggi telah dikembangkan ke utara.
Metode pembimbing Pendidikan dalam bibit hibrida dengan kualitas yang diinginkan (intensifikasi dominasi), dimana bibit dicangkokkan ke tanaman inang, dari mana mereka ingin menerima kualitas tersebut. Semakin tua, semakin kuat, semakin lama mentor bertindak, semakin kuat pengaruhnya Pohon apel Kitayka (batang bawah) X hybrid (Cina X Kandil-synap) = Kandil-synap (tahan beku)

Bellefleur-Chinese (hibrid-batang bawah) X Chinese (cangkokan) = Bellefleur-Chinese (varietas pematangan akhir)

Metode Perantara Dalam hibridisasi jauh, untuk mengatasi non-persilangan, penggunaan spesies liar sebagai perantara Almond Mongolia liar X persik liar David = Perantara almond.

Perantara Persik X Almond yang Dibudidayakan = Persik Hibrida (dipromosikan ke utara)

Paparan kondisi lingkungan Saat memelihara hibrida muda, perhatian diberikan pada metode penyimpanan benih, sifat dan tingkat nutrisi, paparan suhu rendah, nutrisi tanah yang buruk, dan transplantasi yang sering. Pengerasan bibit hibrida. Pemilihan tanaman yang paling kuat
Mencampur serbuk sari Untuk mengatasi non-crossing interspesifik (inkompatibilitas) Serbuk sari dari tanaman induk bercampur dengan paternal yang berdebu, serbuk sarinya sendiri mengiritasi stigma, dan merasakan serbuk sari orang lain

Tugas dan tes pada topik "Topik 13. "Seleksi.""

  • Pemuliaan dan bioteknologi - Dasar-dasar genetika. Pola Warisan Pola Biologis Umum (Kelas 9–11)

    Pelajaran: 3 Tugas: 9 Tes: 1

  • Ujian pengetahuan akhir pada topik Datar, Bulat dan Annelida - Invertebrata (kecuali Arthropoda) Hewan (Kelas 7)

    Tugas: 20 Tes: 2

  • Arah biologi

    Pelajaran: 3 Tugas: 4 Tes: 1

  • Metode penelitian dalam biologi. Perangkat perangkat pembesar - Biologi - studi tentang organisme hidup Bakteri. Jamur. Tumbuhan (Kelas 5–6)

    Pelajaran: 4 Tugas: 5 Tes: 1

  • sel tanaman - Struktur Seluler tanaman Bakteri. Jamur. Tumbuhan (Kelas 5–6)

    Pelajaran: 1 Tugas: 7 Tes: 1

Setelah mempelajari topik-topik ini, Anda seharusnya dapat:

  1. Berikan definisi: gen, sifat dominan; sifat resesif; alel; kromosom homolog; persilangan monohibrid, persilangan, organisme homozigot dan heterozigot, distribusi independen, dominasi lengkap dan tidak lengkap, genotipe, fenotipe.
  2. Dengan menggunakan kisi Punnett, ilustrasikan persilangan untuk satu atau dua sifat dan tunjukkan berapa rasio numerik genotipe dan fenotipe yang diharapkan pada keturunan dari persilangan ini.
  3. Garis besar aturan pewarisan, segregasi, dan distribusi independen dari sifat-sifat, penemuan yang merupakan kontribusi Mendel untuk genetika.
  4. Jelaskan bagaimana mutasi dapat mempengaruhi protein yang dikodekan oleh gen tertentu.
  5. Tentukan kemungkinan genotipe orang dengan golongan darah A; DI DALAM; AB; TENTANG.
  6. Berikan contoh sifat poligenik.
  7. Tunjukkan mekanisme kromosom penentuan jenis kelamin dan jenis pewarisan gen terkait seks pada mamalia, gunakan informasi ini untuk memecahkan masalah.
  8. Jelaskan perbedaan antara sifat terpaut-seks dan bergantung-seks; berikan contoh.
  9. Jelaskan bagaimana penyakit genetik manusia seperti hemofilia, buta warna, anemia sel sabit diwariskan.
  10. Sebutkan ciri-ciri metode pemuliaan hewan dan tumbuhan!
  11. Tunjukkan arah utama bioteknologi.
  12. Untuk dapat memecahkan masalah genetik paling sederhana menggunakan algoritma ini:

    Algoritma pemecahan masalah

    • Tentukan sifat dominan dan resesif berdasarkan hasil persilangan generasi pertama (F1) dan generasi kedua (F2) (sesuai kondisi soal). Masukkan penunjukan huruf: A - dominan dan - resesif.
    • Tuliskan genotipe individu dengan sifat resesif atau individu dengan genotipe yang diketahui dari kondisi masalah dan gametnya.
    • Tuliskan genotipe hibrida F1.
    • Buatlah diagram persilangan kedua. Tulis gamet dari hibrida F1 di kisi Punnett secara horizontal dan vertikal.
    • Tuliskan genotipe keturunan dalam sel persilangan gamet. Tentukan rasio fenotipe pada F1.

Skema desain tugas.

Penunjukan surat:
a) sifat dominan _______________
b) sifat resesif _______________

Gamet

F1(genotipe generasi pertama)

gamet
? ?

kisi Punnett

F2
gamet ? ?
?
?

Rasio fenotipe pada F2: _____________________________
Menjawab:_________________________

Contoh penyelesaian soal persilangan monohibrid.

Tugas."Ada dua anak dalam keluarga Ivanov: seorang putri bermata coklat dan seorang putra bermata biru. Ibu dari anak-anak ini bermata biru, tetapi orang tuanya bermata coklat. Bagaimana warna mata diwariskan pada manusia? Apa itu genotipe semua anggota keluarga? Warna mata adalah sifat autosomal monogenik."

Sifat warna mata dikendalikan oleh satu gen (berdasarkan kondisi). Ibu dari anak-anak ini bermata biru, dan orang tuanya bermata coklat. Ini hanya mungkin dalam kasus ITU jika kedua orang tua heterozigot, oleh karena itu, mata coklat mendominasi mata biru. Jadi, nenek, kakek, ayah dan anak perempuan memiliki genotipe (Aa), dan ibu dan anak laki-laki - aa.

Tugas."Seekor ayam jantan berjengger merah muda disilangkan dengan dua ekor ayam betina yang juga berjengger merah muda. Yang pertama memberi 14 ekor ayam, semuanya berjengger merah muda, dan yang kedua - 9 ekor ayam, 7 di antaranya berjengger merah muda dan 2 berjengger. sisir Bentuk jengger merupakan sifat autosomal monogenik Apa genotipe ketiga tetuanya?

Sebelum menentukan genotipe tetua, perlu diketahui sifat pewarisan bentuk jengger pada ayam. Ketika seekor ayam jantan disilangkan dengan ayam betina kedua, muncul 2 ekor ayam dengan jengger berbentuk daun. Hal ini dimungkinkan bila induknya heterozigot, oleh karena itu dapat diasumsikan bahwa jengger berbentuk merah muda pada ayam lebih mendominasi daripada jengger berbentuk daun. Jadi, genotipe ayam jantan dan ayam betina kedua adalah Aa.

Ketika ayam jantan yang sama disilangkan dengan ayam pertama, tidak ada pemisahan yang diamati, oleh karena itu ayam pertama adalah homozigot - AA.

Tugas."Dalam keluarga bermata coklat, orang tua kidal, lahir saudara kembar, salah satunya bermata coklat kidal, dan yang lainnya bermata biru bertangan kanan. Berapa probabilitas kelahiran berikutnya anak, mirip dengan orang tua mereka?"

Kelahiran anak bermata biru pada orang tua bermata coklat menunjukkan resesif warna mata biru, masing-masing, kelahiran anak kidal pada orang tua kidal menunjukkan resesifitas kepemilikan tangan kiri yang lebih baik dibandingkan dengan yang kanan. Mari perkenalkan notasi alel: A - mata coklat, a - Mata biru, B - kidal, c - kidal. Mari kita tentukan genotipe orang tua dan anak-anak:

RAaVv x AaVv
F,A_vv, aaB_

A_vv - radikal fenotipik, yang menunjukkan bahwa anak ini kidal dengan mata cokelat. Genotipe anak ini bisa - Aavv, AAvv.

Solusi lebih lanjut dari masalah ini dilakukan dengan cara tradisional, dengan membangun kisi Punnett.

ABAvaBAv
ABAABBAAVvAaBBAaVv
AvAAVvAAvvAaVvaw
aBAaBBAaVvaaBBAaVv
awAaVvawawwwaw

Yang digarisbawahi adalah 9 varian keturunan yang kami minati. Total pilihan 16, jadi peluang memiliki anak yang mirip dengan orang tuanya adalah 9/16.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. “Biologi Umum”. Moskow, "Pencerahan", 2000

  • Topik 10. "Persilangan monohibrid dan dihibrid." §23-24 hlm. 63-67
  • Topik 11. "Genetika seks." §28-29 hlm. 71-85
  • Topik 12. "Mutasi dan variabilitas modifikasi." §30-31 hlm. 85-90
  • Topik 13. "Pemilihan." §32-34 hlm. 90-97

Sekolah No. 643

Makalah biologi

"Metode Seleksi"

siswa kelas 9B

Zharova Anna

Guru Dubovik O.A.

Petersburg 2008-2009

Isi

Metode pemuliaan tanaman

Metode pemuliaan hewan

Sejarah seleksi

Definisi seleksi, metode dasar

Seleksi adalah evolusi yang didorong oleh manusia

N.I. Vavilov

Pemuliaan adalah ilmu tentang metode untuk membuat dan meningkatkan keturunan hewan, varietas tanaman, galur mikroorganisme untuk meningkatkan produktivitasnya, meningkatkan ketahanan terhadap penyakit, hama, beradaptasi dengan kondisi lokal, dan banyak lagi. Pemuliaan juga disebut cabang pertanian yang terlibat dalam pengembangan varietas baru dan hibrida tanaman dan hewan. Metode pemuliaan utama adalah seleksi dan hibridisasi, serta mutagenesis (metode pembentukan dalam pemilihan tanaman dan mikroorganisme tingkat tinggi, yang memungkinkan Anda memperoleh mutasi secara artifisial untuk meningkatkan produktivitas), poliploidi (peningkatan berlipat ganda pada set diploid atau haploid kromosom yang disebabkan oleh mutasi), seluler (kombinasi metode membangun sel tipe baru berdasarkan budidaya, hibridisasi dan rekonstruksi)dan rekayasa genetika (ilmu yang menciptakan kombinasi gen baru dalam molekul DNA). Sebagai aturan, metode ini digabungkan. Bergantung pada metode reproduksi spesies, seleksi massal atau individu digunakan. Persilangan berbagai varietas tumbuhan dan hewan merupakan dasar untuk meningkatkan keragaman genetik keturunan

Metode pemuliaan tanaman

Metode utama pemuliaan tanaman khususnya adalah seleksi dan hibridisasi. Untuk tanaman penyerbukan silang, pemilihan massal individu dengan sifat yang diinginkan digunakan. Kalau tidak, tidak mungkin mendapatkan bahan untuk penyeberangan lebih lanjut. Jika diinginkan untuk mendapatkan garis murni - yaitu varietas yang homogen secara genetik, maka seleksi individu digunakan, di mana, dengan penyerbukan sendiri, keturunan diperoleh dari satu individu dengan sifat yang diinginkan.

Untuk mengkonsolidasikan sifat-sifat herediter yang bermanfaat, homozigositas varietas baru perlu ditingkatkan. Terkadang penyerbukan sendiri dari tanaman penyerbukan silang digunakan untuk ini. Dalam hal ini, efek buruk dari gen resesif dapat dimanifestasikan secara fenotip. Alasan utamanya adalah transisi banyak gen ke keadaan homozigot. Dalam organisme apa pun, gen mutan yang tidak menguntungkan secara bertahap terakumulasi dalam genotipe. Mereka paling sering resesif dan tidak muncul secara fenotip. Tetapi ketika mereka melakukan penyerbukan sendiri, mereka menjadi homozigot, dan terjadi perubahan keturunan yang tidak menguntungkan. Di alam, pada tumbuhan yang melakukan penyerbukan sendiri, gen mutan resesif dengan cepat menjadi homozigot, dan tumbuhan tersebut mati.

Terlepas dari efek merugikan dari penyerbukan sendiri, ini sering digunakan pada tanaman yang diserbuki silang untuk menghasilkan galur homozigot ("murni") dengan sifat yang diinginkan. Hal ini menyebabkan penurunan hasil. Namun, kemudian penyerbukan silang dilakukan antara garis penyerbukan sendiri yang berbeda dan sebagai hasilnya, dalam beberapa kasus, diperoleh hibrida dengan hasil tinggi yang memiliki sifat yang diinginkan oleh pemulia. Ini adalah metode hibridisasi interline, di mana efek heterosis sering diamati (heterosis adalah pengembangan hibrida yang kuat yang diperoleh dengan melintasi garis "murni", salah satunya homozigot untuk gen dominan, yang lain untuk gen resesif): pertama- hibrida generasi memiliki hasil tinggi dan ketahanan terhadap pengaruh buruk. Heterosis khas untuk hibrida generasi pertama, yang diperoleh dengan melintasi tidak hanya garis yang berbeda, tetapi juga varietas dan bahkan spesies yang berbeda. Penyebab utama heterosis adalah penghapusan manifestasi berbahaya dari akumulasi gen resesif dalam hibrida. Alasan lainnya adalah kombinasi gen dominan dari individu induk dalam hibrida dan saling meningkatkan pengaruhnya.

Dalam pemuliaan tanaman, poliploidi eksperimental banyak digunakan, karena poliploid dicirikan oleh pertumbuhan yang cepat, ukuran besar dan hasil tinggi. Poliploid buatan diperoleh dengan menggunakan bahan kimia yang menghancurkan spindel pembelahan, akibatnya kromosom yang digandakan tidak dapat menyebar, tetap berada dalam satu nukleus.

Saat membuat varietas baru menggunakan mutagenesis buatan, peneliti menggunakan hukum deret homolog N. I. Vavilov. Organisme yang telah menerima sifat baru sebagai hasil mutasi disebut mutan. Sebagian besar mutan telah mengurangi viabilitas dan tersingkir dalam proses seleksi alam. Untuk evolusi atau pemilihan breed dan varietas baru, diperlukan individu langka yang memiliki mutasi yang menguntungkan atau netral.

Metode pemuliaan hewan

Prinsip dasar pemuliaan hewan tidak berbeda dengan prinsip pemuliaan tumbuhan. Namun, pemilihan hewan memiliki beberapa ciri: mereka hanya dicirikan oleh reproduksi seksual; pada dasarnya sangat perubahan langka generasi (pada kebanyakan hewan setelah beberapa tahun); jumlah individu dalam keturunannya kecil.

Salah satu pencapaian terpenting manusia pada awal pembentukan dan perkembangannya (10-12 ribu tahun yang lalu) adalah penciptaan sumber makanan yang konstan dan cukup andal dengan memelihara hewan liar. Faktor utama dalam domestikasi adalah seleksi buatan organisme yang memenuhi kebutuhan manusia. Hewan peliharaan memiliki sifat individu yang sangat berkembang, seringkali tidak berguna atau bahkan berbahaya bagi keberadaannya dalam kondisi alami, tetapi berguna bagi manusia. Oleh karena itu, dalam kondisi alami, bentuk domestikasi tidak dapat eksis.

Domestikasi disertai dengan seleksi, mula-mula tidak disadari (pemilihan individu-individu yang berpenampilan lebih baik, memiliki watak yang lebih tenang, memiliki kualitas lain yang berharga bagi manusia), kemudian sadar, atau metodis. Meluasnya penggunaan seleksi metodis ditujukan pada pembentukan hewan dengan kualitas tertentu yang memuaskan manusia.

Pemilihan bentuk induk dan jenis persilangan hewan dilakukan dengan mempertimbangkan tujuan yang ditetapkan oleh peternak. Hewan pemuliaan dievaluasi tidak hanya oleh tanda-tanda eksternal, tetapi juga oleh asal dan kualitas keturunannya. Oleh karena itu, perlu mengetahui silsilah mereka dengan baik. Menurut ciri-ciri nenek moyang, terutama pada garis ibu, seseorang dapat menilai dengan probabilitas tertentu tentang genotipe produsennya.

Dalam pekerjaan pemuliaan dengan hewan, dua metode persilangan terutama digunakan: outbreeding (persilangan tidak terkait) dan inbreeding (berhubungan erat).

Persilangan antar individu dari ras yang sama atau keturunan yang berbeda hewan, dengan seleksi ketat lebih lanjut, mengarah pada pemeliharaan kualitas yang berguna dan penguatannya di generasi berikutnya.

Saat perkawinan sedarah, saudara laki-laki dan perempuan atau orang tua dan keturunan digunakan sebagai bentuk awal. Persilangan semacam itu sampai batas tertentu mirip dengan penyerbukan sendiri pada tanaman, yang juga mengarah pada peningkatan homozigositas dan, sebagai akibatnya, pada konsolidasi sifat-sifat yang bernilai ekonomi pada keturunannya.

Dalam pembibitan, perkawinan sedarah biasanya hanya merupakan satu langkah dalam meningkatkan suatu keturunan. Ini diikuti dengan persilangan hibrida interline yang berbeda, akibatnya alel resesif yang tidak diinginkan dipindahkan ke keadaan heterozigot dan efek berbahaya dari perkawinan sedarah berkurang secara nyata.

Pada hewan peliharaan, seperti pada tumbuhan, fenomena heterosis diamati: selama kawin silang atau persilangan antarspesies, hibrida dari generasi pertama mengalami perkembangan yang sangat kuat dan peningkatan viabilitas.

Heterosis banyak digunakan dalam industri peternakan unggas dan babi, karena hibrida generasi pertama digunakan langsung untuk tujuan ekonomi.

Hibridisasi jarak jauh hewan peliharaan kurang efisien dibandingkan dengan tanaman. Hewan hibrida interspesifik seringkali steril. Tetapi dalam beberapa kasus, hibridisasi jauh disertai dengan fusi normal gamet, meiosis normal, dan perkembangan embrio lebih lanjut, yang memungkinkan untuk mendapatkan beberapa ras yang menggabungkan fitur berharga dari kedua spesies yang digunakan dalam hibridisasi.

Sejarah seleksi

Seleksi awalnya didasarkan pada seleksi buatan, ketika seseorang memilih tanaman atau hewan dengan sifat-sifat yang menarik baginya. Sampai abad XVI-XVII. pemilihan dilakukan secara tidak sadar, yaitu seseorang, misalnya, memilih benih gandum terbaik dan terbesar untuk disemai, tanpa berpikir bahwa dia sedang mengubah tanaman ke arah yang dia butuhkan.

Baru pada abad terakhir, manusia, yang belum mengetahui hukum genetika, mulai menggunakan seleksi secara sadar atau sengaja, menyilangkan tumbuhan yang paling memuaskannya.

Namun, dengan metode seleksi, seseorang tidak dapat memperoleh sifat baru yang fundamental pada organisme yang dibiakkan, karena selama seleksi hanya mungkin untuk mengisolasi genotipe yang sudah ada dalam populasi. Oleh karena itu, untuk mendapatkan keturunan dan varietas baru hewan dan tumbuhan, digunakan hibridisasi (persilangan), menyilangkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan dan, di masa depan, memilih dari keturunan individu-individu di mana fitur yang bermanfaat paling menonjol.

Ilmuwan yang telah berkontribusi pada pengembangan pemuliaan dan genetika

1) G. Mendel

Ilmuwan Jerman ini meletakkan dasar-dasar genetika modern, menetapkan pada tahun 1865 prinsip diskrit (diskritisasi), pewarisan karakteristik dan sifat organisme. Dia juga membuktikan metode persilangan (menggunakan kacang polong sebagai contoh) dan memperkuat tiga hukum, yang kemudian dinamai menurut namanya.

2) T.H. Morgan

Pada awal abad ke-20, ahli biologi Amerika ini memperkuat teori kromosom tentang hereditas, yang menurutnya sifat turun-temurun ditentukan oleh kromosom - organel inti semua sel tubuh. Ilmuwan membuktikan bahwa gen terletak secara linier di antara kromosom dan gen dari satu kromosom saling terkait satu sama lain.

3) C.Darwin

Ilmuwan ini, pendiri teori asal usul manusia dari monyet, melakukan sejumlah besar percobaan hibridisasi, di mana teori asal usul manusia didirikan.

4) T. Fairchild

Untuk pertama kalinya pada 1717 ia menerima hibrida buatan. Ini adalah hibrida anyelir, yang dihasilkan dari persilangan dua bentuk induk yang berbeda.

5) I. I. Gerasimov

Pada tahun 1892, ahli botani Rusia Gerasimov mempelajari pengaruh suhu pada sel ganggang hijau Spirogyra dan menemukan fenomena yang menakjubkan - perubahan jumlah inti sel. Setelah terpapar suhu rendah atau obat tidur, ia mengamati penampakan sel tanpa inti, serta dengan dua inti. Yang pertama segera mati, dan sel dengan dua inti berhasil membelah. Saat menghitung kromosom, ternyata jumlahnya dua kali lebih banyak dari pada sel biasa. Dengan demikian, perubahan herediter yang terkait dengan mutasi genotipe ditemukan, yaitu. seluruh set kromosom dalam sel. Ini disebut poliploidi, dan organisme dengan jumlah kromosom yang meningkat disebut poliploid.

5) M.F. Ivanov

Peran luar biasa dalam pemuliaan hewan dimainkan oleh pencapaian peternak terkenal Soviet Ivanov, yang mengembangkan prinsip modern untuk pemilihan dan persilangan breed. Dia sendiri secara luas memperkenalkan prinsip-prinsip genetik ke dalam praktik pemuliaan, menggabungkannya dengan pemilihan kondisi untuk pendidikan dan pemberian makan, yang menguntungkan untuk pengembangan sifat-sifat breed. Atas dasar ini, ia menciptakan jenis hewan yang luar biasa seperti babi stepa putih Ukraina dan rambouillet Askania.

6) J.Wilmut

Dalam dekade terakhir, kemungkinan kloning massal buatan hewan unik yang berharga untuk pertanian telah dipelajari secara aktif. Pendekatan utama adalah dengan mentransfer nukleus dari sel somatik diploid ke ovum yang nukleusnya sendiri sebelumnya telah dibuang. Sel telur yang bertukar nukleus dirangsang untuk dihancurkan (seringkali dengan sengatan listrik) dan ditempatkan pada hewan untuk masa kehamilan. Dengan cara ini, pada tahun 1997 di Skotlandia, domba Dolly muncul dari inti sel diploid dari kelenjar susu domba donor. Dia menjadi klon pertama yang diperoleh secara artifisial dari mamalia. Kasus inilah yang menjadi pencapaian Wilmut dan rekan-rekannya.

7) S. S. Chetverikov

Pada tahun 1920-an, mutasi dan genetika populasi muncul dan mulai berkembang. Genetika populasi adalah bidang genetika yang mempelajari faktor utama evolusi - hereditas, variabilitas dan seleksi - dalam kondisi lingkungan tertentu, populasi. Pendiri tren ini adalah ilmuwan Soviet Chetverikov.

8) N.K. Koltsov

Pada tahun 1930-an, ahli genetika ini mengemukakan bahwa kromosom adalah molekul raksasa, dengan demikian mengantisipasi munculnya arah baru dalam sains - genetika molekuler.

9) N.I. Vavilov

Ilmuwan Soviet Vavilov menetapkan bahwa perubahan mutasi serupa terjadi pada tumbuhan terkait, misalnya, pada gandum berwarna telinga, spinousness. Pola ini dijelaskan oleh komposisi gen yang serupa dalam kromosom spesies terkait. Penemuan Vavilov disebut hukum deret homologis. Berdasarkan itu, seseorang dapat memprediksi munculnya perubahan tertentu pada tanaman yang dibudidayakan.

10) I. V. Michurin

Terlibat dalam hibridisasi pohon apel. Berkat ini, dia mengeluarkan varietas baru Antonovka enam gram. Dan hibrida apelnya sering disebut "apel Michurin"

Contoh seleksi makhluk hidup

Dalam bisnis bulu, pemilihan mutasi alami yang dibedakan dengan warna baru yang indah sangatlah penting. Pilihan seperti itu dengan sangat cepat memberikan hasil yang positif. Ini dapat ditunjukkan pada jenis rubah baru: perak-hitam, platinum, dan putih. Rubah perak-hitam, yang dibawa ke Uni Soviet pada tahun 1927, selama lebih dari 20 tahun seleksi kerja telah memperoleh sejumlah sifat yang membedakannya dari bentuk aslinya. Rubah platinum dibiakkan melalui seleksi dari sekelompok perak-hitam yang memiliki rambut perak dalam jumlah besar. Pada rubah platinum, bintik-bintik putih besar berkembang di dada, perut, cakar, dan moncong.

Contoh yang baik adalah jenis babi yang dibiakkan oleh Akademisi M.F. Ivanov - Stepa Putih Ukraina. Saat membuat jenis ini, babi babi Ukraina lokal digunakan dengan bobot kecil dan kualitas daging dan lemak rendah, tetapi beradaptasi dengan baik dengan kondisi lokal. Induk jantan adalah babi Inggris berkulit putih. Keturunan hibrida disilangkan lagi dengan babi hutan Inggris, perkawinan sedarah digunakan dalam beberapa generasi, berbagai garis diciptakan, dengan persilangan diperoleh nenek moyang dari jenis baru, yang tidak berbeda dalam kualitas dan berat daging dari jenis Inggris, dan dalam daya tahan - dari babi Ukraina.

Terbukti bahwa kontribusi pemuliaan terhadap penggandaan hasil tanaman pertanian utama, yang dicapai selama seperempat abad terakhir di negara maju, adalah sekitar 50%. Disebut " revolusi hijau»Dalam pertanian Meksiko, India, dan sejumlah negara lain, varietas beras tumbuh rendah (dengan tinggi batang 100-110 cm), semi-kerdil (80-100 cm) dan kerdil (60-80 cm) , gandum, dll telah diperkenalkan Mereka tidak hanya dicirikan oleh ketahanan yang tinggi terhadap penginapan, tetapi juga produktivitas tongkol yang tinggi, terutama karena meningkatnya jumlah biji-bijian di dalamnya. Varietas tersebut memberikan hasil di atas 60 c/ha. Produksi gandum di Meksiko dan India dari tahun 1950 hingga 1970 meningkat lebih dari 8 kali lipat; area budidaya berlipat ganda dan hasil panen berlipat empat. Varietas gandum serupa juga telah dibuat di Rusia (misalnya, semi-kerdil Donskaya dan berukuran kecil Mironovskaya).

Daftar sumber yang digunakan

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


Atas