Šiuolaikinės atrankos metodai. Augalininkystė, metodai

Augaluose tai atliekama priverstinai apdulkinant kryžmadulkes formas ( giminingo veisimo). Gyvūnams tai yra asmenų, turinčių glaudžius ryšius, taigi ir genetinį panašumą, kryžminimas. Inbredingas naudojamas grynoms arba homozigotinėms linijoms gaminti. Pačios šios linijos neturi selektyvinės vertės, nes giminingumą lydi vystymosi depresija. Neigiamas inbredingo poveikis paaiškinamas daugelio kenksmingų recesyvinių genų perėjimu į homozigotinę būseną. Panašus reiškinys ypač pastebimas asmenyje, turinčiame giminingas santuokas, kurių pagrindu jos yra draudžiamos. Tuo pačiu metu gamtoje yra augalų ir gyvūnų rūšių, kurioms autogamija yra norma (kviečiai, miežiai, žirniai, pupelės), o tai galima paaiškinti tik darant prielaidą, kad jie turi mechanizmą, kuris neleidžia pašalinti kenksmingų derinių. genų.

Veisime plačiai naudojamos inbredinės augalų ir gyvūnų linijos, norint gauti tarplinijų hibridus. Tokie hibridai turi ryškią heterozę, taip pat ir generatyvinės sferos atžvilgiu. Visų pirma tokiu būdu išgaunamos hibridinės kukurūzų sėklos, kurios pasėjamos su šiai kultūrai skirta didžioji pasaulio ploto dalis.

Remiantis žinomo Saratovo selekcininko E.M. Plachek buvo sukurta išskirtinė saulėgrąžų įvairovė Saratov 169.

Inbredingo priešingybė yra outbreeding- nesusijęs organizmų kryžminimas. Greta kryžminimosi ir kryžminimosi priskiriama ir intrabreding bei intrabreding, jei tėvai neturėjo bendrų protėvių per 4-6 kartas. Tai labiausiai paplitusi kryžminimo rūšis, nes hibridai yra gyvybingesni ir atsparesni žalingam poveikiui, t.y. turi tam tikrą heterozės laipsnį. Heterozės reiškinį pirmą kartą aprašė išskirtinis XVIII amžiaus vokiečių hibridizatorius. I. Kelreuter. Tačiau šio reiškinio prigimtis vis dar nėra visiškai suprantama. Manoma, kad heterozė atsiranda dėl daugelio genų heterozigotinės būsenos pranašumo, taip pat dėl ​​daugybės palankių dominuojančių alelių ir jų sąveikos.

Esminis dalykas, apsunkinantis heterozės naudojimą veisime, yra jos susilpnėjimas kitose kartose. Šiuo atžvilgiu veisėjai susiduria su užduotimi sukurti hibridų heterozės nustatymo metodus. Vienas iš jų, genetikai svarsto hibridinių augalų perkėlimą į apomiktinį dauginimosi būdą.

Kitas kryžminimo tipas, naudojamas veisimui, yra tolimoji hibridizacija. Tai apima veislių, rūšių ir genčių kryžminimą. Genetiškai nutolusių formų kryžminimas yra sunkus dėl jų nesuderinamumo, kuris gali pasireikšti įvairiais lygmenimis. Pavyzdžiui, augaluose su tolima hibridizacija gali nebūti žiedadulkių vamzdelių augimo ant piestelės stigmos; gyvūnams kliūtis gali būti reprodukcijos laiko neatitikimas arba dauginimosi organų struktūros skirtumai. Nepaisant to, nepaisant kliūčių, tarprūšinė hibridizacija atliekama tiek gamtoje, tiek eksperimentuose. Norėdami įveikti rūšių nekryžminimą, selekcininkai kuria specialius metodus. Pavyzdžiui, kukurūzų ir jų apomiktinės laukinės giminės tripsako hibridai gaunami sutrumpinant kukurūzų stigmas iki tripsako žiedadulkių vamzdelių ilgio. Tolimoje vaisių hibridizacijoje I.V. Michurinas sukūrė tokius nekryžminimo įveikimo būdus, tokius kaip preliminarus vegetatyvinis suartėjimas (skiepijimas), tarpininko metodas, apdulkinimas skirtingų rūšių žiedadulkių mišiniu ir kt. Pavyzdžiui, norint gauti persikų hibridą su šalčiu. -atsparių mongoliškų migdolų, jis anksčiau migdolus sukryžmino su Dovydo pusiau auginamais persikais. Gavęs hibridinį tarpininką, sukryžiavo jį su persiku.

20-aisiais. 20 a mokslinių tyrimų institute Žemdirbystė Pietryčiuose Saratovo G.K. Meisteris gavo pirmuosius kviečių ir rugių hibridus, kurie buvo pasėti gana dideliuose plotuose. Čia iškilus veisėjas A.P. Šekhurdinas, sukryžmindamas minkštuosius ir kietuosius kviečius, išgavo aukštos kokybės minkštųjų kviečių Sarrubra, Sarroza veisles, kurios buvo kitų puikių veislių genų donorės ir buvo auginamos Volgos regione didžiuliuose plotuose. 1930 metais N.V. Citsinas pirmą kartą pasaulyje sukryžmino kviečius su kviečių žole, o netrukus S.M. Veruškinas gavo hibridus tarp kviečių ir elimuso. Jau 30-ųjų viduryje. Saratovo mokslininkai mūsų šalyje tapo lyderiais kviečių ir saulėgrąžų auginimo srityje. O dabar šimtai tūkstančių hektarų apsėti Saratovo selekcininkų išvestų veislių kviečiais ir saulėgrąžomis. Sukūrė N.N. Saltykov veislės kietųjų žieminių kviečių Yantar Povolzhya buvo apdovanotas auksu ir sidabro medaliais VVC.

tolimosios hibridizacijos metodasĮvairiose šalyse buvo gautos ligoms ir kenkėjams atsparių bulvių, tabako, medvilnės, cukranendrių veislės.

Neigiamas tolimosios hibridizacijos taškas – dalinis arba visiškas tolimų hibridų sterilumas, kurį daugiausia lemia mejoziniai sutrikimai formuojantis lytinėms ląstelėms. Pažeidimai gali atsirasti tiek dėl sutapimo, tiek dėl pradinių formų chromosomų skaičiaus skirtumo. Pirmuoju atveju pažeidimų priežastis yra chromosomų rinkinių homologijos nebuvimas ir konjugacijos proceso pažeidimas, antruoju prie šios priežasties taip pat pridedamas lytinių ląstelių su nesubalansuotu chromosomų skaičiumi susidarymas. Net jei tokios gametos yra gyvybingos, aneuploidai atsiranda dėl jų susiliejimo palikuoniuose, kurie dažnai pasirodo esantys negyvybingi ir pašalinami. Pavyzdžiui, kryžminant 28 chromosomų ir 42 chromosomų kviečių rūšis, susidaro hibridai su 35 chromosomomis. F2 hibriduose chromosomų skaičius svyruoja nuo 28 iki 42. Vėlesnėse kartose augalai su nesubalansuotu skaičiumi palaipsniui eliminuojami ir galiausiai lieka tik dvi grupės su tėvų kariotipais.

Esant tolimajai hibridizacijai, hibridų formavimosi procese vyksta formavimosi procesas: formuojasi hibridinės formos su naujais bruožais. Pvz., kviečių-kušmeninės žolės hibridų palikuonims atsiranda daugiažiedės formos, šakotos varpos ir kt. Šios formos, kaip taisyklė, yra genetiškai nestabilios, joms stabilizuotis reikia ilgo laiko tarpo. Tačiau būtent tolima hibridizacija leidžia selekcininkams išspręsti problemas, kurių negalima išspręsti kitais metodais. Pavyzdžiui, visos bulvių veislės yra stipriai paveiktos įvairių ligų ir kenkėjų. Išgauti atsparias veisles buvo galima tik pasiskolinus šią savybę iš laukinėje gamtoje augančių rūšių.

Privalomas bet kokio atrankos proceso etapas, įskaitant hibridizacijos metodo naudojimą pasirinkimas, kuriuo selekcininkas sutvirtina požymius, būtinus naujai veislei ar veislei sukurti.

Ch.Darwinas išskyrė dvi dirbtinės atrankos rūšis: nesąmoningą ir metodinę. Daugelį tūkstantmečių žmonės nesąmoningai atrinko, atrinkdami geriausius augalų ir gyvūnų egzempliorius pagal juos dominančias savybes. Būtent šios atrankos dėka buvo sukurti visi kultūriniai augalai.

Metodine atranka žmogus iš anksto išsikelia sau tikslą, kokius ženklus ir kokia kryptimi keis. Ši atrankos forma pradėta naudoti nuo XVIII amžiaus pabaigos. ir pasiekė puikių rezultatų gerinant naminius gyvulius ir kultūrinius augalus.

Pasirinkimas gali būti masinis ir individualus. Masinis pasirinkimas- paprastesnis ir prieinamesnis. Atliekant masinę atranką, vienu metu atrenkama daug populiacijos individų, turinčių norimą požymį, likusieji atmetami. Augaluose visų atrinktų individų sėklos sujungiamos ir sėjamos į vieną plotą. Masinė selekcija gali būti vienkartinė ir daugkartinė, kurią pirmiausia lemia augalų apdulkinimo būdas: mišrūnuose selekcija dažniausiai vykdoma per kelias kartas, kol pasiekiamas palikuonių vienodumas. Kartais atranka tęsiama nuolat, kad būtų išvengta vertingų savybių praradimo. Masinės selekcijos būdu buvo sukurta daug senųjų žemės ūkio augalų veislių, pavyzdžiui, XX amžiaus pradžioje sukurta grikių veislė Bogatyr, kuri dabar išlieka viena geriausių šios kultūros veislių.

Individualus atrankos būdas sudėtingesnis ir daug laiko reikalaujantis, bet daug efektyvesnis. Iš vienos elitinės kopijos sukuriama nauja veislė su individualia atranka. Metodas apima šio augalo palikuonių selekciją per kelias kartas, todėl veislės kūrimo procedūra yra labai ilga.

Gyvulininkystėje plačiai taikoma individuali selekcija. Šiuo atveju taikomas pavienių palikuonių metodas, kai pagal palikuonių kokybę nustatoma patino genetinė vertė. Pavyzdžiui, peniukų kokybė vertinama pagal jų dukterų veiklą. Kitas vertinimo metodas vadinamas seserų atranka. Šiuo atveju vertinimas atliekamas pagal giminingų asmenų – brolių ir seserų – produktyvumą.

Veiksmingiausia bus atranka, kuri atliekama aplinkos, maksimaliai atskleidžiančios paveldimas organizmo galimybes, fone. Negalima pasirinkti dėl atsparumo sausrai drėgname klimate. Dažnai atranka atliekama specialiai dirbtinai sukurtomis ekstremaliomis sąlygomis, t.y. provokuojančiame fone.

Atranka ir hibridizacija yra tradiciniai veisimo metodai, kurie ilgą laiką vaidina svarbų vaidmenį veisimo schemose. Tačiau sėkmingas genetikos vystymasis XX a. lėmė reikšmingą veisimo metodų arsenalo praturtėjimą. Visų pirma, tokie genetiniai reiškiniai kaip poliploidija, haploidija, citoplazminis vyriškas sterilumas (CMS).

Autopoliploidai daugelis kultūrų, tokių kaip rugiai, dobilai, mėtos, ropės, naudojamos kaip pradinė medžiaga kuriant naujas veisles. VDR ir Švedijoje XX amžiaus pirmoje pusėje. Gautos tetraploidinės trumpaūgės rugių veislės, turinčios didesnį grūdą lyginant su diploidinėmis. Akademikas N.V. Tsitsin sukūrė tetraploidinius šakotus rugius, pasižyminčius dideliu produktyvumu. V.V. Sacharovas ir A.R. Zhebrak gavo stambiasėklas tetraploidines grikių formas, turinčias daug nektaro.

Pagrįstas poliploidija Didžiausi rezultatai pasiekti cukrinių runkelių selekcijoje. Sukurtos hibridinės triploidinės veislės, kurios derina didelį derlių su dideliu cukraus kiekiu šakniavaisiuose. Tuo pačiu metu buvo sukurtos derlingos tetraploidinės cukrinių ir pašarinių runkelių veislės bei hibridai. Sukryžminus tetraploidinę ir diploidinę arbūzo formas, japonų genetikas G. Kihara gavo besėklį arbūzą, pasižymintį dideliu derlingumu ir puikiu skoniu.

Renkantis daugybę augalų, taip pat buvo pritaikyta kita poliploidijos forma - alopoliploidija. Allopoliploidai yra tarprūšiniai hibridai, kurių chromosomų rinkinys yra padvigubintas ar daugiau. Padvigubinant hibrido diploidinį chromosomų rinkinį, gautą sukryžminus dvi skirtingas rūšis ar gentis, susidaro vaisingi tetraploidai, kurie vadinami amfidiploidais. Jiems būdinga ryški heterozė, kuri išlieka ir vėlesnėse kartose. Visų pirma amfidiploidas yra nauja grūdinė kultūra - kvietrugiai. Ją gavo V.E. Pisarev kryžminant minkštus žieminius kviečius (2 n= 42) su žieminiais rugiais (2 n= 14). Siekiant padvigubinti chromosomų rinkinį tarpgeneriniame 28 chromosomų hibride, augalai buvo apdoroti kolchicinu – ląstelių nuodu, kuris blokuoja chromosomų segregaciją mejozės metu. Gauti 56 chromosomų kvietrugių amfidiploidai pasižymi dideliu baltymų, lizino kiekiu, didelėmis ausimis, sparčiu augimu, padidėjusiu atsparumu ligoms, atsparumu žiemai. 42 chromosomų kvietrugiai turi dar didesnę veislinę vertę. Jie yra dar produktyvesni ir atsparesni žalingam poveikiui.

Kolchicino naudojimas dirbtinei poliploidų gamybai sukėlė revoliuciją eksperimentinės poliploidijos srityje. Su jo pagalba buvo gautos triploidinės ir tetraploidinės formos daugiau nei 500 augalų rūšių. Kai kurios jonizuojančiosios spinduliuotės dozės taip pat turi poliploidizuojantį poveikį.

Haploidijos reiškinio panaudojimas atvėrė dideles perspektyvas kuriant greito homozigotinių linijų kūrimo technologiją, padvigubinant chromosomų rinkinį haploiduose. Savaiminės haploidijos dažnis augaluose yra labai mažas (kukurūzuose – vienas haploidas tūkstančiui diploidų), todėl buvo sukurti masinės haploidų gamybos metodai. Vienas iš jų – haploidų gamyba naudojant dulkinių kultūrą. Dulkiniai mikrosporų stadijoje sodinami ant dirbtinės maistinės terpės, kurioje yra augimo stimuliatorių – citokininų ir auksinų. Į gemalus panašios struktūros susidaro iš mikrosporų – embrionų, turinčių haploidinį chromosomų skaičių. Iš jų vėliau išsivysto daigai, kurie po persodinimo duoda nauja aplinka normalūs haploidiniai augalai. Kartais vystymąsi lydi kalio susidarymas su morfogenezės židiniais. Persodinus į optimalią aplinką, jie taip pat formuoja embrionus ir daigus, kurie išauga į normalius haploidinius augalus.

Sukūrus homozigotines diploidines linijas iš haploidų ir jas sukryžminus, gautos vertingos hibridinės kukurūzų, kviečių, miežių, rapsų, tabako ir kitų kultūrų veislės. Haploidų naudojimas leidžia sutrumpinti homozigotinių linijų susidarymo laikotarpį 2-3 kartus.

Kukurūzų, kviečių ir daugelio kitų kultūrų hibridinių sėklų auginimo schemose buvo naudojamas CMS reiškinys, kuris leido supaprastinti ir sumažinti šio proceso išlaidas, nes buvo panaikinta vyriškų žiedynų kastravimo rankinė procedūra gaminant F 1 hibridus.

Naujausių genetikos pasiekimų panaudojimas ir efektyvių technologijų sukūrimas leido daug kartų padidinti auginamų augalų veislių produktyvumą. 70-aisiais. Buvo sukurtas terminas „Žalioji revoliucija“, atspindintis reikšmingą svarbiausių žemės ūkio kultūrų derliaus šuolį, pasiektą naujų technologijų pagalba. Pasak ekonomistų, indėlis genetiniai metodai derlius padidėjo 50%. Likusią dalį sudaro patobulintų žemės dirbimo metodų naudojimas ir agrochemijos pasiekimai. Sudėtingų technologijų įdiegimas paskatino didelio masto tam tikrų rūšių riboto skaičiaus kultūrų auginimą. Tai sukėlė problemų, susijusių su ligomis ir epidemijomis dėl įvairių kenkėjų padarytos žalos augalams. Būtent augalų atsparumas šiems kenksmingiems veiksniams atsidūrė pirmoje vietoje selekcijos požymių sąraše.

Pagrindiniai augalų veisimo būdai

Žodis „atranka“ kilęs iš lot. „selectio", kas vertime reiškia pasirinkimą, atranką". Selekcija yra mokslas, kuriantis naujus augalų veislių ir jų hibridų, gyvulių veislių gavimo būdus ir būdus. Tai taip pat žemės ūkio šaka, kuri kuria naujas veisles ir veisles su reikiamais. žmogaus savybės: didelis produktyvumas, tam tikros produkto savybės, atsparus ligoms, gerai prisitaikęs prie tam tikrų augimo sąlygų. Veisimo teorinis pagrindas yra genetika ir jos sukurti organizmų paveldimumo ir kintamumo modeliai. Charleso Darwino evoliucijos teorija, Gregorio Mendelio dėsniai, grynųjų linijų ir mutacijų doktrina leido selekcininkams sukurti augalų ir gyvūnų organizmų paveldimumo kontrolės metodus.

Svarbų vaidmenį veisimo praktikoje atlieka hibridologinė analizė.

Atrankos procesas skirstomas į tris šakas: selekcija augalininkystėje, selekcija gyvulininkystėje ir mikroorganizmų selekcija.

Surasti tam tikrą geną, išgauti jį iš ląstelės, implantuoti į kitą ir gauti visiškai naują, puikiai visus reikalavimus atitinkantį organizmą – apie tai galima tik pasvajoti. Raskite tinkamą genų derinį, ir bulvės nustos bijoti Kolorado vabalo, kviečiai nustos bijoti liūčių ir šalnų, sojos duos precedento neturintį derlių, pomidoruose bus dvigubai daugiau beta karotino, prasidės brokoliai. kad sulėtintų vėžinių ląstelių augimą, vištos mus džiugins kiaušiniais, kuriuose gausu polinesočiųjų riebalų rūgščių, kurių yra tik žuvyje. Bet jūs niekada nežinote, ką dar galima pasiekti manipuliuojant genų kodu!

Primityvi augalų veisimas atsirado kartu su žemės ūkiu. Pradėjęs auginti augalus, žmogus ėmė atrinkti, saugoti ir dauginti geriausius iš jų. Daugelis kultūrinių augalų buvo auginami maždaug 10 tūkstančių metų prieš mūsų erą. Antikos laikų selekcininkai sukūrė puikių vaisinių augalų, vynuogių veislių, daug veislių kviečių, melionų ir moliūgų. Tačiau didelę įtaką augalininkystės raidai padarė XVIII amžiaus Vakarų Europos selekcininkų-praktikų, pavyzdžiui, anglų mokslininkų Gallet, Shiref, vokiečių mokslininko Rimpau, darbai. Jie sukūrė keletą kviečių veislių, sukūrė būdus, kaip išvesti naujas veisles. 1774 metais netoli Paryžiaus buvo įkurta veisimo įmonė „Vilmorin“, kurios selekcininkai pirmieji įvertino atrinktus augalus pagal jų palikuonis. Jiems pavyko sukurti cukrinių runkelių veisles, kuriose cukraus buvo beveik 3 kartus daugiau nei originaliuose. Šis darbas įrodė didžiulę selekcijos įtaką keičiant augalų prigimtį žmogui reikalinga kryptimi. Vystantis kapitalizmui XVIII amžiaus pabaigoje ir XIX amžiaus pradžioje Europoje ir Šiaurės Amerika yra pramoninių sėklų firmų ir didelio pasirinkimo bei sėklų auginimo įmonių; atsiranda pramoninė augalų selekcija, kurios raidai didelės įtakos turėjo botanikos, mikroskopinės technologijos pasiekimai ir daugelis kitų. kiti

O Rusijoje I.V. Michurinas pradėjo vaisinių kultūrų atrankos darbus. Sėkmingai pritaikęs daugybę naujų originalių metodų, jis sukūrė daugybę vaisių ir uogų kultūrų veislių. Didelę reikšmę augalininkystės teorijai ir praktikai turėjo jo darbai apie geografiškai tolimų formų hibridizaciją. Tuo pačiu metu JAV L. Burbank, kruopščiai kryžmindamas ir tobulai atrinkdamas, sukūrė visa linija naujų įvairių žemės ūkio kultūrų veislių. Dalis jų priklausė gamtoje anksčiau neaptiktoms formoms (besėklių slyvų, nedygliuotų gervuogių veislės).

Augalininkystėje plėtojami selekcijos ir hibridizacijos moksliniai pagrindai, pradinės medžiagos kūrimo metodai – poliploidija, eksperimentinė mutagenezė, haploidija, ląstelių selekcija, chromosomų ir genų inžinerija, protoplastų hibridizacija, gemalo ir somatinių ląstelių bei augalų audinių kultūra; genetinių ir fiziologinių-biocheminių imuniteto pagrindų, svarbiausių kiekybinių ir kokybinių požymių (baltymai ir jų aminorūgščių sudėtis, riebalai, krakmolas, cukrus) paveldėjimo tyrimas. Šiuolaikinėje augalų selekcijoje kaip pradinė medžiaga naudojamos natūralios ir hibridinės populiacijos, savidulkės linijos, dirbtiniai mutantai ir poliploidinės formos. Dauguma žemės ūkio augalų veislių buvo sukurtos selekcijos ir tarprūšinės hibridizacijos būdu. Gautos mutantinės ir poliploidinės grūdinių, pramoninių ir pašarinių augalų veislės. Hibridizacijos sėkmę daugiausia lemia teisingas tėvų porų parinkimas kryžminimui, ypač ekologiniu ir geografiniu principu. Jei hibridiniame palikuonyje reikia derinti kelių tėvų formų požymius, taikoma laipsniška hibridizacija. Šis metodas plačiai naudojamas visame pasaulyje. Norint sustiprinti norimas vieno iš tėvų savybes hibridiniame palikuonyje, naudojami atgaliniai kryžiai. Norint vienoje veislėje sujungti skirtingų augalų rūšių ar genčių savybes ir savybes, naudojama tolima hibridizacija.

I.V. Michurinas yra puikus mokslininkas-selekcininkas, vienas iš vaisinių augalų veisimo mokslo įkūrėjų. Jis gyveno ir dirbo apskrities miestas Kozlovas (Tambovo gubernija), 1932 metais pervadintas į Mičurinską. sodininkyste su jaunų metų buvo jo mėgstamiausias dalykas. Jis užsibrėžė savo gyvenimo tikslą praturtinti Rusijos sodus naujomis veislėmis ir įgyvendino šią svajonę, nepaisant neįtikėtinų sunkumų ir sunkumų.

Jis sukūrė originalius praktinius hibridų, turinčių žmogui naudingų naujų savybių, gavimo metodus, taip pat padarė labai svarbias teorines išvadas.

Iškėlęs užduotį populiarinti pietinių vaismedžių veisles į centrinę Rusiją, Mičurinas pirmiausia bandė tai išspręsti aklimatizuodamas šias veisles naujomis sąlygomis. Tačiau jo auginamos pietinės veislės žiemą iššaldavo. Vien tik organizmo egzistavimo sąlygų pasikeitimas negali pakeisti filogenetiškai susiformavusio stabilaus genotipo, be to, tam tikra kryptimi.

Įsitikinęs aklimatizacijos metodo netinkamumu, Mičurinas savo gyvenimą paskyrė selekciniam darbui, kuriame panaudojo tris pagrindinius įtakos augalo pobūdžiui tipus: hibridizaciją, besivystančio hibrido ugdymą įvairiomis sąlygomis ir selekciją.

Hibridizacija, t. y. išgaunant veislę su naujomis, patobulintomis savybėmis, dažniausiai buvo atliekama kryžminant vietinę veislę su pietine, kurios skonis buvo didesnis. Kartu buvo pastebėtas neigiamas reiškinys – vietinės veislės savybių dominavimas hibride.

To priežastis buvo istorinis vietinės veislės prisitaikymas prie tam tikrų egzistavimo sąlygų.

Viena iš pagrindinių sąlygų, prisidedančių prie hibridizacijos sėkmės, Michurinas laikė tėvų porų pasirinkimą. Kai kuriais atvejais jis kryžmino tėvus, kurie buvo toli savo geografinėje buveinėje. Jei tėvų formoms egzistavimo sąlygos neatitinka įprastų, samprotavo jis, tada iš jų gauti hibridai galės lengviau prisitaikyti prie naujų veiksnių, nes nebus vienpusio dominavimo. Tada selekcininkas galės kontroliuoti prie naujų sąlygų prisitaikančio hibrido vystymąsi.

Šiuo metodu buvo išvesta Bere žieminė Michurina kriaušių veislė. Kaip motina buvo paimta Ussuri laukinė kriaušė, kuri išsiskiria mažais vaisiais, bet atspari žiemai, kaip tėvas - pietinė Bere royale veislė su dideliais sultingais vaisiais. Abiem tėvams centrinės Rusijos sąlygos buvo neįprastos.

Hibridas parodė tokias tėvų savybes, kurių reikėjo selekcininkui: vaisiai buvo dideli, tinkami laikyti, buvo labai skanūs, o pats hibridinis augalas ištvėrė šaltį iki -36 °.

Kitais atvejais Mičurinas pasirinko vietines šalčiui atsparias veisles ir kryžmino jas su pietietiškai šilumą mėgstančiomis, bet su kitomis. puikios savybės. Michurinas augino kruopščiai atrinktus hibridus Spartos sąlygomis, manydamas, kad priešingu atveju jie turės termofiliškumo bruožus. Taigi, Slavyanka obuolių veislė buvo gauta sukryžminus Antonovka su pietinės veislės ananasais Ranet.

Be kryžminimo dviejų formų, priklausančių tai pačiai sisteminei kategorijai (obelis su obelimis, kriaušės su kriaušėmis), Michurinas taip pat naudojo tolimų formų hibridizaciją: gavo tarprūšinius ir tarpgenerinius hibridus.

Jis gavo hibridus tarp vyšnių ir paukščių vyšnių (cerapadus), tarp abrikosų ir slyvų, slyvų ir erškėčių, kalnų pelenų ir Sibiro gudobelės ir kt.

Natūraliomis sąlygomis svetimų kitos rūšies žiedadulkių motininis augalas nesuvokia ir nevyksta kryžminimas. Norėdami įveikti nekryžminimą tolimoje hibridizacijoje, Michurinas naudojo kelis metodus.

Preliminaraus vegetatyvinio metodo metodas.

Hibridinio šermukšnio sodinuko (skiepio) vienerių metų stiebas skiepijamas į kitos rūšies ar genties augalo vainiką, pavyzdžiui, kriaušę (poskiepį). Po 5-6 mitybos metų dėl ištekliaus gaminamų medžiagų vyksta tam tikras pokytis, fiziologinių ir biocheminių atžalų savybių konvergencija.

Kalnų pelenų žydėjimo metu jo žiedai apdulkinami žiedadulkėmis iš poskiepio. Čia vyksta krosoveris.

tarpininko metodas.

Jį Michurinas naudojo hibridizuodamas auginamus persikus su laukinėmis Mongolijos migdolų pupelėmis (siekdamas persiką perkelti į šiaurę). Kadangi tiesioginis šių formų kirtimas nebuvo įmanomas, Mičurinas kirto bebrą su pusiau auginamu persiku Davidu. Jų hibridas sukryžmino su auginamu persiku, dėl kurio jis buvo vadinamas tarpininku.

Apdulkinimo būdas žiedadulkių mišiniu.

I.V. Mičurinas naudojo įvairius žiedadulkių mišinio variantus. Nedidelis motininio augalo žiedadulkių kiekis buvo sumaišytas su tėvo žiedadulkėmis. Šiuo atveju savo žiedadulkės sudirgino piestelės stigmą, kuri tapo pajėgi priimti svetimas žiedadulkes. Apdulkinant obelų žiedus kriaušių žiedadulkėmis, į pastarąsias buvo įdėta šiek tiek obuolių žiedadulkių. Dalį kiaušialąsčių apvaisino savo žiedadulkėmis, kitą dalį – svetimomis (kriaušėmis).

Nekryžminimas buvo įveiktas ir tada, kai motininio augalo žiedai buvo apdulkinami skirtingų rūšių žiedadulkių mišiniu, nepridedant savos veislės žiedadulkių.

Svetimų žiedadulkių išskiriami eteriniai aliejai ir kitos išskyros dirgino motininio augalo stigmą ir prisidėjo prie jo suvokimo.

Per visą savo ilgametį darbą auginant naujas augalų veisles, I.V. Michurinas parodė jaunų hibridų tolesnio ugdymo svarbą po kryžminimo.

Augindamas besivystantį hibridą, Michurinas atkreipė dėmesį į dirvožemio sudėtį, hibridinių sėklų laikymo būdą, dažną persodinimą, sodinukų pobūdį ir mitybos laipsnį bei kitus veiksnius.

mentoriaus metodas. selekcija vegetatyvinė Michurin

Be to, Michurinas plačiai naudojo savo sukurtą mentoriaus metodą. Norint išugdyti pageidaujamas hibridinio sodinuko savybes, daigas skiepijamas į augalą, turintį šias savybes. Tolesnis hibrido vystymasis yra veikiamas medžiagų, kurias gamina motininis augalas (mentorius); hibride paryškinamos norimos savybės. IN Ši byla hibridų vystymosi procese pasikeičia dominavimo savybės.

Mentoriumi gali būti ir poskiepis, ir atžala. Tokiu būdu Michurinas išvedė dvi veisles – Kandil-Chinese ir Bellefleur-Chinese.

Kandil-Chinese yra Kitaikos kryžminimo su Krymo veisle Kandil-Sinap rezultatas. Iš pradžių hibridas pradėjo nukrypti į pietinį tėvą, kuris jame galėjo sukurti nepakankamą atsparumą šalčiui. Siekdamas išvystyti ir įtvirtinti atsparumo šalčiui ženklą, Mičurinas įskiepijo hibridą į šias savybes pasižymėjusios Kitaykos motinos karūną. Mityba daugiausia su savo medžiagomis iškėlė norimą hibrido kokybę. Antrosios klasės Bellefleur-Chinese veisimas buvo susijęs su tam tikru hibrido nukrypimu link šalčiui atsparaus ir anksti prinokusio Kitayka. Hibrido vaisiai negalėjo atlaikyti ilgo laikymo.

Siekdamas išauginti hibrido išlaikymo kokybę, Mičurinas į Bellefleur-Kinijos hibrido sodinuko vainiką pasodino keletą vėlyvų veislių auginių.

Rezultatas gavosi geras – kiniškojo Bellefleur vaisiai įgavo norimas savybes – vėlyvą sunokimą ir išsilaikymo kokybę.

Mentoriaus metodas patogus tuo, kad jo veikimą galima reguliuoti šiais metodais: 1) mentoriaus ir hibrido amžiaus santykiu; 2) mentoriaus trukmė; 3) mentoriaus ir hibrido lapų kiekybinis santykis.

Pavyzdžiui, mentoriaus veiksmų intensyvumas bus kuo didesnis, kuo vyresnis jo amžius, tuo turtingesnė vainiko lapija ir kuo ilgiau jis veiks. Veisimo darbe Michurinas skyrė didelę reikšmę selekcijai, kuri buvo atliekama pakartotinai ir labai griežtai. Hibridinės sėklos buvo parinktos pagal jų dydį ir apvalumą: hibridinės - pagal lapo mentės ir lapkočio konfigūraciją bei storį, ūglio formą, šoninių pumpurų išsidėstymą, pagal atsparumą žiemai ir atsparumą grybelinėms ligoms, kenkėjams. ir daug kitų savybių, galiausiai – pagal vaisiaus kokybę.

IV Michurino darbo rezultatai stulbinantys. Jis sukūrė šimtus naujų augalų veislių. Daugybė veislių obelų ir uogų auginamos toli į šiaurę. Jie pasižymi dideliu skoniu ir tuo pačiu puikiai prisitaiko prie vietinių sąlygų. Nauja veislė Antonovka 600 gramų duoda iki 350 kg derlių iš vieno medžio. Mičurino vynuogės žiemą ištvėrė vynmedžių milteliais, kas daroma net Kryme, ir tuo pačiu nesumažino jų prekinių rodiklių. Michurinas savo darbu parodė, kad kūrybinės galimybėsžmogus yra beribis.

Šiuolaikinė išvaizda.

Iš esmės modifikuotų produktų gavimo idėjoje nėra nieko naujo.

Pati gamta evoliucijos procese sukūrė naujus organizmus, o anksčiau sukurtus aprūpino naujomis savybėmis. Tiesa, tam prireikė tūkstantmečių.

Žmogus nusprendė šį procesą paspartinti ir sukūrė naujų augalų ir gyvūnų veislių veisimo mokslą – selekciją. Mokslininkai sukryžmino organizmus su reikiamomis savybėmis, atrinko sėkmingus pavyzdžius iš gautų palikuonių ir vėl juos sukryžmino, pasiekdami visišką genetinį grynumą. Prireikė dešimtmečių, kad šiuo metodu būtų galima gauti šalčiui atsparius kviečius arba karvių veislę, kurios primilžis buvo septynis kartus didesnis. Kelios dešimtys metų, palyginti su tūkstantmečiu, yra niekas, bet nekantriai žmonijai tai atrodė per ilga. Mokslininkai rado dar greitesnį būdą gauti organizmus su tam tikru genų rinkiniu. Gyvos ląstelės buvo stipriai apšvitintos, sukeliančios atsitiktines mutacijas, tikintis, kad bent pora ląstelių mutuos tinkama kryptimi. Ir nors naudojant šį atrankos metodą buvo daugiau nepageidaujamų rezultatų nei naudojant įprastą kryžminimą, laikas norimo gauti sutrumpėjo iki 10-15 metų.

Radiacinės mutagenezės panaudojimas sukėlė audrą tarp mokslininkų – bet arbatos puodelyje. Ginčai vyko, bet už uždarų durų, kad nepritrauktų visuomenės dėmesio. Palyginti su radiacijos metodais, genų inžinerijos naudojama DNR fragmento persodinimo technologija atrodo subtilumo viršūnė. Tai bent jau beveik pašalina nepageidaujamų rezultatų riziką.

Nesutarimų priežastis buvo originalus genetinis kūrinys – pomidoras su žiaunomis, kuriam buvo implantuotas Šiaurės Amerikos plekšnės genas, skirtas atsparumui šalčiui. Niekas, žinoma, neįsivaizdavo, kas nutiks dėl to. Kas žino, kokių dar netikėtumų žmonėms pateiks transgeniniai produktai? Pavyzdžiui, ekologai labai nerimauja, ką valgys Kolorado vabalai, jei pasaulyje neliks nemodifikuotų bulvių. Tačiau bulvių augintojai vangiai dalijasi rūpesčiais: kenkėjams atsparios bulvės dabar auginamos beveik visur.

Medikams rūpi kita klausimo pusė: kaip modifikuoti produktai paveiks žmogaus organizmą? Ar jis suvoks tos pačios bulvės ląsteles su įterptu kopūsto DNR fragmentu kaip alergenus? Ir apskritai – kaip gerai toks maistas pasisavins, ar pilnai suteiks organizmui reikalingų medžiagų?

Mažai tikėtina, kad ginčai dėl transgeninių produktų bus greitai išspręsti. Greičiausiai, kol mokslininkai tyliai taikiai ieškos aukso vidurio tarp „naudingo“ ir „kenksmingo“, modifikuoti produktai nepastebimai, savaime įsilies į mūsų kasdienybę. Šiuo metu jie tai jau daro. Putojantys obuoliai, morkos vienas prieš vieną, žieminiai pomidorai... Taip pat nereikėtų manyti, kad nuosavo daržo derlius neturi nieko bendra su genų inžinerija.

Vasaros gyventojų naudojamos sėklos taip pat gali būti mokslo idėja.

Tačiau kai kuriais atvejais transgeniniai produktai nėra pavojingesni ir netgi geresni už įprastinius.

Pavyzdžiui, tai pasirodė su sojos pupelėmis - pirmuoju genetiškai modifikuotu produktu, kuris Rusijoje gavo valstybinį registracijos pažymėjimą, leidžiantį be kliūčių auginti ir naudoti šį derlių. Mokslininkai priėjo prie išvados, kad transgeninės sojos pupelės yra ekologiškesnės ir saugesnės nei įprastos sojos pupelės. Pesticidai, herbicidai ir insekticidai tradiciškai buvo naudojami kovojant su piktžolėmis ir kenkėjais, pažeidžiančiais šį kultūrą, o transgeninės sojos pupelės susidoroja su visomis negandomis. Tai yra, gavome, nors ir ne visai natūralų, bet aplinkai nekenksmingą produktą.

Jungtinėse Amerikos Valstijose genetiškai modifikuotų produktų naudojimas leidžiamas be jokių apribojimų (ir net nenurodant, kad tai yra genų inžinerijos idėja). ES šalyse modifikuotais gaminiais buvo leista prekiauti su sąlyga, kad jie bus paženklinti specialiu ženklu. Mūsų šalyje kiekvienas produktas su modifikuotu genu turi gauti valstybinį registracijos pažymėjimą, patvirtinantį jo saugumą. Viskas atrodo palyginti gerai. Tačiau praktiškai viskas yra daug sudėtingiau. Produkte gali būti tik vienas komponentas, gautas iš transgeninių žaliavų. Kas mums pasakys, ar jis dabar pakeistas, ar ne.

Atsižvelgdami į šią aplinkybę, gydytojai ir mitybos specialistai primygtinai reikalauja, kad kiekvienas toks produktas turėtų specialią etiketę, kurioje būtų nurodyta, koks modifikuotas komponentas ir kokia proporcija jame yra. Kiekvienas iš mūsų turi teisę žinoti, kas yra jo lėkštėje. Toks reiškinys kaip atranka buvo žmogaus civilizacijos vystymosi produktas. Čia yra gerųjų ir blogųjų pusių, bet faktas niekur nedingsta. Taigi jūs turite pasinaudoti atradimu. Vien Michurinas įžengė į mokslą kaip daugiau nei 300 augalų rūšių kūrėjas. Baisu įsivaizduoti, ką sugeba šiuolaikiniai mokslininkai. Tikėkimės, kad žmonės nepakenks sau, kaip tai nutiko ne kartą...

Pats terminas „atranka“ kilęs iš lotyniško žodžio „atranka“. Šis mokslas tiria būdus ir metodus, kaip sukurti naujas ir tobulinti esamas organizmų grupes (populiacijas), naudojamas žmonijos gyvybei palaikyti. Kalbame apie kultūrinių augalų veisles, naminių gyvūnų veisles ir mikroorganizmų padermes. Pagrindinis kriterijus šiuo atveju yra naujų savybių ir savybių vertė ir tvarumas praktikoje.

Augalininkystė ir gyvulininkystė: pagrindinės kryptys

  • Didelis augalų veislių derlius, gyvulių veislių vaisingumas ir produktyvumas.
  • Kokybinės gaminių savybės. Augalų atveju tai gali būti vaisių, uogų ir daržovių skonis, išvaizda.
  • Fiziologiniai požymiai. Augaluose selekcininkai dažniausiai atkreipia dėmesį į ankstyvumą, atsparumą sausrai, atsparumą žiemai, atsparumą ligoms, kenkėjams ir neigiamą klimato sąlygų poveikį.
  • Intensyvus tobulėjimo būdas. Augaluose tai yra teigiama augimo ir vystymosi dinamika tręšiant, laistant, o gyvūnams – „mokėjimas“ už pašarus ir pan.

Atranka dabartiniame etape

Šiuolaikinis gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų veisimas, siekiant padidinti efektyvumą, būtinai atsižvelgia į žemės ūkio produktų realizavimo rinkos poreikius, o tai ypač svarbu plėtojant tam tikrą konkrečios produkcijos pramonės šaką. Pavyzdžiui, duonos kepimas Aukštos kokybės, gero skonio, elastingos trupinės ir traškios trapios plutos, turėtų būti gaminamos iš stiprių (stiklinių) minkštųjų kviečių veislių, kuriose yra daug baltymų ir elastingo glitimo. Aukščiausių rūšių sausainiai gaminami iš miltinių veislių minkštųjų kviečių, o kietieji kviečiai geriausiai tinka makaronų gamybai.

Kaip bebūtų keista, gyvūnų ir mikroorganizmų atranka yra susijusi. Faktas yra tas, kad pastarųjų rezultatai naudojami biologinei gyvūnų patogenų kontrolei, taip pat įvairių kultūrinių augalų veislių kontrolei.

Ryškus atrankos pagal rinkos poreikius pavyzdys – kailių auginimas. Kailinių gyvūnų, kurie skiriasi genotipu, kuris yra atsakingas už kailio spalvą ir atspalvį, auginimas priklauso nuo mados tendencijų.

Teorinis pagrindas

Apskritai atranka turėtų vystytis remiantis genetikos dėsniais. Būtent šis mokslas, tiriantis paveldimumo ir kintamumo mechanizmus, leidžia įvairių įtakų pagalba paveikti genotipą, kuris savo ruožtu lemia organizmo savybių ir savybių visumą.

Taip pat veisimo metodikoje naudojami kitų mokslų pasiekimai. Tai sistematika, citologija, embriologija, fiziologija, biochemija, molekulinė biologija ir individo vystymosi biologija. Dėl aukštų minėtų gamtos mokslų sričių vystymosi tempų atsiveria naujos atrankos perspektyvos. Dar ir šiandien genetikos srities tyrimai pasiekia naują lygmenį, kur galima tikslingai modeliuoti reikiamas gyvūnų veislių, augalų veislių ir mikroorganizmų padermių ypatybes ir savybes.

Genetika vaidina lemiamą vaidmenį sprendžiant veisimo problemas. Tai leidžia, naudojant paveldimumo ir kintamumo dėsnius, planuoti atrankos procesą taip, kad būtų atsižvelgta į konkrečių savybių paveldėjimo ypatumus.

Pradinės genetinės medžiagos parinkimas

Gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų atranka gali būti veiksminga tik kruopščiai atrinkus žaliavą. Tai yra, pradinių veislių, veislių, rūšių pasirinkimo teisingumą lemia jų kilmės ir evoliucijos tyrimas atsižvelgiant į tas savybes ir savybes, kurias siūlomas hibridas turėtų turėti. Paieškoje reikalingos formos griežta seka atsižvelgiama į visą pasaulio genofondą. Taigi pirmenybė teikiama vietinių formų naudojimui su reikiamomis savybėmis ir savybėmis. Be to, vykdomas kitose geografinėse ar klimato zonose augančių formų pritraukimas, tai yra introdukcijos ir aklimatizacijos metodai. Paskutinė priemonė yra eksperimentinės mutagenezės ir genų inžinerijos metodai.

Gyvūnų veisimas: metodai

Šioje mokslo srityje kuriami ir tiriami efektyviausi metodai, leidžiantys išvesti naujas naminių gyvūnų veisles ir tobulinti esamas.

Gyvūnų veisimas turi savo specifiką, kurią lemia tai, kad gyvūnams trūksta vegetatyvinio ir nelytinio dauginimosi galimybių. Jie dauginasi tik seksualiai. Iš šios aplinkybės taip pat išplaukia, kad norint išvesti palikuonis, individas turi sulaukti lytinės brandos, o tai turi įtakos tyrimų laikui. Taip pat atrankos galimybes riboja tai, kad, kaip taisyklė, individų palikuonių nėra daug.

Pagrindiniai naujų gyvūnų veislių, taip pat augalų veislių, veisimo būdai gali būti vadinami selekcija ir hibridizacija.

Gyvulių veisimui, kurio tikslas – išvesti naujas veisles, dažniausiai naudojama ne masinė, o individuali atranka. Taip yra dėl to, kad jų priežiūra yra labiau individualizuota, palyginti su augalų priežiūra. Visų pirma, apie 10 žmonių rūpinasi 100 individų gyvuliais. Tuo tarpu vietovėje, kurioje auga šimtai ir tūkstančiai augalų organizmų, dirba nuo 5 iki 8 selekcininkų.

Hibridizacija

Vienas iš pirmaujančių metodų yra hibridizacija. Šiuo atveju gyvūnų atranka atliekama giminystės, nesusijusio kryžminimo ir tolimosios hibridizacijos būdu.

Pagal giminingumą suprantama individų, priklausančių skirtingoms tos pačios rūšies veislėms, hibridizacija. Šis metodas leidžia gauti naujų savybių turinčių organizmų, kuriuos vėliau galima panaudoti veisiant naujas veisles arba tobulinant senąsias.

Terminas „inbredingas“ kilęs iš Anglų kalbos žodžiai, reiškiantis „viduje“ ir „veisimasis“. Tai yra, kryžminami asmenys, priklausantys glaudžiai susijusioms tos pačios populiacijos formoms. Gyvūnų atveju kalbame apie glaudžiai susijusių organizmų (motinos, sesers, dukros ir kt.) apvaisinimą. Inbredingo tikslingumas grindžiamas tuo, kad tam tikros savybės pirminė forma suskaidoma į keletą grynų linijų. Paprastai jų gyvybingumas yra sumažėjęs. Bet jei šios grynos linijos bus toliau kertamos viena su kita, tada bus stebima heterozė. Tai reiškinys, kuriam būdingas tam tikrų požymių padidėjimas pirmosios kartos hibridiniuose organizmuose. Tai visų pirma gyvybingumas, produktyvumas ir vaisingumas.

Gyvūnų veisimas, kurio metodai turi gana plačias ribas, taip pat naudoja tolimąją hibridizaciją, kuri yra tiesiogiai priešinga giminingam veisimui. Šiuo atveju skirtingų rūšių individai kryžminasi. Tolimosios hibridizacijos tikslu galima pavadinti gyvūnų, kurie išsiugdys vertingų eksploatacinių savybių, gavimą.

Pavyzdžiai – asilo ir arklio, jako ir turo kryžiai. Pažymėtina, kad hibridai dažnai nesusilaukia palikuonių.

M. F. Ivanovo tyrimas

Garsus rusų mokslininkas M.F.Ivanovas biologija domėjosi nuo vaikystės.

Gyvulininkystė tapo jo tyrimų objektu, kai jis tyrinėjo kintamumo ir paveldimumo mechanizmų ypatybes. Šia tema rimtai susidomėjęs M.F. Vėliau Ivanovas sukūrė naują kiaulių veislę (balta ukrainiečių). Jam būdingas didelis produktyvumas ir geras prisitaikymas prie klimato sąlygų. Kryžminimui buvo naudojama vietinė ukrainiečių veislė, kuri buvo gerai prisitaikiusi prie egzistavimo sąlygų stepėje, tačiau turėjo mažą produktyvumą ir žemą mėsos kokybę, ir anglų baltoji veislė, kuri turėjo didelį produktyvumą, bet nebuvo pritaikyta egzistuoti m. vietines sąlygas. Taikyti metodiniai giminystės, nesusijusio kryžminimo, individualios masės atrankos ir auklėjimo metodai. Ilgalaikio kruopštaus darbo dėka buvo pasiektas teigiamas rezultatas.

Atrankos plėtros perspektyvos

Kiekviename vystymosi etape veislininkystės, kaip mokslo, tikslų ir uždavinių sąrašą lemia žemės ūkio technologijos ir gyvulininkystės reikalavimų ypatumai, augalininkystės ir gyvulininkystės industrializacijos stadija. Rusijos Federacijai labai svarbu sukurti augalų veisles ir gyvūnų veisles, kurios išlaikytų produktyvumą įvairiomis klimato sąlygomis.

Pagrindiniai terminai ir sąvokos.

Žaliava- kultūrinių ar laukinių augalų ar gyvūnų, turinčių vertingų ekonominių savybių ar eksterjero, linijos, veislės, rūšys, gentys.

Hibridizacija(iš graikų kalbos. "hibris"- mišrūnas) - natūralus arba dirbtinis individų, priklausančių skirtingoms linijoms, veislėms, veislėms, rūšims, augalų ar gyvūnų gentims, kryžminimas.

Įvairovė- tos pačios rūšies kultūrinių augalų rinkinys, dirbtinai sukurtas žmogaus ir pasižymintis: a) tam tikromis paveldimomis savybėmis, b) paveldimu fiksuotu produktyvumu, c) struktūriniais (morfologiniais) požymiais.

Veislė- tos pačios rūšies naminių gyvūnų rinkinys, dirbtinai sukurtas žmogaus ir pasižymintis: a) tam tikromis paveldimomis savybėmis, b) paveldimu fiksuotu produktyvumu, c) eksterjeru.

Linija- vieno savaime apdulkinančio individo palikuonys augaluose, palikuonys iš giminingo gyvūnų, turinčių daugumą genų homozigotinės būklės.

Inbredingas(intsukht, angliškai – „veisimas savyje“) – glaudžiai susijęs ūkinių gyvūnų kryžminimas. Priverstinis savidulkis kryžmadulkiuose augaluose.

giminingoji depresija- gyvūnų ir augalų gyvybingumo ir produktyvumo sumažėjimas, gautas giminystės būdu, dėl daugumos genų perėjimo į homozigotinę būseną.

heterozė- galingas hibridų vystymasis, gautas kryžminant inbredines (grynąsias) linijas, kurių viena yra homozigotinė dominuojančių, kita recesyvinių genų atžvilgiu.

Poskiepis- savo šaknis (įsišaknijęs) augalas, kuris skiepijamas.

atžala- augalo ar pumpuro atskilimas, įskiepytas į vietinį šakniavaisį.

poliploidija- daugkartinis diploidinio arba haploidinio chromosomų rinkinio padidėjimas, kurį sukelia mutacija.

Mutagenezė(iš lat. "mutacija"- keisti, keisti ir graikiškai. "genosas"- formavimas) - aukštesnių augalų ir mikroorganizmų atrankos metodas, leidžiantis dirbtinai gauti mutacijas, siekiant padidinti produktyvumą.

Biotechnologija- gyvų organizmų ir biologinių procesų panaudojimas gamyboje. Biologinis gydymas Nuotekos, biologinė augalų apsauga, taip pat pašarų baltymų, aminorūgščių sintezė pramoninėmis sąlygomis, anksčiau neprieinamų vaistų (hormono insulino, augimo hormono, interferono) gamyba, naujų augalų veislių, gyvūnų veislių, mikrobų rūšių kūrimas. tt – tai pagrindinės naujų mokslo ir pramonės šakų kryptys.

Genetinė inžinerija– mokslas, kuriantis naujas genų kombinacijas DNR molekulėje. Galimybė perpjauti ir sujungti DNR molekulę leido sukurti hibridinę bakterinę ląstelę su žmogaus genais, atsakingais už hormono insulino ir interferono sintezę. Ši plėtra naudojama farmacijos pramonėje vaistams gauti. Genų transplantacijos pagalba sukuriami augalai, atsparūs ligoms, nepalankioms aplinkos sąlygoms, pasižymintys didesniu fotosintezės ir atmosferos azoto fiksacijos poveikiu.

HOMOLOGINĖS PAVELDIMO KINTAMUMO SERIJOS DĖSNIS (N. I. VAVILOVAS):

Genetiškai artimos rūšys ir gentys pasižymi panašiomis paveldimo kintamumo serijomis.

53 lentelė. Kultūrinių augalų kilmės centrai (pagal N. I. Vavilovą)

Centro pavadinimas Geografinė padėtis Kultūrinių augalų tėvynė
Pietų Azijos atogrąžų Tropinė Indija, Indokinija, Pietų Kinija, salos Pietryčių Azija Ryžiai, cukranendrės, agurkai, baklažanai, juodieji pipirai, citrusiniai vaisiai ir kt. (50 % kultūrinių augalų)
Rytų Azijos Vidurio ir Rytų Kinija, Japonija, Korėja, Taivanas Sojų pupelės, soros, grikiai, vaisių ir daržovių pasėliai – slyvos, vyšnios, ridikai ir kt. (20% kultūrinių augalų)
Pietvakarių Azijos Mažoji Azija, vidurio Azija, Iranas, Afganistanas, Pietvakarių Indija Kviečiai, rugiai, ankštiniai augalai, linai, kanapės, ropės, morkos, česnakai, vynuogės, abrikosai, kriaušės ir kt. (14% kultūrinių augalų)
Viduržemio jūros Šalys prie Viduržemio jūros krantų Kopūstai, cukriniai runkeliai, alyvuogės, dobilai, lęšiai ir kitos pašarinės žolės (11% kultūrinių augalų)
Abisinijos Afrikos Abisinijos aukštumos Kietieji kviečiai, miežiai, kava, sorgai, bananai
Centrinės Amerikos Pietų Meksika Kukurūzai, ilgoji medvilnė, kakava, moliūgai, tabakas
Andų (Pietų Amerika) Pietų Amerika (iki vakarinės pakrantės) Bulvės, ananasai, kokos krūmas, cinchona

54 lentelė. Pagrindiniai atrankos metodai

Metodai Gyvūnų auginimas augalų veisimas
Tėvų porų pasirinkimas Pagal ekonomiškai vertingas savybes ir išorę (fenotipinių požymių rinkinys) Pagal jų kilmės vietą (geografiškai nutolusią) arba genetiškai nutolusią (nesusijusią)
Hibridizacija:
a) nesusijęs (autbredingas) Tolimų veislių, kurios skiriasi kontrastingomis savybėmis, kryžminimas, siekiant gauti heterozigotinę populiaciją ir heterozės pasireiškimą. susilaukti sterilių palikuonių Tarprūšinis, tarprūšinis, tarpgenerinis kryžminimas, sukeliantis heterozę, siekiant gauti heterozigotines populiacijas, taip pat didelį produktyvumą
b) artimai giminingi (inbridingas) Artimų giminaičių kryžminimas, kad susidarytų homozigotinės (grynos) linijos su pageidaujamais bruožais Savaiminis apdulkinimas kryžmadulkiuose augaluose dirbtiniu manipuliavimu, siekiant gauti homozigotines (grynas) linijas
Pasirinkimas:
a) masyvi Netaikoma Taikoma kryžmadulkiams augalams
b) individualus Taikoma griežta individuali atranka pagal ekonomiškai vertingas savybes, ištvermę, eksterjerą Jis naudojamas savidulkėms augalams, išskiriamos grynos linijos - vieno savidulkės individo palikuonys
Palikuonių tyrimo metodas Jie naudoja dirbtinio apvaisinimo metodą iš geriausių patinų, kurių savybės tikrinamos dėl daugybės palikuonių. Netaikoma
Eksperimentinė polipoidų gamyba Netaikoma Jis naudojamas genetikoje ir veisime, norint gauti produktyvesnes, produktyvesnes formas.

55 lentelė. I. V. Mičurino atrankos ir genetinio darbo metodai

Metodai Metodo esmė Pavyzdžiai
Biologiškai tolima hibridizacija:

a) tarprūšiniai

Kryžminami skirtingų rūšių atstovai, norint gauti norimų savybių veisles Vyšnia Vladimirskaya X balta Winkler vyšnia \u003d Cherry Krasa Severa ( geras skonis, žiemos atsparumas)
b) tarpgeneriniai Kryžminami skirtingų genčių atstovai, norint gauti naujų augalų Vyšnia X paukščių vyšnia = Cerapadus
Geografiškai tolima hibridizacija Kontrastingų gamtinių zonų ir geografiškai tolimų regionų atstovų kirtimas, siekiant įskiepyti hibridui norimas savybes (skonį, stabilumą) Pear wild Ussuri X Bere piano (Prancūzija) = Bere winter Michurina
Pasirinkimas Keli, kieti: pagal dydį, formą, atsparumą žiemai, imunines savybes, kokybę, skonį, vaisių spalvą ir laikymo kokybę Į šiaurę buvo išvesta daugybė gero skonio ir didelio derlingumo obelų veislių.
Mentoriaus metodas Išsilavinimas pageidaujamų savybių hibridiniu sodinuku (dominavimo sustiprėjimas), kuriam daigas įskiepijamas į augalą šeimininką, iš kurio norima šias savybes įgyti. Kuo vyresnis, galingesnis, kuo ilgiau mentorius veikia, tuo stipresnė jo įtaka Obelis Kitayka (poskiepis) X hibridas (kinų X Kandil-sinapas) = ​​Kandil-sinapas (atsparus šalčiui)

Bellefleur-Chinese (hibridinis poskiepis) X Chinese (skiepytas) = ​​Bellefleur-Chinese (dedeklės vėlyvos nokinimo veislė)

Tarpininko metodas Tolimojoje hibridizacijoje, siekiant įveikti nekryžminimą, laukinių rūšių naudojimas kaip tarpininkas Laukinis mongoliškas migdolas X laukinis Dovydo persikas = migdolų tarpininkas.

Augintas persikas X migdolų tarpininkas = hibridinis persikas (reklamuojamas į šiaurę)

Aplinkos sąlygų poveikis Auginant jaunus hibridus, dėmesys buvo skiriamas sėklų laikymo būdui, mitybos pobūdžiui ir laipsniui, žemos temperatūros poveikiui, skurdžiam dirvožemiui, dažnam persodinimui. Hibridinio sodinuko grūdinimas. Ištvermingiausių augalų pasirinkimas
Žiedadulkių maišymas Norėdami įveikti tarprūšinį nekryžminimą (nesuderinamumą) Motinos augalo žiedadulkės susimaišė su dulkėtomis tėviškėmis, savos žiedadulkės sudirgino stigmą, o jis suvokė svetimas žiedadulkes.

Užduotys ir testai tema "13 tema. "Atranka".

  • Veisimas ir biotechnologijos – Genetikos pagrindai. Paveldėjimo modeliai Bendrieji biologiniai modeliai (9–11 klasės)

    Pamokos: 3 Užduotys: 9 Testai: 1

  • Baigiamasis žinių patikrinimas temomis Plokšti, Apvalūs ir Annelidai - Bestuburiai (išskyrus nariuotakojus) gyvūnai (7 klasė)

    Užduotys: 20 Testų: 2

  • Biologijos kryptys

    Pamokos: 3 Užduotys: 4 Testai: 1

  • Biologijos tyrimo metodai. Didinamųjų prietaisų įtaisas - Biologija – gyvų organizmų bakterijų tyrimas. Grybai. Augalai (5–6 klasė)

    Pamokos: 4 Užduotys: 5 Testai: 1

  • augalo ląstelė - Augalų ląstelių struktūra Bakterijos. Grybai. Augalai (5–6 klasė)

    Pamokos: 1 Užduotys: 7 Testai: 1

Išnagrinėję šias temas, turėtumėte sugebėti:

  1. Pateikite apibrėžimus: genas, dominuojantis bruožas; recesyvinis požymis; alelis; homologinės chromosomos; monohibridinis kryžminimas, kryžminimas, homozigotinis ir heterozigotinis organizmas, nepriklausomas pasiskirstymas, visiškas ir nepilnas dominavimas, genotipas, fenotipas.
  2. Naudodami Punnetto gardelę, iliustruokite vieno ar dviejų bruožų kryžminimą ir nurodykite, kokių skaitinių genotipų ir fenotipų santykio reikėtų tikėtis palikuonyje iš šių kryžminimo būdų.
  3. Apibūdinkite paveldėjimo, atskyrimo ir nepriklausomo požymių pasiskirstymo taisykles, kurių atradimas buvo Mendelio indėlis į genetiką.
  4. Paaiškinkite, kaip mutacijos gali paveikti konkretaus geno koduojamą baltymą.
  5. Nurodykite galimus A kraujo grupę turinčių žmonių genotipus; IN; AB; APIE.
  6. Pateikite poligeninių savybių pavyzdžių.
  7. Nurodykite chromosominį lyties nustatymo mechanizmą ir žinduolių genų, susijusių su lytimi, paveldėjimo tipus, naudokite šią informaciją sprendžiant problemas.
  8. Paaiškinkite skirtumą tarp su lytimi susijusių ir nuo lyties priklausančių požymių; pateikti pavyzdžių.
  9. Paaiškinkite, kaip paveldimos žmogaus genetinės ligos, tokios kaip hemofilija, daltonizmas, pjautuvinė anemija.
  10. Įvardykite augalų ir gyvūnų veisimo metodų ypatumus.
  11. Nurodykite pagrindines biotechnologijos kryptis.
  12. Norėdami išspręsti paprasčiausias genetines problemas naudodami šį algoritmą:

    Problemų sprendimo algoritmas

    • Nustatykite dominuojantį ir recesyvinį požymį, remdamiesi pirmosios kartos (F1) ir antrosios (F2) kirtimo rezultatais (pagal problemos būklę). Įveskite raidžių pavadinimus: A - dominuojantis ir - recesyvinis.
    • Užrašykite individo, turinčio recesyvinį požymį, genotipą arba individo, kurio genotipas žinomas pagal problemos būklę ir gametas.
    • Užsirašykite F1 hibridų genotipą.
    • Padarykite antrojo perėjimo schemą. Parašykite F1 hibridų gametas Punnetto tinklelyje horizontaliai ir vertikaliai.
    • Užrašykite palikuonių genotipus lytinių ląstelių kryžminimo ląstelėse. Nustatykite fenotipų santykį F1.

Užduoties projektavimo schema.

Raidiniai pavadinimai:
a) dominuojantis bruožas _______________
b) recesyvinis požymis _______________

Gametos

F1(pirmos kartos genotipas)

gametos
? ?

Punett grotelės

F2
gametos ? ?
?
?

Fenotipo santykis F2: _____________________________
Atsakymas:_________________________

Monohibridinio kryžminimo problemų sprendimo pavyzdžiai.

Užduotis."Ivanovų šeimoje auga du vaikai: rudaakis dukra ir mėlynakis sūnus. Šių vaikų mama yra mėlynakė, bet jos tėvai turėjo rudas akis. Kaip žmonėms paveldima akių spalva? Kokios yra visų šeimos narių genotipai? Akių spalva yra monogeninė autosominė savybė."

Akių spalvos bruožą valdo vienas genas (pagal būklę). Šių vaikų motina yra mėlynakiai, o jos tėvai turėjo rudas akis. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei abu tėvai buvo heterozigotiniai, todėl rudos akys dominuoja prieš mėlynas. Taigi močiutė, senelis, tėvas ir dukra turėjo genotipą (Aa), o mama ir sūnus – aa.

Užduotis."Gaidys su rožinėmis šukomis kryžminamas su dviem vištomis, kurios taip pat turi rožines šukes. Pirmoji davė 14 viščiukų, visi su rožinėmis šukomis, o antroji - 9 viščiukus, iš kurių 7 su rožinėmis šukomis ir 2 su lapeliu. šukos.Šukų forma yra monogeninis autosominis požymis.Kokie yra visų trijų tėvų genotipai?

Prieš nustatant tėvų genotipus, būtina išsiaiškinti viščiukų šukos formos paveldėjimo pobūdį. Gaidį sukryžminus su antrąja višta, atsirado 2 viščiukai su lapo formos šukomis. Tai įmanoma, kai tėvai yra heterozigotiniai, todėl galima daryti prielaidą, kad viščiukų rausvos formos šukos dominuoja virš lapo formos. Taigi, gaidžio ir antrosios vištos genotipai yra Aa.

Kryžminant tą patį gaidį su pirmąja višta, skilimo nepastebėta, todėl pirmoji višta buvo homozigotinė – AA.

Užduotis."Rudaakių, dešiniarankių tėvų šeimoje gimė broliai dvyniai, kurių vienas yra rudaakis kairiarankis, o kitas mėlynakis dešiniarankis. Kokia tikimybė, kad gims kitas. vaikas, panašus į savo tėvus?

Mėlynaakio vaiko gimimas rudaakiams tėvams rodo mėlynos akių spalvos recesyvumą, o kairiarankio gimimas dešiniarankiams tėvams rodo geresnio kairiosios rankos valdymo recesyvumą. lyginant su dešine. Įveskime alelių žymėjimą: A - rudos akys, a - Mėlynos akys, B - dešiniarankis, c - kairiarankis. Nustatykime tėvų ir vaikų genotipus:

RAaVv x AaVv
F,A_vv, aaB_

A_vv – fenotipinis radikalas, kuris rodo, kad šis vaikas kairiarankis rudomis akimis. Šio vaiko genotipas gali būti - Aavv, AAvv.

Tolesnis šios problemos sprendimas vykdomas tradiciniu būdu, sukonstruojant Punnetto gardelę.

ABAvaBAv
ABAABBAAVvAaBBAaVv
AvAAVvAAvvAaVvoi
aBAaBBAaVvaaBBAaVv
avAaVvoiaawwwoi

Pabraukti 9 mus dominantys palikuonių variantai. Iš viso galimybės 16, taigi tikimybė susilaukti vaiko, atrodančio kaip jų tėvai, yra 9/16.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Bendroji biologija“. Maskva, „Švietimas“, 2000 m

  • 10 tema. „Monohibridinis ir dihibridinis kryžminimas“. §23-24 p. 63-67
  • 11 tema. "Sekso genetika". §28-29 p. 71-85
  • 12 tema „Mutacinės ir modifikacijų kintamumas." §30-31 p. 85-90
  • Tema 13. "Atranka". §32-34 90-97 p

Mokykla Nr.643

Biologijos rašinys

"Atrankos metodai"

9B klasės mokiniai

Anna Žarova

Mokytojas Dubovik O. A.

Sankt Peterburgas 2008-2009 m

Turinys

Augalų veisimo būdai

Gyvūnų veisimo metodai

Pasirinkimo istorija

Atrankos apibrėžimas, pagrindiniai metodai

Atranka yra žmogaus skatinama evoliucija

N. I. Vavilovas

Veisimas – tai mokslas apie gyvūnų veislių, augalų veislių, mikroorganizmų padermių kūrimo ir tobulinimo būdus, siekiant padidinti jų produktyvumą, padidinti atsparumą ligoms, kenkėjams, prisitaikyti prie vietos sąlygų ir kt. Veisyba dar vadinama žemės ūkio šaka, užsiimanti naujų javų ir gyvulių veislių veislių bei hibridų kūrimu. Pagrindiniai veisimo būdai yra selekcija ir hibridizacija, taip pat mutagenezė (aukštesnių augalų ir mikroorganizmų atrankos formavimo metodas, leidžiantis dirbtinai gauti mutacijas siekiant padidinti produktyvumą), poliploidija (daugkartinis diploidinio ar haploidinio rinkinio padidėjimas). chromosomų, kurias sukelia mutacija), ląstelinė (metodų derinys, sukuriantis naujo tipo ląsteles, pagrįstas jų auginimu, hibridizacija ir rekonstrukcija)ir genų inžinerija (mokslas, kuriantis naujas genų kombinacijas DNR molekulėje). Paprastai šie metodai yra derinami. Priklausomai nuo rūšies dauginimosi būdo, naudojama masinė arba individuali atranka. Įvairių veislių augalų ir gyvūnų veislių kryžminimas yra pagrindas didinti palikuonių genetinę įvairovę

Augalų veisimo būdai

Pagrindiniai augalų veisimo būdai yra selekcija ir hibridizacija. Kryžmadulkiams augalams naudojama masinė norimų savybių individų atranka. Priešingu atveju neįmanoma gauti medžiagos tolesniam kirtimui. Jei norima gauti gryną liniją - tai yra genetiškai vienalytę veislę, tada naudojama individuali atranka, kai savidulkinimo būdu palikuonys gaunami iš vieno individo, turinčio pageidaujamas savybes.

Norint įtvirtinti naudingas paveldimas savybes, būtina padidinti naujos veislės homozigotiškumą. Kartais tam naudojamas kryžmadulkių augalų savidulkė. Tokiu atveju neigiamas recesyvinių genų poveikis gali pasireikšti fenotipiškai. Pagrindinė to priežastis – daugelio genų perėjimas į homozigotinę būseną. Bet kuriame organizme nepalankūs mutantiniai genai palaipsniui kaupiasi genotipe. Dažniausiai jie yra recesyviniai ir nepasireiškia fenotipiškai. Tačiau kai jie apsidulkina, jie pereina į homozigotinę būseną ir įvyksta nepalankus paveldimas pokytis. Gamtoje savidulkių augalų recesyviniai mutantiniai genai greitai tampa homozigotiniais ir tokie augalai žūva.

Nepaisant neigiamo savaiminio apdulkinimo poveikio, jis dažnai naudojamas kryžmadulkiuose augaluose, kad susidarytų homozigotinės („grynos“) linijos su norimais požymiais. Tai veda prie derliaus sumažėjimo. Tačiau tuomet kryžminis apdulkinimas atliekamas tarp skirtingų savidulkių linijų ir dėl to kai kuriais atvejais gaunami derlingi hibridai, turintys selekcininko pageidaujamas savybes. Tai tarplinijinės hibridizacijos metodas, kurio metu dažnai pastebimas heterozės poveikis (heterozė yra galingas hibridų vystymasis, gaunamas sukryžminus „grynąsias“ linijas, kurių viena homozigotinė dominuojantiems, kita recesyviniams genams): pirma- kartos hibridai pasižymi dideliu derlingumu ir atsparumu neigiamam poveikiui. Heterozė būdinga pirmosios kartos hibridams, kurie gaunami sukryžminus ne tik skirtingas linijas, bet ir skirtingas veisles bei net rūšis. Pagrindinė heterozės priežastis – hibriduose susikaupusių recesyvinių genų žalingo pasireiškimo pašalinimas. Kita priežastis – dominuojančių tėvų individų genų kombinacija hibriduose ir abipusis jų poveikio stiprinimas.

Augalininkystėje plačiai naudojama eksperimentinė poliploidija, nes poliploidams būdingas greitas augimas, didelis dydis ir didelis derlius. Dirbtiniai poliploidai gaunami naudojant chemines medžiagas, kurios naikina dalijimosi verpstę, dėl to pasikartojančios chromosomos negali išsisklaidyti, likdamos viename branduolyje.

Kurdami naujas veisles naudodami dirbtinę mutagenezę, mokslininkai naudojasi N. I. Vavilovo homologinių serijų dėsniu. Organizmas, kuris dėl mutacijos gavo naujų savybių, vadinamas mutantu. Daugumos mutantų gyvybingumas yra sumažėjęs ir natūralios atrankos metu yra pašalinami. Naujų veislių ir veislių evoliucijai ar atrankai reikalingi tie reti individai, kurie turi palankias arba neutralias mutacijas.

Gyvūnų veisimo metodai

Pagrindiniai gyvulių auginimo principai niekuo nesiskiria nuo augalininkystės principų. Tačiau gyvūnų selekcija turi tam tikrų bruožų: jiems būdingas tik lytinis dauginimasis; iš esmės labai retas pokytis kartos (daugumoje gyvūnų po kelerių metų); palikuonių individų skaičius nedidelis.

Vienas svarbiausių žmogaus laimėjimų formavimosi ir vystymosi aušroje (prieš 10-12 tūkst. metų) buvo pastovaus ir gana patikimo maisto šaltinio sukūrimas prijaukinant laukinius gyvūnus. Pagrindinis prijaukinimo veiksnys yra dirbtinė žmogaus poreikius atitinkančių organizmų atranka. Naminiai gyvūnai turi labai išsivysčiusių individualių savybių, dažnai nenaudingų ar net žalingų jų egzistavimui natūraliomis sąlygomis, tačiau naudingų žmonėms. Todėl natūraliomis sąlygomis prijaukintų formų egzistuoti negali.

Prijaukinimą lydėjo atranka, iš pradžių nesąmoninga (atranka tų asmenų, kurie atrodė geriau, buvo ramesnio būdo, pasižymėjo kitomis žmogui vertingomis savybėmis), vėliau sąmoningi arba metodiški. Plačiai taikoma metodinė atranka, skirta tam, kad gyvūnai įgytų tam tikras savybes, kurios tenkina žmones.

Gyvūnų tėvų formų ir kryžminimo tipų parinkimas atliekamas atsižvelgiant į augintojo išsikeltą tikslą. Veisliniai gyvūnai vertinami ne tik pagal išorinius požymius, bet ir pagal palikuonių kilmę bei kokybę. Todėl būtina gerai žinoti jų kilmę. Pagal protėvių bruožus, ypač iš motininės linijos, galima su tam tikra tikimybe spręsti apie gamintojų genotipą.

Veisimo darbe su gyvūnais daugiausia naudojami du kryžminimo būdai: outbreedingas (nesusijęs kryžminimas) ir inbredingas (glaudžiai susijęs).

Perauginimas tarp tos pačios veislės individų arba skirtingų veislių toliau griežtai atrinkus gyvūnus, išsaugomos naudingos savybės ir jos sustiprėja kitose kartose.

Atliekant giminingumą, kaip pradinės formos naudojami broliai ir seserys arba tėvai ir palikuonys. Toks kryžminimas tam tikru mastu yra panašus į augalų savaiminį apdulkinimą, dėl kurio taip pat padidėja homozigotiškumas ir dėl to susiformuoja ekonomiškai vertingos palikuonių savybės.

Veisimo srityje giminystė paprastai yra tik vienas žingsnis tobulinant veislę. Po to seka skirtingų tarplinijų hibridų kryžminimas, ko pasekoje nepageidaujami recesyviniai aleliai pereina į heterozigotinę būseną ir ženkliai sumažėja žalingas giminingumo poveikis.

Naminiams gyvūnams, kaip ir augalams, stebimas heterozės reiškinys: kryžminimosi ar tarprūšinių kryžminimo metu pirmosios kartos hibridai patiria ypač galingą vystymąsi ir gyvybingumo padidėjimą.

Heterozė plačiai naudojama pramoninėje paukštininkystėje ir kiaulių veisime, nes pirmosios kartos hibridai yra tiesiogiai naudojami ekonominiais tikslais.

Tolima naminių gyvūnų hibridizacija yra mažiau efektyvi nei augalų. Tarprūšiniai gyvūnų hibridai dažnai būna sterilūs. Tačiau kai kuriais atvejais tolimąją hibridizaciją lydi normalus lytinių ląstelių susiliejimas, normali mejozė ir tolesnis embriono vystymasis, dėl kurio buvo galima gauti kai kurias veisles, kurios sujungia vertingas abiejų rūšių, naudojamų hibridizacijai, savybes.

Pasirinkimo istorija

Iš pradžių atranka buvo grindžiama dirbtine atranka, kai žmogus atsirenka augalus ar gyvūnus, turinčius jį dominančių savybių. Iki XVI-XVII a. atranka vyko nesąmoningai, tai žmogus, pavyzdžiui, atrinko geriausias, didžiausias kviečių sėklas sėjai, nepagalvodamas, kad keičia augalus jam reikalinga kryptimi.

Tik praėjusiame amžiuje žmogus, dar nežinodamas genetikos dėsnių, pradėjo sąmoningai ar tikslingai naudoti selekciją, kryžmindamas tuos augalus, kurie jį tenkino daugiausia.

Tačiau atrankos būdu žmogus negali įgyti iš esmės naujų veislinių organizmų savybių, nes atrankos metu galima išskirti tik tuos genotipus, kurie jau egzistuoja populiacijoje. Todėl norint gauti naujas gyvūnų ir augalų veisles ir veisles, naudojama hibridizacija (kryžminimas), kryžminant pageidaujamas savybes turinčius augalus ir ateityje iš palikuonių atrenkant tuos individus, kuriuose naudingų savybių ryškiausias.

Mokslininkai, prisidėję prie veisimo ir genetikos plėtros

1) G. Mendelis

Šis vokiečių mokslininkas padėjo šiuolaikinės genetikos pagrindus, 1865 m. įtvirtindamas diskretiškumo (nenuoseklumo), organizmų savybių ir savybių paveldėjimo principą. Jis taip pat įrodė kryžminimo būdą (pavyzdžiui naudodamas žirnius) ir pagrindė tris dėsnius, vėliau pavadintus jo vardu.

2) T. H. Morganas

XX amžiaus pradžioje šis amerikiečių biologas pagrindė chromosomų paveldimumo teoriją, pagal kurią paveldimus požymius lemia chromosomos – visų kūno ląstelių branduolio organelės. Mokslininkas įrodė, kad genai tarp chromosomų išsidėstę tiesiškai ir kad vienos chromosomos genai yra tarpusavyje susiję.

3) C. Darvinas

Šis mokslininkas, žmogaus kilmės iš beždžionės teorijos įkūrėjas, atliko daugybę hibridizacijos eksperimentų, kurių metu buvo nustatyta žmogaus kilmės teorija.

4) T. Fairchildas

Pirmą kartą jis gavo dirbtinius hibridus 1717 m. Tai buvo gvazdikų hibridai, susidarę kryžminant dvi skirtingas tėvų formas.

5) I. I. Gerasimovas

1892 metais rusų botanikas Gerasimovas ištyrė temperatūros poveikį žaliųjų dumblių Spirogyra ląstelėms ir atrado nuostabų reiškinį – ląstelėje pakitusį branduolių skaičių. Po poveikio žemai temperatūrai ar migdomiesiems jis stebėjo, kaip atsiranda ląstelių be branduolių, taip pat su dviem branduoliais. Pirmasis netrukus mirė, o ląstelės su dviem branduoliais sėkmingai pasidalijo. Skaičiuojant chromosomas paaiškėjo, kad jų yra dvigubai daugiau nei paprastose ląstelėse. Taigi buvo atrastas paveldimas pokytis, susijęs su genotipo mutacija, t.y. visas chromosomų rinkinys ląstelėje. Tai vadinama poliploidija, o organizmai, turintys padidėjusį chromosomų skaičių, vadinami poliploidais.

5) M. F. Ivanovas

Išskirtinį vaidmenį gyvulininkystėje suvaidino garsaus sovietinio selekcininko Ivanovo, sukūrusio šiuolaikinius veislių atrankos ir kryžminimo principus, pasiekimai. Jis pats plačiai diegė genetinius principus į veisimo praktiką, derindamas juos su auklėjimo ir šėrimo sąlygų parinkimu, palankiomis veislės savybėms vystytis. Tuo remdamasis jis sukūrė tokias išskirtines gyvūnų veisles kaip baltoji Ukrainos stepinė kiaulė ir Askanio rambuilė.

6) J. Vilmutas

Pastarąjį dešimtmetį aktyviai tiriama unikalių žemės ūkiui vertingų gyvūnų dirbtinio masinio klonavimo galimybė. Pagrindinis būdas yra perkelti branduolį iš diploidinės somatinės ląstelės į kiaušialąstę, iš kurios anksčiau buvo pašalintas jos branduolys. Kiaušialąstė, pakeista branduoliu, skatinama sutraiškyti (dažnai elektros šoku) ir dedama į gyvūnus nėštumo metu. Tokiu būdu 1997 metais Škotijoje iš donorinės avies pieno liaukos diploidinės ląstelės branduolio atsirado avis Dolly. Ji tapo pirmuoju klonu, dirbtinai gautu iš žinduolių. Būtent ši byla buvo Wilmuto ir jo bendradarbių pasiekimas.

7) S. S. Četverikovas

1920-aisiais atsirado ir pradėjo vystytis mutacijų ir populiacijos genetika. Populiacijos genetika – genetikos sritis, tirianti pagrindinius evoliucijos veiksnius – paveldimumą, kintamumą ir atranką – konkrečiomis aplinkos sąlygomis, populiacijose. Šios krypties pradininkas buvo sovietų mokslininkas Četverikovas.

8) N. K. Kolcovas

1930-aisiais šis genetikas pasiūlė, kad chromosomos yra milžiniškos molekulės, taip numatydamas naujos mokslo krypties – molekulinės genetikos – atsiradimą.

9) N. I. Vavilovas

Sovietų mokslininkas Vavilovas nustatė, kad panašūs mutacijų pokyčiai vyksta gimininguose augaluose, pavyzdžiui, kviečiuose ausies spalvos, spygliuočių. Šis modelis paaiškinamas panašia genų sudėtimi giminingų rūšių chromosomose. Vavilovo atradimas buvo vadinamas homologinių serijų dėsniu. Remiantis juo, galima numatyti tam tikrų kultūrinių augalų pokyčių atsiradimą.

10) I. V. Mičurinas

Užsiima obelų hibridizacija. Dėl to jis išleido naują šešių gramų Antonovka veislę. O jo obuolių hibridai dažnai vadinami „Michurin obuoliais“

Gyvų organizmų atrankos pavyzdžiai

Kailių versle didelę reikšmę turi natūralių mutacijų, kurios išsiskiria nauja gražia spalva, pasirinkimas. Toks pasirinkimas labai greitai duoda teigiamų rezultatų. Tai gali būti parodyta ant naujų lapių veislių: sidabrinės-juodosios, platininės ir baltosios. Sidabrinė-juodoji lapė, kuri 1927 metais buvo atvežta į SSRS, per 20 metų selekcijos įgavo nemažai savybių, išskiriančių ją nuo pradinės formos. Platininė lapė buvo išvesta atrinkus iš sidabrinių juodųjų grupės, kuri turėjo daug sidabrinių plaukų. Platininė lapė turi didelių baltų dėmių ant krūtinės, pilvo, letenų ir snukio.

Geras pavyzdys – akademiko M.F.Ivanovo išvesta kiaulių veislė – Ukrainos baltoji stepė. Kuriant šią veislę buvo naudojamos mažo svorio ir žemos kokybės mėsos bei riebalų, tačiau gerai prisitaikiusios prie vietos sąlygų, vietinių ukrainiečių kiaulių paršavedės. Patinai buvo balti anglų šernai. Hibridiniai palikuonys vėl buvo kryžminami su angliškais šernais, keliose kartose buvo naudojamas inbridingas, kuriamos įvairios linijos, kurias kryžminant buvo gauti naujos veislės protėviai, kurie mėsos kokybe ir svoriu nesiskyrė nuo angliškos veislės, o. ištvermės – iš ukrainietiškų kiaulių.

Įrodyta, kad per pastarąjį ketvirtį amžiaus išsivysčiusiose šalyse veisimo indėlis padvigubinant pagrindinių žemės ūkio kultūrų derlingumą yra apie 50%. Taip vadinamas " žalioji revoliucija»Meksikos, Indijos ir daugelio kitų šalių žemės ūkyje auginami žemaūgiai (100–110 cm stiebo aukščio), pusiau žemaūgiai (80–100 cm) ir žemaūgiai (60–80 cm) ryžiai. įvesta , kviečių ir kt.. Jie pasižymi ne tik dideliu atsparumu išgulimui, bet ir dideliu varpos produktyvumu, daugiausia dėl padidėjusio grūdų skaičiaus joje. Tokios veislės duoda didesnį nei 60 c/ha derlių. Kviečių gamyba Meksikoje ir Indijoje nuo 1950 iki 1970 metų išaugo daugiau nei 8 kartus; dirbamas plotas padvigubėjo, o derlius – keturis kartus. Panašios kviečių veislės buvo sukurtos ir Rusijoje (pavyzdžiui, „Donskaya“ pusiau žemaūgiai ir „Mironovskaya“ mažo dydžio).

Naudotų šaltinių sąrašas

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


Į viršų