История селекции

Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI--XVII вв. отбор происходил бессознательно, то есть человек, например, отбирал для посева лучшие, самые крупные семена пшеницы, не задумываясь о том, что он изменяет растения в нужном ему направлении.

Только в последнее столетие человек, еще не зная законов генетики, стал использовать отбор сознательно или целенаправленно, скрещивая те растения, которые удовлетворяли его в наибольшей степени.

Однако методом отбора человек не может получить принципиально новых свойств у разводимых организмов, так как при отборе можно выделить только те генотипы, которые уже существуют в популяции. Поэтому для получения новых пород и сортов животных и растений применяют гибридизацию (скрещивание), скрещивая растения с желательными признаками и, в дальнейшем, отбирая из потомства те особи, у которых полезные свойства выражены наиболее сильно.

Учёные, которые внесли вклад в развитие селекции и генетики

1) Г. Мендель

Этот немецкий учёный заложил основы современной генетики, установив в 1865 году принцип дискретности (прерывности), наследовании признаков и свойств организмов. Также он доказал метод скрещивания (на примере гороха) и обосновал три закона, названных позже его именем.

2) Т. Х. Морган

В начале двадцатого века этот американский биолог обосновал хромосомную теорию наследственности, согласно которой наследственные признаки определяются хромосомами - органоидами ядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой.

3) Ч. Дарвин

Этот учёный, основатель теории происхождения человека от обезьяны, провёл большое количество опытов по гибридизации, в ряде которых и была установлена теория о происхождении человека.

4) Т. Фэрчайлд

Впервые в 1717 году получил искусственные гибриды. Это были гибриды гвоздик, получившиеся в результате скрещивания двух различных родительских форм

5) И. И. Герасимов

В 1892 году русский ботаник Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным, он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом - полиплоидов.

5) М. Ф. Иванов

Выдающуюся роль в селекции животных сыграли достижения известного советского селекционера Иванова, разработавшего современные принципы отбора и скрещивания пород. Он сам широко вводил генетические принципы в практику племенного дела, сочетая их с подбором условий воспитания и кормления, благоприятных для развития породных свойств. На этой основе им были созданы такие выдающиеся породы животных, как белая украинская степная свинья и асканийский рамбулье.

6) Я. Вильмут

В последнее десятилетие активно изучается возможность искусственного массового клонирования уникальных животных, ценных для сельского хозяйства. Основной подход заключается в переносе ядра из диплоидной соматической клетки в яйцеклетку, из которой предварительно удалено собственное ядро. Яйцеклетку с подмененным ядром стимулируют к дроблению (часто электрошоком) и помещают животным для вынашивания. Таким путем в 1997 г. в Шотландии от ядра диплоидной клетки из молочной железы овцы-донора появилась овечка Долли. Она стала первым клоном, искусственно полученным у млекопитающих. Именно этот случай был достижением Вильмута и его сотрудников.

7) С. С. Четвериков

В двадцатых годах возникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики. Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторы эволюции - наследственность, изменчивость и отбор - в конкретных условиях внешней среды, популяции. Основателем этого направления и был советский ученый Четвериков.

8) Н. К. Кольцов

В 30-е годы генетик этот учёный предположил, что хромосомы - это гигантские молекулы, предвосхитив тем самым появление нового направления в науке - молекулярной генетики.

9) Н. И. Вавилов

Советский ученый Вавилов установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения, например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.

10) И. В. Мичурин

Занимался гибридизацией яблонь. Благодаря этому, он вывел новый сорт Антоновка шестиграммовая. А его гибриды яблок нередко называют "Мичуринскими яблоками"

Достижения и основные направления современной селекции

За последнее столетие селекционеры добились поразительных успехов. Урожайность зерновых повысилась в 10 раз. В развитых странах получают до 100 ц/га пшеницы, риса, кукурузы. Новые сорта картофеля дают почти 1 000 ц/га - это в четыре раза выше урожая прежних сортов. Успехи наблюдаются и в селекции других культур.

Путем гибридизации географически отдаленных форм и отбора академик П. П. Лукьяненко получил высокопродуктивные сорта кубанской пшеницы "безостая 1", "аврора", "кавказ". Академик В. Н. Ремесло вывел замечательные морозоустойчивые сорта озимой пшеницы "мироновская 808", "юбилейная 50", "харьковская 63". В разных регионах России (в Сибири, Поволжье) и за рубежом широко используются сорта яровой пшеницы, полученные А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой: "саратовская 29", "саратовская 36", "саратовская 210". Саратовские сорта занимают более половины посевных площадей яровой пшеницы. "Саратовская 29" обладает прекрасными технологическими свойствами и служит стандартом хлебопекарных качеств.

Академик В. С. Пустовойт на Кубани получил сорт подсолнечника, содержащий в семенах до 50-52 % масла.

Серьезная проблема связана с сохранением культурных форм: возделывание лишь отдельных сортов резко сокращает генофонд, снижает приспосабливаемость. При изменении климата или по другим причинам сорт может исчезнуть. При селекции высокомасличных сортов подсолнечника на Кубани оказались отобранными особи с тенденцией к позднему созреванию. Эта тенденция стала развиваться, подсолнечник созревал все позже и, наконец, перестал вызревать до дождей, начал гнить на полях. Восстановить культурные сорта оказалось делом не легким: к тому времени сорта В. С. Пустовойта сменили по всему миру все другие сорта подсолнечника.

Значительный вклад в селекцию новых пород животных внес отечественный селекционер М. Ф. Иванов. Им была выведена одна из самых продуктивных в мире пород шерстно-мясных тонкорунных овец - "асканийский рамбулье", высокопродуктивная порода свиней "украинская степная белая", мясомолочная "костромская" порода коров. Для получения "асканийского рамбулье" были скрещены лучшие представители украинских мериносов с "американскими рамбулье". В результате девятилетней селекционной работы по скрещиванию привезенного из Англии выдающегося производителя "крупной белой" породы с лучшими местными породами была получена порода "украинская степная белая", которая по весу, скороспелости, плодовитости и качеству продукции не уступает "крупной белой", но прекрасно переносит местные условия.

Гибридизация с дикими видами придает культурным формам устойчивость к условиям среды и невосприимчивость к болезням. Гибрид тонкорунных и грубошерстных овец с диким бараном архаром - архаромеринос - может использовать высокогорные пастбища, недоступные обычным овцам. Проведена гибридизация яка с крупным рогатым скотом. В результате успешного применения гетерозиса выводят бройлерных цыплят. Межродовый гибрид белуги со стерлядью - бестер - неприхотлив и может выращиваться в непроточных водоемах.

Селекция микроорганизмов направлена на создание генетических линий (штаммов), обеспечивающих максимальную производительность полезных веществ. Продукты жизнедеятельности бактерий и одноклеточных эукариот (водорослей, дрожжей и плесневых грибов) находят применение в различных областях промышленности и медицины. На деятельности микроорганизмов основано брожение теста, получение большинства молочных продуктов, квасов, виноделие, пивоварение, квашение капусты, кормовых добавок, а также производство лекарств и биологически активных соединений.

С целью увеличения эффективности селекции диапазон наследственной изменчивости исходных организмов иногда удается расширить с помощью мутагенеза. У бактерий набор хромосом гаплоидный, поэтому каждая мутация проявляется в фенотипе уже в первом поколении, облегчая отбор. Большая скорость размножения позволяет быстро получить значительное потомство. Полученные штаммы подвергают многократному отбору с пересевом на питательные среды и контролем на образование требуемого продукта.

Использование данной технологии позволяет получать штаммы значительно более продуктивные, чем природные формы. Так, получены плесневые грибы, продуцирующие в тысячи раз больше антибиотика, чем исходные формы. Новые штаммы микроорганизмов синтезируют в необходимых для человечества количествах витамины В1, В12, которые неспособны вырабатывать организмы животных и человека.

Опорные точки:

Значительные успехи достигнуты в области районирования культурных растений в различных климатических условиях.

Размножение гибридных - мичуринских сортов осуществляется вегетативным путем.

В условиях непрерывного роста населения актуальным является выведение новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.

Проверь себя:

Приведите примеры достижений отечественных селекционеров в области растениеводства.

Расскажите о методах селекционной работы И.В.Мичурина.

Привидите примеры достижений селекционеров нашей страны в области животноводства.

§ 53. Методы селекции и ее достижения

Основными методами селекции являются отбор, гибридизация и мутагенез.

Отбор. В основе селекционного процесса лежит искусственный отбор. В сочетании с генетическими методами он позволяет создавать сорта, породы и штаммы с заранее определенными признаками и свойствами. В селекции различают два основных типа отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор - это выделение группы особей по внешним (феноти-пическим) признакам без проверки их генотипа. Например, при массовом

отборе из всей популяции кур той или иной породы в хозяйствах оставляют для размножения птиц с яйценоскостью 200-250 яиц в год, живой массой не менее 1,5 кг, определенной окраски, не проявляющих инстинкта высиживания и т.д. Все остальные куры выбраковываются. При этом потомство каждой курицы и петуха оценивается только по фенотипу.

Основными достоинствами данного метода являются его простота, экономичность и возможность сравнительно быстрого улучшения местных сортов и пород, а недостатком - невозможность индивидуальной оценки по потомству, в силу чего результаты отбора неустойчивы.

При индивидуальном отборе (по генотипу) получают и оценивают потомство каждого отдельного растения или животного в ряду поколений при обязательном контроле наследования интересующих селекционера признаков. На последующих этапах отбора используют только тех особей, которые дали наибольшее число потомков с высокими показателями.

Значение индивидуального отбора особенно велико в тех отраслях сельскохозяйственного производства, где имеется возможность получения от одного организма большого количества потомков. Так, используя искусственное осеменение, от одного быка можно получить до 35 000 телят. Для длительного сохранения семени используют метод глубокого замораживания. Уже теперь во многих странах мира существуют банки спермы животных с ценными генотипами. Такая сперма используется в селекционной работе.

Отбор в селекции наиболее эффективен при сочетании с определенными типами скрещивания.

Методы гибридизации (типы скрещивания) в селекции. Все разнообра зие типов скрещивания сводится к инбридингу и аутбридингу. Инбридинг - это близкородственное (внутрипородное или внутрисортовое), ааутбридинг - неродственное (межпородное или межсортовое) скрещивание.

При близкородственном скрещивании (инбридинге) в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство (отец- дочь, мать-сын, двоюродные братья-сестры и т.д.). Этот тип скрещивания применяется в тех случаях, когда желают перевести большинство генов породы или сорта в гомозиготное состояние и, как следствие, закрепить хозяйственно ценные признаки, сохраняющиеся у потомков (рис. 8.4).

Вместе с тем, при инбридинге часто наблюдается снижение жизнеспособности растений и животных, их постепенное вырождение, обусловленное переходом в гомозиготное состояние рецессивных мутаций, которые преимущественно являются вредными.

Неродственное скрещивание (аутбридинг) позволяет поддерживать свойства или улучшать их в ряду следующих поколений гибридов. Это связано с тем, что при аутбридинге вредные рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние и гибриды первого поколения часто оказываются более жизнеспособными и плодовитыми, чем их родительские формы. На основе аутбридинга получают гетерозисные формы.

Гетерозис (от греч. heterosis - изменение, превращение) - это явление повышенной жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с обеими родительскими формами. В последующих поколениях его эффект ослабевает и исчезает.

Классическим примером проявления гетерозиса является мул - гибрид лошади (кобылы) и осла (самца). Это сильное, выносливое животное, которое может использоваться в значительно более трудных условиях, чем родительские формы.

Подобное явление широко известно и среди растений. Так, валовые сборы зерна гетерозисного гибрида кукурузы были на 20-30% выше, чем родительских организмов (рис. 8.5).

Гетерозис широко используется в селекции растений и животных для повышения их продуктивности, а также в промышленном птицеводстве (например - бройлерные цыплята) и свиноводстве.

Автополиплоидия и отдаленная гибридизация. При создании новых сортов растений селекционерами широко используется ряд методов по искусственному получению полиплоидов. Метод автополиплоидии(кратного увеличения числа наборов хромосом одного вида) приводит к увеличению размеров клеток и всего растения в целом. Полиплоиды по сравнению с исходными диплоидными организмами, как правило, имеют большую вегетативную массу, более крупные цветки и семена (рис. 8.6, 8.7). Полиплоидные формы жизнеспособнее диплоидных. Около 80% современных культурных растений являются полиплоидами.

Ценные результаты дает также метод отдаленной гибридизации. В его основе лежит явление аллополиплоидии - изменение числа наборов хромосом на основе скрещивания организмов, относящихся к разным видам и даже родам. Например, получены межвидовые гибриды капусты и редьки, ржи и пшеницы, пшеницы и пырея и др. Гибридизация пшеницы (ТгШсит) и ржи (Sekale) позволила получить ряд форм, объединенных общим названием тритикале. Они обладают высокой урожайностью пшеницы, зимостойкостью и неприхотливостью ржи, устойчивостью ко многим болезням.

Получение полиплоидных пород животных и внедрение их в практику сельского хозяйства - дело будущего.

Мутагенез. В последние десятилетия во многих странах мира ведется работа по получению индуцированных мутантов. Так, у многих злаков (ячменя, пшеницы, ржи и др.) были выделены мутанты, индуцированные

рентгеновскими лучами. Они отличаются не только повышенной урожайностью зерна, но и укороченным побегом. Такие растения устойчивы к полеганию и имеют заметные преимущества при машинной уборке урожая. Кроме того, короткая л прочная соломина позволяет вести дальнейшую селекцию на увеличение размера и массы зерен без опасения, что повышение урожая приведет к полеганию растений.

Достижения современной селекции. За последние 100 лет усилиями селекционеров урожайность зерновых культур была повышена почти в 10 раз. Сегодня в ряде стран получают рекордные урожаи риса (100 ц/га), пшеницы, кукурузы и др.

Созданы прекрасные сорта пшеницы российскими селекционерами П.П. Лукьяненко (Безостая 1, Аврора, Кавказ), А.П. Шехурдиным и В.Н. Мамонтовой (Саратовская 29, Саратовская 36, Альбидум 43 и др.), В.Н. Ремесло (Мироновская 808, Юбилейная 50). Эти сорта отличаются высокой урожайностью, устойчивостью к полеганию, хорошими хлебопекарными и мукомольными качествами в различных климатических зонах.

Российский академик B . C . Пустовойт всего за 25 лет добился увеличения мае личности различных сортов подсолнечника на 20%. Им созданы сорта, масличность которых достигает 54-59%. Кроме того, за эти годы урожай семянок вырос в три раза, а сбор масла увеличен вчетверо.

Большие успехи достигнуты и селекционерами Беларуси. Учеными Белорусского научно-исследовательского института картофелеводства и плодоовощеводства (на базе которого в 1993 г. создано три института - БелНИИ плодоводства, БелНИИ овощеводства и БелНИИ картофелеводства) с 1925 по 1995 г. выведено 69 сортов картофеля, более 70 сортов овощных, 124 сорта плодовых и 23 сорта ягодных культур.

Под руководством и при непосредственном участии академика П.И. Альсмика выведены хорошо зарекомендовавшие себя сорта картофеля - Темп, Докшицкий, Разваристый, Агрономический, Огонек, Зубрёнок, Белорусский ранний, Ласунак, Орбита, Белорусский-3, Синтез и др.

В последние годы в республике районировано более 20 сортов картофеля с потенциальной урожайностью 500-700 ц/га, повышенным содержанием сухих веществ, устойчивых к болезням и вредителям, с высокими дегустационными качествами, пригодных для переработки на пищевые полуфабрикаты.

Широкую популярность в республике и соседних странах получили белорусские сорта ягодных культур, автором которых является доктор сельскохозяйственных наук А. Г. Волузнев. Наиболее распространенными из них являются сорта черной смородины - Белорусская сладкая, Кантата, Минай Шмырев, Памяти Вавилова, Катюша, Партизанка; красной смородины - Ненаглядная; крыжовника - Яровой, Щедрый, земляники - Минская, Чайка.

Селекционерами Беларуси (Э.П. Сюба-рова, А.Е. Сюбаров и др.) выведено 24 сорта яблони - Антей, Белорусская малиновая, Банановое, Белорусский синап, Минское и др.; 8 сортов груши - Белоруска, Маслянистая лошицкая, Белорусская поздняя, Бере лошицкая и др.; 9 сортов сливы - Ранняя лошицкая, Нарач, Кромань и др.; 9 сортов вишни - Вянок, Новодворская и др.; 15 сортов черешни - Золотая лошицкая, Красавица и многие другие.

Белорусскими селекционерами выведено и районировано множество сортов зерновых и зернобобовых, технических и кормовых растений. Селекционные работы в теоретическом и практическом направлении по этим культурам ведутся в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси, в Белорусской сельскохозяйственной академии (г. Горки Могилевской обл.), Белорусском НИИ земледелия и кормов (г. Жодино Минской обл.), Гродненском зональном НИИ сельского хозяйства, на областных

государственных опытных станциях.

Достигнуты также значительные успехи в создании новых и улучшении уже существующих пород животных. Так, костромская порода крупного рогатого скота отличается высокой молочной продуктивностью, которая достигает более 10 тыс. кг молока в год. Сибирский тип российской мясошер-стной породы овец характеризуется высокой мясной и шерстной продуктивностью. Средняя масса племенных баранов составляет 110-130 кг, а средний настриг шерсти в чистом волокне - 6-8 кг. Немалые достижения имеются также в селекции свиней, лошадей, кур и других животных.

В результате длительной и целенаправленной селекционно-племенной работы белорусскими учеными и практиками выведен черно-пестрый тип крупного рогатого скота, обеспечивающий в хороших условиях кормления и содержания удои по 4-5 тыс. кг молока в год жирностью 3,6-3,8%. Генетический же потенциал молочной продуктивности черно-пестрой породы составляет 6,0-7,5 тыс. кг молока за лактацию. В хозяйствах Беларуси насчитывается около 300 тыс. голов скота этого типа.

Специалистами селекционного центра БелНИИ животноводства созданы белорусская черно-пестрая порода свиней и белорусский внутрипород-ный тип свиней крупной белой породы. Эти породы свиней отличаются

тем, что животные достигают живой массы 100 кг за 178-182 дня при среднесуточном приросте на контрольном откорме свыше 700 г, а приплод составляет 9-12 поросят за опорос.

Продолжается селекционная работа по укрупнению, повышению скороспелости и работоспособности лошадей белорусской упряжной группы, улучшению продуктивного потенциала овец по настригу шерсти, живой массе и плодовитости, по созданию линий и кроссов мясных уток, гусей, высокопродуктивной породы карпа и др.

Основными методами селекции являются отбор, гибридизация и мутагенез. Отбор в сочетании с генетическими методами позволяет создавать сорта, породы и штаммы с заранее определенными признаками и свойствами. Основными методами гибридизации в селекции являются инбридинг - близкородственное (внутрипородное или внут-рисортовое) и аутбридинг - неродственное (межпородное или межсортовое) скрещивание. Кроме того, при создании новых сортов растений селекционерами широко используются методы автополиплоидии и отдаленной гибридизации.

ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. УЧЕНЫЕ – СЕЛЕКЦИОНЕРЫ И ИХ ДОСТИЖЕНИЯ. АВТОРЫ – КИРИНА МАРГАРИТА, СИЗОВА КРИСТИНА, ПАШУК ДЕНИС, УЧЕНИКИ 9 КЛАССА «А» ГБОУ ГИМНАЗИИ № 159 «БЕСТУЖЕВСКАЯ» 2015 ГОД

СЕЛЕКЦИЯ КАК НАУКА Селекция – наука о методах создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Условия успешной селекционной работы: А.) исходного разнообразия сортов растений, пород животных, их диких предков и родственных видов; ИЗУЧЕНИЕ Б.) наследственной изменчивости; В.) роли среды в развитии и проявлении изучаемых признаков; Г.) закономерности наследования признаков; Д.) форм искусственного отбора.

ЗАДАЧИ СЕЛЕКЦИИ ЖИВОТНЫХ РАСТЕНИЙ выведение новых и совершенствование уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов породой и штаммом называют микроорганизмов*; *Сортом, устойчивую увеличение продуктивности группу (популяцию) живых организмов, искусственно созданную человеком и повышение урожайности пород домашних животных и определенные наследственные имеющую сортов культурных растений штаммов микроорганизмов особенности. Все особи внутри породы, сорта и штамма имеют идентичные, наследственно закрепленные морфологические, физиологоповышение устойчивости сортов, пород, штаммов к вирусным, биохимические и хозяйственные признаки и бактериальным, грибковым заболеваниям свойства, а также однотипную реакцию на действие факторов внешней среды.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ 1) высокая урожайность сортов растений, плодовитость и продуктивность пород животных; 2) качество продукции (например, вкус, внешний вид, лежкость плодов и овощей, химический состав зерна - содержание белка, клейковины, незаменимых аминокислот и т. д.); 3) физиологические свойства (скороспелость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным климатическим условиям); 4) интенсивный путь развития (у растений - отзывчивость на удобрения, полив, а у животных - «оплата» корма и т. п.).

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ 1. Селекция растений 2. Селекция животных Основные методы селекции растений – гибридизация и Основные методы селекции животных – гибридизация и отбор. Особенности селекции животных а) любая порода является сложной гетерозиготной системой; Методы отбора зависят от формы размножения. б) поздняя половозрелость; в) немногочисленное потомство; г) смена поколений происходит через несколько лет; д) учет экстерьерных признаков, т. к. они являются критериями породы. Одомашнивание – процесс превращения диких животных в культурные породы (~20 -30 тыс. лет назад). Приручение – первый этап селекции, в результате бессознательного отбора происходило одомашнивание и изменение генофонда прирученных животных, менялся их внешний вид, продуктивность, поведение.

МЕТОДЫ 2. 3. 5. 1. 4. 6. 7. СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ Гибридизация: Осуществляется с помощью простых и сложных скрещиваний. Полиплоидия Кратное увеличение набора Неподвижные культурных Искусственное Введение спермы животного в Большинство гаметы Простые – однократные скрещивания между являются двумя хромосом. пути Используется растений осеменение половые самки приводят в контакт и создают родительскими формами. крайне редко – при выведении условия для их слияния. искусственным методом, при полиплоидами. Сложные – в которых задействуются более чем две МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ СЕЛЕКЦИЯ новых пород тутового – имеют котором сперму у самца Автоплоиды РАСТЕНИЙ родительские формы или происходит повторное скрещивание шелкопряда заблаговременно. увеличенный ценных для получают Искусственный гибридного потомства с одним из родителей По хозяйственно ценным По наличию по сравнению с Используется для получения исходным набор хромосом. отбор (подбор признакам и по экстерьеру человека признаков. большого количества потомства Аллоплоиды – имеют в а.) Скрещивание фенотипических По приспособленности к отдаленных Внутривидовое, межвидовое, родительских (совокупности от ценных племенных самцов. местным условиям среды. неродственная пород, отличающихся геноме межродовое суммированные скрещивание, пар): признаков). (аутбридинг) контрастными к контактам с По месту гетерозису, для ведущее к происхождения По способности признаками. наборы хромосом разных Ведет к гетерозису. Получается (географически удаленных) получения гетерозиготных человеком и возможности видов. бесплодное потомство (мул – или генетически отдаленных популяций и повышению содержания в неволе гибрид осла и лошади) продуктивности (неродственных) Полиэмбриония Получение мутаций, контролируемое человеком, под нескольких Искусственный Искусственное образование Образование нескольких рентгеновских, зародышей а.) массовый Не применяетсязародышей из ультрафиолетовых, гамма- и отношении мутагенез воздействием между близкими Применяется в в одном яичке б) Скрещивание Самоопыление дальнейшем одной зиготы ценных пород с химический При (семяпочке). веществ и т. у тепловых лучей, температуры, перекрестноопыляющихся д. близкородственниками для введением развитии один из зародышей перекрестноопыляющихся последующим их получения растений Используется с основном в селекции микроорганизмов. путем ная гомозиготных (чистых) линий с обыкновенно вытесняет все для вынашивания в матку растений б.) индивидуаль желательными признаками Применяется жесткий остальные (инбридинг) искусственного выделения беспородных животных Применяется для воздействия ный индивидуальный отбор овцы чистых линий и для (крупный идентичных по для получения гомозиготных Клеточное Получение рогатый скот, потомков при помощи бесполого ценным для человека самоопыляющихся растений (чистых) линий и др.) клонирование размножения признакам

УЧЁНЫЕ – СЕЛЕКЦИОНЕРЫ И ИХ ДОСТИЖЕНИЯ Иван Владимирович Мичурин Николай Васильевич Цицин Георгий Дмитриевич Карпеченко Николай Иванович Вавилов Борис Львович Астауров

ИВАН ВЛАДИМИРОВИЧ МИЧУРИН Разработал методы селекции плодово-ягодных растений методом отдаленной гибридизации (подбор родительских пар, преодоление нескрещиваемости и др.) (15 (27) октября 1855, небольшое поместье Вершина близ деревни Долгое Пронского уезда Рязанской губернии, - 7 июня 1935, город Мичуринск Тамбовской области) Русский биолог и селекционер, заслуженный деятель науки и техники. Награждён орденами Св. Анны 3 -й степени (1913), Ленина (1931) и Трудового Красного Знамени.

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИОННОГЕНЕТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ И. В. МИЧУРИНА Методы Методы Сущность метода Примеры 4. Географическ Скрещивание гибридном гибридов Яблоня Китайка дикая Воспитание в (под 2. Воздействие 1. Биологически При отдаленной гибридизации для Дикий монгольский миндаль Скрещивание представителей Закаливание ибридного представителей Вишня владимирская 6. Метод При воспитании молодых сеянце Груша г 5. Метод ментора и отдаленная преодоления качеств для (усиление вой)X гибрид (Китайка Х контрастных видов природных на метод уссурийская Винклера зон Х отдаленная желательных разных X черешня Х Бере условиями обращалось нескрещнваемости и дикий персик Давида = внимание получения сеянца. посредника доминирования), дикого вида в миндаль Посредник Краса = гибридизация географически отдаленных регионов рояль (Франция)=Бере гибридизация: использование для чего сеянец Кандиль-синап) наиболее сортов с нужными свойствами белая среды хранения семян, характер и степень Отбор = вишня прививается на растение-воспитатель, от Кандиль-синап с питания, воздействие низкими выносливых растений. X целью привить севера (хороший вкус, качестве посредникагибриду нужные зимняя Мичурина Культурный персик которого эти качества бедной питанием (морозостойкий) а) межвидовая качества (вкусовые, устойчивости) миндаль Посредник = зимостойкость) температурами, хотят получить. Чём ментор старше, мощнее, длительнее Бельфлер-китайка персик почвой, частыми пересадками по Продвинуто черемуха = гибридный 3. б) межродовая Многократный, Отбор Скрещивание жесткий: представителей Вишня Х на север действует, тем его влияние сильнее (продвинут на север) размерам, форме, зимостойкости, (гибрид-подвой) с разных родов для получения новых много сортов яблонь X Церападус иммунным свойствам, межвидовой Китайка (привой) = качеству, хорошими вкусовыми 7. Смешение Для преодоления Смешивалась пыльца растений Бельфлер-китайка вкусу, цвету плодов и их легкости качествами и рвысокой пыльцы нескрещиваемости материнского астения с (лежкий позднеспелый урожайностью (несовместимости) пыльцой отцовского, сорт) своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу 1. 2.

ГЕОРГИЙ ДМИТРИЕВИЧ КАРПЕЧЕНКО (21 апреля 1899, Вельск, Вологодская губерния, Российская империя - 28 июля 1941, расстрельный полигон «Коммунарка» НКВД СССР, Московская область, СССР) Советский учёныйгенетик. Погиб в годы сталинских репрессий. Работы в области отдалённой гибридизации. За счёт искусственно вызванной полиплоидии впервые в мире получил плодовитые гибриды растений, относящихся к разным родам. Заложил теоретические основы для использования отдаленной гибридизации в селекционной работе и существенно пополнил представления о возможных путях генной инженерии цветковых растений. Классическая работа Карпеченко по капустно-редечным гибридам была опубликована в 1927 году.

НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ЦИЦИН (6 декабря 1898, Саратов *ИНТРОДУКЦИЯ - 17 июля 1980, Москва) - намеренное или случайное Советский ботаник, генетик и заселение какой-либо селекционер. Академик АН новым для территории СССР (1939), ВАСХНИЛ (1938; в 1938- данной территории видом. 1948 вице-президент). АККЛИМАТИЗАЦИЯ Дважды -приспособление Герой Социалистического Труда растений, к жизни в (1968, 1978); Лауреат новых, непривычных Ленинской (1978) и климатических условиях. Сталинской премии второй степени (1943). Разработал теоретические основы создания новых видов и форм растений путем отдаленной гибридизации культурных растений с дикорастущими. Впервые вывел пшенично-пырейные, ржанопырейные гибриды. Доказательство получения многолетней пшеницы. Получил новые разновидности ветвистой озимой пшеницы мягкого ряда, холодо- и жароустойчивые формы, обладающие групповым и частичным иммунитетом к грибным заболеваниям. Внес вклад в развитие научных основ интродукции и акклиматизации растений, организацию интродукционной работы в стране. * Под его непосредственным руководством создан Главный ботанический сад АН СССР.

НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ВАВИЛОВ (13 ноября 1887, Москва, Российская империя - 26 января 1943, Саратов, СССР) Учёный-генетик, ботаник, селекционер, географ, академик АН СССР. Организатор и участник ботанико-агрономических экспедиций. Погиб в годы сталинских репрессий. Умер в тюрьме. В 1955 году посмертно реабилитирован. Выявил древние очаги формообразования культурных растений. Создал учение о мировых центрах происхождения культурных растений. Обосновал учение об иммунитете растений. Открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов. Внёс существенный вклад в разработку учения о биологическом виде. Под руководством Вавилова была создана крупнейшая в мире коллекция семян культурных растений. Он заложил основы системы государственных испытаний сортов полевых культур. Сформулировал принципы деятельности главного научного центра страны по аграрным наукам, создал сеть научных учреждений в этой области.

ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА 1. Популяция растений искусственно созданная человеком. 2. Процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. 3. Ученый, получивший в 1888 г. Антоновку шестисотграммовую. 4. Процесс превращения диких животных в культурные породы. 5. Метод, благодаря которому был получен миндаль Посредник. 6. Учёный, которым был получен гибрид капусты и редьки, получивший название Raphanobrassica.

Слайд 2

Что такое селекция?

• СЕЛЕКЦИЯ (от лат. selectio - выбор, отбор), наука, разрабатывающая методы создания сортов и гибридов сельскохозяйственных растений и пород животных с нужными человеку признаками. Отрасль сельскохозяйственного производства, занимающаяся выведением сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, пород животных. Основные направления селекции: растений на урожайность или животных на продуктивность; на качество продукции; растений - на зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям, приспособленность к высоким дозам удобрений и др. приемам интенсивных технологий; животных - на плодовитость и др. Методы селекции: отбор, гибридизация, мутагенез.

Слайд 3

Михаил Федорович Иванов

• Иванов Михаил Федорович , советский учёный-животновод, академик ВАСХНИЛ (1935). Окончил Харьковский ветеринарный институт (1897). В 1897 участковый врач в Орловской губернии В 1898 ознакомился с животноводством Нидерландов, Швейцарии, Италии и прослушал курс лекций на сельскохозяйственном отделении Цюрихского политехнического института. В 1900-13 доцент, затем профессор Харьковского ветеринарного института. С 1914 до конца жизни профессор Московского сельскохозяйственного института (ныне Московская с.-х. академия им. К. А. Тимирязева). В 1926-30 профессор Московского зоотехнического института и профессор Московского института овцеводства. В 1935 избран членом ЦИК СССР.

Слайд 4

Институт животноводства

• Украинский институт животноводства степных районов научно-исследовательский им. М. Ф. Иванова ВАСХНИЛ. Находится в посёлке Аскания-Нова Херсонской области. Организован в 1956, реорганизован из Всесоюзного научно-исследовательского института гибридизации и акклиматизации животных («Аскания-Нова»), созданного в 1932 на базе государственного заповедника Аскания-Нова (в 1940 присвоено имя академика ВАСХНИЛ М. Ф. Иванова). Институт работает над созданием новых и совершенствованием существующих пород и типов животных; изучением закономерностей наследственности и изменчивости хозяйственно-полезных признаков; технологией содержания и кормления овец на базе комплексной механизации; методами акклиматизации, гибридизации и одомашнивания диких копытных животных и птиц; созданием новых методов исследований в животноводстве.

Слайд 5

Каракульская порода

• Каракульская порода овец, порода жирнохвостых грубошёрстных овец смушкового направления. Большинство исследователей относит эту породу к числу наиболее древних и считает, что она создана народами Средней Азии длительным отбором местных овец. У большинства каракульских овец голова полугорбоносая, туловище глубокое, хвост с большим отложением жира, оканчивается S-образным тощим придатком. Бараны в основном рогатые, матки - комолые. Масса баранов 55-65 кг, маток 45-50 кг.
• Основная продукция каракульских овец - смушки. Шерсть взрослых овец отличается хорошей валкостью и используется для изготовления грубых шерстяных тканей и ковров. Настриг (за две стрижки) с баранов 3,5-3,8 кг, с маток 2,0-2,2 кг. Племенная работа с породой направлена на улучшение качества каракуля и расширение его ассортимента. Разводят в Иране, Афганистане, Юго-Западной Африке, республики Средней Азии, Казахстан, некоторые районы Украины и Молдавии.

Слайд 6

Асканийская порода

• Асканийская порода овец, тонкорунная порода, выведенная в Украинском научно-исследовательском институте животноводства («Аскания-Нова») академиком ВАСХНИЛ М. Ф. Ивановым в 1925-34 на основе систематического отбора и подбора местных мериносовых овец по шёрстности и живой массе и скрещивания их с баранами американского рамбулье. Большое внимание уделялось кормлению и содержанию животных. Овцы крепкой конституции, хорошего
• телосложения. Эта порода- выдающаяся по шёрстной и мясной продуктивности. Живая масса баранов 110-140 кг, наибольшая до 180 кг. Средний настриг шерсти с баранов 10-12 кг. Мировой рекорд по настригу шерсти - 30,6 кг. Овцы хорошо приспособлены к засушливому климату. Породу широко используют для улучшения шёрстных качеств. Разводят на Юге Украины и РФ.

Слайд 7

Иван Владимирович Мичурин

• МИЧУРИН ИВАН ВЛАДИМИРОВИЧ (15/27.10.1855-7.06.1935), русский селекционер, садовод-генетик. Родился в семье мелкопоместного дворянина. В 1875 создал опытно-гибридизационный питомник в г. Козлове Тамбовской губернии, где вел сбор коллекций растений и выводил новые сорта плодовых и ягодных культур. В 1923 Совнарком РСФСР признал опытный питомник Мичурина учреждением, имеющим государственное значение. На его базе была организована Селекционно-генетическая станция плодово-ягодных культур, позднее реорганизованная в Центральную генетическую лабораторию им. И. В. Мичурина.

Слайд 8

Методы

• Метод предварительного вегетативного сближения. Однолетний черенок гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или рода, например к груше (подвой). После 5-6-летнего питания за счет веществ, вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических и биохимических свойств привоя. Во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.
• Метод посредника. Применялся Мичуриным при осуществлении гибридизации культурного персика с диким монгольским миндалем бобовником (в целях продвижения персика на север). Поскольку прямое скрещивание указанных форм не удавалось, Мичурин скрестил бобовник с полукультурным персиком Давида. Их гибрид скрещивался с культурным персиком, за- что и был назван посредником.

Слайд 9

Другие методы

• Метод опыления смесью пыльцы. И. В. Мичурин применял различные варианты смеси пыльцы. Смешивалось небольшое количество пыльцы материнского растения с пыльцой отцовского. В этом случае своя пыльца раздражала рыльце пестика, которое становилось способным воспринять и чужеродную пыльцу. При опылении цветков яблони пыльцой груши к последней добавляли немного пыльцы яблони. Часть семяпочек оплодотворялась своей пыльцой, другая часть - чужой (грушевой).
• Метод ментора. Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств сеянец прививается к растению, обладающему этими качествами. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором); у гибрида усиливаются искомые качества. В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности. Ментором может быть как подвой, так и привой. Таким способом Мичурин вывел два сорта яблонь-Кандиль-китайку и Бельфлёр-китайку.

Слайд 10

Результаты работы И. В. Мичурина

• Результаты работы И. В. Мичурина поразительны. Им были созданы сотни новых сортов растений. Ряд сортов яблонь и ягодных культур продвинут далеко на север. Они обладают высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены к местным условиям. Новый сорт Антоновка шестисотграммовая дает урожай с одного дерева до 350 кг. Мичуринский виноград выдерживал зиму без присыпки лоз, что делается даже в Крыму, и вместе с тем не снизил своих товарных показателей. Мичурин своими работами показал, что творческие возможности человека безграничны.

Слайд 11

Вывод

• Ученые – селекционеры скрещивают самые лучшие сорта растений или виды животных для получения нужных свойств в «потомстве».
• Мичурин внес большой вклад в развитие генетики и ягодных культур, проводил опыты по искусственной полиплоидии, изучая наследственность в связи с закономерностями онтогенеза и внешними условиями, создал учение о доминантности, обосновал возможность изменения генотипа под влиянием внешних условий; создал теорию подбора исходных форм для скрещивания.
• Иванов вскрыл ряд факторов образования и развития различных признаков, а также свойств каракульского смушка и разработал научную классификацию смушков, положенную в основу бонитировки (оценки) и современной системы племенной работы по разведению каракульских овец.

Слайд 12

Источники

• «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2006 год»

Посмотреть все слайды

Выдающиеся селекционеры

ФИО

портрет

заслуги

Георгий

Дмитриевич Карпеченко

Работы с капустно-редечными гибридами: амфидиплоидный гибрид капусты и редьки, получивший название Raphanobrassica, оказался репродуктивно изолированным от своих родителей, способным размножаться только «в себе». Он представлял собой четкую модель впервые созданного человеком в эксперименте нового таксона - даже не видового, а родового ранга, занимался гибридизацией географически отдаленных разновидностей ячменя. Им впервые была показана возможность возникновения под влиянием колхицина клеток с удвоенным числом хромосом. Победил бесплодие у растений.

Шехурдин Алексей Павлович

На основе материала, полученного от скрещивания T. aestivum с T. durum была создана целая плеяда перспективных форм безостой твердой пшеницы - от Кандиканс 76/10 до Саратовской 34. Важным достижением ученого стал разработка им нового, оригинального метода селекции, получивший название сложной ступенчатой гибридизации.

Цицин

Николай Васильевич

Советский ботаник и селекционер. Заинтересовала проблема создания более продуктивных сортов главной продовольственной культуры - пшеницы - на основе отдаленной гибридизации. Он скрестил пшеницу с пыреем и впервые получил пшенично-пырейный гибрид. Он широко вовлекал в скрещивание дикорастущие и культурные растения, прошедшие самостоятельные эволюционные пути. У далось создать разновидности озимой мягкой ветвистой пшеницы, то есть формы, которых раньше в природе вообще не было.

Лукьяненко Павел Пантелеймо-нович

В середине 50-х годов им был создан всемирно известный сорт озимой мягкой пшеницы Безостая 1 . Внедрение этого сорта в производство позволило увеличить урожаи зерна пшеницы в полтора-два раза повсеместно . Нет в мире другого селекционера, который бы подарил человечеству столько прекрасных сортов пшеницы - создано 43 сорта .

Пустовойт

Василий Степанович

заведующий отделом селекции и семеноводства и лабораторией селекции подсолнечника Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур. Проводил опыты с подсолнечником, озимой пшеницей, рожью, просом, кукурузой и клещевиной. С 1924 года руководил селекционной станцией масличных культур в Краснодаре.

Михаил

Федорович

Иванов

Вывел высокопродуктивные породы свиней и овец. Завезенные на Украину высокопродуктивные белые английские свиньи оказались неприспособленными к местным условиям. Местная беспородная свинья обладала хорошей приспособленностью к степным условиям, хорошей плодовитостью, неприхотливостью, но относительно низким качеством мяса . Селекционер провел скрещивание хряка белой английской породы с местными свиньями. Гибридные самки первого поколения снова были скрещены с чистопородным хряком белой английской породы. Из потомков были отобраны производители с наиболее ценными признаками. В результате скрещивания вывели новую породу свиней - украинскую степную белую. Пользуясь тем же методом, вывел новую породу овец - асканийскую тонкорунную или асканийскую рамбулье.

Иван

Владимирович

Мичурин

«Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё - наша задача»

русский биолог и селекционер, автор многих сортов плодово-ягодных культур, занимался гибридизацией яблонь . Благодаря этому, он вывел новый сорт Антоновка шестиграммовая. А его гибриды яблок нередко называют «Мичуринскими яблоками». Вывел 300 сортов плодово-ягодных культур.

Трофим

Денисович

Лысенко

В 1939 году он разработал новую агротехнику проса, позволившую увеличить урожайность.

1. Яровизация зерновых культур. Этот метод обеспечил значительную прибавку урожая и позволил высевать сорта яровой пшеницы в более северных , чем ранее, районах. 2. Чеканка хлопчатника- удаление верхушек побегов (1936). Этот агротехнический приём обеспечил увеличение доморозного сбора хлопчатника на 10-20%.

3. Выведен сорт озимой пшеницы Одесская 3 , морозостойкий и засухоустойчивый, сорт ярового ячменя Одесский 9; сорт хлопчатника Одесский 1, ставший основным сортом хлопководства 4. Были предложены методы посева верхушек клубней картофеля , позволившие увеличить сбор урожая в условиях дефицита посевного материала; мероприятия по борьбе со свекловичным долгоносиком ; предложены биологические способы борьбы с вредителями растений.

Николай

Иванович

Вавилов

Советский ученый установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения . Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Вавилова получило название закона гомологических рядов . На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений. Открыл центры происхождения культурных растений (1926).

В 1939 он подверг резкой критике антинаучные взгляды Лысенко на заседании Ленинградского областного бюро секции научных работников. В конце своего выступления Вавилов сказал: «Пойдем на костер, будем гореть, но от своих убеждений не откажемся»

Николай

Владимирович Тимофеев-Ресовский

Биолог, натуралист, генетик. Стоял у истоков радиационной генетики, радиационной биогеоценологии . Участник первых экспериментов, связанных с исследованием мутаций в диких популяциях . Создатель учения о микроэволюции, феногенетики, биофизики . Описал систему координат осуществления генов, сформулировал понятие наследственной конституции, выдвинул представление об идиосоматических группах изменчивости, выработал общую схему проявления гена и др.

Николай

Константино-вич

Кольцов

30-е годы учёный-генетик предположил, что хромосомы - это гигантские молекулы, предвосхитив тем самым появление нового направления в науке – молекулярной генетики, основоположник экспериментальной биологии

Ян

Вильмут

В последнее десятилетие активно изучается возможность искусственного массового клонирования уникальных животных, ценных для сельского хозяйства. Основной подход заключается в переносе ядра из диплоидной соматической клетки в яйцеклетку, из которой предварительно удалено собственное ядро. Яйцеклетку с подмененным ядром стимулируют к дроблению (часто электрошоком) и помещают животным для вынашивания. Таким путем в 1997 г. в Шотландии от ядра диплоидной клетки из молочной железы овцы-донора появилась овечка Долли. Она стала первым клоном , искусственно полученным у млекопитающих. Именно этот случай был достижением Вильмута и его сотрудников.

Сергей

Сергеевич Четвериков

В двадцатых годах 20в возникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики. Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторы эволюции - наследственность, изменчивость и отбор - в конкретных условиях внешней среды, популяции. Основателем этого направления .