Основы селекции

Селекция – наука о методах создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Для успешной селекционной работы необходимо изучать: а) исходное разнообразие сортов растений, пород животных, их диких предков и родственных видов; б) наследственную изменчивость; в) роль среды в развитии и проявлении изучаемых признаков; г) закономерности наследования признаков; д) формы искусственного отбора.

Задачи селекции: повышение урожайности сортов культурных растений, увеличение продуктивности пород домашних животных и штаммов микроорганизмов; повышение устойчивости сортов, пород, штаммов к вирусным, бактериальным, грибковым заболеваниям.

Породой, сортом, штаммом называют популяцию организмов, искусственно созданную человеком и характеризующуюся определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими особенностями.

Селекция растений. Основные методы селекции растений – гибридизация и отбор. Различают две формы отбора:

1. Массовый отбор – выделение группы растений, обладающих ценными признаками; проводится среди перекрестноопыляемых растений; не дает генетически однородного материала; требует повторного применения в ряду поколений, т. к. результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления; сорт представляет популяцию гетерозиготных особей;

2. Индивидуальный отбор – выделение отдельных растений с желательными признаками и получение от них потомства; эффективен для самоопыляющихся растений; потомство одной самоопыляющейся особи – чистая линия, состоящая из гомозигот; в чистых линиях могут накапливаться мутации, изменяющие генофонд чистой линии; вегетативное размножение дает однотипную популяцию гетерозигот (клон), половое размножение разрушает гетерозиготную комбинацию.

3. Самоопыление перекрестноопыляемых растений (инбридинг) ведет к повышению гомозиготности, что способствует закреплению наследственных свойств. Применяют принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений, в результате получают гомозиготные чистые линии, у которых закрепляются желательные признаки. Вместе с тем происходит снижение урожайности и жизнеспособности вследствие перехода рецессивных вредных мутаций в гомозиготное состояние – это явление называют инбредной депрессией.

4.  Межлинейная гибридизация. Приводит к появлению высокоурожайного гибридного поколения, у которого проявляется эффект гетерозиса (гибридной силы) – первое поколение гибридов обладает повышенной урожайность (30%), жизнестойкостью. Дальнейшее размножение гибридов уменьшает эффект гетерозиса за счет повышения гомозиготности. Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов.

6. Полиплоидизация. Многие сельхоз растения – полиплоиды, более урожайны, т. к. их клетки крупнее и содержат больше питательных веществ, полиплоиды более устойчивы к неблагоприятным факторам. Разработаны методы искусственного получения полиплоидов с помощью колхицина. Полиплоидные формы растений подразделяются на два типа: а) аутополиплоиды, у которых кратно умножен один и тот же геном; б) аллополиплоиды, у которых кратно умножается гибридный геном.

7. Отдаленная гибридизация – получение гибридов разных видов и родов. Отдаленные гибриды чаще всего бесплодны, т. к. негомологичные хромосомы родительских видов не конъюгируют в профазе мейоза I; число хромосом гаплоидных наборов родительских видов не равно друг другу. Преодоление бесплодия у межвидовых гибридов. В 1924 г. Г.Д. Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид.

8. Индуцированный мутагенез. Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов.

9. Методы селекционной работы И.В. Мичурина. Для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял несколько методов:

1) Метод предварительного вегетативного сближения – для этого сначала прививали одно растение на другое, а затем переопыляли их цветки; в результате были получены семена гибрида между рябиной и грушей.

2) Метод посредника – при отдаленной гибридизации для преодоления нескрещиваемости использование дикого вида в качестве посредника (дикий монгольский миндаль + дикий персик Давида = миндаль Посредник; культурный персик миндаль + Посредник = гибридный персик (продвинут на север).

3) Метод опыления смесью пыльцы разных видов растений – смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, материнская пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу.

4) Метод ментора – воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививался на растение-воспитатель, от которого хотят эти качества получить.