Біологія. Повторне видання. 9 клас. Соболь

Селекція - це еволюція, що спрямовується волею людини.

М. Вавилов

§ 62. Методи селекції

Основні поняття й ключові терміни: Добір. Гібридизація. Вихідний матеріал селекції.

Пригадайте! Що таке селекція?

Вступна вправа

Пес свійський (Canis familiaris) - культигенна тварина, тобто група, що не має відповідного організму в дикій природі. У наш час існують близько 400 порід собак, які зовсім не схожі одна на одну, але все це породи одного виду. Зіставте назви службових порід пса з ілюстраціями: А - доберман-пінчер; Б - боксер; В - ротвейлер; Г - мастиф; Д - різеншнауцер; Е - сенбернар. Що таке породи? Якими методами вивели ці породи?

ЗМІСТ

Чим відрізняються породи, сорти й штами від диких видів?

Об’єктами і кінцевим результатом селекційного процесу є породи, сорти і штами як штучно створені людиною популяції організмів. Порода тварин - це сукупність особин певного виду тварин, яка має спадкові особливості. У породі має бути достатня кількість тварин, інакше обмежується можливість застосування добору, що швидко призводить до виродження породи. Тварин, подібних за особливостями, живою масою, продуктивністю, плодючістю та іншими ознаками, прийнято об’єднувати у певні групи (класи). Так, всі породи собак сьогодні поділяють на службові, мисливські, спортивні та декоративні (іл. 171).

Іл. 171. Ганноверський кінь - спортивна порода

Сорт рослин - сукупність рослин певного виду, які різняться спадковими особливостями. Кожен сорт рослин має унікальне найменування та зберігає свої властивості під час багаторазового вирощування (іл. 172).

Іл. 172. Сорт томатів Де-барао золотий

Штами мікроорганізмів - чиста культура певного виду мікроорганізмів, у якої вивчено морфологічні й фізіологічні особливості. Штами виділяють з різних джерел (ґрунту, води, харчових продуктів). Через те один і той самий вид бактерій, дріжджів, мікроскопічних грибів може мати велике число штамів, що різняться за властивостями, наприклад за чутливістю до антибіотиків.

Чим породи, сорти й штами відрізняються від диких видів? У штучно створених людиною форм значно більша різноманітність ознак, аніж у їхніх диких родичів. Так, у домашніх тварин чи культурних рослин зберігаються майже всі прояви рядів мінливості ознак, у них зменшено або збільшено розміри тіла, зменшено або збільшено продуктивність чи врожайність. Селекційний процес уможливлює існування організмів з крайніми варіантами норми реакції (наприклад, з видовженими чи короткими ногами), з рецесивними проявами ознак, що не сприяють нормальній життєдіяльності (наприклад, відсутність шерсті у кішок породи сфінкси). Це пояснюється тим, що селекціонери цілеспрямовано здійснюють добір тих ознак, що є цікавими для людини, а для створених організмів вони некорисні чи навіть шкідливі, через що вони не здатні існувати без постійної уваги людини.

Отже, порода тварин, сорт рослин та штами мікроорганізмів є групами організмів, що штучно створені людиною.

В чому суть основних методів селекції?

Добір - процес створення порід, сортів, штамів шляхом систематичного збереження особин з певними, цінними для людини, ознаками. На початкових етапах одомашнювання людина здійснювала несвідомий (стихійний) добір без чітко визначеної мети. Якщо ж селекціонер бажає отримати певний сорт чи породу і здійснює відбір особин із необхідними якостями, то це вже буде свідомий (методичний) добір. В селекції застосовують ще масовий та індивідуальний добір. Масовий добір здійснюється за фенотипом і забезпечує вибір особин за зовнішніми ознаками. Якщо добір зводиться до виділення особин і перевірки їхніх генотипів за аналізом нащадків, то це індивідуальний добір.

Гібридизація - це процес одержання нащадків внаслідок поєднання генетичного матеріалу різних клітин або організмів. Схрещування можливе як у межах одного виду (внутрішньовидова споріднена і неспоріднена гібридизація), так і між особинами різних видів (міжвидова гібридизація).

Споріднена гібридизація (інбридинг) - це внутрішньовидове схрещування близькоспоріднених форм, яке сприяє підвищенню гомозиготності нащадків. За цієї форми схрещування слід враховувати негативні наслідки: часте пригнічення життєдіяльності внаслідок переходу більшості генів у гомозиготний стан. Неспоріднена гібридизація (аутбридинг) - це внутрішньовидове схрещування ліній, сортів, порід, яке зазвичай сприяє підвищенню гетерозиготності нащадків. Одним із результатів неспорідненої гібридизації є явище гетерозису, або «гібридної сили», за якого перше покоління гібридів має підвищену життєздатність і продуктивність порівняно з вихідними батьківськими формами.

Міжвидова (віддалена) гібридизація - схрещування особин, які належать до різних видів і навіть родів з метою поєднання у гібридів цінних комбінацій спадкових ознак. Ця форма гібридизації часто супроводжується безплідністю гібридів, що зумовлено відсутністю можливості кон’югації між гомологічними хромосомами. Найвідомішими прикладами міжвидових гібридів є: тритікале (пшенично-житній гібрид), культурна слива (алича і терен), бістер (гібрид білуги і стерляді), мул (гібрид кобили та осла), ішак (гібрид ослиці та коня), нар (гібрид двогорбого та одногорбого верблюдів), зубробізон (гібрид зубрів з бізонами) та ін. (іл. 173).

Іл. 173. Міжвидові гібриди: 1 - гібрид лева і тигриці (лігр), 2 - гібрид тигра та левиці (тайгон)

Отже, основними методами селекції є добір та гібридизація, спрямовані на відбір та схрещування організмів з цінними для людини спадковими ознаками.

Якими є особливості та методи селекції рослин і тварин?

Селекція рослин - розділ селекції, що займається створенням нових та поліпшенням існуючих сортів культурних рослин. У багатьох рослин при розмноженні утворюється велика кількість насіння, яке дає значну кількість різних нащадків. Через те доцільним і ефективним є застосування масового добору за зовнішніми ознаками. В селекції застосовують усі форми гібридизації: споріднену - для отримання чистих ліній, неспоріднену - для створення гетерозисних сортів, міжвидову - для отримання віддалених гібридів (наприклад, йошта (гібрид смородини й агрусу), логанбері (малина й ожина), неші (гібрид яблуні й груші)). Для рослин властиве вегетативне розмноження, що дає змогу поєднувати ознаки сортів завдяки щепленню, зберігати сортові ознаки у нащадків. Наявність запилення дає змогу науковцям використовувати метод суміші пилку для подолання несхрещування рослин. Більшість рослин не мають статевих хромосом, що уможливлює застосування методу поліплоїдізації, завдяки якому отримують рослини зі збільшеною кількістю хромосом, що кратна гаплоїдному набору. Поліплоїдні рослини відрізняються більшими розмірами, високою врожайністю і активнішим обміном речовин. Поліплоїдію використовуєть також для подолання стерильності міжвидових гібридів, що вперше довів ще у 1924 р. Г. Д. Карпеченко на прикладі гібрида редьки (Raphanus) та капусти (Brassika). У рослин природним явищем є більша частота соматичних мутацій, тому селекціонери застосовують метод штучного мутагенезу, зумовлений спрямованою дією мутагенів для одержання індукованих мутацій.

Селекція тварин - розділ селекції, що займається створенням нових та поліпшенням існуючих порід домашніх тварин. Основні принципи селекції тварин не відрізняються від принципів селекції рослин. Нові породи тварин одержують на основі спадкової мінливості, застосовують добір й гібридизацію, на прояв ознак впливають умови середовища тощо. Проте є й особливості, що зумовлено природою організму тварин: наявність лише статевого розмноження, пізня статева зрілість, нечисленне потомство, наявність статі та ін. Так, в зв’язку з нечисленними нащадками застосовують індивідуальний добір, для визначення спадкових якостей самців за ознаками, що у них не проявляються (наприклад, кількість чи жирність молока), застосовують метод підбору плідників за нащадками. Значно рідше застосовують метод поліплоїдізації та віддаленої гібридизації, оскільки статеві хромосоми впливають на можливість кон’югації гомологічних хромосом.

Отже, особливості розділів селекції пов’язані з особливостями будови та життєдіяльності груп організмів, з якими здійснюють селекцію.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на закріплення знань

За допомогою підручника в робочому зошиті визначте суть основних методів та заповніть таблицю.

Назва методу	Суть
1. Добір
2. Гібридизація:
3. Штучний мутагенез
4. Поліплоїдизація

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Рослинництво. Міжвидові гібриди рослин

Логанбері - малино-ожиновий гібрид, міжвидовий гібрид малини червоної і ожини садової. Характеризується відсутністю шипів, більшою масою ягоди, високою врожайністю, кращими смаковими якостями, декоративністю, меншою сприйнятливістю до хвороб, морозостійкістю. Генетики вважають такі гібриди дуже перспективним напрямом у селекції цих культур, вважаючи, що від ожини нові сорти успадковують високу врожайність, невибагливість до ґрунту та умов обробітку, а від малини - її зимостійкість і незначну колючість стебел. Оцініть переваги й недоліки використання людиною міжвидових гібридів.

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів. 1. Що таке порода, сорт і штам? 2. Наведіть приклади сортів рослин й порід тварин. 3. Що таке добір? 4. Що таке гібридизація? 5. Що таке селекція рослин? 6. Що таке селекція тварин? 7-9 балів. 7. Чим відрізняються породи, сорти й штами від диких видів? 8. Які основні методи селекції порід, сортів і штамів? 9. Які особливості й методи селекції рослин і тварин? 10-12 балів. 10. Доведіть, що схрещування в поєднанні з добором - найбільш ефективний шлях селекційної роботи.