Природознавство. 11 клас. Ільченко

§ 13. Генетичні основи селекції організмів

Селекція — це наука про теоретичні основи та методи створення штучних популяцій організмів із корисними для людини ознаками. За М. І. Вавиловим селекція є еволюцією «керованою людиною». Базується селекція на практичній діяльності людини, спрямованій на отримання нових і вдосконалення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів.

Селекція — це штучний добір, кінцевою метою якого є отримання певної кількості організмів з наперед заданими якостями. Тоді як внаслідок природного добору у природі з’являються форми життя, найбільш пристосовані до умов навколишнього середовища.

Завданнями сучасної селекції є: підвищення продуктивності існуючих, а також виведення нових, продуктивніших, сортів культурних рослин, порід свійських тварин, штамів мікроорганізмів, пристосованих до умов сучасного автоматизованого сільського господарства; створення сортів рослин, придатних для механізованої обробки і збору, з необхідними технологічними якостями (при перевезенні, зберіганні і переробці); створення сортів рослин пластичних по відношенню до умов середовища; створення порід тварин, придатних для утримування на тваринницьких комплексах, для машинного доїння; створення порід і сортів, стійких проти захворювань; одомашнення диких тварин.

Методи селекційної роботи. Основними методами селекційної роботи є: штучний добір (несвідомий добір; плановий, методичний (масовий та індивідуальний), гібридизація.

Гібридизація — це процес одержання гібридів, який ґрунтується на об’єднанні генетичного матеріалу різних клітин або організмів. Розгляньте схему на мал. 4.34, де показано, що гібридизація може бути міжвидовою (віддаленою), чи внутрішньовидовою.

Під час внутрішньовидової гібридизації використовуються методи неспорідненого (аутбридинг) і спорідненого (імбридинг) схрещування. Тісний інбридинг призводить до появи організмів із спадковими аномаліями. Застосовують його для отримання чистих ліній. Аутбридинг підвищує гетерозиготність нащадків.

Мал. 4.34. Схема гібридизації

Сучасними генетико-селекційними методами є: віддалена внутрішньовидова гібридизація, експериментальний мутагенез, поліплоїдія, клітинна і генна інженерія.

Особливості селекції рослин. Селекцією рослин займався Μ. І. Вавилов (мал. 4.35). Він досліджував центри походження і різноманітність культурних рослин.

Мал. 4.35. Микола Іванович Вавилов

Микола Іванович Вавилов (13 (25) листопада 1887 — 26 січня 1943) — радянський вчений-генетик, ботанік, академік АН СРСР і АН УРСР. Присвятив своє життя вивченню і удосконаленню пшениці, зернових та інших хлібних культур. У 1933-1940 очолював Інститут генетики АН СРСР (організований на базі Генетичної лабораторії). У 1940 арештований за доносом. Помер у 1943 р. у в'язниці від запалення легенів.

Численні експедиції у 20—30-х роках XX сторіччя дали змогу встановити, що для різних видів культурних рослин є свої центри різноманіття, де виявлено найбільшу кількість їхніх сортів і форм. Центри різноманіття є водночас і районами їхнього походження. М. І. Вавилов виділив 7 основних центрів: південноазіатський тропічний, східноазіатський, південно-західноазіатський, середземноморський, центральноамериканський, південноамериканський, абіссинський.

Методами селекції рослин є міжлінійна гібридизація, поліплоїдія, віддалена гібридизація, індукований мутагенез.

Міжлінійна гібридизація — схрещування, яке проводиться між кількома створеними чистими (інбредними) лініями. Вона спричинює створення високопродуктивних рослин і тварин.

Поліплоїдія — це тип мутацій, пов’язаних із кратним збільшенням кількості хромосом. Це явище пов’язане з порушенням процесів мітозу або мейозу.

Віддалена гібридизація — це схрещування особин, що належать до різних видів або родів. Наприклад, відомі гібриди редьки й капусти, пшениці й пирію, тритікале (гібрид пшениці і жита).

Індукований мутагенез викликаний спеціальними направленими діями, які підвищують мутаційний процес. Це хімічні сполуки, різні види іонізованої радіації.

Розгляньте таблицю і ознайомтеся з відомими селекціонерами України.

Таблиця

«Вчені-селекціонери рослин України»

Селекціонер	Внесок в селекцію	Результати праці / сорти
М. В. Дицин	Віддалена гібридизація культурних і декоративних рослин	Пшенично-пирійний, пшенично-елімусний, житньо-пирійний гібриди.
Л. П. Лук’яненко	Виведення сортів озимих пшениць	Безоста, Аврора, Кавказ.
В. М. Ремесло	Виведення сортів озимих пшениць	Миронівська-264, Миронівська-ювілейна, Миронівська-807, Іллічівка, Миронівська ярова
Ф. Г. Кириченко	Виведення сортів озимих м’яких і твердих пшениць	Одеська-3, —26, —12, —16, Степова, Мічурінка, Одеська Ювілейна
В. Є. Писаров	Виведення високоврожайних сортів пшениці (метод клітинної інженерії)	Киянка
І. М. Хаждінов	Селекція кукурудзи (явище цитоплазматичної чоловічої стерильності)	20 високоврожайних сортів кукурудзи
Т. Є. Тарасенко, І. Д. Прохожай	Селекція ярового ячменю	Донецький-4, —6
Н. А. Лебедев	Селекція картоплі
В. С. Пустовойт	Селекція соняшника
Μ. П. Дубінін А. Н. Лужков В. О. Панін	Селекція буряків

Особливості селекції тварин. Характерними рисами селекції тварин є застосування лише статевого розмноження, утворення малочисельного потомства, висока вартість окремої особини.

У селекції тварин застосовують методи: споріднене схрещування, неспоріднене схрещування, віддалена гібридизація, гетерозис.

Споріднене схрещування застосовують для переведення генів породи у гомозиготний стан. Наприклад, схрещування брата і сестри. Воно сприяє поліпшенню породи, послаблює вплив близькоспорідненого схрещування.

Неспоріднене схрещування підтримує властивості або поліпшує їх у ряді наступних поколінь гібридів міжособової породи або при ретельному доборі.

Віддалена гібридизація створює нові продуктивні форми. Це схрещування особин, що належать до різних видів або навіть родів. Наприклад, виведення мула (гібрид кобили з ослом) (мал. 4.36).

Мал. 4.36. Мул — гібрид кобили і осла

Гетерозис — явище, що спостерігається при неспорідненому схрещуванні. Перше покоління гібридів має підвищену життєздатність. Часто спостерігається підвищена активність деяких ферментів, розширення їх набору.

Сучасна селекція тварин працює над оцінкою тварин в змінних умовах годування і утримування (приріст за добу ВРХ: 900-1000 г; свиней: 500-600 г живої маси); зміцненням кормової бази; використанням для схрещування кращих порід світу (банк генів — годштинська, айтирська, англерська породи ВРХ); збереженням цінних вітчизняних порід; створенням генофондних господарств; одомашненням диких тварин.

Результатами селекційної роботи є одомашнення деяких співочих птахів, ставкових риб (короп, товстолоб, амур), фазанів, качок. У наш час добре розвинене хутрове звіроводство. Наприклад, у Росії розводять лосів; в Україні — антилоп, зебр, страусів (Асканія-Нова); в США, Канаді — мускусного бика; в Африці — бегемота; в Південній Америці — лангустів; в Японії — перепілок.

Так в Україні (м. Полтава) виведена високопродуктивна порода свиней — біла степова українська свиня (мал. 4.37. У Казахстані селекціонерами Я. Я. Лусісом та Н. С. Бутаріним створена порода тонкорунних овець (архаромеринос).

Мал. 4.37. Біла степова українська свиня

Особливості селекції мікроорганізмів. Особливостями мікроорганізмів, які враховують під час їхньої селекції є те, що у них відсутній статевий процес і тому щодо них неприйнятний метод гібридизації; для збільшення різноманітності вихідного матеріалу застосовують штучний мутагенез; у деяких випадках проводять штучне схрещування різних штамів за допомогою вірусів-бактеріофагів, які переносять спадкову інформацію. У селекції мікроорганізмів широко застосовують методи генетичної та клітинної інженерії.

Основні напрями селекції мікроорганізмів і грибів є хлібопекарництво, виноробство, пивоваріння, виробництво спирту, молочна промисловість, кондитерська промисловість, синтез кормового білка, добування цінних металів із руд, переробка промислових відходів; стимуляторів росту, біологічних засобів захисту рослин від шкідників і хвороб, виробництво антибіотиків, вітамінів, гормонів (інсулін, інтерферон, соматотропін), амінокислот, білків тощо.

Селекція — це наука про теоретичні основи та методи створення штучних популяцій організмів із корисними для людини ознаками. Основними методами селекційної роботи є: штучний добір (несвідомий добір; плановий, методичний (масовий та індивідуальний), гібридизація. Основними напрямами селекційної роботи є виведення нових сортів рослин і порід тварин, хлібопекарництво, виноробство, пивоваріння, виробництво спирту, молочна промисловість, кондитерська промисловість тощо.

Перевірте себе