Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Селекція

Завдання і методи селекції

Селекція (лат. selection — добір) — наука про покращення генотипів культурних рослин, порід свійських тварин і штамів мікроорганізмів.

Теоретичною базою для селекції є генетика.

Застосування досягнень генетики, молекулярної біології, біохімії, використання тестів для ранньої діагностики перспективності вихідного матеріалу дають змогу розв’язати найскладнішу проблему селекції — зменшити тривалість селекційного процесу під час створення нових сортів.

Досягнення генетики з успадкування кількісних ознак дали можливість селекціонерам успішно вести селекцію на продуктивність, вміст білка, амінокислот тощо. Використання генетичних і цитологічних карт з окремих культур підвищило ефективність селекції з віддаленої гібридизації, поліплоїдії.

Селекція базується на досягненнях таких наук, як: систематика і географія рослин, цитологія, ембріологія, біологія індивідуального розвитку, біохімія, фізіологія, молекулярна біологія, біотехнологія.

Завдання сучасної селекції:

• створення нових та вдосконалення існуючих сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів;
• створення сортів, стійких проти хвороб та шкідників, адаптованих до дії несприятливих чинників середовища;
• істотне скорочення селекційного шляху перетворення початкового (стартового) генотипу на бажаний.

Щоб виконати ці завдання, потрібно враховувати (за М. Вавиловим):

• різноманітність вихідного матеріалу сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів;
• закони спадкової мінливості;
• закони спадковості;
• форми штучного добору;
• роль середовища в розвитку ознак.

Предметом селекції є сорти рослин, породи тварин, штами мікроорганізмів.

Методи селекції, які забезпечують успішність виконання селекційних програм: добір, гібридизація, інцухт, мутагенез, генна інженерія.

Добір несвідомий (штучний) — добір для розмноження найкращих генотипів рослин і тварин з ознаками, які задовольняють потреби людини.

Добір методичний (штучний) — добір, який проводить людина з метою покращення або створення нових сортів рослин чи порід тварин шляхом систематичного збереження форм у низці поколінь з бажаними ознаками.

Значний вплив на розвиток селекції мали праці И. Г. Кельрейтера з питань міжвидової гібридизації та Ч. Дарвіна з питань розвитку живої природи. Вони сприяли становленню нового методу в селекції — гібридизації.

Гібридизація — схрещування двох особин з різною генетичною інформацією. Завдяки гібридизації відбувається генетична рекомбінація генів та розширення спектру спадкової мінливості, що забезпечує матеріал для добору.

У селекції успішно застосовують як внутрішньовидову, так і віддалену гібридизацію.

Віддалена гібридизація дає змогу перенести одну або кілька ознак від одного таксона — носія донорських ознак — до іншого — реципієнта. Такий процес передачі ознак називають інтрогресією.

Завдяки гібридизації створено низку синтетичних сортів рослин та порід тварин. Удосконалились при цьому і методи добору. У селекційній практиці стали застосовувати методичний масовий чи індивідуальний добір, клоновий, періодичний, родинно-груповий, індивідуально-безперервний та інші форми добору.

До новітніх методів селекції належать клітинна селекція та генна інженерія.

Клітинна селекція ґрунтується на соматичній гібридизації протопластів та доборі мутантних генотипів на спеціальних селекційних середовищах. Роботи виконують у культурі in vitro.

Соматична гібридизація — одержання гібридної клітини завдяки злиттю ядер і цитоплазми протопластів (клітин, у яких зруйнована оболонка). Дає змогу отримати навіть міжродові гібриди, що відрізняються від статевих гібридів ще й гібридною цитоплазмою.

Клітинна інженерія дає можливість:

• одержати гібрид між генотипами, не сумісними під час статевого розмноження;
• отримати асиметричні гібриди;
• об’єднати в одному геномі кілька видів;
• одержати цибриди (генотипи з гібридною цитоплазмою).

Генна інженерія — це найцікавіша і найскладніша галузь біотехнологічних методів створення вихідного матеріалу в селекції. Теоретично за допомогою ферментів рестриктаз і лігаз можна виділяти будь-які гени з клітин мікроорганізмів, рослин, тварин, людини і переносити їх у клітини будь-якого організму. Однак найскладнішим є відновлення здатності чужорідних генів функціонувати в новому генотипі.

Попри всі труднощі цей метод забезпечує високу ефективність селекційного процесу:

• у США та деяких інших країнах створено трансгенні сорти картоплі з геном, що відповідає за синтез лептину, завдяки якому ці сорти стійкі проти колорадського жука;
• у Донецькому інституті агропромислового виробництва шляхом трансформації перенесено в генотип озимої пшениці 4 гени стійкості проти злакових мух;
• тютюну, помідорам, картоплі перенесено від кукурудзи ген стійкості проти гербіциду фосфінотрицину.