Определение селекции, задачи и результаты
Селекция — наука о методах изучения и улучшения сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с целью выявления нужных признаков.
В основе селекции лежит способность организмов к изменчивости, законы наследственности и искусственный отбор.
Задачи селекции:
-
Получение новых высокоурожайных растений и устойчивых к болезням животных.
-
Выведение экологически пластичных сортов, то есть таких, которые могут жить в различных условиях окружающей среды.
-
Получение сортов, пригодных для промышленного выращивания и механизированного сбора урожая.
Селекция играет важную роль в улучшении характеристик организмов путем искусственного отбора. Чтобы лучше понять этот механизм, прочитай нашу статью о формах естественного отбора.
Сортом, породой, штаммом называют искусственно созданную человеком устойчивую группу живых организмов, характеризующуюся определёнными наследственными особенностями.
Сорт — группа культурных растений, полученная в ходе селекционной работы. Ценность сорта определяют по его урожайности, кормовые и пищевые свойства растений — по содержанию в их плодах полезных веществ.
Порода — группа домашних животных одного вида, которая создана человеком искусственно и обладает определёнными наследственными особенностями. Ценность породы определяют качеством и количеством получаемого продукта (живой вес, удой, жирность молока).
Штамм — группа микроорганизмов одного вида, обладающая определёнными физиологическими и морфологическими особенностями. Ценность штамма определяет количество биологически активного продукта.
Примеры результатов селекции:
-
Плоды дикого банана непригодны в пищу, потому что имеют крупные семена, но благодаря современным технологиям и селекции были выведены стерильные бананы со съедобным сладким плодом без семян.
Дикий банан непригоден в пищу из-за крупных семян. konjaunt/Shutterstock.com -
Раньше яблони имели маленькие кислые плоды, которые были непригодны в пищу, а сейчас известно около 10 000 сортов яблонь со съедобными плодами.
-
Апельсин — гибрид помело и мандарина, который лучше на вкус и имеет более привлекательный вид.
Основные методы селекции
Гибридизация
Гибридизация — скрещивание различных видов или одного вида организмов. Бывает внутривидовой и межвидовой.
-
Внутривидовая гибридизация — это скрещивание особей одного вида. Её формы:
-
инбридинг — близкородственная гибридизация,
-
аутбридинг — скрещивание особей одного вида, не имеющих общих потомков. В результате появляются более устойчивые особи, отличающиеся большей плодовитостью.
Пример внутривидовой гибридизации: выведение новых пород кошек -
-
Межвидовая (отдалённая) гибридизация — это скрещивание отдалённых особей различных видов. Полученные таким образом гибриды сочетают ценные свойства родительских форм, но обычно они бесплодны.
Пример межвидовой гибридизации: мул — результат скрещивания осла и кобылы. Vampiresse/Shutterstock.com
Искусственный отбор
Искусственный отбор — вид селекции, при котором человек выбирает организмы с полезными ему признаками. Материал для отбора — индивидуальные признаки организмов. В отличие от естественного отбора, где отбирающим фактором является окружающая среда, здесь таким фактором является человек. В результате отбора появляются новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов.
Формы искусственного отбора:
-
Массовый направлен на отбор определённых групп организмов. Оценка свойств осуществляется по фенотипу. Пример — перекрёстноопыляемые растения: кукуруза, рожь, подсолнечник.
-
Индивидуальный отбирает конкретную особь для дальнейшего получения потомства. Особи отбираются не только по фенотипу, но и по генотипу, оценивается потомство. Пример — самоопыляемые растения (горох).
Также искусственный отбор бывает:
-
Бессознательным — человек, не преследуя определённую цель, отбирает по фенотипу полезные признаки (например, плодовитость).
-
Методическим (сознательным) — человек целенаправленно получает организмы с интересующими его свойствами.
Селекция имеет огромное значение для современного сельского хозяйства и биологии. Для успешной селекционной работы важно учитывать не только генетические аспекты, но и взаимодействие видов в экосистемах — об этом мы писали в статье про природные сообщества.
Полиплоидия
Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов.
Полиплоидию используют в селекции растений со следующими целями:
-
для преодоления барьера межвидовой нескрещиваемости, если скрещиваемые виды несовместимы на исходном уровне плоидности,
-
для преодоления стерильности межвидовых гибридов,
-
для удвоения наборов хромосом у диплоидных видов с последующим отбором наилучших форм.
Индуцированный мутагенез
Индуцированный мутагенез — метод получения искусственных мутаций. Это процесс, в ходе которого естественная спонтанная мутация ускоряется с помощью биологических, химических или физических факторов для улучшения определенных характеристик растения.
Клеточная инженерия
Метод клеточной инженерии основан на удивительном свойстве растений: из отдельной клетки или кусочка ткани в определённых условиях может вырасти целое растение, способное к нормальному росту и размножению. Этим методом из небольшой части одного растения можно получить до 1 миллиона новых растений в год.
Генная инженерия
Генная инженерия способна создать принципиально новое качество — перенести ген, его кодирующий, из одного биологического вида в другой, например, ген инсулина от человека в дрожжи.
В сельском хозяйстве генная инженерия используется для создания растений, устойчивых к вредителям, болезням и факторам окружающей среды. С помощью этого метода можно добиться выращивания культур с высокой урожайностью или большим содержанием питательных веществ.
Получи больше пользы от Skysmart:
-
Подготовься к ОГЭ на пятёрку.
-
Подготовься к ЕГЭ на высокие баллы.
Записывайся на бесплатные курсы для детей.
Решай задания в бесплатном тренажёре ЕГЭ.
Выдающиеся учёные-селекционеры
Значительный вклад в развитие селекции внёс советский учёный-генетик Николай Иванович Вавилов, исследовавший большое количество культурных растений и центры их происхождения.
Проанализировав образцы культурных растений и их диких предков и сородичей, Вавилов установил закономерности географического распределения разновидностей и форм культурных растений, открыл центры древнего земледелия, места окультуривания диких видов растений.
Вначале Вавилов выделил 8 центров происхождения культурных растений:
-
Восточноазиатский — родина сои, гречихи, проса, некоторых овощных и плодовых культур.
-
Южноазиатский (тропический) — родина цитрусовых, сахарного тростника, многих овощных культур.
-
Юго-Западноазиатский — родина ржи, моркови, винограда, бобовых, пшеницы.
-
Переднеазиатский — родина таких злаковых, как пшеница и ячмень.
-
Средиземноморский — родина маслин, свёклы, капусты.
-
Абиссинский — родина бананов, кофе, твёрдой пшеницы.
-
Центральноамериканский — родина кукурузы, какао, табака, тыквы, хлопчатника.
-
Южноамериканский — родина ананаса, картофеля.
В дальнейшем были установлены ещё 4 центра:
-
Австралийский.
-
Африканский.
-
Европейско-Сибирский.
-
Североамериканский.
Другие выдающиеся учёные-селекционеры:
-
И. В. Мичурин скрещивал географически отдалённые формы.
-
В. С. Пустовойт был одним из инициаторов селекции подсолнечника на высокую масличность.
-
Н. В. Цицин разработал теоретические основы создания новых видов и форм растений путём отдалённой гибридизации культурных растений с дикорастущими.
-
П. П. Лукьяненко разработал научную программу селекции ржавчино-устойчивых сортов, обладающих продуктивным колосом, с высокими технологическими качествами.
