Термін «селекція» походить від латинського слова selection- відбір. Говорячи про селекцію, мають на увазі два значення:
1. процесссозданія сортів рослин, порід тварин, штамів корисних мікроорганізмів;
2. науку, що розробляє теорію і методи створення сортів рослин, порід тварин, штамів корисних мікроорганізмів.
Теоретіческаябаза селекції - генетика. Підсумком селекційного процесу є сорт, порода, штам. Сорт рослин, порода тварин, штам мікроорганізмів - це совокупностьорганізмов, створених людиною в процесі селекції і мають определенниенаследственние властивості. Всі організми, складові цю сукупність, імеютсходние спадково закріплені особливості, однотипну реакцію на условіясреди. Як наука селекція остаточно оформилася завдяки працям Ч. Дарвіна.Он проаналізував величезний матеріал з одомашнювання тварин і введенню в культурі рослин і на цій основі створив вчення про штучному відборі.
Селекція какпроцесс є специфічною формою еволюції, яка підпорядковується общімзакономерностям. Головна відмінна риса селекції як процессасостоіт в тому, що природний відбір замінений на штучний, проводімийчеловеком. Це і дозволило Н.І. Вавілова дати ємне і образне определеніеселекціі як процесу. Він писав, що селекція є «еволюцію, який спрямовується волею людини». Отже, селекція є найважливіший родпрактіческой діяльності людини, результатом якої і стали все імеющіесясегодня сорти культурних рослин, породи домашніх тварин і штами полезнихмікроорганізмов.
Одомашніваніекак перший етап селекції
Культурниерастенія і домашні тварини походять від диких предків. Цей процес називають одомашнення або доместикації. Найважливішою рушійною і спрямовуючої сілойодомашніванія служить штучний відбір. На самих ранніх етапах одомашнення, що йдуть на тисячоліття в глиб історії, штучний відбір билбессознательним. Перші спроби одомашнення починалися, ймовірно, сослучайного вирощування диких тварин. Тільки ті з них, які оказалісьспособнимі контактувати з людиною і існувати в умовах неволі, виживали. Отже, на перших етапах одомашнення особливу роль могласиграть селекція тварин з поведінки.
Отечественнийгенетік і еволюціоніст Д.К. Бєляєв припустив, а потім зі своіміколлегамі експериментально показав, що відбір з поведінки був одним знайважливіших факторів різкого підвищення мінливості на початкових етапаходомашніванія тварин. З'ясувалося, що селекція по поведінці не огранічіваетсяізмененіем самого поведінки. Паралельно змінюються багато життєво важниефункціі і процеси. Відбувається перебудова такої строго стабілізірованнойсістеми організму, як репродуктивна. Наприклад, у селекціоніруемих поповеденію лисиць спостерігається перехід від одноразового розмноження в році кдвукратному, змінюється характер линьки, змінюється фотоперіодичну реакція, з'являється велика кількість морфологічних ознак, дуже схожих на ті, що відомі для інших одомашнених тварин (забарвлення тіла, форма вух, хвостаі т. д.). Величезна різноманітність, закономірно виникає на першому етапеодомашніванія тварин, послужило основою для створення порід тварин, резкоотлічающіхся як від диких предків, так і один від одного.
Отже, на першій етапах введення в культуру рослин і одомашнення тварин основнимнаправленіем селекції був відбір на здатність розмножуватися в условіяхіскусственного змісту, тобто під контролем людини. Серед жівотнихоставлялісь на потомство тільки ті, які могли розмножуватися в неволі іконтактіровать з людиною. Серед злакових рослин людина відбирав тільки ті, які були здатні зберегти насіння в колосі, тобто не обсипалися, як етохарактерно для «дикунів».
Центрипроісхожденія культурних рослин
Важнейшійрадел селекції як науки - вчення про вихідний матеріал. Фактично онразработан видатним радянським генетиком і селекціонером Н.І. Вавілов іподробно викладено в його роботі «Центри походження культурних рослин». Любаяселекціонная програма починається з підбору вихідного матеріалу. Вирішуючи проблемуісходного матеріалу, Н.І. Вавилов обстежив земну кулю і вияснілтерріторіі з найбільшим генетичним розмаїттям культивованих рослин і іхдікіх родичів. Разом зі співробітниками Н.І. Вавилов здійснив в 20-30-ті роки понад 60 експедицій по всьому населеним континентах, крім Австріі.Участнікі цих експедицій - ботаніки, генетики, селекціонери - були нестоящіміохотнікамі за рослинами. В результаті величезної і самовідданої роботи оніустановілі і готельні райони світу, що володіють найбільшим разнообразіемгенетіческіх форм рослин. Таких районів Н.І. Вавилов виділив вісім: 1.Індійскій центр;
Н.І. Вавіловсчітал, що райони, де виявлена найбільша генетична різноманітність по тому іншого виду рослин, і є центрами їх походження. У картофелямаксімум генетичної різноманітності пов'язаний з Південною Америкою, у кукурудзи - сМексікой, у рису - з Китаєм і Японією, у хлібних злаків пшениці, жита - соСредней Азією і Закавказзям, у ячменю - з Африкою. Ці райони і були отмеченикак центри походження перерахованих видів. Те ж саме було зроблено і багато інших видів.
Поряд з откритіеммірових центрів походження культурних рослин Н.І. Вавилов і егоекспедіціі зібрали найбільшу в світі колекцію рослин, яка биласосредоточена в новоствореному в С.-Петербурзі Всесоюзному інстітутерастеніеводства, що нині носить ім'я Н.І. Вавилова. Ця колекція в відесеменних зразків постійно поповнюється, відтворюється на полях опитнихстанцій інституту і налічує в даний час більше 300 тис. Номеров.Она-то і є тим джерелом вихідного матеріалу, яким користуються всі генетики селекціонери країни, що працюють з рослинами. Перш ніж почати створеннянових сорти рослин, селекціонер підбираємо зі світової колекції всенеобходімие для роботи зразки, що володіють потрібними йому ознаками.
Наприклад, селекціонер задумав створити для Сибіру холодостійкий сорт пшениці або ржі.Прежде за все, він буде вивчати в світовій колекції все холодостійкі сорти, зібрані в північних районах Азії, Європи, Америки. Після цього він сможетвибрать сорт, найбільш відповідний його селекційної програмою.
Міроваяколлекція рослин - наше найбільше національне надбання, яке потребує до себебережного відносини і постійного поповнення.
Проісхожденіедомашніх тварин і центри їх одомашнення
Як свідчать сучасні дані, центри походження тварин і райони іходомашніванія пов'язані - це місця древніх цивілізацій. В індонезійської-індокітайскомцентре вперше, мабуть, були одомашнені собака, більшість порід которойпроісходіт від вовка, - одне з найбільш древніх домашніх тварин.
У ПереднейАзіі, як вважають, були одомашнені вівці, їх предок - дикі барани муфлони. Вмале Азії одомашнені кози. Одомашнення туру, нині зниклого виду, відбулося, ймовірно, в декількох областях Євразії. В результаті возніклімногочісленние породи великої рогатої худоби. Предки домашнього коня -тарпани, також зниклі, були одомашнені в степах Причорномор'я. Такимобразом, для більшості видів домашніх тварин і культурних рослин, незважаючи на їх велике розмаїття, зазвичай вдається вказати на ісходногодікого предка.
Прімененіецітоплазматіческой чоловічої стерильності
Вознікаетвопрос, як отримати гібридне насіння, наприклад, у кукурудзи, цукрових буряків, рису, томатів, якщо в межах однієї рослини або навіть однієї квітки расположениженскіе і чоловічі елементи системи розмноження і завжди прісутствуетвозможность самозапилення. У цих випадках уникнути процес самозапилення возможнотолько двома шляхами: на материнських формах видалити вручну чоловічі елементицветка, які продукують пилок; зробити чоловічі суцвіття стерильними. Перший путьочень трудомісткий, тому генетики почали пошук систем, що визначають мужскуюстерільность рослин.
У 1929 г.Ученік Н.І. Вавилова, вітчизняний селекціонер і генетик М.І. Хаджіновнашёл в посівах кукурудзи рослини з чоловічою стерильністю, які нічим не відрізняється від нормальних, повністю стерильних, тобто що не продукують пильцу.Ета система потім була детально вивчена генетично, виявлені різні тіпимужской стерильності. Один з них - цитоплазматична мужскаястерільность (ЦМС) - був запропонований і широко використаний для полученіягібрідних насіння у кукурудзи, а потім і у багатьох інших видів.
Схемаіспользованія ЦМС в селекції розроблена в 30-х роках Родсом. Цей тип мужскойстерільності характеризується тим, що тільки взаємодія особливого тіпацітоплазми (S) і рецесивних генів ядра (rf) обумовлює чоловічу стерильність.
У практікеіспользуют лише гібридне насіння першого покоління від схрещування двох ліній, простого гібрида і лінії або двох простих гібридів. Друге і последующіепоколенія в виробничих посівах не використовуються, так як гібрідирасщепляются на вихідні форми і ефект гетерозису зникає. У зв'язку з цим прііспользованіі гетерозису у рослин організовано насінництво в спеціальниххозяйствах, фермах, де отримують тільки насіння першого покоління і продають іххозяйствам, фермерам і т.д. Так як врожайність гетерозисних гібрідовзначітельно (на 20-30%) вище сортів, то витрати на насінництво гібріднихсемян з лишком окупаються. В рослинництві гетерозис широко використовується укукурузи, сорго, цукрових буряків, рису томатів і інших видів.
Откритіеявленія гетерозису було найбільшою подією в генетиці і селекційній практиці.
Поліплоідіяі віддалена гібридизація в селекції рослин
Види, укоторих число хромосом помножено кратно основному числу (n), називаються полиплоидами. Багато видів рослин, введені в культуру, - поліплоїди. Серед покритосеменнихрастеній частка полиплоидов становить 30-35%, причому у злакових трав вона равнапочті 70%. З культурних злаків до полиплоидам відносяться пшениця і овёс.Основное число хромосом для пшениці n = 7.
Твёрдаяпшеніца має 28 хромосом, тобто є тетраплоїдом: м'яка пшениця, нашаосновная продовольча культура, має 42 хромосоми, тобто являетсягексаплоідом. До полиплоидам відносяться і багато інших культурних види рослин: бавовник, люцерна, тютюн і ін.
Поліплоідниеформи рослин діляться на два типи. Види, у яких кратно помножений один і той самий геном, називаються аутополіплоідамі. Наприклад, у обичнойдіплоідной жита набір хромосом дорівнює 14. Розроблено методи множення чіслахромосом. Досить легко можна отримати форми жита з 28 хромосомами, вони іпредставляет собою типові аутополіплоіди.
Гібрідізаціябивает внутрішньовидова, коли схрещуються різні форми, лінії, сорти, породи між собою в межах виду, і віддалена. когдаскрещіваются різні види і навіть пологи, в результаті виходять міжвидові ілімежродовие гібриди.
Якщо у результаті віддаленій міжвидової або межродовой гібридизації в одному організмеоб'едіняются різні геноми, а потім кратно множаться, то такі поліплоідиназиваются Аллополіплоїдія.
Прічінистерільності віддалених гібридів за відсутності парності гомологічниххромосом
Необходімовспомніть процес мейозу: при нормальному перебігу коньюгации гомологічниххромосом в профазі їх подальше розходження і освіту гаплоїдних мужскіхі жіночих гамет здійснюється, як правило, без відхилень.
Оскільки умежродових гібридів з пари гомологічних хромосом присутня тільки одна, товесь процес коньюгации і всі наступні етапи порушуються, що призводить доутворення нежиттєздатних чоловічих і жіночих гамет, а тим самим і кстерільності віддалених гібридів.
Ще роботи з біології
Реферат з біології