Селекция

популяции. Соматические генные мутации, происходящие в организме, наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантной клетки путем митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в котором они возникли, но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматические мутации, вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но в некоторых случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста и деления. Эти клетки могут дать начало опухолям - либо доброкачественным, которые не оказывают особого влияния на весь организм, либо злокачественным, что приводит к раковым заболеваниям.

— выведение чистых линий (один из приемов селекции) путем многократного принудительного самоопыления растений: потомство такого растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшем скрещивают особи двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первого поколения, их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однако в последующих поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтому в практике используют только гибриды первого поколения.

Методы селекции животных

Методы Селекция животных
Подбор родительских пар По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков)

Гибридизация:

а) неродственная (аутбридинг)

Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство
Б) близкородственная (инбридинг) Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками

Отбор:

а) массовый

Не применяется
Б) индивидуальный Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру
Метод испытания производителей по потомству Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству
Экспериментальное получение полипоидов Не применяется
Экспериментальный мутагенез Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов
Генетическая инженерия Создание новых комбинаций генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения лекарственных препаратов

Селекционный процесс отличается непрерывностью, методы его всё время совершенствуются. Это обусловлено возрастающими требованиями производства к новым сортам и породам — их продуктивности и качеству продукции, способности противостоять болезням и вредителям, а также продвижением культур и отраслей животноводства в новые районы, изменением технологии выращивания и т. п. В 30—40-е гг. в СССР были широко районированы сорта пшеницы Лютесценс 62, Цезиум 111, Украинка, дававшие зерна 25—30 ц с 1 га; у пришедших на смену современных сортов: Безостая 1, Мироновская 808, Аврора, Кавказ, Мироновская юбилейная и др. — урожайность в производственных условиях достигает 50—70 ц с 1 га. В 19 в. выращивание стекловидной краснозёрной яровой пшеницы на значительные части прерий Канады и на С. Великих равнин США стало возможным благодаря раннеспелому сорту Ред Файф, который в начале 20 в. был заменен сортом Маркиз, созревавшим на несколько дней раньше, что позволило расширить пшеничную зону. Выведение новых пород овец, приспособленных к условиям Сибири, способствовало продвижению тонкорунного овцеводства в новые районы. Повышенным спросом на цветные шкурки норок объясняется выведение зверьков с палевой, голубой, жемчужной, сапфировой окраской меха. Селекция тесно связана с систематикой, анатомией, морфологией, физиологией, экологией растений и животных, биохимией, иммунологией, растениеводством, зоотехнией, фитопатологией, энтомологией и др. науками, использует их приёмы и методы исследования. Исключительно большое значение для селекции имеют знания биологии опыления и оплодотворения, эмбриологии, гистологии и молекулярной биологии.

Теоретической основой селекции является генетика, основные положения которой стали фундаментом для селекционной практики. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ. В свою очередь, генетика черпает в селекции данные для обобщения и благодаря им развивает свои теории. Селекционная работа в нашей стране проводится в специальных хозяйствах, на опытных станциях, в селекционных центрах, в племенных совхозах. Обычно породу или сорт выводят для районов с определенными климатическими условиями, в которых их генотип проявится в наилучшей форме.

Порода, сорт, штамм — это популяции организмов, полученных в результате селекции. Сорт-совокупность особей культурных растений одного вида, устойчиво обладающих в конкретных условиях возделывания определенными морфофизиологическими и хозяйственными признаками. Порода- группа сельскохозяйственных животных одного вида, имеющих общее происхождение (в результате искусственного отбора) и отличающихся специфическими, передающимися по наследству признаками. Штамм- чистая культура микроорганизмов (бактерий, грибов) одного четко выделенного и хорошо изученного вида, отличающаяся от других культур того же вида организмов рядом физиолого-биохимических свойств. Они характеризуются сходными наследственными особенностями и определенными внешними признаками, наследственно закрепленной продуктивностью. Например, молочные породы крупного рогатого скота отличаются величиной удоя, процентом жирности и содержанием белка в молоке. Но все их ценные свойства выявляются лишь при хорошем содержании, кормлении, а также в определенных природных условиях.

Совершенствование существующих форм животных, растений и полезных микроорганизмов невозможно без знания исходного материала, без изучения его происхождения и эволюции. Этим целям отвечают работы Н. И. Вавилова по установлению центров происхождения культурных растений в очагах древнейшего земледелия, созданию их коллекции и использованию в качестве исходного материала для выведения новых сортов. Он выделил восемь таких центров: Индийский — родина риса, сахарного тростника, цитрусовых; Среднеазиатский — родина гороха, бобов, мягкой пшеницы; Китайский— хлебных злаков, бобовых; Средиземноморский — капусты, клевера; Абиссинский — кофе, ячменя; Переднеазиатский — пшеницы, ржи, плодовых культур, дыни; Южномексиканский — хлопчатника, кукурузы, томатов, тыквы, фасоли; Южноамериканский —родина картофеля, хинного дерева. Эти центры особенно изобилуют многообразием видов. Н. И. Вавилов со своими сотрудниками собрал из этих мест мировую коллекцию растений, обладающих большим генотипическим разнообразием. Эта коллекция и теперь служит богатым исходным материалом для скрещивания и выведения ценных сортов, т.е. для селекционной работы. При районировании культурных растений и разведении домашних животных учитывают закономерности, установленные Вавиловым (закон гомологических рядов).

Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)

Название центра Географическое положение Родина культурных растений
Южноазиатский тропический Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др. (50% культурных растений)
Восточноазиатский Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня, редька и др. (20% культурных растений)
Юго-западно-азиатский Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14% культурных растений)
Средиземноморский Страны по берегам Средиземного моря Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений)
Абиссинский Абиссинское нагорье Африки Твердая пшеница, ячмень, кофе, сорго, бананы
Центрально-американский Южная Мексика Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак
Андийский (Южноамериканский) Южная Америка вдоль западного побережья Картофель, ананас, кокаиновый куст, хинное дерево

Селекция микроорганизмов.

Продукты биосинтеза одноклеточных организмов с каждым годом все более широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, где используется ферментативная деятельность грибов и бактерий: в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении многих молочных продуктов. В связи с этим развивается промышленная микробиология и селекционная работа по выведению новых штаммов микроорганизмов с повышенной продуктивностью. Такие штаммы имеют большое значение для производства кормового белка, ферментных и витаминных кормовых препаратов, используемых в животноводстве.

В пивоваренной промышленности в настоящее время зерновой солод заменяют амилазами микроорганизмов, при этом вкусовые качества пива сохраняются. Применение ферментных препаратов в виноделии позволяет ускорить созревание и улучшить качество вин. Ферменты микроорганизмов широко используют в медицине и фармацевтической промышленности. Плесневые и лучистые грибы, измененные методами селекции, вырабатывают в сотни раз больше антибиотиков по сравнению с исходными формами. Микроорганизмы применяют в селекции и для производства бактериальных удобрений, аминокислот, витаминов, стимуляторов роста и микробиологических средств защиты растений от вредителей и болезней.

Антибиотики и селекция резистентных штаммов видов микроорганизмов

Селекция плодовых и ягодных культур:

В результате селекции за период с 1930 по 2006 гг. учеными института создано 184 сорта плодовых и ягодных культур, в т.ч.: яблони – 36, груши – 17, вишни – 10, черешни – 18, сливы – 11, алычи – 8, абрикоса – 6, смородины черной – 24, смородины красной – 5, крыжовника – 15, земляники садовой – 14, малины – 3, облепихи – 2, калины – 1, аронии черноплодной – 2, ореха грецкого – 4, винограда – 4, семенных подвоев груши – 1, сливы – 2 и черешни – 1. Существующий сортимент, наиболее приспособленный к почвенно-климатическим условиям Беларуси, позволяет круглый год иметь на столе потребителя свежие плоды и ягоды.

Яблоня:

За период 1995-2006 гг. передано в ГСИ 11 сортов, в том числе иммунных к парше – 6. За этот период включено в Государственный реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси – 13: Антей, Весялина, Белорусское сладкое, Имант, Надзейны, Алеся, Коваленковское, Вербное, Заславское, Чаравница, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Лучезарное. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации включено 7 сортов яблони: Антей, Весялина, Коваленковское, Алеся, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Чаравница, на 4 последних получены патенты.

Создание высокопродуктивных сортов яблони с высококачественными плодами и обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды – главная цель селекции яблони. Основные задачи, которые требуют решения на пути совершенствования селекционного процесса:

1) Создание товарных конкурентоспособных в наших условиях сортов по качеству плодов при минимальной химической защите от вредителей и болезней, в основном сортов зимнего и позднезимнего сроков созревания. Сохранение потенциала продуктивности 25-30 т/га, получение не менее 8 урожаев в 10 лет. Отбор сортов скороплодных, со сдержанным ростом, смешанным типом плодоношения (кольчаточным и на однолетних побегах).

Внедрение новых методов хранения плодов облегчит задачу селекционеров в совершенствовании качества плодов. Тем не менее, расширение сезона потребления яблок в свежем виде за счет продолжительности хранения в традиционных условиях (хранилищах с естественным охлаждением) остается одной из задач при отборе сорта.

2) Cоздание нового исходного материала, обладающего комплексной устойчивостью к наиболее вредоносным заболеваниям в настоящее время (парше, европейскому раку и цитоспорозу), не упуская из виду степень устойчивости растений к мучнистой росе и филлостиктозу.

Достигнуть в сорте стабильной прочной устойчивости можно лишь сочетая разные источники устойчивости. В селекционной программе основу исходного материала составляют сорта и гибриды, обладающие высоким уровнем полигенной устойчивости к парше и раку коры и древесины, полученные на основе местных и интродуцированных сортов, а также гибридов от межвидовой гибридизации с использованием видов Malus sieboldii, M.baccata, M.sargentii, M.micromalus, M.floribunda 821, M.coronaria.

3) Необходимость совершенствования методов отбора на ранней стадии развития гибридов. Успех любой селекционной программы зависит от количества сеянцев в гибридной семье. Однако анализ объемов гибридного фонда и количество выведенных сортов в институте показывает, что не всегда большой объем определяет успех. Гораздо важнее верно определить исходные комбинации. С целью сокращения селекционного процесса в последние годы внедряется новая схема, в которой после массового отбора на устойчивость к болезням в первые 2 года развития сеянцев размножаются устойчивые отборы на клоновых подвоях 62-396 и ПБ-4, что позволяет уже на 5-й год от посева оценить качество плодов гибридов.

Возможность прогнозирования разных характеристик многолетнего плодового растения на ранних этапах онтогенеза по совокупности физиолого-биохимических параметров проводится в институте на предмет тестирования растений на устойчивость к стрессовым факторам среды (холод, инфекция) с помощью биохимических методов (изменчивость изоферментов пероксидазы, содержание сахаров, крахмала, фенольных соединений).

Исследования по селекции и сортоизучению яблони проводятся сотрудниками З.А. Козловской, Г.М. Марудо, Ю.Г. Марчук, Е.Н. Бирюк, Т.А. Гашенко, С.И. Ярмоличем и В.М. Евдокименко. Телефон: +375-17-506-66-38.

Груша:

В Государственном реестре сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси находится в настоящее время 5 сортов белорусской селекции: Забава, Бере лошицкая, Лагодная, Белорусская поздняя, Духмяная. В 2005 г. передано два новых сорта осеннего срока созревания. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации включен в 2001 г. сорт Белорусская поздняя, на который получен патент.

Создание новых сортов груши различных сроков созревания, обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, пригодных для возделывания в интенсивном саду, сочетающих высокую урожайность (20 т/га) и качество плодов - главная цель селекции груши.

Для успешного выполнения поставленной цели имеется и создается новый исходный материал, обладающий основными селектируемыми признаками.

Основу исходного материала составляют сорта и гибриды, полученные на основе межвидовой гибридизации с использованием Pyrus ussuriensis Maxim, Р. serotina Rehd, Р. Bretschneideri Rehd, обладающие высоким уровнем устойчивости к парше, септориозу, бактериальному раку.

Создание товарных конкурентоспособных сортов со сдержанным ростом и компактной формой кроны ведется на базе сортов и гибридов, обладающих этими признаками.

Исследования по селекции и сортоизучению груши проводятся сотрудниками М.Г. Мялик, О.А. Якимович, М.П. Гарост. Телефон: +375-17-506-60-47.

Абрикос:

Селекция начата в 1935 г. И.И. Шевчуком, продолжена Р.Э. Лойко, в настоящее время продолжается селекционером А.В. Бут-Гусаим. Основные направления селекционных работ - зимостойкость, устойчивость к парше косточковых (Cladosporium carpophilum Thum), дырчатой пятнистости, качество плодов. Выведены сорта Знаходка, Спадчына, Памяти Шевчука для южных, Память Лойко, Память Говорухина для центральных районов РБ. В Госреестр сортов и древесно-кустарниковых пород включены сорта Знаходка и Спадчына. В центральной зоне РБ создан новый гибридный фонд. Выделены элитные сеянцы.

Исследования по селекции и сортоизучению абрикоса проводятся сотрудниками В.А. Борисевичем и А.В. Бут-Гусаим. Телефон: +375-17-506-62-28.

Слива:

За последние 10 лет передано в систему ГСИ 3 сорта сливы домашней собственной селекции и 2 интродуцированных, 4 сорта сливы русской (диплоидной) собственной селекции и 1 интродуцированный. В Государственном реестре сортов и древесно-кустарниковых

Похожие рефераты: