Методы селекции

?
Что такое искусственный отбор?

Основные методы селекции - отбор и гибридизация. Отбор, проводимый человеком, называют искусственным. Известны две формы искусственного отбора: стихийный и методический.

Стихийный, или бессознательный, отбор человек производил, не имея научных знаний и целей. Человек сохранял особей с наиболее ценными признаками для получения от них потомства. При этом постепенно происходило улучшение породы или сорта. Однако это был очень длительный процесс. Тем не менее он привел к появлению почти всех культурных растений и домашних животных.

При методическом, или сознательном, отборе человек заранее ставит перед собой цель и предвидит ее результаты. Например, на одной из сельскохозяйственных выставок демонстрировалась порода петухов со стоячими гребнями. Через 5-6 лет уже многие селекционеры смогли вывести такие же породы.

Различают массовый и индивидуальный методический отбор. Массовый отбор проводится по фенотипу. При этом отбирается группа сходных по фенотипу особей. Например, при отборе кур породы леггорн оставляют несушек с яйценоскостью 150-200 яиц в год и массой 1,8 кг. Всех остальных кур выбраковывают. Генотипы отобранных по фенотипу кур разные, поэтому интересующий человека признак (например, яйценоскость) не всегда сохраняется и передается по наследству.

При индивидуальном отборе выделяют одну особь, а затем исследуют ее потомство, чтобы изучить генотип этой особи. Такой отбор трудоемкий, но более эффективный, чем массовый.

Однако меТодом отбора человек не может получить принципиально новые признаки у создаваемых сортов и пород, поскольку при отборе можно выделить только те генотипы, которые уже существуют в популяции. Поэтому для получения новых пород животных и сортов растений применяют метод гибридизации. Различают два типа гибридизации, или скрещивания: близкородственное скрещивание - инбридинг (от англ. in - внутри и breeding - разведение) и неродственное скрещивание - аутбридинг (от англ. out - вне, вон и breeding).

Близкородственное скрещивание проводится между братьями и сестрами или между родителями и потомством. При этом в потомстве увеличивается доля гомозиготных организмов. Например, при скрещивании двух гетерозиготных организмов с генотипами Аа у потомства наблюдается расщепление в соотношении 1АА: 2Аа: 1aa,то есть половина потомков гомозиготна. В последующих поколениях число гомозигот увеличивается (рис. 82) в связи с переходом генов в гомозиготное состояние. Однако при этом у потомков могут проявляться рецессивные вредные мутации, что приводит к снижению жизнеспособности (кстати, именно поэтому у людей запрещены браки между близкими родственниками).

Неродственное скрещивание может проводиться между особями одного вида (внутривидовая гибридизация), а также между особями разных видов и родов (отдаленная гибридизация).

За счет отдаленной гибридизации получены, например, гибриды пшеницы и ржи, белуги и стерляди. Путем отбора сохраняют потомство с ценными признаками, полученными от обоих родителей. Основная трудность, с которой сталкиваются селекционеры при выведении отдаленных гибридов, заключается в их бесплодии. Объясняется это тем, что у гибридов хромосомы, полученные от родителей, принадлежащих к разным видам, настолько различаются, что они не конъюгируют, и процесс мейоза нарушается.

Один из способов преодоления бесплодия у межвидовых гибридов был разработан отечественным генетиком Г.Д.Карпеченко, который скрещивал редьку и капусту (рис. 83). Оба эти вида имеют по 18 хромосом,'следовательно, их половые клетки несут по 9 хромосом. У гибрида в генотипе оказывается 18 хромосом: половина хромосом получена от капусты, а половина - от редьки.

Поскольку хромосомы редьки и капусты разные, они не конъюгируют в ходе мейоза, нормальных половых клеток у гибрида не образуется, и он оказывается бесплодным. Для преодоления бесплодия ученый экспериментальным путем удвоил число хромосом у капустно-редечного гибрида (2 n = 36). В результате удалось обеспечить нормальный ход мейоза, так как "капустные" хромосомы конъюгировали с "капустными", а "редечные" - с "редечными".

В селекции разработаны методы получения растений полиплоидов. Эти растения дают высокий урожай и устойчивы к неблагоприятным условиям. Для получения искусственного полиплоида на делящуюся клетку воздействуют химическими веществами, которые разрушают веретено деления (например, колхицином). Удвоившиеся хромосомы при этом не расходятся к полюсам клетки и остаются в одном ядре. Таким образом получают клетки с двойным, тройным и более набором хромосом.

В селекции и сельском хозяйстве широко используют гетерозис - явление повышения жизнестойкости, увеличения размеров гибридов. Для получения гетерозиса отбирают особей с интересующими человека признаками, проводят в ряде поколений самоопыление (или близкородственное скрещивание) и выводят чистые гомозиготные линии. Затем особи из чистых линий скрещивают между собой и опытным путем определяют, при скрещивании каких именно линий возникает гетерозис. Средняя урожайность различных культур при гетерозисе увеличивается на 15-30%. Однако в последующих поколениях гетерозис затухает. Чем это объясняется?

Дело в том, что при скрещивании чистых гомозиготных линий (АА x аа) образуются гибриды, гетерозиготные по многим генам (Аа). Вредные рецессивные мутации при этом не проявляются, и возникает гетерозис. В дальнейшем при скрещивании гибридов между собой (Аа x Аа) в потомстве вновь появляются гомозиготы, и гетерозис затухает.

В селекции используют также мутагенез - искусственное получение мутаций путем воздействия на растения,животных и микроорганизмы ионизирующей радиацией или некоторыми химическими веществами.

Дата добавления: 2015-07-12