Селекция как наука. История, предмет и методы селекции

Селекция как наука. Системы скрещивания в селекции растений и животных

Генетика как теоретическая основа селекции.

Лекция 19

Цель лекции: ознакомить учащихся с предметами и методами селекции, учением об исходном материале селекции и центрах происхождения культурных растений по Н.И. Ввавилову, сформировать понятия о породе, сорте, штамме.

План лекции:

1. Селекция как наука. История, предмет и методы селекции.

2. Исходный материал в селекции.

3. Системы скрещивания в селекции растений и животных.

4. Явление гетерозиса. Генетические механизмы гетерозиса.

Селекция как способ выведения пород домашних жи­вотных и сортов культурных растений существует издав­на. Около 8000-9000 лет назад с появлением сельского хозяйства на Ближнем Востоке, а позже в Европе и Азии началось развитие растениеводства и животноводства. Уже с тех времен люди стали заниматься искусственным отбором с целью выведения пород животных и сортов ра­стений с хозяйственно-ценными качествами. О первых се­лекционных мероприятиях, известных еще почти 6000 лет назад в Эламе (Двуречье), можно судить по изображе­нию родословной лошадей, обнаруженной на печатке. Существуют также сведения, что арабы задол­го до новой эры применяли искусственное опыление фини­ковых пальм. В Римской империи сохранились документы с подробным описанием приемов, используемых при раз­ведении животных. В трудах ученых Древнего Китая и Древнего Рима имеются указания на значение отбора ко­лосьев у злаков и даются рекомендации по проведению такого отбора.

На первых порах селекционные мероприятия ограни­чивались отбором. Он носил бессознательный характер, велся длительное время (10—15 лет). Селекционеры, не имея теоретической базы, руководствовались опытом и интуицией. Они учитывали полезные свойства родитель­ских особей, но целенаправленно проводить селекцию не могли. Результаты скрещивания часто оказывались не­ожиданными, и в потомстве не обнаруживалось ожидае­мого признака. Тем не менее, безвестные селекционеры оставили в наследство немало ценных сортов культурных растений и пород домашних животных. Например, ряд лучших сортов хлопчатника, возделываемых ныне в России и США, позаимствован у крестьян старых мекси­канских деревень. Методом бессознательного отбора выведены сорта льна-долгунца в некоторых районах Пско­ва: низкорослые растения шли на хозяйственные нужды, а семена высоких использовались на посев. Известны сор­та озимой (например, Крымка, Полтавка, Сандомирка) и яровой (Улька, Гирка, Сыр-Бидай и др.) пшеницы с цен­ными хозяйственными качествами, выведенные в давние времена.

Не меньший вклад сделала народная селекция и в жи­вотноводство. Так, в России, несмотря на низкий качест­венный уровень поголовья животных в целом, были выве­дены ценные породы крупного рогатого скота (Ярослав­ская и Холмогорская), воронежские битюги и мезенская лошадь, орловские рысаки, романовские и мериносовые овцы; в Средней Азии — каракульские овцы и ахалтекин­ские лошади.

Однако отбор по хозяйственно-полезным признакам и свойствам без учета механизмов их наследуемости и из­менчивости нередко давал нежелательные результаты. К примеру, отбор по экстерьеру тонкорунных овец на комолость приводил к появлению крипторхизма; избавление от пегости на шее у романовских овец ослабляло их жиз­неспособность; повышение оброслости шерстью у овец сопровождалось снижением их веса. Не удавалось вывести и чистую линию виандоттов (порода кур) с розовидным гребнем; несмотря на выбраковывание цыплят с ли­стовидным гребнем, они появлялись в потомстве. Очевид­но, порода состояла из генерозигот по этому гену, так как гомозиготы обладали сниженной плодовитостью.

Все это свидетельствовало о том, что желаемый ре­зультат нельзя получить без теоретических знаний. С кон­ца XVIII — начала XIX в. работы селекционеров носили уже научный характер. Главной задачей селекции стало изучение генетики таких признаков, как продуктивность животных и урожайность растений. Раз­решение задач селекции невозможно без знаний, касаю­щихся генетического анализа, т. е. без знаний типа наследования признаков (доминантный или рецессив­ный), типа доминирования, характера наследования (аутосомное или сцепленное с полом, независимое или сцепленное), типа и характера взаимодействия генов в онтогенезе. Главное внимание селекционеры должны уделять проблемам взаимоотношения генотипа и среды, ибо от факторов последней во многом зависит экспрес­сивность и пенетрантность изучаемых признаков.

С развитием генетики упрочивалась связь ее с селек­цией. Так, в 1971 г. в Москве был создан Институт экспе­риментальной биологии во главе с Н. К. Кольцовым. Этот институт совместно с Ленинградским Всесоюзным научно-исследовательским институтом растениеводства (ВИР), который возглавлял Н. И. Вавилов, сыграл вы­дающуюся роль в развитии генетики и селекции в Совет­ском Союзе. Н. К. Кольцов был также инициатором создания в 1918 г. Аниковской генетической станции, включенной впоследствии во Всесоюзный институт жи­вотноводства, где Н. К. Кольцов возглавлял работу по изучению генетики крови сельскохозяйственных живот­ных. Эти учреждения стали центром развития генетики животных. В 20-30-е годы появились работы отечествен­ных ученых в области селекции кур (А. С. Серебровский), частной генетики овец (Б. Н. Васин, Е. Т. Попова-Васи­на), крупного рогатого скота (О. В. Гаркави), свиней (М. Ф. Иванов), шелкопряда (Б. Л. Астауров) и др. Эти ученые внесли существенный вклад в селекцион­ную практику. Так, используя метод отдаленной гибриди­зации, селекционеры получили гибриды крупного рогатого скота с яком — аборигеном Монголии и Алтая, отличаю­щимся высокой жирностью молока и выносливостью в неблагоприятных северных условиях, и с зебу, обладаю­щим устойчивостью к паразитарным заболеваниям.

В развитии генетики и селекции культурных растений большую роль сыграл ВИР, а также исследовательские учреждения в Краснодаре, Саратове, Одессе, Воронеже и др. В области растениеводства заслуживают внимания работы Н. В. Цицина по выведению пшенично-пырейных и ржано-пырейных гибридов, А. Р. Жебрака и А. А. Сапегина по селекции зерновых культур, И. В. Мичурина по селекции плодово-ягодных культур. Так селекция, став на прочную теоретическую базу, превратилась в само­стоятельную науку. Под селекцией теперь понимается не просто отбор, а целенаправленное создание и совершен­ствование пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов в соответствии с потребностями обще­ства и уровнем развития его производительных сил.

Порода, сорт, штамм представляют собой искусствен­но созданные популяции домашних животных, культур­ных растений и микроорганизмов, отличающиеся сово­купностью признаков и свойств. Ценность сорта опреде­ляется такими признаками, как урожайность, пищевые и кормовые свойства растений, содержание полезных ве­ществ в плодах и корнеплодах и др. Ценность породы обусловливается качеством и количеством получаемого продукта (удой, живой вес, жирность молока, настриг шерсти и т. д.), а штамма — количеством биологически активного продукта.

Основной задачей селекции является создание новых пород животных и сортов растений с высокой продуктив­ностью. Чтобы достичь этого, необходимо изучить все сор­товое и породное разнообразие диких форм животных и растений, досконально выяснить механизмы наследствен­ности и изменчивости, разработать систему методов ги­бридизации и отбора, проводить селекционные мероприя­тия с учетом влияния окружающей среды.

Селекция растений и животных проводится по систе­ме, предусматривающей следующие этапы:

1. Изучение исходного материала;

2. Разработка методов гибридизации с использова­нием современных генетических методов;

3. Разработка методов отбора.

Дата добавления: 2014-11-29