Селекція рослин,тварин, мікроорганізмів

Селекція (лат. selectio — добір) — наука про створення нових і поліпшення Існуючих сортів культурних рослин, порід свійських тварин і штамів мікроорганізмів, які ви­користовує людина.

Теоретичною базою селекції є генетика та еволюційне вчення. Академік В. І. Вавилов, даючи визначення селекції як науки, зазначав її комплексність і вказував, що для успішної роботи в галузі селекції рослин потрібно врахо­вувати вихідне сортове і видове розмаїття їхніх генотипів, роль середовища для розвитку і виявлення спадкових ознак, закономірності успадкування під час гібридизації, вплив природного добору і форми штучного добору, спря­мовані на виявлення і закріплення цінних ознак.

Породи свійських тварин і сорти культурних рослин, створених людиною, є популяціями організмів. Кожний сорт рослин і кожна порода свійських тварин характери­зуються своїми спадковими особливостями, морфологіч­ними і фізіологічними ознаками, певною продуктивністю і нормою реакції на зовнішнє середовище. Кожний сорт рослин і порода тварин щонайповніше виявляють свою продуктивність лише в певних умовах, для яких вони виве­дені.

Порода і сорт, з одного боку, можуть включати в себе тварин і рослини з нетотожними генотипами, що дає мате­ріал для селекції і поліпшення цінних для господарства ознак. З іншого боку, створюють лінійні групи, які отри­мують самозапиленням однієї рослини або близько спо­рідненим схрещуванням (інбридингом) перехреснозапиль­них рослин, а також тварин. Лінійні групи рослин і тва­рин характеризуються високою гомозиготністю. Під час розведення їх у потомстві немає розщеплення і господарські ознаки зберігаються у всіх представників цієї лінії, але подальший добір у межах чистих ліній неефективний.

Завдання сучасної селекції — підвищення продуктив­ності сортів і порід тварин. Однак нині важливими факторами інтенсифікації рослинництва і тваринництва ста­ють: переведення їх на промислову основу; створення ко­роткостеблових сортів зернових культур, придатних для збирання комбайном, сортів винограду, томатів, чайних кущів, бавовнику, пристосованих до збирання врожаю ма­шинами, сортів овочевих культур для вирощування в теп­лицях. У тваринництві — створення груп тварин, придат­них для утримування в тваринницьких комплексах, вели­кої рогатої худоби, придатної для машинного доїння.

У нашій країні існує розгалужена мережа селекційних установ: інститутів, селекційних станцій, сортовипробуваль­них ділянок, племінних господарств. У своїй роботі селекціонери використовують усю різноманітність дикорослих і культурних рослин та одомашнених тварин, бо чим різно­манітніший вихідний матеріал, тим успішніше будуть реалізовані завдання, що стоять перед селекціонерами.

Велике значення мають природна мінливість і штучне отримання мутацій. Багатий матеріал дають внутрішньовидова і віддалена гібридизація.

Центри різноманітності й походження культурних рос­лин. Успіхи роботи селекціонерів багато в чому залежать від правильного вибору вихідного матеріалу. Методом пошуку вихідного матеріалу селекціонерів озброїв видат­ний генетик і селекціонер академік М. І. Вавилов. Під його керівництвом і за безпосередньої участі були органі­зовані експедиції по всій території колишнього Радян­ського Союзу, Ірану, Афганістану, Середземномор'я, Абіссінії (Ефіопії), Центральної Азії, Японії, Північної, Центральної і Південної Америки. В результаті проведеної роботи М. І. Вавилов вивчив світові рослинні ресурси і встановив, що найбільшу різноманітність форм певного виду зосе­реджено в тих районах, де цей вид виник. На підставі вивчення зібраних матеріалів він виділив сім основних центрів походження культурних рослин: 1. Південноазій-ський тропічний (батьківщина рису, цукрової тростини, бананів, кокосової пальми тощо). 2. Східноазійський (бать­ківщина проса, гречки, груші, яблуні, сливи, деяких цитру­сових тощо). 3. Південно-Західноазійський (батьківщина м'якої пшениці, гороху, сочевиці, бавовнику тощо). 4. Се­редземноморський (батьківщина маслини, буряків, капус­ти тощо). 5. Абіссінський (батьківщина твердої пшениці, ячменю, кавового дерева тощо). 6. Центральноамерикан­ський (батьківщина кукурудзи, американської квасолі, гар­буза, перцю, какао, американського бавовнику тощо). 7. Південноамериканський, або Андійський (батьківщина картоплі, тютюну, арахісу, хінного дерева, ананасу тощо).

М. І. Вавилов зібрав найбільшу в світі колекцію куль­турних рослин, яку і нині використовують селекціонери у своїй практичній роботі. Так, відомий сорт озимої пше­ниці Безоста 1 був виведений П. П. Лук'яненком у ре­зультаті гібридизації взятих із колекції Вавилова арген­тинських пшениць, схрещених із місцевими сортами.

Основними методами, які використовують селекціоне­ри, є підбір, гібридизація, добір і виховання (керування Домінуванням). Гібридизація спирається на комбінативну мінливість. Завдяки їй вдається в одному гібридному організмі поєднувати цінні ознаки, які раніше існували у різних сортів рослин і порід тварин. Звичайно, для цього потрібно належним чином підібрати вихідний матеріал, а потім відібрати найкращі якості із гібридного потом-ства вихідного матеріалу.

Розрізняють дві форми добору: масовий і індивідуаль­ний. Масовий добір грунтується на доборі за фенотипом; відбираються особини, що відповідають певному стандар­ту, але один і той самий фенотип може бути зумовлений різними генотипами, а один і той самий генотип може дати (в межах норми реакції) різні фенотипи, тобто слід врахо­вувати і вплив природного добору, який завжди супроводжує штучний.

Деякі цінні ознаки виявляються лише в однієї статі, наприклад, кількість і якість молока, несучість. Визначи­ти генотип самця за фенотипом неможливо, тому відбір лише за фенотипом не дає змоги оцінювати спадкові вла­стивості плідників. Це, природно, уповільнює досягнення поставленої мети.

Індивідуальний добір ґрунтується на відбиранні особин з відомим генотипом за аналізом продуктивності потомства. Тому в разі індивідуального добору бажаний результат до­сягається швидше. Робота селекціонера у цьому разі розпо­чинається із створення групи особин з однаковими геноти­пами. Найлегше це отримати у самозапильних рослин.

Потомство однієї самозапиленої рослини, яке має одно­рідний гомозиготний генотип, називають чистою лінією. Однорідність генотипу у перехреснозапильних рослин і у тварин досягається схрещуванням близько споріднених форм (інбридингом). Так можна отримати групу особин з однаковим гомозиготним генотипом. Вони дістали назву інбредних ліній. Генотип чистих і інбредних ліній більш-менш стабільний, однак і в них відбуваються мутації, тому їх стабільність не абсолютна. Чисті та інбредні лінії мають злижеш життєздатність, стійкість проти захворювань, тому в селекційній практиці зазвичай створюють кілька чистих (інбредних) ліній, між якими далі проводять схре­щування. Це називають міжлінійною гібридизацією, яка часом приводить до створення високопродуктивних рос­лин і тварин.

Гетерозис, або "гібридна сила", може спостерігатися в першому поколінні в разі гібридизації різних порід тва­рин і сортів рослин (зокрема, інбредних ліній). Виявляється він у підвищенні життєздатності, росту та деяких інших особливостей, у зв'язку з чим його широко використову­ють у сільськогосподарській практиці. Для отримання найбільшого ефекту від гетерозису в разі між лінійної гібридизації створюють кілька відмінних між собою чис­тих (або інбредних) ліній, потім випробовують гібридиза­цію між ними і встановлюють ті комбінації, які дають

найбільший економічний ефект гетерозису. Ці лінії збері­гають і використовують для отримання товарного гібрид­ного насіння.

Найбільший економічний ефект від використання гете­розису отримано для кукурудзи: підвищення врожаю зерна _на 20—30 %. Ефект гетерозису добре виражений у цукрових буряків, деяких овочевих культур (цибуля, огірки, то­мати, баклажани, сорго) та ін. У птахівництві внаслідок схрещування несучих порід курей, наприклад леггорнів з австралорпами, род-айлендами та іншими, несучість гібридів зростає на 20—25 яєць на рік. Схрещування м'яс­них порід курей поліпшує якість м'яса і прискорює темпи росту курчат. Такі гібридні курчата дістали назву брой­лерів.

У свинарстві, вівчарстві, скотарстві міжпородні схрещу­вання підвищують швидкість дозрівання, забезпечують збільшення живої маси, якості м'яса.

Ефект гетерозису можна закріпити шляхом вегетатив­ного розмноження рослин (картопля, плодові дерева) або подвоєння числа хромосом, тобто поліплоїдизації.

Є кілька гіпотез пояснення причин гетерозису. Згідно з однією з них, у гібридів збільшується число домінантних алелів, які впливають на розвиток сприятливої ознаки. Наприклад, якщо на інтенсивність росту позитивно впли­вають домінантні алелі А і В відповідних генів, то в ре­зультаті схрещування представників двох рас із генотипа­ми ААЬЬ і ааВВ гібрид АаВЬ виявиться вищим від батьків­ських форм. Згідно з другою гіпотезою, у багатьох алелях гетерозиготи можуть мати більш виражені ознаки, ніж домінантні гомозиготи. Ймовірно, після детальнішого дос­лідження явища гетерозису обидві гіпотези виявляться взаємодоповиювальними.

Поліплоїдія. Важливу роль у створенні нових сортів рослин відіграє поліплоїдія. Поліплоїдні форми трапля­ються у багатьох рослин. Не виключено, що еволюція деяких груп квіткових рослин ішла шляхом поліплоїди­зації. Більшість культурних рослин — поліплоїдні, вони економічно доцільніші за диплоїдні. У поліплоїдних рослин клітини зазвичай мають більші розміри і вся рослина більша за диплоїдну. Поліплоїди часто стійкіші до не­сприятливих факторів середовища. На півночі і в горах багато видів рослин — поліплоїдні. В експериментах і в селекційній практиці, щоб отримати поліплоїдні рослини, на них діють різними факторами зовнішнього середови-Ща: радіоактивним випромінюванням, хімічними речовинами, критичною температурою. Наприклад, для отриман­ня поліплоїдів досить зручним виявився колхіцин, оскіль­ки він під час мітозу руйнує веретено поділу, але не пере­шкоджає подвоєнню хромосом.

Селекціонери для отримання поліплоїдних форм часто використовують мутагени. У нашій країні останнім ча­сом великого поширення набули високоурожайні полі-плоїдні сорти гречки, цукрових буряків, проса, кукурудзи, льону, редиски та деяких інших рослин.

Віддалена гібридизація відіграє істотну роль у селекції. Зазвичай схрещують сорти, які належать до одного виду, але іноді проводять схрещування міжвидове і міжродове.. Виведено перспективні гібриди пшениці і пирію, жита і пшениці, пшениці і ячменю (тритикале) та ін.

Основна складність створення стабільних гібридних форм спричинена безплідністю більшості отриманих гібридів. Причина безплідності полягає в тому, що батьківські негомологічні хромосоми під час мейозу не здатні кон'югувати, а отже, у гібридів не можуть утворю­ватися гамети.

Вихід із цього становища знайшов генетик Г. Д. Карпеченко. Він отримав гібрид редиски і капусти. Кожний із вихідних батьківських видів мав по 18 хромосом у дип-лоїдному наборі. Спершу хромосомний набір гібрида скла­дався також із 18 хромосом, куди входив гаплоїдний набір хромосом капусти (9 хромосом) І гаплоїдний набір хромосом редиски (9 хромосом). Оскільки хромосоми вихід­них батьківських видів були не гомологічні, то кон'юга­ція між ними не відбувалася, мейоз не здійснювався, статеві клітини не утворювалися. Гібрид був безплідним. Г. Д. Карпеченко домігся подвоєння числа хромосом (тобто отримав тетраплоїд). Тепер у клітинах гібрида був диплоїдний набір хромосом капусти і диплоїдний набір хро­мосом редиски. Мейоз став можливим. Гібрид виявився здатним до розмноження. Метод отримання поліплоїдних міжвидових гібридів значно поширився у світовій селекційній практиці.

Методи роботи І. В. Мічуріна. У своїй роботі ї. В. Мічурін широко застосовував гібридизацію. При цьому він враховував складну природу гібридів. Він вважав, що гібридні сіянці на тих чи інших стадіях розвитку прохо­дять критичні періоди, під час яких і відбувається реалізація різноякісних батьківських генів. Грунтуючись на цьому припущенні, І, В. Мічурін застосовував прийоми виховання сіянців, впливаючи на них факторами середовища. Він використовував різні способи обробітку грунту, внесення добрив, метод ментора. Метод ментора полягає в тому, що вкрону молодого гібридного сіянця (підщепи) шеплять живець від того сорту, властивості якого бажа­ють мати в гібрида. Іноді гібрид щеплять на відповідну прищепу.

Результативність менторального впливу залежала від тривалості дії ментора, співвідношення віку ментора і гібри­да та від ступеня розвитку їхнього листя. Чим старіший ментор, чим більша його крона порівняно з гібридною прищепою та чим триваліша дія, тим кращий результат.

І. В. Мічурін широко використовував також і віддале­ну гібридизацію. Він встановив, що в разі гібридизації південних сортів з місцевими зазвичай домінують ознаки місцевих сортів. Щоб уникнути цього, він підбирав вихідні форми з різних географічних районів, тобто схрещував географічно віддалені форми. Так, сорт груші Бере зимова він вивів гібридизацією південного французького сорту Бере Рояль з дикою уссурійською грушею. За такої гібри­дизації у гібрида спадкова основа обох вихідних батьків­ських форм виявилася в незвичних природних умовах. Змінюючи умови вирощування гібридів, І. В. Мічурін виховував у них господарсько цінні ознаки, взяті як від од­ного, так і від другого з батьків. У цьому конкретному випадку сорт груші Бере зимова успадкував від південного батька великі плоди, високі смакові якості і здатність до тривалого зберігання, а від уссурійської груші — моро­зостійкість.

У зв'язку з тим, що організми під впливом середовища здатні змінюватися в межах норми реакції, зовнішніми факторами можна впливати на фенотиповий прояв ознак. Цим скористався І. В. Мічурін під час вирощування гібридів плодових дерев, змінюючи певні умови на різних стадіях онтогенезу. Домінування ознак, які в навколиш­ньому середовищі зустрічають сприятливіші умови для свого розвитку, І. В. Мічурін назвав керуванням доміну­вання.

Щоб подолати несхрещуваність у разі віддаленої гібри­дизації, І. В. Мічурін розробив низку методів.

Метод вегетативного зближення полягає в попередньо­му щепленні одного виду рослин на інший. Внаслідок цього змінюється хімічний склад тканин, що, мабуть, сприяє про­ростанню пилкових трубок в маточці материнської рос-лини. Так можна домогтися запліднення під час гібриди-зації таких видів, які зазвичай не схрещуються. Саме за цим методом було отримано гібриди груші і горобини, яблуні і груші, вишні і японської черемхи (церападус), айви і груші.

Метод посередника полягає ось у чому: якщо схрещу, вання між двома віддаленими формами А і В не вдається, то підшукують третю С, яка схрещується з однією з перших двох (наприклад, з А). Отриманий від цього схрещу­вання гібрид D, що має розхитану спадковість, порівняно легко схрещується з другою з двох початково вибраних для гібридизації форм (з В). Гібрид D і є "посередником", сполучною ланкою між А і В. Цим методом І. В. Мічурін вивів сорт північного персика.

Метод суміші пилку реалізується використанням для штучного запилення суміші пилку кількох сортів батьків­ського виду і материнської рослини, а іноді ще й з додаванням пилку інших видів рослин. Суміш складають у певних кількісних поєднаннях, що створює найсприят­ливіші умови для вибіркового запліднення, тобто серед безлічі пилкових клітин виявляються найбільш біологіч­но відповідні жіночій гаметі і запліднення відбувається. Більшість виведених І. В. Мічуріним сортів були склад­ними гетерозиготами. Щоб зберегти їхні якості, їх слід роз­множувати вегетативно: відсадками, щепленням тощо, бо в разі статевого розмноження вони розщеплюватимуться.

І. В. Мічурін багато уваги приділяв акліматизації півден­них плодових рослин, започаткував просування на північ винограду, абрикоса, черешні тощо.

Видатні заслуги у виведенні нових сортів сільськогоспо­дарських рослин М. В, Цицина, П. П. Лук'яненка, В. М. Ре­месла, Ф. Г. Кириченка, В. Є. Писарєва, В. С. Пустовойта, І. М. Хаджинова та інших селекціонерів.

М. В. Цицин розробив теоретичні основи створення но­вих видів і форм рослин віддаленою гібридизацією куль­турних і декоративних рослин. Він вивів пшенично-пирійні, пшеничноелімусні, житньо-пирійні та інші гібри­ди, які є практично новими видами рослин.

Значним досягненням селекціонерів є сорти озимих пшениць Безоста, Аврора, Кавказ, які вивів П. П. Лук'яненко. В них сконцентровані цінні властивості — порівня­но коротка і міцна солома, висока врожайність, зи­мостійкість, високі якості борошна. Нині ці сорти у світо­вому землеробстві посідають перше місце за площею посі­вів — понад 11 млн га.

В. М. Ремесло вивів ряд сортів озимої пшениці: Миро-нівська 264, Миронівська ювілейна, Миронівська 807,

Іллічівка та інші, площі під якими становлять понад 11 % площ світових озимих пшениць. На їх основі створено близько 40 нових сортів пшениць. Деякі з них можуть давати врожаї до 100 ц/га. Сорт Миронівська яра також має високу врожайність — 45—64 ц/га.

ф, Г. Кириченко вивів ряд зимостійких сортів озимої м'якої пшениці, таких як Одеська 3, Одеська 12, Одеська 16, Одеська 26, Степова. Вперше створено озиму тверду пше­ницю, найурожайнішими сортами якої с Мічурінка, Ново-мічурінка, Одеська ювілейна.

В. Є. Писарєв вивів нові високоврожайні сорти пше­ниці- Методом генної інженерії отримано новий сорт пшениці Киянка з високими врожайністю і стійкістю про­ти захворювань.

І. М. Хаджинов досяг великих успіхів у селекції куку­рудзи. Він одним із перших відкрив явище цитоплазматичної чоловічої стерильності у кукурудзи і використав її для поліпшення насінництва цієї культури. Він вивів понад 20 високопродуктивних гібридів кукурудзи, із них 14 — подвійних міжлінійних гібридів.

Т. Є. Тарасенко та І. Д. Прохожай вивели високовро­жайні сорти ярового ячменю: Донецький 4 та Донецький 6, які райо-новано в багатьох областях України.

Заслуженою популярністю користуються сорти картоплі, які вивела Н. А. Лебедєва.

Кілька поліплоїдних сортів буряків отримали М. П. Ду-бінін, А. Н. Лутков, В. О. Панін.

В. С. Пустовойт створив понад 20 високоолійних, стійких проти хвороб сортів соняшнику. Вміст жиру в абсолютно сухому насінні становить понад 55 % (вміст у вихідних формах не перевищував 35 %).

Селекція тварин. Усі свійські тварини походять від диких предків. Найраніше, у середині кам'яного віку був одомашнений собака; предками його були вовк і, можливо, шакал. Наприкінці кам'яного віку були одомашнені свині, вівці, кози, велика рогата худоба, згодом — коні. Свині походять від диких європейських і азійських кабанів, вівці — від диких європейських овець, кози — від гвинторогого козла, велика рогата худоба — від тура, коні — від тарпана і коня Пржевальського. З глибокої давнини людина вела безперервний добір свійських тварин, залишаючи на розплід як плідників ті особини, в яких та чи інша спадкова ознака була найпомітнішою і найбільше задовольняла вимогам (економічним, естетичним тощо). Усі інші особини не допускалися до розмноження і використовувалися для задоволення господарських потреб (на м'ясо, як робоча худоба тощо). Спочатку цей добір був несвідомим (для задоволення потреб, без мети поліпшення чи виведення), а далі поступово почав набувати харак­теру примітивного методичного добору.

Завдяки добору упродовж тисячоліть сформувалися численні місцеві породи, пристосовані до специфічних умов різних територій проживання людини та її потреб. Нині для виведення нових і поліпшення існуючих порід свійських тварин селекціонери використовують у принципі такі самі методи, як і в рослинництві.

Велике значення має добір плідників за цінними господарськими ознаками та екстер'єром тварин. Екстер'єр — сукупність фенотипових ознак тварини. Беруться до уваги будова тіла і співвідношення розмірів частин тіла, оскіль­ки зовнішні форми тварини та її внутрішні якості взаємо­зв'язані. За екстер'єром визначають породність тварин, типовість, індивідуальні особливості, вікову мінливість, кондицію, стан здоров'я і тип продуктивності.

У разі селекції коней, свиней, овець, великої рогатої худоби м'ясних порід плідників оцінюють за фенотипом (екстер'єром) і за якістю потомства від них. У разі се­лекції великої рогатої худоби молочних порід добір про­водять у три етапи. Попередній добір самців грунтується на відомостях про молочність матерів і сестер та на озна­ках екстер'єру. Далі оцінюють плідників за продуктив­ністю потомства. Нарешті, кращих плідників схрещують з дочками, щоб з'ясувати, чи не мають вони летальних та інших небажаних генів. Від доброго самця можна дістати велике потомство, особливо якщо застосовувати штучне запліднення.

Велика заслуга щодо виведення нових порід свійських тварин належить видатному селекціонеру М. Ф. Іванову, який вивів високопродуктивні породи свиней і овець. Робота проводилась в Асканії-Нова.

Завезені в Україну високопродуктивні білі англійські свині виявилися непристосованими до місцевих умов. І навпаки, місцева безпородна свиня характеризувалася витривалістю, доброю плодючістю, невибагливістю, але мала погані м'ясні якості. Селекціонер провів схрещування кну­ра білої англійської породи із свиноматками місцевої по­роди. Гібридні самки першого покоління знову були схрещені з чистопородним кнуром білої англійської породи. Із потомства були відібрані плідники з найціннішими озна­ками, добре пристосовані до місцевих умов. Від них він

початку отримав кілька інбредних ліній тварин, у резуль­таті схрещування між якими вивів нову породу свиней — українську степову білу.

Користуючись цим самим методом, М. Ф. Іванов вивів нову породу овець — асканійську тонкорунну.

Віддалена гібридизація свійських тварин. Схрещуван­ня свійських тварин з дикими предками дає плодюче потом­ство і може бути використане з метою селекції. М. Ф. Іва­нов у результаті схрещування тонкорунних овець з од­ним із підвидів диких баранів (муфлоном) вивів нову по­роду гірського мериноса. Казахський архаромеринос та­кож виведений у результаті схрещування тонкорунних овець з диким бараном (архаром). Внаслідок схрещуван­ня великої рогатої худоби з горбатою худобою (зебу) от­римано цінні групи молочної худоби.

Здебільшого міжвидові гібриди безплідні, оскільки у них не відбувається мейоз. Проте таке потомство може мати дуже велике практичне значення, оскільки в нього добре виражений гетерозис. Гібриди кобили з ослом — мули — дуже витривалі, мають велику фізичну силу, за триваліс­тю життя значно перевищують батьківські види; гібриди яка з великою рогатою худобою переважають вихідні фор­ми за масою і здатністю до відгодівлі. У гібридів яка і великої рогатої худоби безплідні самці, а самки — плодючі. Гібриди одногорбого і двогорбого верблюдів також переважають вихідні види за розмірами і витривалістю. Тому для отримання таких гібридів з давніх часів прово­дились міжвидові схрещування.

Селекція відіграє певну роль у збереженні різноманіт­ності органічного світу. Коли на початку XX ст. в Європі збереглися лише поодинокі особини зубрів, то для вряту­вання виду було проведено схрещування зубрів з бізона­ми. Нині, можливо, в природі вже зник кінь Пржевальського. Збереглося кілька груп цих тварин у зоопарках і заповіднику АсканіяНова. Для врятування виду і збере­ження гетерозиготності зоопарки різних країн обмінюють­ся окремими особинами. Проведена гібридизація із свій­ськими кіньми і гібридів — з дикими кіньми. Частина коней Пржевальського відправлена на батьківщину, в Монголію, для відновлення зниклої популяції.

Селекція мікроорганізмів. Чимало галузей харчової промисловості пов'язано з діяльністю мікроорганізмів (ви­пікання хліба, виноробство, пивоваріння, отримання спирту, кисломолочних продуктів тощо). Лікарські засоби — антибіотики — також отримують у результаті діяльності

мікроорганізмів. Для вдосконалення їхньої продуктивності використовують методи селекції. За допомогою рентгенів. випромінювання і хімічних речовин прискорюють мутагенний процес і добором створюють кращі раси (шта­ми) мікроорганізмів. Цим способом у селекційних рас у тисячі разів вдалося підвищити вихід низки антибіотиків, зокрема пеніциліну, порівняно з вихідними штамами мікро­організмів, взятими для селекції з природи. Отримано дріжджові гриби, які синтезують кормовий білок із парафінів нафти, природного газу, відходів рослинництва (со­ломи зернових культур, стебел соняшнику, відходів лісо­вого господарства). У кондитерській промисловості ши­роко використовують лимонну кислоту, яку отримують в результаті життєдіяльності спеціально виведених мікро­організмів. У світі нині виробляють близько 400 тис. т цього продукту. Таку кількість його не змогли б забезпе­чити жодні цитрусові плантації.

Створюються штами мікроорганізмів, які здатні вилуча­ти цінні метали із руд, промислових відходів для вироб­ництва бактеріальних добрив, стимуляторів росту і мікро­біологічних засобів захисту рослин від шкідників і хвороб. Для виробництва цих та інших речовин за допомогою мікроорганізмів створено спеціальний напрям народного господарства — мікробіологічну промисловість. У промис­лових масштабах нині виробляють багато амінокислот, які використовують як кормові добавки, вітамінів тощо.

Основні напрями біотехнології. Біотехнологією нази­вають свідоме виробництво потрібних людині продуктів і матеріалів за допомогою біологічних об'єктів і процесів. Біотехнологія виникла на зорі цивілізації, коли первісна людина навчилася не просто збирати корисні для себе рослини, а й вирощувати їх на оброблюваних полях, не тільки полювати на диких звірів, а й розводити прируче­них тварин. Ця первісна біотехнологія значно полегшила життя людини, бо вона почала отримувати значно більше їжі і сировини для виготовлення одягу, а затрачала на це менше праці. Поступово біотехнологія вдосконалювалася, людина почала створювати нові сорти культурних рослин і породи свійських тварин, учитись ефективніше їх використовувати.

На початку XX ст., коли, здавалося б, людина навчилася отримувати від природи все, що можна, виникла нова наука — генетика. Проте минуло майже 50 років, доки її результати почали приносити користь. Свідомим поєднан­ням випадкових спадкових змін (мутацій) людина навчилася створювати все досконаліші сорти і породи, а також різновиди (штами) корисних мікроорганізмів, на основі яких виникла мікробіологічна промисловість (див. вище).

У 50-х роках нашого століття виникла нова наука — молекулярна біологія, а ще через 20 років на її основі — генна інженерія. Всього 10 років знадобилось їй, щоб дати біотехнології нову зброю: принципову можливість свідо­мо створювати організми, які б продукували сполуки і здійснювали процеси, необхідні людині. Тобто можна стверджувати, що виникла нова біотехнологія, яка обіцяє лю­дині небувалий прогрес.

Для досягнення мети в генній інженерії використову­ють такі способи; злиття соматичних клітин або прото­пластів різних клітин одного виду чи навіть різних видів організмів (соматична гібридизація), перенесення ядер із клітини в клітину, хромосом або їхніх фрагментів {клітин­на інженерія) чи окремих генів (генна інженерія). Суть генної інженерії полягає у штучному створенні (хімічний синтез, перекомбінації відомих структур) генів з конкретними потрібними людині властивостями і введення його у відповідну клітину (нині це найчастіше бактеріальні клітини, наприклад кишкова паличка) — створення "штуч­ної" бактерії-лабораторії для вироблення необхідного для людини продукту.

Методи генної інженерії дали змогу синтезувати деякі білки у промислових масштабах. Поки що це виявилось можливим і економічно доцільним лише для кількох білків людини, які використовуються у медичній прак­тиці і є видоспецифічними, тобто не можуть бути замінені на аналогічні білки тварин. Йдеться насамперед про інсулін, інтерферон і гормон росту — соматотропін. Спи­сок цей розширюється.

Інсулін необхідний для лікування діабету, соматотроп­ний гормон — природний стимулятор росту, інтерфе­рон — білкова речовина, яка сприяє активній боротьбі клітин організму з вірусами.

Контрольні запитання і завдання

1. Дайте визначення селекції та назвіть її завдання.

2. Що називають сортом культурних рослин і породою свійських тварин?

3. Які дослідження провів М. І. Вавилов щодо визначення по­ходження культурних рослин?

4. Чи впливає природний добір на виведення сортів рослин і порід тварин?

5. Які методи використовують у селекційнііі роботі?

6. Що таке чисті лінії і міжлішйна гібридизація?

7. Що таке гетерозис І яка його роль у рослинництві і тварин­ництві?

8. Яке значення в селекції рослин має поліплоїдія?

9. Яка роль віддаленої гібридизації в селекції рослин і тварин? Чим пояснюють безплідність більшості віддалених гібридів? Чи можна її подолати?

10. Якими методами користувався І. В. Мічурін для виведеная нових сортів?

11. Дайте характеристику досягнень вітчизняних селекціонерів.

12. У чому полягають особливості селекції тварин?

13. Перелічіть напрями біотехнології.

Дата добавления: 2015-05-23