Селекція рослин

М. І. Вавилов зібрав колекцію насіння різних сортів культурних рослин з усього світу і визначив 7 центрів походження та різноманітності культурних рослин. Ці центри збігаються з осередками давніх цивілізацій.

1. Південноазіатський тропічний (Індія, Індокитай, Південний Китай, острови Південно-Східної Азії) — рис, цукрова тростина, баклажан, огірок, манго, цитрусові.

2. Східно-азіатський (Центральний і Східний Китай, Японія, Корея, Тайвань) — просо, соя, гречка, ячмінь, груша, яблуня, слива, хурма, чай, опіумний мак, редька, гірчиця, маслини, шовковиця і т. д.

3. Південно-Західно-азіатський (Середня і Мала Азія, Близький Схід) — пшениця, жито, бобові, виноград, морква, бавовник, цибуля, часник, ріпа, коноплі, мигдаль, персик, груша, яблуня, абрикос, волоський горіх та ін.

4. Середземноморський — сочевиця, маслини, капуста, цукровий буряк, редька, кормові культури, пшениця, овес, горох, люпин, спаржа, селера, кріп, щавель, конюшина і т. д.

5. Абіссінський (Північно-Східна Африка, Абіссінське нагір’я, Аравійський півострів) — тверда пшениця, ячмінь, кава, сорго, банан, кунжут, коріандр, цибуля та ін.

6. Центральноамериканський (Мексика) — кукурудза, бавовник, какао, гарбуз, тютюн, перець, соняшник, томати та ін.

7. Південноамериканський (Андійський) — картопля, ананас, кокаїновий кущ, тютюн, арахіс, соняшник, какао, каучук, хінне дерево та ін.

Етапи селекції рослин:

1. Масовий та індивідуальний добір рослин за необхідними ознаками.

2. Створення чистих ліній — гомозиготних особин з однаковим генотипом, отриманих внаслідок самозапилення. Самозапилення підвищує кількість гомозигот, дає можливість виявити несприятливі мутації. Для самозапильних рослин застосовують багаторазовий індивідуальний добір і виводять декілька чистих ліній за визначеними ознаками. Для перехреснозапильних рослин проводять штучне самозапилення і виявляють мутації. В отриманих гомозиготних лініях урожайність знижується.

3. Одержання міжлінійних гібридів — перехресне запилення двох чистих ліній — приводить до появи високоврожайного покоління.

 Методи селекції

Гібридизація — отримання гібридів шляхом близькоспорідненого схрещування (інбридинг) або віддаленої гібридизації (аутбридинг). У результаті гібридизації може спостерігатися ефект гетерозису (від грец. hеtеrоiоsis — зміна, перетворення): гібриди І покоління, отримані схрещуванням двох високопродуктивних чистих ліній, мають високу плодючість та життєздатність. У наступних поколіннях ефект згасає, тому що відбувається розщеплення ознак за законами Менделя.

Схрещування гібридів
Фенотип гібридів	Р1 Жовтий гладенький горох х Зелений зморшкуватий горох
Генотип   Гамети   Генотипи гібридів II покоління
Розщеплення за фенотипом: ознаки насіння	9AABB: 3Aabb: 3aaBB: 1aabb жовті жовті зелені зелені глад. зм. глад. зм.

З метою підвищення врожайності використовують поліплоїдію. Багато культурних рослин (пшениця, овес, картопля, буряк, суниця) є поліплоїдами. Поліплоїди характеризуються більшою урожайністю, стійкістю до кліматичних змін, містять більше поживних речовин.

У рослинництві використовується віддалена гібридизація — одержання міжвидових і міжродових гібридів. Такі гібриди безплідні, оскільки порушено мейоз і утворення статевих клітин. Г. Д. Карпеченко отримав капустяно-редьковий поліплоїдний плідний гібрид. Він не схрещувався ні з редькою, ні з капустою, не давав розщеплення ознак капусти чи редьки, тобто було отримано новий вид.

Основні методи селекції

Метод	Селекція рослин	Селекція тварин
Добір батьківських пар	За місцем їх походження	За господарсько-цінними ознаками і за екстер’єром
Гібридизація: а) аутбридинг (віддалена)	Внутрішньовидове, міжвидове, міжродове схрещування, що призводить до гетерозису, для одержання високої продуктивності	Схрещування віддалених порід, які відрізняються контрастними ознаками, для одержання гетерозиготних популяцій і виявлення гетерозису. Одержується безплідне потомство
б) інбридинг (близькоспоріднена)	Самозапилення у перехреснозапильних рослин шляхом штучного впливу для одержання гомозиготних організмів (чистих ліній)	Схрещування між близькими родичами для одержання гомозиготних організмів (чистих ліній) з бажаними ознаками
Добір: а) масовий б) індивідуальний	Застосовується до перехреснозапильних рослин	Не застосовується
Застосовується до самозапильних рослин, виділяються чисті лінії — потомство однієї самозапильної особини	Застосовується жорсткий добір за господарсько-цінними ознаками, витривалістю, екстер’єром
Метод випробування плідників за потомством	Не застосовується	Використовується метод штучного запліднення від кращих самців-плідників, якість яких перевіряють за численним потомством
Експериментальне одержання поліплоїдів	Застосовується для одержання більш продуктивних урожайних форм	Не застосовується

 Селекція тварин

У тварин можливе тільки статеве розмноження, відсутня масовість у потомстві від однієї пари. В селекції тварин необхідно враховувати екстер’єр і продуктивність. На продуктивність дуже впливають умови утримування, раціон харчування, догляд.

Людина приручила й одомашнила майже 10 тис. видів тварин. У селекції тварин використовують два методи схрещування: споріднене (інбридинг) і неспоріднене (аутбридинг). При доборі пари враховують родовід і характерні ознаки тварин. Споріднене схрещування проводиться між особинами однієї породи і використовується для одержання чистих ліній. При цьому можуть виникнути зниження життєздатності особини і поява мутацій, тому необхідний строгий добір за потрібними ознаками.

Завдяки віддаленій гібридизації отримано міжвидові гібриди: мул (гібрид коня й осла), архаромеринос (гібрид вівці меринос і гірського барана архара), риба бістер (гібрид білуги і стерляді). Багато міжвидових гібридів отримано серед хутрових звірів — норок, тхорів, колонків. Б. Б. Астауровим вперше виведено поліплоїдні форми шовковичного шовкопряда. Міжвидові гібриди тварин, як правило, безплідні.

 Селекція мікроорганізмів

Мікроорганізми використовуються в медицині і харчовій промисловості. Завдяки їм одержують антибіотики, вітамінні препарати, харчові білки. Колонії мікроорганізмів вирощують з однієї особини, що швидко розмножується безстатевим шляхом, створюючи штам.

Біотехнологія — сукупність промислових методів із використанням живих організмів та їх біологічних процесів у виробництві необхідних для людини речовин. У біотехнології використовують бактерії, гриби, клітини рослинних тканин. їх вирощують у поживних, ферментних середовищах та спеціальних біореакторах.

У культурі тканин проводять гібридизацію клітин, вивчають ракові клітини, особливості їх розмноження, перевіряють стійкість до різноманітних вірусів. Методами генної інженерії вдається перебудувати генотип клітини для одержання спеціальних білків, наприклад, інсуліну, інтерферону тощо.

ЦЕ ЦІКАВО

Спадкові хвороби поділяють на класичні моногенні, до яких призводять мутації в одному гені, та мультифакторіальні, або спадкові схильності. До розвитку останніх призводять мутації в декількох генах у сполученні з впливом несприятливих факторів зовнішнього середовища. Найбільш поширеними спадковими схильностями в Україні, як і в більшості країн світу, є серцево-судинні захворювання — інфаркти та інсульти, астма, генетично зумовлене чоловіче та жіноче безпліддя.

Для більшості моногенних захворювань установлено відповідальний ген та виявлено мутації, характерні для певної країни. Деякі поширені в Україні спадкові моногенні хвороби | передаються через статеві хромосоми.

Наприклад, через Х-хромосому передається гемофілія. Це захворювання було поширене в багатьох королівських родинах Європи. Носіями гена гемофілії були представники династії Габсбургів, королева Великої Британії Вікторія. На гемофілію хворів царевич Олексій, єдиний син російського царя Миколи II. В Україні це захворювання зустрічається в 1 з 6500 новонароджених хлопчиків.

Досить часто серед українців зустрічаються мутації, що спричиняють зчеплену з Х-хромосомою вроджену розумову відсталість. Після хвороби Дауна найбільш поширеною формою розумової відсталості є синдром Мартіна-Бела або ламкої Х-хромосоми (1:1500 серед чоловіків і 1:2500 серед жінок). Це захворювання, як і більшість спадкових хвороб, виявляється в перші роки життя дитини.

Одним із наслідків мутацій на статевих хромосомах може бути чоловіче безпліддя. Якщо на Y-хромосомі відбулася мутація і такий сперматозоїд запліднив яйцеклітину — народиться син із дефектом розвитку статевих клітин: вони утворюватимуться в невеликій кількості та не будуть життєздатними або не утворюватимуться взагалі, тобто розвивається генетично зумовлене чоловіче безпліддя. При такому захворюванні чоловіку пропонують спеціальний новітній метод запліднення «в І пробірці». Якщо в результаті такого запліднення народиться 1 син — він теж буде безплідним. Але чоловіки нічого не знають про цю хворобу і марно намагаються лікуватись упродовж багатьох років, а після проведення запліднення не проходять дородову ДНК-діагностику даної патології.

Практично не відомим широкому загалу, а проте найбільш поширеним серед європейців (1 на 2200) моногенним спадковим захворюванням із рецесивним типом успадкування є муковісцидоз. Хвора дитина має важке ураження легень або шлунково-кишкового тракту. Може бути уражена одна система органів або дві водночас. Як правило, хворі діти помирають у ранньому віці, і це є страшною трагедією, бо розумово ці діти цілком повноцінні. У західних країнах, особливо в С11ІА, на боротьбу з муковісцидозом спрямовуються величезні кошти. Для хворих дітей розробляють спеціальні ліки. Але навіть за умови здійснення підтримувальної терапії вони, здебільшого, можуть дожити лише до 18 років.

Корисних мутацій відомо досить багато. Американські вчені відкрили навіть ген, наслідком ушкодження якого є несприйнятливість до ВІЛ-інфекції. За даними, два відсотки населення України — завдяки присутності в них двох копій цього мутантного гена — ніколи не захворіють на СНІД. Ще 10 відсотків, які є носіями лише однієї копії, можуть захворіти, але перебіг хвороби матиме у них значно легші форми.





Дата добавления: 2015-05-24