СОДЕРЖАНИЕ

• Введение 3
• 1. Основы селекции 5
• 2. Селекция растений 8
• 3. Селекция животных 14
• Заключение 17
• Список литературы 19
• Введение
• Селекция - наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов. Порода (сорт) - это искусственно созданная человеком популяция, которая характеризуется пригодными для человека наследственными особенностями, высокой продуктивностью и своими морфологическими и физиологическими признаками.
• Селекция - это процесс выведения новых и улучшения уже существующих форм растений, животных или микроорганизмов. Селекция не создает новых видов, она лишь изменяет уже существующие (дикие) формы организмов, в соответствии с хозяйственными или иными потребностями человека.
• История селекции очень длительная. Человек давно начал одомашнивать животных и окультуривать растения, чтобы сделать свою жизнь более надежной и комфортной. По данным археологических раскопок, растениеводство и животноводство имело место уже в эпоху неолита (новый каменный век). Вначале были одомашнены собаки (их предковые формы до сих пор вызывают споры), которые помогали на охоте и охраняли жилище. Самыми первыми домашними сельскохозяйственными животными стали овцы, козы, коровы, свиньи, ослы. Их предков человек одомашнил более 10 тыс. лет назад. Позднее (за 2 - 3 тыс. лет до н.э.) одомашнили лошадь, буйвола, верблюда, северного оленя, кур. Вначале животноводство было ограниченно лишь районами с теплым тропическим климатом, но со временем распространилось повсеместно. В Европе домашние животные появились в III тысячелетием до н.э. В Южной Америке до прихода европейцев индейцы одомашнили лам, в Северной Америке была одомашнена лишь индейка, скотоводства не было вовсе.
• Все названные вопросы требуют дальнейшего рассмотрения и изучения, что является целью данной работы, в задачи которой входит систематизация, накопление и закрепление знаний об основах селекции, селекции растений и животных.

1. Основы селекции

Селекция - это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста. Теоретическая основа селекции - генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и мутациях позволили селекционерам разработать методы управления наследственностью растительных и животными организмов. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ.

Селекционный процесс разбивается на три отрасли: селекция в растениеводстве, селекция в животноводстве и селекция микроорганизмов.

Отыскать определенный ген, извлечь его из клетки, вживить в другую и получить абсолютно новый организм, идеально отвечающий всем требованиям, - о таком можно только мечтать. Найди нужное сочетание генов, и картофель перестанет бояться колорадского жука, пшеница - дождей и заморозков, соя даст невиданные урожаи, в помидорах будет вдвое больше бета-каротина, капуста брокколи начнет тормозить рост раковых клеток, куры осчастливят нас яйцами, богатыми полиненасыщенными жирными кислотами, которые есть только в рыбе. Да мало ли чего еще можно добиться, манипулируя генным кодом!

В принципе, ничего нового в идее получения модифицированных продуктов нет. Сама природа в процессе эволюции создавала новые организмы и снабжала созданные ранее новыми свойствами. Правда, на это уходили тысячелетия. Человек решил ускорить этот процесс и создал науку о выведении новых сортов растений и пород животных - селекцию. Ученые скрещивали организмы с необходимыми свойствами, из полученного потомства отбирали удавшиеся образцы и вновь скрещивали их между собой, добиваясь полной генетической чистоты. Требовались десятилетия, чтобы с помощью такого метода получить морозостойкую пшеницу или породу коров, дающую семикратные надои. Несколько десятков лет по сравнению с тысячелетием - ничто, однако нетерпеливому человечеству и это показалось слишком долгим. Ученые нашли еще более быстрый способ получения организмов с определенным набором генов. Живые клетки подвергали жесткому радиационному воздействию, вызывая случайные мутации, - в надежде, что хоть пара клеток мутирует в нужном направлении. И хотя нежелательных результатов при этом методе селекции было больше, чем при обычном скрещивании, сроки получения желаемого сократились до 10-15 лет.

Методы селекции

Гибридизация - это скрещивание организмов разных пород. Различают гибридизацию двух видов. Близкородственное скрещивание (инбридинг) позволяет перевести рецессивные гены в гомоамготное состояние и вывести чистые линии. Неродственное скрещивание, позволяющее объединить в одном организме признаки разных форм. Последнее скрещивание может бьть внутривидовым (скрещивание особей одного вида) и отдалены и скрещивание особей разных видов и родов. При таких неродственных скрещиваниях в первом поколении гибридов повышается их жизнеспособность и наблюдается мощное развитие (гетерозис).

Отбор - выделение для размножения ценных форм. В селекции растений проводят два вида отбора. Массовый отбор - выделение группы особей, сходных по фенотипу, но дающих расщепление в потомстве. Индивидуальный отбор - выделение единичных форм и раздельное выращивание потомства каждой особи, который приводит к созданию чистых линий (потомство одной самоопыляемой особи). В селекции животных применяется только индивидуальный отбор, потомство животных чаще всего малочисленно. При отборе животных необходимо учитывать развитие экстерьерных признаков (телосложение, соотношение частей тела), их связь с признаками продуктивности породы (молочность у коров, яйценоскость кур).

Искусственный мутагенез - действие на организм мутагенами, в качестве которых используются некоторые химические вещества, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи и др. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной мутаций, ведущих к наследственной изменчивости.

2. Селекция растений

В селекции растений особое значение имеют развитие научных основ отбора и гибридизации, методы создания исходного материала - полиплоидия, экспериментальный мутагенез, гаплоидия, клеточная селекция, хромосомная и генная инженерия, гибридизация протопластов, культура зародышевых и соматических клеток и тканей растений; изучение генетических и физиолого-биохимических основ иммунитета, наследование важнейших количественных и качественных признаков (белка и его аминокислотного состава, жиров, крахмала, сахаров). В современной селекции растений в качестве исходного материала используют естественные и гибридные популяции, самоопыленные линии, искусственные мутанты и полиплоидные формы. Большинство сортов сельскохозяйственных растений создано методом отбора и внутривидовой гибридизации. Получены мутантные и полиплоидные сорта зерновых, технических и кормовых культур. Успех гибридизации в значительной степени определяется правильным подбором для скрещивания исходных родительский пар, особенно по эколого-географическому принципу. При необходимости объединить в гибридном потомстве признаки нескольких родительских форм используют ступенчатую гибридизацию. Этот метод широко применяется во всем мире. Для усиления в гибридном потомстве желаемых свойств одного из родителей применяют возвратные скрещивания. Для сочетания в одном сорте признаков и свойств разных видов или родов растений применяют отдаленную гибридизацию.

Мичурин и его работа

И.В. Мичурин - выдающийся учёный-селекционер, один из основателей науки о селекции плодовых культур. Он жил и работал в уездном городе Козлове (Тамбовская губерния), переименованном в 1932 г. в Мичуринск. Работа в саду с юных лет была его любимым делом. Он поставил целью своей жизни обогатить сады России новыми сортами и добился осуществления этой мечты, несмотря на невероятные трудности и лишения.

Им были разработаны оригинальные практические методы получения гибридов с новыми, полезными для человека свойствами, а также сделаны весьма важные теоретические выводы.

Поставив перед собой задачу продвижения южных сортов плодовых деревьев в среднюю полосу России, Мичурин сначала пытался решить ее путем акклиматизации указанных сортов в новых условиях. Но выращенные им южные сорта зимою вымерзали. Одно лишь изменение условий существования организма не может изменить филогенетически выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону.

Убедившись в непригодности метода акклиматизации, Мичурин посвятил свою жизнь селекционной работе, в которой использовал три основных вида воздействия на природу растения: гибридизацию, воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор.

Гибридизация, т. е. получение сорта с новыми, улучшенными признаками, чаще всего производилась путем скрещивания местного сорта с южным, обладавшим более высокими вкусовыми качествами. При этом наблюдалось отрицательное явление--доминирование у гибрида признаков местного сорта. Причина этого заключалась в исторической приспособленности местного сорта к определенным условиям существования.

Одним из основных условий, способствующих успеху гибридизации, Мичурин считал подбор родительских пар. В одних случаях он брал для скрещивания родителей, отдаленных по своему географическому месту обитания. Если для родительских форм условия существования не соответствуют их обычным, рассуждал он, то полученные от них гибриды будут иметь возможность легче приспособиться к новым факторам, так как не произойдет одностороннего доминирования. Тогда селекционер сможет управлять развитием гибрида, приспосабливающегося к новым условиям.

Таким методом был выведен сорт груши Бере зимняя Мичурина. В качестве матери была взята уссурийская дикая груша, отличающаяся мелкими плодами, но зимостойкая, в качестве отца -- южный сорт Бере рояль с крупными сочными плодами. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными. У гибрида проявились нужные селекционеру качества родителей: плоды были крупные, лежкие, обладали высокими вкусовыми качествами, а само гибридное растение переносило холод до -- 36°.

В других случаях Мичурин подбирал местные морозостойкие сорта и скрещивал их с южными теплолюбивыми, но с иными отличными качествами. Тщательно отобранные гибриды Мичурин воспитывал в спартанских условиях, считая, что в противном случае у них появятся черты теплолюбивости. Так был получен сорт яблони Славянка от скрещивания Антоновки с южным сортом Ранетом ананасным.

Кроме скрещивания двух форм, относящихся к одной систематической категории (яблони с яблоней, груши с грушей), Мичурин применял и гибридизацию отдаленных форм: получал межвидовые и межродовые гибриды.

Им получены гибриды между вишней и черемухой (церападусы), между абрикосом и сливой, сливой и терном, рябиной и сибирским боярышником и др.

В естественных условиях чужеродная пыльца другого вида не воспринимается материнским растением и скрещивания не происходит. Для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял несколько методов.

Метод предварительного вегетативного сближения

Однолетний черенок гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или рода, например к груше (подвой). После 5--6-летнего питания за счет веществ, вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических и биохимических свойств привоя.

Во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.

Метод посредника

Применялся Мичуриным при осуществлении гибридизации культурного персика с диким монгольским миндалем бобовником (в целях продвижения персика на север). Поскольку прямое скрещивание указанных форм не удавалось, Мичурин скрестил бобовник с полукультурным персиком Давида. Их гибрид скрещивался с культурным персиком, за- что и был назван посредником.

Метод опыления смесью пыльцы

И.В. Мичурин применял различные варианты смеси пыльцы. Смешивалось небольшое количество пыльцы материнского растения с пыльцой отцовского. В этом случае своя пыльца раздражала рыльце пестика, которое становилось способным воспринять и чужеродную пыльцу. При опылении цветков яблони пыльцой груши к последней добавляли немного пыльцы яблони. Часть семяпочек оплодотворялась своей пыльцой, другая часть -- чужой (грушевой).

Преодолевалась нескрещиваемость и при опылении цветков материнского растения смесью пыльцы разных видов без добавления пыльцы своего сорта. Эфирные масла и другие секреты, выделяемые чужой пыльцой, раздражали рыльце материнского растения и способствовали ее восприятию.

Всей своей многолетней работой по выведению новых сортов растений И. В. Мичурин показал важность последующего за скрещиванием воспитания молодых гибридов.

При воспитании развивающегося гибрида Мичурин обращал внимание на состав почвы, метод хранения гибридных семян, частую пересадку, характер и степень питания сеянцев и другие факторы.

Метод ментора

Кроме того, Мичурин широко применял разработанный им метод ментора. Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств сеянец прививается к растению, обладающему этими качествами. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором); у гибрида усиливаются искомые качества. В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности.

Ментором может быть как подвой, так и привой. Таким способом Мичурин вывел два сорта--Кандиль-китайку и Бельфлёр-китайку.

Кандиль-китайка -- результат скрещивания Китайки с крымским сортом Кандиль-синап. Поначалу гибрид стал уклоняться в сторону южного родителя, что могло развить в нем недостаточную холодостойкость. Чтобы развить и закрепить признак морозоустойчивости, Мичурин привил гибрид в крону матери Китайки, обладавшей этими качествами. Питание в основном ее веществами воспитало в гибриде нужное качество. Выведение второго сорта Бельфлёр-китайки было сопряжено с некоторым уклонением гибрида в сторону морозоустойчивой и раннеспелой Китайки. Плоды гибрида не могли выдерживать долгого хранения. Чтобы воспитать в гибриде свойство лежкости, Мичурин привил в крону гибридного сеянца Бельфлёр-китайки несколько черенков позднеспелых сортов. Результат оказался хорошим -- плоды Бельфлёр-китайки приобрели желаемые качества -- позднеспелость и лежкость.

Метод ментора удобен тем, что его действие можно регулировать следующими приемами: 1) соотношением возраста ментора и гибрида; 2) продолжительностью действия ментора; 3) количественным соотношением листвы ментора и гибрида.

Например, интенсивность действия ментора будет тем выше, чем старше его возраст, крона богаче листвой и чем длительнее он действует. В селекционной работе Мичурин придавал существенное значение отбору, который производился многократно и весьма жестко. Гибридные семена отбирались по их крупности и округлости: гибриды -- по конфигурации и толщине листовой пластинки и черешка, форме побега, расположению боковых почек, по зимостойкости и сопротивляемости к грибковым заболеваниям, вредителям и многим другим признакам и, наконец, по качеству плода.

Результаты работы И. В. Мичурина поразительны. Им были созданы сотни новых сортов растений. Ряд сортов яблонь и ягодных культур продвинут далеко на север. Они обладают высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены к местным условиям. Новый сорт Антоновка шестисотграммовая дает урожай с одного дерева до 350 кг. Мичуринский виноград выдерживал зиму без присыпки лоз, что делается даже в Крыму, и вместе с тем не снизил своих товарных показателей. Мичурин своими работами показал, что творческие возможности человека безграничны.

3. Селекция животных

Задача селекции животных - создание новых и улучшение существующих пород животных. Порода - это животных одного которая отличается генетически устойчивыми морфофизиологическими полезными человеку. Подобно культурным растениям, породные домашних животных проявляются только в определенных условиях содержания, но при изменении условий порода их теряет, и к дикому типу. Исключением являются собаки, которые, оставшись без внимания человека, не восстанавливают фенотип предков, а в полиморфную группу (их объединяют под «дворовые собаки» просто «дворняги»).

Особенностью селекции животных то, что них свойственно только размножение. Основными так же являются различные формы отбора и гибридизации, но при пар учитывать хозяйственные которые у самцов не проявляются в фенотипе, но влияют на продуктивность породы (например, яйценоскость, жирность молока, продолжительность лактации и т.д.). При этом оценка производителей производится по внешним признакам (экстерьер), родословным и по качеству потомства. Очень рациональное использование генеративного материала. Широкое применение искусственного осеменения позволяет использовать половые клетки особо выдающихся по своим качествам самцов-производителей даже спустя много лет после их смерти (глубокозамороженную хранят в особых хранилищах). Для получения максимального приплода от наиболее ценных самок разработаны методы стимуляции одновременного созревания нескольких яйцеклеток путем введения определенных гормонов. После оплодотворения эти клетки (ранние эмбрионы) пересаживают менее продуктивным самкам, которые и вынашивают генетически ценный плод.

Первым этапом селекции является приручение выбранного животного. Это называют одомашниванием. Географические области, где произошло одомашнивание того или иного виды, называются центрами доместикации. Обычно они территориально совпадают с основными центрами древних цивилизаций (там же находятся и центры происхождения культурных растений).

На культурные формы стабилизирующая форма естественного отбора действует в значительно меньшей степени, поэтому признаки, которые в дикой природе для вредными, не элиминируются, если они оказываются полезными человеку. Это создает дополнительные условия для генетического разнообразия.

Типы скрещивания. Эффективность отбора усиливается правильно проведенными скрещиваниями. Используя различные системы скрещивания, можно добиться сочетания в потомстве нужных или избавиться от ненужных. Все скрещиваний делят на два типа: близкородственное и неродственное.

Близкородственные скрещивание, или инбридинг, приводит к гомозиготации популяции и позволяет при необходимости разложить популяцию на гомозиготные линии. Родственными называются родительские пары, находящиеся между собой в родстве: брат - сестра; отец - дочь; мать - сын; двоюродные братья и сестры и т.д. При этом скорость гомозиготизации тем выше, чем более близкими родственниками оказываются подобранные родительские пары. В тех случаях, признак контролируется несколькими генами, гомозиготизация идет В большинстве случаев аллели, которые в обычных условиях находятся в популяции в гетерозиготном состоянии, отрицательно воздействуют на организм. Поэтому инбридинг постепенно приводит к снижению устойчивости к факторам и вырождению - инбредной депрессии. Начинают проявляться многие генные заболевания, одновременно происходит выравнивание линий по большинству признаков. Однако инбридинг не позволяет получить абсолютно гомозиготные линии, потому что будут гетерозиготы по половым хромосомам (XX и XV), кроме того, есть вероятность возникновения мутаций. Отбор на первых этапах инбридинга дает значительный эффект в нужную сторону, отбор на последующих близкородственных скрещиваниях эффективен, но при этом возрастает гарантия закрепления нужных свойств в генотипе потомства.

Инбридинг одинаково широко используется в как селекции растений, так и животных. Инбредная депрессия часто используется для получения гетерозиса. При этом следует помнить, что для многих (пшеница, горох, фасоль и др.) автогамное размножение - обычное явление и не ведет к депрессии и вырождению. Для них самоопыление и самооплодотворение собой адаптацию, повышающую вероятность размножения.

Неродственное скрещивание, или аутбридинг, приводит к противоположному эффекту, т.е. повышению гетерозиготности группы. Чаще при этом скрещиваются особи разных популяций, не имеющих общих предков в 4 - б поколениях. Такое очень распространено в практике сельского хозяйства, поскольку потомство первого поколения наиболее жизнеспособно и продуктивно, проявляя гетерозис. Однако если в гибридном организме объединяют несколько нужных наследственных свойств или стараются определенное одно, то следует учитывать, что гибриды первого поколения проявляют фенотипическое однообразие, а в последующих поколениях происходит расщепление. Поэтому необходимо тщательно продумывать систему дальнейших скрещиваний и отбора, Разновидность аутбридинга является межпородное скрещивание, или кроссбридинг. В селекции животных также широко применяют отдаленную гибридизацию. Выбор типа скрещивания зависит от поставленной задачи. Для племенного (заводского) сельскохозяйственных животных и растений, а также собственно селекционной работы (выведения новых пород и улучшения существующих) применяют как инбридинг, так и аутбридинг. Если же ставится увеличения продуктивности имеющихся и сортов, используют их промышленное скрещивание. При этом не ведется, работа по улучшению культурных свойств этой группы, а лишь достигаются сиюминутные результаты.

Заключение

Такое явление как селекция явилось продуктом развития человеческой цивилизации. Здесь есть и плохие и хорошие стороны, но факта не уйти. Значит нужно извлекать пользу из открытия. Один только Мичурин вошел в науку как создатель свыше 300 видов растений. Страшно представить на что способны современные ученые. Будем надеяться, что люди не навредят сами себе, как это уже не раз случалось...

Уже на заре своей сельскохозяйственной деятельности человек бессознательно проводил селекцию одомашненных растений и животных. Она выражалась, главным образом, в отборе самых продуктивных особей для размножения. Уже две тыс. лет назад в Древнем Риме были написаны трактаты поэта Вергилия, писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, где имелись указания, как следует вести отбор растений. Постепенно вырабатывались приемы разведения, позволявшие увеличить производительность, которые передавались из поколения в поколение. В результате этого уже к началу XIX в. удалось вывести множество сортов растений и пород животных, которых не было раньше. К настоящему времени одомашнены десятки видов растений, около пятидесяти видов животных, среди которых различные млекопитающие, птицы (куры, индейки, голуби и т.д.), рыбы (карп, аквариумные рыбки), насекомые (медоносные пчелы, тутовый шелкопряд) и даже микроорганизмы. Продуктивность культурных форм многократно выше, чем у их диких предков. Например, предки крупного рогатого скота - дикие туры - кормили 3 - 4 месяцев, тогда как у коров современных молочных пород лактация длиться до 10 месяцев в году с регулярными высокими удоями. Настриг шерсти от одного барана асканийской породы составляет 30,6 кг за год!

Появление пород домашних животных и сортов культурных растений стало результатом искусственного отбора, проводимого человеком. Животные и растения, выведенные человеком, имеют общие черты, резко отличающие их от диких видов, У культурных форм сильно развиты отдельные признаки, бесполезные или вредные для существования в естественных условиях, но полезные для человека. Например, способность кур давать 300 и более яиц в год лишена биологического смысла, т. к. такое количество яиц курица не может насиживать.

Все современные домашние животные и культурные растения произошли от диких предков. Успех селекционной работы зависит от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. При выведении новых сортов растений или пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков. В развитие селекции как науки большой вклад внес русский ученый Н. И. Вавилов. Он организовал многочисленные экспедиции по всему миру с целью накопления семенного материала, который был использован в селекционной работе. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений на Земле, которыми являются в основном горные районы, древние очаги земледелия, характеризующиеся многообразием видов.

Список литературы

1. Шикман А.П., Деятели отечественной истории. Биографический справочник. М., 1997 г.

2. Биологический энциклопедический словарь, М., 1989 г.

3. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989 г.

4. Серебровский А.С., Селекция растений и животных, М., 1969 г.

5. С. И. Исаев, "Селекция как эволюция, управляемая человеком", 1994 г.