"Методы селекции"

Графический диктант . 1 вариант – модификационная изменчивость 2 вариант – мутационная изменчивость

1. Не передается по наследству;

2. Причина – изменение последовательности нуклеотидов гена;

3. Является результатом сочетания генов в зиготе.

4. Имеет норму реакции, поддается статистической обработке;

5. Носит случайный характер;

6. Присуща всем особям данного вида;

7. Может быть спрогнозирована.

8. Способна передаваться из поколения в поколение.

9. Причина – уменьшение или увеличение количества хромосом на одну.

10. Определенная изменчивость.

11. Неопределенная изменчивость.

12. Проявление признака зависит от условий внешней среды.

13. Причина – кратное увеличение числа хромосом.

14. Генотипическая изменчивость.

15. Фенотипическая изменчивость.

Селекция.

Селекция как наука.

Методы селекции.

Достижения селекционеров в растениеводстве и животноводстве.

Цели и задачи:

Цель: изучить задачи селекции как науки, показать центры многообразия и происхождения культурных растений, познакомиться с методами селекции.

Задачи:

• Ознакомиться с предметом и задачами селекции; узнать роль Н.И. Вавилова для селекции; ознакомиться с методами селекции растений, животных и микроорганизмов.
• Развивать умения выделять главное, сравнивать, формулировать выводы.

  Селекция. Ее задачи.  

• Селекция (лат. selectio - выбор, отбор, от seligo - выбираю, отбираю)
• 1) наука о методах создания сортов и гибридов растений, пород животных.
• 2) Отрасль с.-х. производства, занимающаяся выведением новых пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

Что такое порода? Сорт? Штамм?

• С какими природными группами организмов мы можем сопоставить эти понятия? Докажите свою точку зрения.

Порода – созданная с помощью искусственного отбора группа животных одного вида, отличающаяся генетически устойчивыми морфологическими, физиологическими и хозяйственными признаками.

• Главным из них является необходимость решения продовольственной проблемы
• Сюда относится создание морозоустойчивых, засухоустойчивых сортов растений, сортов устойчивых к полеганию, к воздействию резких перепадов температур, к засоленности почв и т.д.
• Другим примером использования наработок селекции является пушное звероводство , в котором большое значение имеют потребности рынка. Подобных примеров можно приводить очень много.

Задачи селекции:

Повышение урожайности

сортов и продуктивности пород

Задачи селекции

Физиологические св-ва

(повышение устойчивости

к заболеваниям, скороспелость,

засухоустойчивость)

Улучшение

качества

продукции

сортов и

пород

Экологическая пластичность

сортов и пород

(отзывчивость на удобрения,

полив, на корм у животных

Создание сортов и пород,

пригодных для механизированного

или промышленного

выращивания

Продуктивность

• основным показателем, который с точки зрения селекции наиболее важен, является показатель продуктивности . К показателю продуктивности можно, например, отнести массу, рост животных, молочность, яйценоскость, структуру шерсти, урожайность, наличие определенных компонентов в плодах, семенах и т.д.

Дикорастущие и культурные растения

Культурные растения

Улучшение хозяйственных признаков подсолнечника в результате селекции

Н.И. Вавилов - основоположник селекции –

• В результате изучения видов и сортов растений, собранных в странах Европы, Азии, Африки, Северной, Центральной и Южной Америки, Вавилов установил очаги формирования, или центры происхождения и разнообразия культурных растений. Эти центры часто называются центрами генетического разнообразия или Вавиловскими центрами. Работа «Центры происхождения культурных растений» была впервые опубликована в 1926.

1887 – 1943 гг

Главные центры происхождения культурных растений

• Центры происхождения культурных растений

Задание: используя текст п. 3.13, с. 123-124, заполнить таблицу: «Центры происхождения культурных растений»

Название центра

Растения

Южноазиатский центр

тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай и острова Юго-Восточной Азии

Родина риса, сахарного тростника, азиатские сорта хлопчатника, огурцы, лимон, апельсин многих плодовых и овощных.

50 %

Восточноазиатский центр

Центральный и Восточный Китай, остров Тайвань, Корея, Япония).

Родина сои, проса, , чайного куста и множество плодовых и овощных культурно -около 20% мирового разнообразия.

Юго-западно-азиатский центр

страны Средней Азии, Иран, Афганистан, Индию

Родина нескольких форм пшеницы, ржи,

бобовых, льна, груши, винограда.

Средиземноморский центр.

Родина маслин, клевера, нескольких видов пшеницы, овсов, маслин, многих овощных и кормовых культур, таких как капуста, свекла, морковь, чеснок и лук, редька.

11%

Абиссинский центр.

Родина бананов, сорго, твёрдых сортов пшеницы, ячменя, родина кофейного дерева, сорго кофейное дерево, особый вид банана, арбузи др.

Центральноамериканский центр

Южная Мексика, Центральная Америка, острова Вест-Индии

Родина кукурузы, фасоли, хлопчатника, красного перца, какао, тыква, табак и др. , подсолнечник

Андийский центр

горные области Южной Америки

Родина ананаса,

картофеля, томатов. каучукового дерева и других.

Выводы:

• В различных районах Земли независимо одомашнивались разные, но близкие виды растений. Например, бобовые: Средняя Азия – горох, бобы; Южная Америка – фасоль.
• Древние земледельцы выбирали для разведения 1-2 из многих видов.
• Центры происхождения совпадают с местами существования великих цивилизаций древности- Древнего Египта, Китая, Японии , древней Греции Рима и др.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

• Устанавливает параллелизм в наследственной изменчивости
• «Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других родственных видов и родов».

Николай Иванович Вавилов

• 1887 -1943г.
• В 20-30 годы организовал десятки экспедиций по всему земному шару.
• Во время экспедиций было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их сортов.

Заслуги Н.И. Вавилова в отечественной науке:

• Создал учение и центрах многообразия и происхождения культурных растений.
• Заложил научные основы науки селекции.
• Сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

1912 году опубликовал работу о связи агрономии с генетикой

В 1913 он был командирован в Англию, Францию и

Германию для завершения образования.

1916 Экспедиции в Персию (Иран) и Туркестан, Горный Таджикистан (Памир) пшеница, ячмень, рожь

В 1921-1922 Вавилов знакомится с сельским хозяйством обширных областей США и Канады. В 1924 году он совершил труднейшую, продолжавшуюся пять месяцев, экспедицию в Афганистан

Сейчас стоимость коллекции семян оценивается в 10-11 триллионов долларов

Основные направления деятельности Н.И.Вавилова:

1. Формирование задач селекции.

2. Создание учения о центрах многообразия и происхождения культурных растений.

3. Оформление закона гомологических рядов.

4. Создание коллекции семян культурных растений.

Методы селекции

Бессознательный

Методы селекции

Искусственный

отбор

Гибридизация

Методический

(цель)

Близко

родственная

(инбридинг)

Отдаленная

(аутбридинг)

Индивидуальный

(по генотипу)

Массовый

(по фенотипу)

Меж

породное

кроссбридинг

Межродовое

(отдаленная

гибридизация)

Внутри

породное

Искусственный

мутагенез

Экспериментальное

получение

полиплоидов

Генетическая

инженерия

Искусственный отбор

• Основным методическим приемом, которым пользуются в селекционной практике, является отбор. Искусственный отбор имеет много сходств с естественным отбором, являющимся основным фактором эволюции, однако имеется и целый ряд отличий. Во-первых, искусственный отбор всегда проводится при определенных условиях, избираемых селекционером. Условия можно варьировать по таким показателям как температура, влажность, освещенность, условия кормления и др. Во-вторых, искусственный отбор, в отличие от естественного, далеко не всегда ведется в сторону проявления адаптивного признака, т.к. направлен на селекцию признаков выгодных лишь для человека. Наконец, в-третьих, искусственный отбор проводят при строго контролируемых скрещиваниях небольшого числа особей, в то время как естественный отбор преимущественно идет в условиях приближающихся к панмиксии.

Массовый отбор

• В селекции существуют два основных типа отбора: массовый и индивидуальный. Массовый отбор проводится по внешним фенотипическим характеристикам. Он может быть достаточно эффективен лишь в отношении признаков, контролируемых одним или немногими генами – качественных признаков. К качественным признакам относят масть, цвет и блеск шерсти, группы крови, рогатость или комолость и т.п. Важную роль в этом случае играет коэффициент наследуемости признака: чем выше его показатель, тем эффективнее будет отбор.

Индивидуальный отбор

• Селекцию признаков, наследуемых полигенно, проводят, используя индивидуальный тип отбора. Он основан на всесторонней оценке генотипа растения или животного. Обычно получают потомство селекционируемого организма и оценивают его показатели. При этом популяцию разделяют на семьи или используют потомство от самоопыления отдельных растений (в тех случаях, где это возможно).

Основные методы селекции растений

Отбор

Гибридизация

Естественный отбор

Аутбридинг (неродствен-ное скрещивание)

Искусственный отбор

Инбридинг (близкород-ственное скрещивание)

Массо-вый отбор

Индиви-дуальный отбор

Чистая линия -группа индивидуумов, выведенных от одного гомозиготного индивидуума путем самоопыления

Перекрестно-опыляемые растения (рожь, кукуруза, подсолнечник)

Самоопыляемые растения (пшеница, ячмень, горох)

4-5. Инбридинг

4. Инбридинг (близкородственное скрещивание ) используют при самоопылении перекрестноопыляемых растений (например, для получения линий кукурузы). Инбридинг приводит к «депрессии», поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние!

С другой стороны, инбридинг приводит к выравниванию линий, делает их более гомогенными по большинству признаков и, следовательно, более удобными для дальнейшего отбора.

Инбредное вырождение у кукурузы; Р – сорт до начала инбридинга, J1 –J7 – поколения, полученные в результате самоопыления

(из С.М. Гершензона, 1979)

Аутбридинг, гетерозис

• аутбридинг повышает уровень гетерозиготности потомства и, соответственно, уровень гетерозиготности популяции. К последствиям аутбридинга относится явление гетерозиса (гибридной силы) которое проявляется в превосходстве гибрида над обеими родительскими формами.

Проявление гетерозиса в различных поколениях гибридной кукурузы. 1,2 – исходные родительские формы, 3 – гибриды F1, 4-10 – гибриды последующих поколений

(из Г.В. Гуляева, 1977)

Пути закрепления гетерозиса обычно связывают с переводом гибридов к бесполому размножению.

Межвидовой гибрид персика с миндалем

скрещивая ослов с лошадьми, получают мулов и лошаков; бизонов с коровами – коровобизонов; пшеницу с рожью – тритикале.

Типы гетерозиса :

репродуктивный лучшее развитие органов размножения, выражается в повышении рождаемости)

Соматический –развитие зеленой массы

Приспособительный- повышение жизнеспособности

Отдаленная гибридизация

Полученные таким образом гибриды бесплодны, т.к. хромосомы разных видов негомологичны и не могут конъюгировать при мейозе (не происходит образования гамет).

В 1924 году советский ученый Г.Д.Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид . Он скрестил редьку (2n = 18 редечных хромосом) и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида 2n = 18 хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но он стерилен, не образует семян.

С помощью колхицина Г.Д.Карпеченко получил полиплоид, содержащий 36 хромосом, при мейозе редечные (9 + 9) хромосомы конъюгировали с редечными, капустные (9 + 9) с капустными. Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др.

• 1. Метод предварительных прививок: изменение химического состава привоя ( рябина на груше опыление гибрид)
• 2. Метод посредника: культурный персик + монгольский миндаль гибрид (посредник) + культурный персик морозостойкий персик.
• 3. Опыление смесью пыльцы: пыльцевые трубки с различным генотипом стимулируют друг друга для прорастания и оплодотворения.
• Полученные Мичуриным сорта культурных растений являются гетерозиготными, поэтому для сохранения сортовых качеств, применяют вегетативное размножение – прививками, отводками и черенками.
• Применяя метод гибридизации, И.В. Мичурин получил гибриды малины и ежевики, рябины и боярышника, терна и сливы, вишней и черешней, вишней и черемухой

Сорта и гибриды сельскохозяйственных растений

Сорта народной селекции: зимостойкие сорта антоновка, грушовка, китайка

Морковь – сорт и гибрид

Селекция плодов огурца

Направления селекции томата

Редис разных сортов

Урожайность сорта и условия выращивания

Размножение многолетних цветочных культур (на примере дельфиниума)

Селекция цветов: пионы

Селекция цветов: сирень

И.В. Мичурин

Гибридный сорт Бельфлер-китайка

Межвидовой гибрид Ренклод реформа

Селекция животных. Породы лошадей

Значение домашних животных:

• Получение продовольствия. Породы кроликов. Кролики мясных пород. Кролики на шкуру...
• Получение промышленного сырья . Тутовый шелкопряд - получение шелка
• Транспортное средство. Породы лошадей
• Декоративные цели

http://golubi-urala.ru/blog/dekorativnye_porody/1-0-5.

Схематическое изображение строения тела коров мясного и молочного направления продуктивности

Кто же является предками домашних животных?

10-15 тыс. лет назад

в Южной Азии.

Кто же является предками домашних животных?

ангорские, швейцарские, камерунские

бородатого или

безоарового козла

не менее 10 тыс. лет ,

обитавший в Южной Европе и Передней Азии

Дикие предки

• Родоначальником всех современных пород овец считается муфлон - разновидность горного барана архара.

более 150 пород домашних овец

меринос

Дикие предки

• Дикий предок современных коров – тур.

Тур был одомашнен в Греции около 7 тыс. лет до н. э. Европа, Северная Африка, Малая Азия, Кавказ

Последняя самка тура была убита в 1624 г. в Польше.

7,5 тыс.лет. Азиатский буйвол – мясо, шкура, тяговая сила.

Дикие предки

• Дикий предок домашней лошади – тарпан.

Тарпан был одомашнен 5-6 тыс. лет назад.

Последний тарпан был убит в 1814 г. на территории современной Калининградской области.

Дикие предки

• Дикий предок домашней свиньи – кабан.

Одомашнивание кабана произошло 6-7 тыс. лет назад.

кошки

ливийской или нубийской

Ближнем Востоке

куры

от банкивских и красных кур Южной и Юго-Восточной Азии

дикого серого гуся. 3-4 тыс. лет назад в Европе и Китае

гуси

западной Африке — цесарок.

около 5 тыс. лет назад

медоносная пчела и тутовый шелкопряд

Особенности селекции животных

• Не используется самооплодотворение и вегетативное размножение.
• Подбор родительских пар, обязательный учет родословной.
• Малое количество потомства
• Учет экстерьера – совокупности наружных форм животного (сцепленное наследование).

Методы селекции животных

Инбридинг

Гетерозис

Аутбридинг

Скрещивание внутри

одной породы между

близкими родственниками

для сохранения важных

признаков

Скрещивание различных

пород животных, отличающихся по ряду признаков для получения межвидовых гибридов

Получение межпородных

высокопродуктивных

гибридов

Межродовое

(отдаленная

гибридизация)

Межпородное

Внутри

породное

ослы + лошадь = мулы и лошаки

бизон + корова = коровобизоны

бесплодию гибридов

Отдаленная гибридизация. Зеброид и лигер

Современные методы селекции животных

• Гибридизация (отдаленная, родственная)
• Искусственное осеменение
• Трансплантация яйцеклеток
• Клонирование
• Мутагенез

Задание: используя текст п. 3.14 заполнить таблицу «Методы селекции»:

Метод

Использование в селекции

растений

животных

Селекция микроорганизмов

• Искусственный мутагенез – метод селекционной работы с микроорганизмами
• Мутагены: рентгеновские лучи, яды, радиация…

использование микро

организмов

Синтез пищевых

добавок

Синтез БАВ

Производство

лекарств

Производство

кормов для

животных

Основные направления селекции микроорганизмов

Генная инженерия

Клеточная

инженерия

Биотехнология

Домашнее задание:

• П. 43-44
• Используя термины данных текстов – составить кроссворд «Селекция»
• Подготовить сообщения:

- «И.В. Мичурин и его вклад в развитие отечественной селекции».

- Достижения селекционеров Хабаровского края в растениеводстве и животноводстве.