Презентация по биологии на тему: "Селекция"

Теоретические основы селекции Предмет и методы селекции

Основные этапы развития селекции.

• Примитивная селекция
• Народная селекция
• Промышленная селекция
• Научная селекция
• Селекция на основе использования биотехнологических методов

Примитивная селекция

10000 лет до н.э.

Этап одомашнивания культурных растений и бессознательного отбора.

Примитивная селекция

Выбор лучших из встречавшихся растений и случайное выращивание растений на остатках мусорных куч возле примитивных жилищ.

По мере перехода к оседлому образу жизни роль возделывания растений возрастала, наступил этап бессознательного отбора – на посев отбирались самые крупные семена с самых урожайных растений.

Теофраст 2000 лет назад упоминал обо всех сортотипах капусты: белокочанная, кольраби, брюссельская и т.д.

Народная селекция

ДО 14-15 ВЕКОВ

Совершенствование приемов искусственного отбора, формирование представлений о различиях между формами культурных растений,

формирование местных (стародавних) сортов

Сочетание естественного и искусственного отборов применительно к местным климатическим условиям,

Формирование устойчивых форм.

ПРИМЕРЫ

Засухоустойчивые сорта мягкой яровой пшеницы: Полтавки, Гирки, Русаки, Ульки.

Луки: Мячковский, Бессоновский, Стригуновский,

Огурцы: Нежинский, Муромский, Вязниковский

Задание: найти примеры стародавних сортов для овощных культур

Промышленная селекция

С 16 века селекция на основе неконтролируемых изменений наследственности, свободного опыления и спонтанных мутаций

XVIII – селекционная фирма Вильморен (1774 г.)

Совершенствование методов искусственного отбора на основе достижений систематики, ботаники, микроскопирования. Установление пола у растений и полового процесса при образовании семян, изучение искусственного скрещивание и массовой гибридизации позволили получить новые сорта, например повысить содержание сахара в сахарной свекле в 3 раза от исходных форм.

То есть применялся отбор, ориентированный на конкретный результат.

Промышленная селекция

искусственное опыление:

НАУЧНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

Основы:

учение Ч.Дарвина об эволюции и роли искусственного отбора в выведении новых пород и сортов (1868 г. «Изменение животных и культурных растений в домашнем состоянии»);

Великие географические открытия, повлекшие за собой введение в культуру и селекционный процесс новых растений, и повышение разнообразия генетического материала (короткоплодные европейские сортотипы огурца и длиноплодные азиатские сортотипы).

Задания: привести примеры введения в культуру новых видов и использования форм из различных центров происхождения.

Научная селекция

Работы И.В.Мичурина по отдаленной гибридизации и интродукции плодовых и ягодных культур.

Впервые выдвинул положение о возможности сознательного создания сортов и форм с нужными признаками и свойствами и подтвердил его практически;

Работы Л.Бербанка по гибридизации и отбору (СЛИВА);

Свалёфская селекционная станция в Швеции (1886 г.) – метод индивидуального отбора в селекции самоопылителей. Теоретическое обоснование метода дал В.Иоганнсен в 1903 г. «Учение о популяциях и чистых линиях »;

НАУЧНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

Переоткрытие Г. де-Фризом, Корренсом и Чермаком в 1900 г. закономерностей наследственности, опубликованных Г. Менделем еще в 1865 году,

обоснование Г. де-Фризом теории мутаций 1901-1903 гг.,

В. Иогансеном учения о чистых линиях 1903,

выявление Нильсоном-Эле полимерного действия генов (1908),

открытие Н.И. Вавиловым закона гомологических рядов наследственной изменчивости (1920), разработка учения о центрах происхождения культурных растений (1926),

получение первых искусственных мутаций Г.А. Надсоном и Г.С. Филипповым (1925),

получение первых плодовитых капустно-редечных гибридов Г.Д. Карпеченко (1924),

открытие М.И. Хаджиновым (1931) и М. Родсом (1931) (независимо друг от друга) цитоплазматической мужской стерильности и появление возможности использования линий с ЦМС для получения гетерозисных гибридов,

выведение В.В. Сахаровым, А.Р. Жебраком и В.Е. Писаревым тетраплоидной гречихи (1941).

НАУЧНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

Исторической вехой в развитии научной селекции следует считать издание в 1897 году Л.Л. Семполовским первого русского пособия по селекции растений под названием "Руководство к разведению семян по улучшению возделываемых растений".

Начало преподавания селекции и семеноводства в высших сельскохозяйственных учебных заведениях в России положил профессор Д.Л. Рудзинский, прочитавший в 1903/04 учебном году полный курс лекций по этой науке в Московском сельскохозяйственном институте (ныне РГАУ-МСХА), основал здесь первую селекционную станцию в 1903 г. и создал с сотрудниками первые селекционные сорта озимой пшеницы Московская 2453, гороха Московский 559, овса Московский 315, льна 806/3 и др.

НАУЧНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

СЕЛЕКЦИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ (С КОНЦА 20 ВЕКА)

• Микроклональная селекция - клеточная селекция с использованием каллусной ткани,
• Сомаклональная селекция – отбор возникших форм при культивировании каллусов с последующим получением регенерантов и семенным размножением
• Трансгеноз - процесс введения чужеродного генетического материала, называемого трансгеном в живой организм. При этом переданные свойства наследуются.
• Соматическая гибридизация - слияние изолированных протопластов и получение неполовых гибридов
• Маркер-опосредованная селекция - маркер-опосредованный отбор моногенных признаков, маркер-опосредованный отбор комбинаций полигенов количественных признаков (генетическое картирование, локализация локусов количественных признаков), маркер-опосредованное беккроссирование.

Общая характеристика типов наследственности и изменчивости.

• Теоретической основой селекции и семеноводства является генетика.
• Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов
• Наследственностью называется свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями, а также обусловливать специфический характер индивидуального развития (онтогенеза) в определенных условиях внешней среды
• Наследственность цитоплазматическая /внехромосомная (митохондриальная, пластидная); ядерная /хромосомная.
• Единица наследственности, определяющая отдельный элементарный признак – ген
• Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства, проявляется в:

• изменении структуры или сочетания генов ( генотипическая изменчивость) может быть комбинативной и мутационной. изменении проявления признаков под влиянием условий среды ( модификационная извенчивость) изменении проявления признаков в процессе онтогенеза ( онтогенетическая изменчивость)
• изменении структуры или сочетания генов ( генотипическая изменчивость) может быть комбинативной и мутационной.
• изменении проявления признаков под влиянием условий среды ( модификационная извенчивость)
• изменении проявления признаков в процессе онтогенеза ( онтогенетическая изменчивость)

Методы селекции:

• Искусственный отбор – отбор особей, проводимый человеком (бессознательный и сознательный).
• Интродукция и акклиматизация – переселение особей какого-либо вида животных и растений за пределы естественного ареала в новые для них места обитания
• Гибридизация – процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Внутривидовая и межвидовая (между разными систематическими группами). Гибридизация основана на комбинативной изменчивости.
• Мутагенез – внесение изменений в нуклеотидную последовательность ДНК. Естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный). К мутагенным факторам относятся радиация и химические вещества (тератогены). Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды с частотой около 10 -9 — 10 -12 на нуклеотид за клеточную генерацию. Спонтанные мутации могут возникать как случайные ошибки при репликации ДНК.

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ

• Трансгеноз – процесс введения чужеродного генетического материала, называемого трансгеном в живой организм. При этом переданные свойства наследуются.
• Генеалогический метод. Генеалогическим методом называется метод изучения наследования признаков потомством от предков в чреде поколений организмов одной семьи (или рода). Генеалогический метод – один из вариантов гибридологического. В основе метода лежит анализ распределения нормальных или патологических признаков в ряде поколений с указанием родственных связей между членами родословной. Его применяют при изучении наследования признаков по анализу родословных с учетом их проявлении у организмов родственных групп в нескольких поколениях.
• Цитологический метод заключается в изучении видимых носителей генетической информации: митотических, мейотических и политенных хромосом, интерфазных ядер, митохондрий и пластид. Метод изучения хромосом, подсчет их числа, описание структуры, построение цитологических карт хромосом.
• статистический метод χ 2 ,

и при превышении определенного табличного значения различия, между фактическим и теоретическим расщеп­лением будут достоверными. При сравнении достоверности раз­ности между двумя и более группами, для изучения влияния опре­деленных факторов в изменчивости признаков наряду с дисперси­онным и другими методами применяется и более простой критерий хи-квадрат. Критерий х 2 также используют для изучения связи между признаками (особенно имеющими качественные гра­дации). Однако х 2 указывает не на степень связи, а только на ее наличие или отсутствие. " width="640"

Статистический метод χ 2

При анализе результатов скрещивания организмов исследова­тель почти всегда сталкивается с положением, когда фактическое расщепление в большей или меньшей степени отличается от тео­ретически ожидаемого. Поэтому возникает необходимость оце­нить степень соответствия фактических данных теоретически ожидаемым.

Это достигается путем вычисления критерия соответ­ствия х 2 (хи-квадрат) и сравнением полученной величины с табличным значе­нием (с учетом числа степеней свободы). Критерий х 2 является положительной величиной и изменяется от нуля до бесконечнос­ти. Если х2 = 0, то наблюдается полное соответствие фактическо­го расщепления теоретически ожидаемому.

С увеличением раз­ности между эмпирическими и теоретическими частотами возрас­тает величина х 2 и при превышении определенного табличного значения различия, между фактическим и теоретическим расщеп­лением будут достоверными.

При сравнении достоверности раз­ности между двумя и более группами, для изучения влияния опре­деленных факторов в изменчивости признаков наряду с дисперси­онным и другими методами применяется и более простой критерий хи-квадрат. Критерий х 2 также используют для изучения связи между признаками (особенно имеющими качественные гра­дации).

Однако х 2 указывает не на степень связи, а только на ее наличие или отсутствие.

Критерий X 2 (хи-квадрат)

p факт – наблюдаемое число особей

p теор – ожидаемое число особей