Основи сучасної селекції

By Sofiia_K

Історія розвитку селекції

Наукові основи селекції вперше заклав Чарльз Дарвін (1859). У зв’язку з розвитком генетики селекція вийшла з стану комплексу практичних заходів для виведення і поліпшення сортів рослин, порід свійських тварин і штамів мікроорганізмів і перетворилася на точну науку, базовану на експерименті.

На українських землях були створені такі сорти сільськогосподарських рослин, як озима пшениця Кримка, яра — Полтавка, конюшина Глухівка, яра вика Вишневецька та багато інших. Як наука, селекція почала розвиватися в Україні наприкінці 19 ст., коли виникли перші станції для селекції цукрового буряка й інших сільськогосподарських культур: Уладівська (1880), Немерчанська (1886), Іванівська (1887), Верхняцька (1899), згодом Миронівська (1911). Після занепаду під час революції їхню діяльність поновлено у 1920-их pp. і організовано нові.

Радянський період

У 1930-их pp. багато українських селекціонерів загинули від терору НКВС.

Новий занепад селекції спричинила війна 1941—1945; згодом науково-дослідницькі установи селекції знову відбудовано і значно поширено. Тепер вони укладаються у таку систему:

1) установи всесоюзного значення з центром в Україні

2) Всеукраїнські установи — науково-дослідницькі інститути

3) установи обласного значення — державні обласні сільськогосподарські дослідні і селекційні станції галузевих інститутів.

Чим займається селекція?

Селекція займається створенням сортів і гібридів сільськогосподарських рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів і вивчає методи всього вище перерахованого. Селекцією також називають галузь сільськогосподарського виробництва, що займається виведенням порід тварин, сортів і гібридів різних культур.

За допомогою селекції розробляються способи впливу на рослини й тварин. Це відбувається з метою зміни їхніх спадкових якостей у потрібному для людини напрямку. Селекція стала однією з форм еволюції рослинного й тваринного світу. Вона підпорядкована тим самим законам, що й еволюція видів у природі, однак природний добір тут частково замінений штучним.

Теоретичною основою селекції є генетика, що розробляє закономірності спадковості й мінливості організмів. Використовуючи еволюційну теорію Чарльза Дарвіна, закони Григора Менделя, вчення про чисті лінії й мутації, вчені змогли розробити методи управління спадковістю рослинних і тваринних організмів. У селекційній практиці особливе місце належить гібридологічному аналізу.

Біологи виділяють три галузі селекції: селекція в рослинництві, селекція у тваринництві й селекція мікроорганізмів.

Селекція в рослинництві

Уважається, що одночасно із землеробством з’явилася і примітивна селекція. Людина, почавши вирощувати рослини, відбирала, зберігала й намагалася проростити кращі з них. Відомо, що чимало культурних рослин почали своє життя ще за 10 тисяч років до нашої ери. Селекціонери давнини зуміли створити прекрасні сорти плодових рослин, винограду, багато сортів пшениці, баштанних культур.

Великий вплив на розвиток селекції рослин мали роботи західноєвропейських селекціонерів практиків XVIII століття. До них належать англійські вчені Галлет, Ширеф,німецький учений Рімпау. Ними були створені кілька нових сортів пшениці, розроблені способи виведення нових сортів.

Для селекції рослин велике значення мають розвиток наукових основ добору й гібридизації, а саме вивчення генетичних і фізіологобіохімічних основ імунітету, спадкування найважливіших кількісних і якісних ознак (білка і його амінокислотної сполуки, жирів, крохмалю, цукрів). Важливими є також методи створення вихідного матеріалу.

До них належать поліплоїдія, експериментальний мутагенез, гаплоїдія, клітинна селекція, хромосомна й генна інженерія, гібридизація протопластів, культура зародкових і соматичних клітин і тканин рослин. Сучасна селекція трохи відрізняється від тієї, яка була раніше. Зараз як вихідний матеріал у ній використовуються природні й гібридні популяції, самозапилені лінії, штучні мутанти і поліплоїдні форми.

Східчаста гібридизація використовується для того, щоб об’єднати в гібридному потомстві ознаки декількох батьківських форм. В усьому світі вдаються до цього методу. А щоб підсилити бажані властивості одного з батьків у гібридному потомстві, застосовуються поворотні схрещування. Віддалена гібридизація застосовується, щоб поєднати і одному сорті ознаки й властивості різних видів або родів рослин.

Селекція у тваринництві

Як і в селекції рослин, на ранніх етапах розвитку тваринництва породи створювалися в результаті несвідомого добору або під впливом природноекономічних умов. Але процес нагромадження зоотехнічної інформації тривав, і незабаром склалися певні методи створення порід за заздалегідь наміченою програмою добору й підбору. Почав використовуватися інбридинг, щоб закріпити певні якості. Інбридинг — близькоспоріднене схрещування тварин. У такий спосіб були виведені чимало порід світового значення (шортгорнська, голландська породи великої рогатої худоби й ін.).

У селекції тварин широко застосовуються сучасні генетичні методи. Серед них велике значення мають генетика популяцій, а також імуногенетика. Постійно розробляються методи вивчення мінливості, спадковості й генетичної кореляції Ознак, оцінки генотипу тварин і добору плюсів варіантів, що й забезпечило вищий науковометодичний рівень селекційних робіт.

У домашніх тварин, подібно до рослин, часто можна спостерігати явище гетерозису. Він застосовується у тваринництві й птахівництві.

За допомогою селекції стало можливим підвищення білковості молока в молочної худоби, збільшення виходу м’яса і зменшення вмісту жиру в тушах м’ясних порід великої рогатої худоби і свиней, одержання вовни необхідної довжини й тонкості в овець і т. д.

Селекція мікроорганізмів

Важливу роль у житті людини відіграють і мікроорганізми. За їхньою допомогою можна створювати речовини, що використовуються в різних областях медицини й промисловості (виробництво деяких органічних кислот, спирту, хлібопечення, виноробство ґрунтуються на діяльності мікроорганізмів).

Виняткове значення для здоров’я людини мають антибіотики, їх відносять до особливих речовин. Антибіотики є продуктами життєдіяльності деяких мікробів і грибів, що вбивають хвороботворні мікроби й віруси.

Методи селекції широко застосовуються, щоб одержати найпродуктивніші форми мікроорганізмів. За допомогою методів добору вчені виділяли штами мікроорганізмів, які були активними синтезаторами того або іншого продукту, використовуваного людиною. Це можуть бути антибіотики, вітаміни й інші речовини.

Мікроорганізми можуть мутувати, що закріплено спадково. Учені широко використовують метод експериментального отримання мутацій під дією рентгенівських, ультрафіолетових променів і деяких хімічних сполук. За допомогою таких методів спадкова мінливість мікроорганізмів підвищується в десятки і навіть сотні разів.

М. І. Вавилов зазначив, що для успішної роботи селекціонеру слід вивчати і враховувати:

 1) вихідну сортову і видову різноманітність рослин і тварин;

 2) спадкову мінливість (мутації);

 3) роль середовища в розвитку і прояві досліджуваних ознак;

4) закономірності успадкування при гібридизації;

5) форми штучного добору, спрямовані на виділення й закріплення бажаних ознак

Механізм штучного добору за Ч. Дарвіном

1) Виділення окремих особин з ознаками, що цікавлять людину

 2) Добір особин, що успадкували від батьків бажані для людини ознаки

3)  Розмноження особин з корисними ознаками

Форми штучного добору

Масовий

Виділення з вихідного матеріалу цілої групи особин, що мають бажані для селекціонера ознаки.

Індивідуальний

Виділення окремих особин із цікавими для селекціонера ознаками й одержання від них нащадків

Форми гібридизації

Внутрішньовидова(у межах одного виду)

Споріднене схрещування (інбридинг):

Схрещування організмів, що мають безпосередніх спільних предків. Використовують для одержання чистих ліній. Підвищується гомозиготність.

Неспоріднене схрещування (аутбридинг):

Гібридизація організмів, що не мають тісних родинних зв’язків. Часто спостерігається явище гетерозису  –  «гібридної сили».

Підвищується гетерозиготність

Міжвидова (між особинами різних видів)

Гібридизація особин, які належать до різних видів, родів, із метою поєднання в гібридів цінних спадкових ознак: Жито х пшениця = тритікале

Кобила х осел = мул

Основні центри походження культурних рослин

були встановлені М. І. Вавиловим у 20-30-х pp. XX ст.

1. Південноазіатський тропічний (Індія, Індокитай, Південний Китай, острови Південно-Східної Азії): батьківщина рису, цукрової тростини, ківі, бананів.

2.Східноазіатський (Центральний і Східний Китай, Японія, Корея, Тайвань): батьківщина гречки, редьки, яблуні, груші, сливи, шовковиці, проса.

3.Південно-Західноазіатський (Мала та Ceредня Азія, Кавказ, Близький Схід, Північно-Захіна Індія, Західний Китай): батьківщина сої, чечевиці, жита, ячменю, вівса, моркви, цибулі, бавовнику, льону, винограду, абрикосу, мигдалю, волоського горіха, цитрусових.

4.Середземноморський: батьківщина цукрової буряку, капусти, маслин, конюшини, люпину.

5.Абіссінський (Північно-Східна Африка, Абіссінське нагір’я, Аравійський півострів): батьківщина твердої пшениці, сорго, кави.

6.Центральноамериканський: батьківщина кукурудзи, червоного перцю, квасолі, гарбуза, тютюну, какао.

7. Південноамериканський (Андійський): батьківщина картоплі, томатів, арахісу, ананасу.