Как сделать селекцию в домашних условиях
Обновлено: 07.07.2024
Но откуда же растут ноги у современной селекции?
Я думаю есть смысл начать с исторического обзора.
Историческое деление, используемое историками не совсем подходит для описания истории селекции и периодов ее развития. Наиболее логичным будет оценить историю развития современных культурных растений используя такой критерий, как метод работы с генетическим материалом.
Самым первым этапом развития селекции можно назвать такой исторический момент, как переход от собирательства к земледелию.
Да, селекция столь древняя наука. Лично я считаю первым селекционером нашего хитропопого предка (чье имя история, увы, не сохранила), который решил не съедать все собранные женщинами племени зерна, а посадить часть из них в землю поблизости от жилья. И именно момент переноса растения из дикой среды на обработанную землю и стал началом спонтанной и неосознанной селекции.
Процесс этот был неосознанным, скорее это была еще не селекция, а продолжение естественного отбора в искусственных условиях. Для попавшего на обработанную землю семени дикого растения привычные факторы внешней среды изменились. Земля вдруг оказалась взрыхленной, сорняк оказался выдернут чьей-то мозолистой рукой. И благодаря этому, естественный отбор, формировавший ранее облик дикого предка культурного растения под влиянием деятельности человека пошел другим путем. Именно тогда началось формирование привычного нам облика культурных растений.
Данный процесс шел параллельно во многих местах, можно даже сказать, что на полях каждого маленького селения он шел отдельным и независимым путем. Развитие культурных растений часто прерывалось по множеству причин: погиб урожай и для посева пришлось снова взять дикие семена; погибли земледельцы с семьей из-за эпидемии или набега; снялось с насиженного места и отправилась в поисках лучших мест оседлое племя. Список причин можно продолжать бесконечно, но в целом формирование культурного образа диких растений не прекращалось.
Для сравнения — несколько фото.
Вот дикая араратская пшеница из Эребунийского заповедника:
А вот несколько снимков с собственных селекционных участков
Отличаются.
Аналогичные снимки можно подобрать практически по всем возделываемым сейчас культурам.
На берегах реки Хуанхэ в Китае 7 тыс. лет назад начали выращивать просо и сою. На Американском континент 5 тыс. лет назад научились культивировать кукурузу, тыкву, фасоль, хлопок.
Сколько же времени ушло на то, чтобы дикое растение приобрело первые черты культурного? Не знаю, думаю не менее не одна сотня и даже тысяча лет.
Узнать это очень сложно, можно лишь предполагать. Археологи периодически находят во время раскопок остатки примитивных сельскохозяйственных орудий или инвентаря, предназначенного для переработки сельскохозяйственного сырья, но находки семян в пригодном для анализа состоянии крайне редки и встречаются лишь изредка, как правило в захоронениях знатных людей и в египетских пирамидах.
Поэтому за отсутствием материала для исследований историки имеют возможность рассказать лишь о развитии способов сельскохозяйственного производства, но умалчивают при этом о развитии растений.
Сколько продолжался этот период? Окончанием этого периода можно считать время появления первых документальных свидетельств, подтверждающих наличие высокоразвитого (по тем временам) сельского хозяйства. Не материальных, в виде найденных археологами остатков примитивных сельскохозяйственных орудий, а именно документальных, свидетельствующих о том, что сельское хозяйство стало отдельной сферой деятельности человека. Первые подобные свидетельства относятся к эпохе Древнего Египта.
Большинство хлебных растений были известны египетским земледельцам уже в период Раннего царства (приблизительно 3000 лет до нашей эры). Это также относится к смоковнице, финиковой пальме, виноградной лозе и прочему. Среди овощей на столе египтян были салат, огурцы, чеснок, лук, корнеплоды. Развито было и льноводство. Такой ассортимент свидетельствовал, с одной стороны о высоком (для тех времен) уровне агрокультуры, с другой — о том, что к этому времени уже сформировались первые сорта-популяции сельскохозяйственных растений.
О высоком уровне агротехники свидетельствовал и тот факт, что в Древнем Египте был создан первый сельскохозяйственный календарь, привязанный к фазам разлива Нила.
Да, урожайность посевов в те времена была гораздо ниже, сорта не имели современного потенциала продуктивности, да и защита растений от болезней и вредителей тогда была. в общем не было ее, разве что естественный иммунитет растений как-то сопротивлялся болезням. Библейская притча про семь тучных и семь тощих лет появилась далеко не не пустом месте, а гибель урожая от засухи, болезней, саранчи и т.д. неоднократно отмечалась в разных исторических источниках.
Но тем не менее даже этот уровень позволял не только обеспечивать продовольствием целые классы людей, в сельском хозяйстве не занятых, но и делать некоторые, пусть и небольшие, резервы продовольствия.
Самым главным переломным моментом, завершающим первый, еще неосознанный этап селекции стало то, что земледелие (и животноводство) в то время уже стало отдельной отраслью хозяйства, а земледельцы выделились в отдельный класс населения. Специализация определенной группы населения на производстве продукции растениеводства и животноводства на протяжении многих поколений привело к тому, что начали формироваться первые методы селекционной работы. Начался второй этап, который можно назвать народной селекцией.
Если на первом этапе вмешательство в генотип растения было неосознанным, скорее даже человек своей деятельностью корректировал ход естественного отбора, то при народной селекции вмешательство в генотип происходило пусть и неосознанно и без знания каких-либо теоретических основ, но на интуитивном уровне были сформированы первые методы селекционной работы, не утратившие своей актуальности и поныне: наблюдение, отбор и скрещивание. Остановлюсь на них подробнее.
Второй инструмент — отбор. Собственно этот метод и дал название селекции как науке. Умение отобрать нужное растение из ему подобных и использовать его для дальнейшего размножения и стало первым практическим методом селекции. Несмотря на свою древность — этот метод будет использоваться еще очень и очень долго. Сейчас он подкреплен мощной лабораторной базой: от методов анализа качества продукции до секвенирования ДНК с целью поиска генов отвечающих за интересующие нас признаки растений. Критерием отбора может быть все: урожайность, период вегетации, вкус и качество продукции, зимостойкость, засухоустойчивость, пригодность для той или иной зоны. Да просто внешняя красота — ведь радующие нас своим внешним видом цветы тоже созданы селекционерами.
Отбор также является основным инструментом первичного семеноводства.
Третий инструмент селекции — скрещивание для передачи потомству необходимых признаков. Первоначально этот метод был более распространен в селекции домашних животных. В селекции растений он стал применяться позднее. На роли этого механизма я остановлюсь немногим позже. Но уже в Древнем Египте было известно искусственное опыление финиковой пальмы для повышения урожайности.
Все эти три метода, а также их производные и составляют основу современной селекции.
Но вернемся собственно к народной селекции. История ее охватывает многовековой период, но описана она очень неполно. Историки опять сталкиваются с проблемой отсутствия материала для научного анализа.
Совместное действие естественного и искусственного отбора привело к ускорению формирования облика культурных сортов.
Основными целями селекции на этом этапе были повышение урожайности и сохранение устойчивости к неблагоприятным условиям.
С течением времени представления о различиях между формами культурных растений становились все более определенными, и возможности их полезного использования постепенно расширялись. Вводились в культуру новые растения. Классическим примером такой культуры является подсолнечник. Будучи родом из Аргентины эта культура попала в Европу, а затем и Россию в качестве декоративной культуры. Но именно Россия стала родиной подсолнечника как сельскохозяйственной культуры.
Несмотря на практически полное отсутствие письменных трудов, в которых бы селекция растений выделялась в отдельную отрасль — существует целый ряд косвенных свидетельств. Как не странно — но они нашлись. в живописи: косвенным подтверждением селекции в те времена становятся художественные источники и различные календари. Изображенные на них посевы явно свидетельствуют о том, что возделываемые человеком растения далеко ушли от своих диких предков.
August. Moving Wheat, Binding Sheaves Da Costa Hours, in Latin. Illuminated by Simon Bening (1483/84-1561). Belgium, Bruges, ca. 1515. 172×125 mm. New York Pierpont Morgan Library MS M.399, fol. 9v.
Около 1540. Август из Golf Book, выполненной в мастерской знаменитого фламандского миниатюриста Симона Бенинга (ок. 1483-1561) / Calendar pages for August. A miniature of labourers harvesting grain and resting in the fields and a bas-de-page scene of a men snaring birds. From the Golf Book (Book of Hours, Use of Rome), workshop of Simon Bening, Netherlands (Bruges), c. 1540, British Library, Additional MS 24098, f. 25v, f. 26r.
Около 1500. Июль: Жатва. Часослов Генриха VIII, f.004. Миниатюрист Jean Poyer, Франция / Hours of Henry VIII, MS H.8, f.004. Illuminated by Jean Poyer. New York Pierpont Morgan Library. July — Reaping of the wheat.
Окончанием данного периода можно считать начало XVIII века, когда в связи с развитием науки селекция стала развиваться как отдельная отрасль сельского хозяйства. Но об этом — в следующий раз.
Скрещивание фиалок в домашних условиях — достаточно трудоемкий процесс. Для выведения нового устойчивого вида понадобится не один год.
Для чего скрещивают фиалки?
Фиалки цветоводы скрещивают, желая получить новые сорта, которых еще нет в домашней коллекции. Но эта работа требует большого опыта и знаний.
Все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Селекция фиалок начинается с чего:
- определения поставленной цели: желаемого цвета бутонов, листьев и других характеристик;
- выбора здоровых родителей;
- вывода сорта, который ранее был неизвестен.
Даже кропотливый труд не гарантирует результата, так как цветоводу без биологического образования тяжело угадать, которые признаки станут преобладать в выведенной сенполии. Передача характеристик от выбранной пары новому растению основывается на взаимодействии рецессивных и доминантных признаков. Так, если скрестить фиолетовый цветок с розовым, то у нового сорта будут синие и лиловые лепестки. При самостоятельном опылении пары с мохнатыми и простыми бутонами высока вероятность получить сенполию с гладкими цветками.
Способы селекции в домашних условиях
Селекция фиалок проводится с помощью самостоятельного опыления. Для этого подбирают здоровую пару цветков для получения нужной окраски. На пестик 1 растения наносится с помощью иголки пыльца из пыльника другого экземпляра. Пыльца созревает на 5 день после раскрытия бутона. Пестик готов к опылению после появления на его поверхности капли жидкости.
После скрещивания начнется формирование коробочки с семенами, похожими на темно-коричневую пыль. Посевной материал полностью созреет через полгода. К этому времени стебель засохнет, и коробочку можно будет легко отделить от куста. Ее вскрывают с помощью иглы, достают семена и сушат их при комнатной температуре. Они готовы к посадке через 2-3 недели после созревания. Всхожесть сохраняется до 6 месяцев.
Листьями
Сенполия легко размножается с листка под соцветием. Достаточно его обломить или срезать и поставить в кипяченую воду с добавлением 1 таблетки активированного угля. А можно сразу посадить лист в почвенную смесь и ждать, пока пустятся корни. Пересаживать в горшок ростки рекомендуется, когда корни будут длиной 1-2 см. Используют такое размножение для продажи. При делении листком новое растение возьмет все характеристики материнского. Но это происходит не со всеми видами сенполии.
Фиалки не скрещиваются с помощью литьев, но некоторые разновидности при размножении черенками могут получить другую окраску бутонов и листвы.
Сенполии-химеры из листка не похожи на материнский цветок. Здесь есть где разгуляться фантазии селекционера фиалок. Для размножение химеры невозможно пользоваться листовыми черенками, деление куста или укоренение цветоносов фиалки с 2 небольшими листками — более подходящий вариант. Пасынки появляются в пазухах листьев. Для стимуляции их роста срезают верхушку растения.
До 20% новых растений из куста фиалки-фэнтези тоже не повторяют характеристик взрослого растения. С каждого листка может получиться куст другой окраски. Поэтому для селекции фиалок разновидности фэнтези тоже можно использовать листья.
Возможно ли переопыление?
Теоретически сенполия может опылить себя сама, но на практике это происходит редко. Могут фиалки переопыляться, если рядом находится кондиционер или вентилятор, возле цветка бродит кошка или горшок стоит на сильном сквозняке. В этих случаях нужно принять меры. Ведь при близком соседстве белой и фиолетовой сенполии получают растение с розовыми лепестками.
Переопыление чаще всего происходит, когда в 1 горшке выращивают сразу 2 вида фиалок. Если их вовремя не пересадить, то вместо 2 разных цветков хозяин получит 1 растение, и будущую окраску его угадать будет трудно.
Укоренение в почвенной смеси
Для посадки семян или укоренения листовых черенков сенполии разновидности химера или фэнтези используют специальный субстрат. Лучше всего фиалкам подходит рыхлая, воздухопроницаемая почва. Грунт из огорода для выращивания цветка не подойдет. Он может оказаться неподходящим по кислотности и плотности. А цветок желательно сажать в слабокислую среду.
Можно приобрести уже готовый субстрат в цветочном магазине или приготовить его собственноручно. Для этого берут по 1 части листового перегноя, промытого песка, мха и дернового грунта с грядки, 0,5 — перлита или древесного угля, 3 — торфа. Перлит или уголь добавляют для обеззараживания и поддержания оптимального уровня влажности.
Для посадки семян или листка подойдет небольшой горшок диаметром 4 см и отверстиями в дне для дренажа. Подросшие ростки со временем пересаживают в более объемную тару, но только после того, как молодое растение по размеру превысит вдвое габариты емкости.
Есть 2 способа укоренения листовых черенков: в почве и воде. Для первого метода срезанный лист окунают в раствор марганца и углубляют на 1,5 см в почву. Горшок желательно разместить в теплом солнечном месте и оградить от сквозняков. Можно накрыть банкой или полиэтиленовым прозрачным пакетом. Поливают черенок только после высыхания верхнего слоя субстрата. При втором варианте лист переносят в грунт, когда он уже пустил небольшие корешки.
При посадке семян их смешивают с мелкозернистым песком, сеют. Присыпать слоем почвы не нужно. Емкость с землей размещают в хорошо освещенном месте. Сверху прикрывают стеклом, которое следует периодически поднимать для проветривания поверхности субстрата. Рекомендуется постоянно орошать грунт и следить за тем, чтобы он не пересыхал. Уже подросшие побеги пересаживают в отдельную тару.
Уход за фиалками после размножения
Присмотр за молодыми отростками похож на уход за взрослыми сенполиями. После укоренения температуру окружающей среды желательно понизить с +27°С до +20…+22°С. Влажность следует поддерживать на уровне 50%. Световой день для правильного развития ростков должен ровняться 12-14 часам. В зимнее время побеги подсвечивают люминесцентными лампами.
Молодое растение нуждается в более частом орошении. При поливе нужно следить, чтобы капли воды не попали на листья. Если это произойдет, возможно образование гнили. Лучше всего поливать побеги через поддон. В него наливают воду и ждут, пока влага уйдет. Остатки сливают.
В почву для пересадки ростков добавляют больше перлита или угля, чтобы не допустить загнивания корневой системы, которая еще не до конца сформирована.
Как самому вывести новые сорта?
Изучить технику, как правильно скрестить комнатную сенполию при разведении, можно по видео урокам. Пыльца наносится несколькими способами:
Для первого метода нужно высыпать собранную пыльцу на лист бумаги, согнуть его и, направив на пестик, подуть. Содержимое должно попасть на середину бутона.
Вторая техника подразумевает использование пальцев, иголки или ватной палочки.
При третьем варианте 2 цветка нужно прижать друг к другу, периодически встряхивая.
Опылять цветки можно в любое время суток, но лучше всего для манипуляции выбрать солнечный день. В это время повышается активность сенполии и выше вероятность положительного результата. Для надежности процедура проводится с каждым цветком. Можно повторить опыление еще несколько раз в течение 2-3 дней.
Если родительская пара не достигла одновременно зрелости, то нужно провести выравнивание сроков. Придержать созревание можно переносом горшка в прохладное и затемненное место. Желательно уменьшить или полностью прекратить полив. Для ускорения нужно использовать удобрения и дополнительное освещение.
Многократное опыление поможет вывести новые сорта, но на закрепление результатов уйдет много времени.
Можете себе представить лигра или плуот? Звучит как заклинание и выглядит совершенно невероятно. Однако это результат вовсе не магического действа, а пошаговое достижение селекции – науки для создания новых и улучшения существующих пород животных, растений и штаммов микроорганизмов.
Иван Владимирович Мичурин - русский селекционер
От интуиции до науки
Селекция – одно из самых ранних достижений человечества. Она появилась во время первых земледельческих опытов племен, когда люди начали выращивать растения и приручили животных. Примитивная селекция носила случайный характер. Так, например, жители Анд не любили есть горькие клубни картофеля. Они отдавали их скоту, а себе оставляли сладкие клубни, их же оставляли для посева, будучи уверенными, что картошка будет сладкой. Похожая история была и с морковью. Разветвлённые корни считались изъяном, их не использовали для посева и целостность корня накапливалась в сортах на протяжении нескольких поколений.
Следом за Францией возникают семеноводческие фирмы в Германии, Австрии и США. Семена вывозились во многие страны и приносили прибыль селекционерам. Однако в XIX веке селекция все еще не считалась наукой. Это, скорее, был прибыльный бизнес, где секрет выведенной культуры передавался так же втайне и по наследству, как старинные рецепты известных кондитеров.
Капуста романеско - цветная капуста и брокколи
Селекция развивалась и совершенствовалась. Среди русских ученых самое громкое имя в этой отрасли – Иван Владимирович Мичурин. В работе было задействовано свыше тысячи растений, полтора десятка плодовых и ягодных культур, несколько десятков ботанических видов. В своем питомнике он собрал уникальную коллекцию растений с Дальнего Востока, Кавказа, Тибета, из Китая, Канады и других стран.
То, что сегодня нам кажется привычными фруктами и овощами, на самом деле когда-то стало прорывом в науке. Он прорастил даже сорт качественного табака. Дело в том, что сорта желтого турецкого табака не вызревали в нашей стране. Тогда селекционер вывел сорт табака более раннего срока созревания, с меньшим процентом никотина. Желтый болгарский ранний табак при скрещивании с суматринским мелколистным дали новый скороспелый ароматный сорт, способный вызревать даже на Урале.
Помимо табака, Мичурин вывел около тридцати сортов роз и других декоративных растений. Голландцы предлагали ему 20 тысяч царских рублей золотом за секрет создания лилии фиалковой. Это было невероятно: цветок выглядел, как лилия, но пах фиалкой. Мичурин не стал делиться открытием. Знаменитые Мичуринские яблоки сорта Пепин шафранный легко восстанавливаются после зимних заморозков, сладкие на вкус и могут пролежать до февраля. Сливы благодаря Мичурину тоже стали устойчивыми к морозу. Скрестив с ними терн, ученый получил три сорта терносливы. Самым известным стал Ренклод колхозный.
Сегодня селекция в мире растений не перестаёт удивлять. Можно попробовать желтые арбузы, фиолетовый картофель, гибрид сливы и абрикоса, смесь брюссельской и савойской капусты, яблоко с грушей, землянику со вкусом ананаса и многое другое. Приведем интересные, но при этом не самые экзотичные примеры:
Плуот - смесь сливы и абрикоса
3. Арбузный редис = редька + редис. Выглядит это как редис наизнанку: изнутри – малиновый, сверху – бежево-желтый. На пробу жесткий и не такой сочный, но по вкусу напоминает обыкновенный редис. Выглядит эффектно и легко может расти на вашей даче.
4. Нэши = яблоко + груша. Круглое яблоко, грушевое на вкус. Твердое, поэтому прекрасно переносит транспортировку и хранение. Было придумано в Азии.
5. Томтато = картофель + помидор. Два в одном: внизу растет картофель, а сверху – крошечные помидоры-черри.
Лигр – детеныш льва и тигрицы
Селекция животных бывает разных видов: инбриндинг, аутбриндинг и отдаленная гибридизация. Инбриндинг – это скрещивание близкородственных представителей: братьев, сестер и их родителей. Именно так появились бройлерные куры, которые превосходят обыкновенных мясных по весу. Аутбриндинг – скрещивание межпородное. Так, например, Михаил Федорович Иванов вывел породу свиней, скрестив беспородную украинскую свинью и белого английского хряка. Получился неприхотливый вид, мясо которого обладало высоким качеством. Отдаленная гибридизация – способ скрещивания разных видов. Так появились мулы (кобыла + осел), покладистые, как лошади, и выносливые, как ослы. Обратный гибрид (ослица+ конь) вышел не очень удачным и не получил широкого распространения: лошаки обладали невероятно упрямым характером. Удачным примером стал бестер – гибрид белуги и стерляди. Очень вкусная и большая по весу рыба.
В основном селекция животных необходима для пропитания и выполнения каких-либо работ. Однако есть и менее практичные, но при этом любопытные примеры.
Саванна – помесь дикого сервала и домашней сиамской кошки
- Лигр – детеныш льва и тигрицы. Они могут обитать лишь в неволе, потому что в реальной жизни их места обитания не совпадают. Лигры весят около 400 килограммов. Они – самые крупные из всех известных существующих представителей семейства кошачьих.
- Саванна – помесь дикого сервала и домашней сиамской кошки. От кошки у нее только благородный и слегка высокомерный внешний вид. По характеру саванны преданы, как собаки, очень игривы и любят купаться.
- Домашняя лиса. В 1950–м году советский генетик Дмитрий Беляев одомашнил лису. Произошло это за счет скрещивания самых послушных представителей вида серебристо-черной лисы.
- Кама – верблюд + лама. По росту эти животные совсем не подходят друг другу, поэтому ученые вывели каму искусственным путем, исключив возможность естественного оплодотворения. Интересно, что в случаях отдаленной гибридизации возможны даже случаи суррогатного материнства среди животных, или метод подсаживаемого эмбриона.
- Гролар– гибрид гризли и полярного медведя. Несмотря на то, что генетически эти виды похожи, в реальной жизни они избегают друг друга. Гризли живут и размножаются на земле, а полярные медведи чаще пребывают на льду. Гролары могут выжить как в условиях неволи, так и в дикой природе.
Микроорганизмы
Кажется, что после того, как люди научились выводить новые виды растений и животных, селекция микроорганизмов не выглядит так внушительно. Однако на самом деле это очень важный раздел селекции, который заходит в область биотехнологий и генную инженерию. Селекция микроорганизмов крайне важна в промышленности и сельском хозяйстве. Например, от качества дрожжей зависит качество хлеба на прилавках, а от кисломолочных бактерий – вкус йогуртов в магазине. Селекция микроорганизмов используется для выщелачивания металлов, при очистке сточных вод (об этом читайте в нашем материале), образовании метана как горючего газа, в медицине при синтезе лекарственных форм. Например, интерферон (противовирусный препарат) или инсулин (необходимый для диабетиков). Основными методами селекции при работе с микроорганизмами считается отбор и мутагенез.
Методы выведения новых сортов, пород и штаммов
Ключевые слова: сорт, порода, штамм, . Раздел ЕГЭ: 3.8. Селекция, … Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных
Сорт, порода, штамм
Учёные-селекционеры работают с сортами растений, породами животных и штаммами микроорганизмов. Сорт, порода, штамм — популяция организмов, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями.
Сорт (от лат. sortis — разновидность) — группа созданных в результате селекции сельскохозяйственных растений одного вида (например, яблоня домашняя), обладающих передающимися по наследству хозяйственно ценными признаками. Различают местные и селекционные сорта культурных растений. Местные сорта получают в результате стихийного (бессознательного) отбора в процессе выращивания той или иной культуры. Селекционные сорта создаются в научно-исследовательских учреждениях с использованием методов комбинационной селекции.
Сорта яблони домашней: 1 — Папировка; 2 — Антоновка обыкновенная; 3 — Анис; 4 — Ранетка пурпуровая
Штамм (от нем. stamm — основа, племя) — чистая культура микроорганизмов, выделенная из определённого источника или полученная в результате мутаций. Разные штаммы одного и того же микроорганизма могут отличаться друг от друга по ряду свойств, в том числе и хозяйственно ценных. Штаммы микроорганизмов используют в биотехнологии для микробиологического синтеза белков.
Селекция растений
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости: виды и роды, генетически близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Так, например, у мягкой и твёрдой пшеницы и ячменя существуют остистые, короткоостые и безостые колосья. Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов, что используется в селекции. Чем ближе между собой виды и роды, тем больше сходство в изменчивости их признаков. Н. И. Вавиловым закон был сформулирован применительно к растениям, а позднее подтверждён для животных и микроорганизмов.
Гомологичные ряды изменчивости по форме колосьев у мягкой (А) и твёрдой (Б) пшеницы и ячменя (В). Во всех случаях есть остистые, короткоостистые, вздутые и безостые формы
Учение о центрах происхождения культурных растений. Каждая сельскохозяйственная культура лучше развивается в тех условиях, которые в большей степени соответствуют экологическим условиям той местности, откуда произошло это растение. Н.И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений:
Центры происхождения
Культурные растения
В селекции растений наиболее широко используются такие методы, как массовый отбор, внутривидовая гибридизация, отдалённая гибридизация, полиплоидия.
Большой вклад в селекцию плодовых растений внёс отечественный селекционер И. В. Мичурин. На основе методов межсортовой и межвидовой гибридизации, отбора и воздействия условиями среды им были созданы многие сорта плодовых культур. Благодаря его работам многие южные сорта плодовых культур удалось распространить в средней полосе нашей страны.
Многие сорта культурных растений являются полиплоидными. Таковы некоторые сорта пшеницы, ржи, клевера, картофеля, свёклы и т.д. Сочетание отдалённой гибридизации с последующим получением полиплоидных форм позволило преодолеть бесплодие отдалённых гибридов. В результате многолетних работ Н. В. Цицина и его сотрудников были получены гибриды пырея и пшеницы, пшеницы и ржи (тритикале).
К наиболее важным достижениям селекции растений следует отнести создание большого количества высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.
Селекция животных
Как и культурные растения, домашние животные имеют диких предков. Процесс превращения диких животных в домашних называют одомашниванием (доместикацией). Почти все домашние животные относятся к высшим позвоночным животным — птицам и млекопитающим
Вид
Время одомашнивания, тыс. лет назад
В селекции животных наиболее широко используются такие методы, как индивидуальный отбор, внутривидовая гибридизация (родственное и неродственное скрещивание), отдалённая (межвидовая) гибридизация.
Использование индивидуального отбора связано с половым размножением животных, когда получить сразу много потомков затруднительно. В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Имеет определённое значение также учёт экстерьера, то есть совокупности внешних признаков животного. Подбор производителей в животноводстве особенно актуален в связи с применением в настоящее время искусственного осеменения, позволяющего получить от одного организма значительное число потомков.
Родственное скрещивание ведёт к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к неблагоприятным факторам среды, снижением плодовитости и т. п. Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. На основе межпородного скрещивания были созданы высокопродуктивные сельскохозяйственные животные (в частности, М.Ф. Иванов создал высокопродуктивную породу свиней Белая украинская, породу овец Асканийская рамбулье). Неродственное скрещивание сопровождается гетерозисом, сущность которого состоит в том, что гибриды первого поколения имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие. Примером эффективного использования гетерозиса служит выведение гибридных цыплят (бройлерное производство).
Отдалённая (межвидовая) гибридизация животных приводит к бесплодию гибридов, но благодаря проявлению гетерозиса широко используется человеком. Среди достижений по отдалённой гибридизации животных следует отметить мула — гибрида кобылы с ослом, бестера — гибрида между белугой и стерлядью, продуктивного гибрида между карпом и карасём, гибриды крупного рогатого скота с яками и зебу, отдалённые гибриды свиней и т.д.
Селекция микроорганизмов
К микроорганизмам относятся: прокариоты — бактерии, архебактерии и цианобактерии; эукариоты — грибы, микроскопические водоросли, простейшие.
В селекции микроорганизмов наиболее широко используются индуцированный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток (клонов), методы клеточной и генной инженерии.
Деятельность микроорганизмов используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Ферментативную активность микроорганизмов (грибов и бактерий) используют в производстве молочных продуктов, хлебопечении, виноделии и др. С помощью микроорганизмов получают аминокислоты, белки, ферменты, спирты, полисахариды, антибиотики, витамины, гормоны, интерферон и пр.
Выведены штаммы бактерий, способные разрушать нефтепродукты, что позволит использовать их для очистки окружающей среды. Ведутся работы по перенесению генетического материала азотфиксирующих микроорганизмов в геном почвенных бактерий, которые этими генами не обладают, а также непосредственно в геном растений. Это позволит избавиться от необходимости производить огромное количество азотных удобрений.
Значение генетики для селекции
Методы генетики используются в создании новых штаммов микроорганизмов, производящих необходимые человеку вещества. Генная инженерия способна вводить гены в клетки растений, которые отвечают за цвет плода, устойчивость к неблагоприятным факторам среды, вредителям и болезням, с повышенной засухоустойчивостью и другими признаками. В результате получают генно-модифицированные продукты. Клонирование позволяет массово производить нужные сорта растений, а также получать животных с идентичными признаками.
Биологические основы выращивания
культурных растений и домашних животных
Высокопродуктивный сорт, созданный в результате усилий селекционной работы, нуждается в подходящих условиях внешней среды. Учитывая, что у каждого растения свои потребности, при выращивании следует обращать внимание на эти нюансы. Без подобного подхода получить урожай проблематично. Поэтому при выращивании учитывают:
Сельскохозяйственным животным также требуются конкретные условия содержания. Важно соблюдать следующие факторы:
- температурный режим, освещенность, влажность при выращивании в замкнутом пространстве;
- поддержание санитарного состояния в помещении для содержания;
- создание условий для выгула;
- необходимость чистки животных;
- наличие свежего и сухого подстилочного материала;
- введение в рацион кормов высокого качества.
Животные способны к модификационной изменчивости, которая происходит под влиянием факторов внешней среды. При неправильном содержании и кормлении качественных пород, их полезные признаки будут сведены к минимуму (продуктивность, жирность и количество молока, яйценоскость, набор массы тела и другие признаки породы).
Читайте также: