Селекция
популяции. Соматические генные мутации, происходящие в организме,
наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантной клетки путем
митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в котором они возникли,
но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматические мутации,
вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но в некоторых
случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста и деления. Эти
клетки могут дать начало опухолям - либо доброкачественным, которые не
оказывают особого влияния на весь организм, либо злокачественным, что приводит
к раковым заболеваниям.
— выведение чистых линий (один из приемов селекции)
путем многократного принудительного самоопыления растений: потомство такого
растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшем скрещивают особи
двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первого поколения,
их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однако в последующих
поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтому в практике
используют только гибриды первого поколения.
Методы селекции животных
| Методы |
Селекция животных |
| Подбор родительских пар |
По хозяйственно ценным
признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков) |
|
Гибридизация:
а) неродственная
(аутбридинг)
|
Скрещивание отдаленных
пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных
популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство |
| Б) близкородственная
(инбридинг) |
Скрещивание между близкими
родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками |
|
Отбор:
а) массовый
|
Не применяется |
| Б) индивидуальный |
Применяется жесткий
индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости,
экстерьеру |
| Метод испытания
производителей по потомству |
Используют метод
искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых
проверяют по многочисленному потомству |
| Экспериментальное получение
полипоидов |
Не применяется |
| Экспериментальный мутагенез |
Применяется для получения
исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов |
| Генетическая инженерия |
Создание новых комбинаций
генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения
лекарственных препаратов |
Селекционный процесс отличается непрерывностью, методы
его всё время совершенствуются. Это обусловлено возрастающими требованиями
производства к новым сортам и породам — их продуктивности и качеству продукции,
способности противостоять болезням и вредителям, а также продвижением культур и
отраслей животноводства в новые районы, изменением технологии выращивания и т.
п. В 30—40-е гг. в СССР были широко районированы сорта пшеницы Лютесценс 62,
Цезиум 111, Украинка, дававшие зерна 25—30 ц с 1 га; у пришедших на смену
современных сортов: Безостая 1, Мироновская 808, Аврора, Кавказ, Мироновская
юбилейная и др. — урожайность в производственных условиях достигает 50—70 ц с 1
га. В 19 в. выращивание стекловидной краснозёрной яровой пшеницы на
значительные части прерий Канады и на С. Великих равнин США стало возможным
благодаря раннеспелому сорту Ред Файф, который в начале 20 в. был заменен
сортом Маркиз, созревавшим на несколько дней раньше, что позволило расширить
пшеничную зону. Выведение новых пород овец, приспособленных к условиям Сибири,
способствовало продвижению тонкорунного овцеводства в новые районы. Повышенным
спросом на цветные шкурки норок объясняется выведение зверьков с палевой,
голубой, жемчужной, сапфировой окраской меха. Селекция тесно связана с
систематикой, анатомией, морфологией, физиологией, экологией растений и
животных, биохимией, иммунологией, растениеводством, зоотехнией,
фитопатологией, энтомологией и др. науками, использует их приёмы и методы
исследования. Исключительно большое значение для селекции имеют знания биологии
опыления и оплодотворения, эмбриологии, гистологии и молекулярной биологии.
Теоретической основой селекции является генетика,
основные положения которой стали фундаментом для селекционной практики. Большую
роль в селекционной практике играет гибридологический анализ. В свою очередь,
генетика черпает в селекции данные для обобщения и благодаря им развивает свои
теории. Селекционная работа в нашей стране проводится в специальных хозяйствах,
на опытных станциях, в селекционных центрах, в племенных совхозах. Обычно
породу или сорт выводят для районов с определенными климатическими условиями, в
которых их генотип проявится в наилучшей форме.
Порода, сорт, штамм — это популяции организмов,
полученных в результате селекции. Сорт-совокупность особей культурных растений
одного вида, устойчиво обладающих в конкретных условиях возделывания
определенными морфофизиологическими и хозяйственными признаками. Порода- группа
сельскохозяйственных животных одного вида, имеющих общее происхождение (в
результате искусственного отбора) и отличающихся специфическими, передающимися
по наследству признаками. Штамм- чистая культура микроорганизмов (бактерий,
грибов) одного четко выделенного и хорошо изученного вида, отличающаяся от других
культур того же вида организмов рядом физиолого-биохимических свойств. Они
характеризуются сходными наследственными особенностями и определенными внешними
признаками, наследственно закрепленной продуктивностью. Например, молочные
породы крупного рогатого скота отличаются величиной удоя, процентом жирности и
содержанием белка в молоке. Но все их ценные свойства выявляются лишь при
хорошем содержании, кормлении, а также в определенных природных условиях.
Совершенствование существующих форм животных, растений
и полезных микроорганизмов невозможно без знания исходного материала, без
изучения его происхождения и эволюции. Этим целям отвечают работы Н. И.
Вавилова по установлению центров происхождения культурных растений в очагах
древнейшего земледелия, созданию их коллекции и использованию в качестве
исходного материала для выведения новых сортов. Он выделил восемь таких центров:
Индийский — родина риса, сахарного тростника, цитрусовых; Среднеазиатский —
родина гороха, бобов, мягкой пшеницы; Китайский— хлебных злаков, бобовых;
Средиземноморский — капусты, клевера; Абиссинский — кофе, ячменя;
Переднеазиатский — пшеницы, ржи, плодовых культур, дыни; Южномексиканский —
хлопчатника, кукурузы, томатов, тыквы, фасоли; Южноамериканский —родина
картофеля, хинного дерева. Эти центры особенно изобилуют многообразием видов.
Н. И. Вавилов со своими сотрудниками собрал из этих мест мировую коллекцию
растений, обладающих большим генотипическим разнообразием. Эта коллекция и
теперь служит богатым исходным материалом для скрещивания и выведения ценных
сортов, т.е. для селекционной работы. При районировании культурных растений и
разведении домашних животных учитывают закономерности, установленные Вавиловым
(закон гомологических рядов).
Центры происхождения культурных растений (по Н. И.
Вавилову)
| Название центра |
Географическое положение |
Родина культурных растений |
| Южноазиатский тропический |
Индия, Индокитай, Южный
Китай, о-ва Юго-Восточной Азии |
Рис, сахарный тростник,
огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др. (50% культурных растений) |
| Восточноазиатский |
Центральный и Восточный
Китай, Япония, Корея, Тайвань |
Соя, просо, гречиха,
плодовые и овощные культуры — слива, вишня, редька и др. (20% культурных
растений) |
| Юго-западно-азиатский |
Малая Азия, Средняя Азия,
Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия |
Пшеница, рожь, бобовые
культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др.
(14% культурных растений) |
| Средиземноморский |
Страны по берегам
Средиземного моря |
Капуста, сахарная свекла,
маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений) |
| Абиссинский |
Абиссинское нагорье Африки |
Твердая пшеница, ячмень,
кофе, сорго, бананы |
| Центрально-американский |
Южная Мексика |
Кукуруза, длинноволокнистый
хлопчатник, какао, тыква, табак |
| Андийский
(Южноамериканский) |
Южная Америка вдоль
западного побережья |
Картофель, ананас,
кокаиновый куст, хинное дерево |
Селекция микроорганизмов.
Продукты биосинтеза одноклеточных организмов с каждым
годом все более широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, где
используется ферментативная деятельность грибов и бактерий: в хлебопечении,
пивоварении, виноделии, приготовлении многих молочных продуктов. В связи с этим
развивается промышленная микробиология и селекционная работа по выведению новых
штаммов микроорганизмов с повышенной продуктивностью. Такие штаммы имеют
большое значение для производства кормового белка, ферментных и витаминных
кормовых препаратов, используемых в животноводстве.
В пивоваренной промышленности в настоящее время
зерновой солод заменяют амилазами микроорганизмов, при этом вкусовые качества
пива сохраняются. Применение ферментных препаратов в виноделии позволяет
ускорить созревание и улучшить качество вин. Ферменты микроорганизмов широко
используют в медицине и фармацевтической промышленности. Плесневые и лучистые
грибы, измененные методами селекции, вырабатывают в сотни раз больше
антибиотиков по сравнению с исходными формами. Микроорганизмы применяют в
селекции и для производства бактериальных удобрений, аминокислот, витаминов,
стимуляторов роста и микробиологических средств защиты растений от вредителей и
болезней.
Антибиотики и селекция резистентных штаммов видов
микроорганизмов
Селекция плодовых и ягодных культур:
В результате селекции за период с 1930 по 2006 гг.
учеными института создано 184 сорта плодовых и ягодных культур, в т.ч.: яблони
– 36, груши – 17, вишни – 10, черешни – 18, сливы – 11, алычи – 8, абрикоса –
6, смородины черной – 24, смородины красной – 5, крыжовника – 15, земляники
садовой – 14, малины – 3, облепихи – 2, калины – 1, аронии черноплодной – 2,
ореха грецкого – 4, винограда – 4, семенных подвоев груши – 1, сливы – 2 и
черешни – 1. Существующий сортимент, наиболее приспособленный к
почвенно-климатическим условиям Беларуси, позволяет круглый год иметь на столе
потребителя свежие плоды и ягоды.
Яблоня:
За период 1995-2006 гг. передано в ГСИ 11 сортов, в
том числе иммунных к парше – 6. За этот период включено в Государственный
реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси – 13: Антей, Весялина,
Белорусское сладкое, Имант, Надзейны, Алеся, Коваленковское, Вербное,
Заславское, Чаравница, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Лучезарное. В
Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в
Российской Федерации включено 7 сортов яблони: Антей, Весялина, Коваленковское,
Алеся, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Чаравница, на 4 последних получены
патенты.
Создание высокопродуктивных сортов яблони с
высококачественными плодами и обладающих высокой устойчивостью к
неблагоприятным условиям окружающей среды – главная цель селекции яблони.
Основные задачи, которые требуют решения на пути совершенствования
селекционного процесса:
1) Создание товарных конкурентоспособных в наших
условиях сортов по качеству плодов при минимальной химической защите от
вредителей и болезней, в основном сортов зимнего и позднезимнего сроков созревания.
Сохранение потенциала продуктивности 25-30 т/га, получение не менее 8 урожаев в
10 лет. Отбор сортов скороплодных, со сдержанным ростом, смешанным типом
плодоношения (кольчаточным и на однолетних побегах).
Внедрение новых методов хранения плодов облегчит
задачу селекционеров в совершенствовании качества плодов. Тем не менее,
расширение сезона потребления яблок в свежем виде за счет продолжительности
хранения в традиционных условиях (хранилищах с естественным охлаждением)
остается одной из задач при отборе сорта.
2) Cоздание нового исходного материала, обладающего
комплексной устойчивостью к наиболее вредоносным заболеваниям в настоящее время
(парше, европейскому раку и цитоспорозу), не упуская из виду степень
устойчивости растений к мучнистой росе и филлостиктозу.
Достигнуть в сорте стабильной прочной устойчивости
можно лишь сочетая разные источники устойчивости. В селекционной программе
основу исходного материала составляют сорта и гибриды, обладающие высоким
уровнем полигенной устойчивости к парше и раку коры и древесины, полученные на
основе местных и интродуцированных сортов, а также гибридов от межвидовой
гибридизации с использованием видов Malus sieboldii, M.baccata, M.sargentii,
M.micromalus, M.floribunda 821, M.coronaria.
3) Необходимость совершенствования методов отбора на
ранней стадии развития гибридов. Успех любой селекционной программы зависит от
количества сеянцев в гибридной семье. Однако анализ объемов гибридного фонда и
количество выведенных сортов в институте показывает, что не всегда большой
объем определяет успех. Гораздо важнее верно определить исходные комбинации. С
целью сокращения селекционного процесса в последние годы внедряется новая
схема, в которой после массового отбора на устойчивость к болезням в первые 2
года развития сеянцев размножаются устойчивые отборы на клоновых подвоях 62-396
и ПБ-4, что позволяет уже на 5-й год от посева оценить качество плодов
гибридов.
Возможность прогнозирования разных характеристик
многолетнего плодового растения на ранних этапах онтогенеза по совокупности
физиолого-биохимических параметров проводится в институте на предмет
тестирования растений на устойчивость к стрессовым факторам среды (холод,
инфекция) с помощью биохимических методов (изменчивость изоферментов
пероксидазы, содержание сахаров, крахмала, фенольных соединений).
Исследования по селекции и сортоизучению яблони
проводятся сотрудниками З.А. Козловской, Г.М. Марудо, Ю.Г. Марчук, Е.Н. Бирюк, Т.А.
Гашенко, С.И. Ярмоличем и В.М. Евдокименко. Телефон: +375-17-506-66-38.
Груша:
В Государственном реестре сортов и
древесно-кустарниковых пород Беларуси находится в настоящее время 5 сортов
белорусской селекции: Забава, Бере лошицкая, Лагодная, Белорусская поздняя,
Духмяная. В 2005 г. передано два новых сорта осеннего срока созревания. В Государственный
реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской
Федерации включен в 2001 г. сорт Белорусская поздняя, на который получен
патент.
Создание новых сортов груши различных сроков
созревания, обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям
окружающей среды, пригодных для возделывания в интенсивном саду, сочетающих
высокую урожайность (20 т/га) и качество плодов - главная цель селекции груши.
Для успешного выполнения поставленной цели имеется и
создается новый исходный материал, обладающий основными селектируемыми
признаками.
Основу исходного материала составляют сорта и гибриды,
полученные на основе межвидовой гибридизации с использованием Pyrus ussuriensis
Maxim, Р. serotina Rehd, Р. Bretschneideri Rehd, обладающие высоким уровнем
устойчивости к парше, септориозу, бактериальному раку.
Создание товарных конкурентоспособных сортов со
сдержанным ростом и компактной формой кроны ведется на базе сортов и гибридов,
обладающих этими признаками.
Исследования по селекции и сортоизучению груши
проводятся сотрудниками М.Г. Мялик, О.А. Якимович, М.П. Гарост. Телефон:
+375-17-506-60-47.
Абрикос:
Селекция начата в 1935 г. И.И. Шевчуком, продолжена
Р.Э. Лойко, в настоящее время продолжается селекционером А.В. Бут-Гусаим.
Основные направления селекционных работ - зимостойкость, устойчивость к парше
косточковых (Cladosporium carpophilum Thum), дырчатой пятнистости, качество
плодов. Выведены сорта Знаходка, Спадчына, Памяти Шевчука для южных, Память
Лойко, Память Говорухина для центральных районов РБ. В Госреестр сортов и
древесно-кустарниковых пород включены сорта Знаходка и Спадчына. В центральной
зоне РБ создан новый гибридный фонд. Выделены элитные сеянцы.
Исследования по селекции и сортоизучению абрикоса
проводятся сотрудниками В.А. Борисевичем и А.В. Бут-Гусаим. Телефон:
+375-17-506-62-28.
Слива:
За последние 10 лет передано в систему ГСИ 3 сорта
сливы домашней собственной селекции и 2 интродуцированных, 4 сорта сливы
русской (диплоидной) собственной селекции и 1 интродуцированный. В
Государственном реестре сортов и древесно-кустарниковых