КЭС 3.7 Доместикация и селекция. Зарождение селекции и доместикации. Учение Н.И. Вавилова о Центрах происхождения и многообразия культурных растений. Роль селекции в создании сортов растений и пород животных. Сорт, порода, штамм. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова, его значение для селекционной работы. Методы селекционной работы. Искусственный отбор: массовый и индивидуальный. Этапы комбинационной селекции. Испытание производителей по потомству. Отбор по генотипу с помощью оценки фенотипа потомства и отбор по генотипу с помощью анализа ДНК. Искусственный мутагенез как метод селекционной работы. Радиационный и химический мутагенез как источник мутаций у культурных форм организмов. Использование геномного редактирования и методов рекомбинантных ДНК для получения исходного материала для селекции. Получение полиплоидов. Внутривидовая гибридизация. Близкородственное скрещивание, или инбридинг. Неродственное скрещивание, или аутбридинг. Гетерозис и его причины. Использование гетерозиса в селекции. Отдалённая гибридизация. Преодоление бесплодия межвидовых гибридов. Достижения селекции растений и животных
Теория соответствует ключам ФИПИ.
Селекция – наука о выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными для человека свойствами.
В основе селекции лежит изменчивость организмов и искусственный отбор.
1. Сперва человек повышает изменчивость, создаёт наследственное разнообразие: путём скрещивания и мутагенеза
2. Затем человек проводит искусственный отбор – сохраняет только тех особей, у которых появились нужные признаки
Виды скрещивания (гибридизации):
1. Близкородственное скрещивание (инбридинг); в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние. Поэтому инбидинг используют для выведения «чистых линий» - гомозиготных особей (AA, aa, BB, bb), которые крайне важны для анализирующего скрещивания, чтобы выяснять генотипы остальных особей.
2. Неродственное скрещивание (аутбридинг) – заключается в скрещивании особей разных сортов (пород). Приводит к явлению «гетерозиса» - появлению в 1-м поколении таких гибридов, которые превосходят родительские по жизнеспособности и количественным признакам (крупнее, питательнее, сильнее и т.д.). Это связано с переходом генов в гетерозиготное состояние. Эффект гетерозиса затухает с каждым следующим поколением из-за гомозиготизации особей.
3. Отдалённая гибридизация – скрещивание особей разных видов и родов.
Такие особи часто обладают новыми уникальными полезными свойствами, НО такие особи часто стерильны (бесплодны). Примеры: осёл + лошадь = мул; пшеница + рожь = тритикале
После получения особей с нужными признаками, человек размножает таких особей – проводит искусственный отбор.
Искусственный отбор
1. Массовый отбор – отбор по фенотипу
- основан исключительно на основе внешних признаков (фенотип): размер плодов, цвет лепестков, цвет шерсти, рост и т.п.
- такой отбор характеризуется массовостью и быстротой (охватывает много особей сразу и не занимает время)
2. Индивидуальный отбор – отбор по генотипу
- оценивается преимущественно генотип
- на оценку генотипа нужно тратить больше ресурсов и времени
Мутагенез
Селекционер не может позволить себе дожидаться случайных мутаций, поэтому вынужден их ускорять.
Искусственный (индуцированный) мутагенез – повышение частоты мутаций с помощью физических или химических мутагенов
Например, при обработке колхицином происходят геномные мутации – полиплоидия (хромосомы неправильно расходятся в анафазу). Это приводит к повышению урожайности у растений.