Искусственный отбор и его творческая роль.
. Приручение значительно ослабило действие стабилизирующей формы естественного отбора и вызвало резкое повышение изменчивости, что создало предпосылки для успешного
использования искусственного отбора. На первых этапах одомашнивания человек проводил бессознательный отбор на приспособленность растений и животных к условиям, искусственно создаваемым человеком. Затем методический отбор в течение многих поколений привел к резкому изменению целого ряда признаков и свойств растений и животных, сделал их приспособленными к потребностям человека и не похожими на их диких предков. Ч.Дарвин на примере домашних голубей доказал происхождение пород домашних животных от одного предкового вида (для голубей это дикий скалистый голубь) в результате искусственного отбора. Они один вид, т.к. они:
- имеют одинаковое поведение; - при скрещивании дают плодовитое потомство; - скрещивание разных пород ведет к возврату признаков предкового вида.
Искусственный отбор – главная движущая сила образования пород и сортов.
Селекция растений
Основные методы селекции растений – гибридизация и отбор.
Методы отбора зависят от формы размножения .Различают две формы отбора:
Массовый отбор – выделение группы растений, обладающих ценными признаками;
- проводится среди перекрестноопыляемых растений;
- не дает генетически однородного материала;
- требует повторного применения в ряду поколений, т.к. результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления;
-сорт представляет популяцию гетерозиготных особей;
2. Индивидуальный отбор – выделение отдельных растений с желательными признаками и получение от них потомства; - эффективен для самоопыляющихся растений; - потомство одной самоопыляющейся особи – чистая линия, состоящая из гомозигот; - в чистых линиях могут накапливаться мутации, изменяющие генофонд чистой линии; - вегетативное размножение дает однотипную популяцию гетерозигот (клон), половое размножение разрушает гетерозиготную комбинацию.
Отбор в селекции – это и искусственный и естественный отбор, идущие одновременно.
3.Самопыление перекрестноопыляемых растений (инбридинг). Самоопыление ведет к повышению гомозиготности, что способствует закреплению наследственных свойств. Применяют принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений, в результате получают гомозиготные чистые линии, у которых закрепляются желательные признаки. Вместе с тем происходит снижение урожайности и жизнеспособности, вследствие перехода рецессивных вредных мутаций в гомозиготное состояние – это явление называют инбредной депрессией (у самоопыляющихся растений не происходит накопления вредных мутаций, т.к. они быстро переходят в гомозиготное состояние и устраняются отбором). Гомозиготные чистые линии используют в межлинейной гибридизации.
4. Межлинейная гибридизация. Приводит к появлению высокоурожайного гибридного поколения, у которого проявляется эффект гетерозиса (гибридной силы) – первое поколение гибридов обладает повышенной урожайность (30 %), жизнестойкостью. Эффект гетерозиса объясняется: а) совмещением у гибридов полезных доминантных генов (гипотеза доминантности); б) эффектом сверхдоминирования - увеличением у гибридов общего уровня гетерозиготности. Дальнейшее размножение гибридов уменьшает эффект гетерозиса за счет повышения гомозиготности. Явление гетерозиса у растений можно закрепить при вегетативном размножении.
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов.
6.Полиплоидизация. Многие с.х. растения – полиплоиды: пшеница, овес, картофель, свекла, земляника. Полиплоиды более урожайны, т.к. их клетки крупнее и содержат больше питательных веществ, полиплоиды более устойчивы к неблагоприятным факторам. Разработаны методы искусственного получения полиплоидов с помощью колхицина. Полиплоидные формы растений подразделяются на два типа: а) аутополиплоиды, у которых кратно умножен один и тот же геном; б) аллополиплоиды, у которых кратно умножается гибридный геном (гаплоидные наборы хромосом видов, принимавших участие в гибридизации). Полиплоидизация используется как метод селекции при отдаленной гибридизации.
7.Отдаленная гибридизация – получение гибридов разных видов и родов. Отдаленные гибриды чаще всего бесплодны, т.к. негомологичные хромосомы родительских видов не конъюгируют в профазе мейоза I ; число хромосом гаплоидных наборов родительских видов не равно друг другу. Преодоление бесплодия у межвидовых гибридов. В 1924 г. Г.Д.Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид. Он скрестил редьку(2n = 18) и капусту(2n = 18); у гибрида в диплоидном наборе было 18 хромосом: 9 хромосом редьки и 9 хромосом капусты, но при мейозе хромосомы разных видов не конъюгировали, гибрид был стерильным. После удвоения хромосомного набора гибрида с помощью колхицина полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе редечные хромосомы (9+9) конъюгировали с хромосомами редьки, капустные(9+9) – с хромосомами капусты, плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды(тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. аллополиплоиды.
8.Индуцированный мутагенез. Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Методом химического мутагенеза получено более 100 сортов пшеницы, риса, овса, кукурузы, подсолнечника. Методом отдаленной гибридизации, химического и радиационного мутагенеза создано более 15 сортов хлопчатника. Методом рентгеновского мутагенеза получен сорт пшеницы Новосибирская 67. Зеленая революция – достижения человечества в селекции растений, растениеводстве.
9.Методы селекционной работы И.В.Мичурина. В основе работ И.В.Мичурина три метода: отбор, гибридизация и воздействие условиями среды на развивающиеся гибриды. Для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял несколько методов: 1).Метод предварительного вегетативного сближения – для этого сначала прививали одно растение на другое, а затем переопыляли их цветки; в результате были получены семена гибрида между рябиной и грушей.
2). Метод посредника – при отдаленной гибридизации для преодоления нескрещиваемости использование дикого вида в качестве посредника (дикий монгольский миндаль дикий персик Давида = миндаль Посредник; культурный персик миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север)
3).Метод опыления смесью пыльцы разных видов растений – смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, материнская пыльца раздражала рыльце и оно воспринимало чужую пыльцу.
4).Метод ментора – воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививался на растение-воспитатель, от которого хотят эти качества получить.