- •Ненаследственная (модификационная) изменчивость
- •Наследственная (генотипическая) изменчивость: мутационная и комбинативная
- •Виды мутаций
- •Причины мутаций. (Мутагенные факторы)
- •Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции
- •Селекция, её задачи и практическое значение.
- •Практическое значение
- •(P.S. Это для общего развития, как примеры успешности селекции)*
- •1. Значение сортов растений в сельскохозяйственном производстве
- •2. Селекция животных и ее роль в сельском хозяйстве
- •3. Роль селекции микроорганизмов для развития микробиологической промышленности
- •4. Заключение
- •Биотехнология, ее направления. Клеточная и генная инженерия, клонирование.
- •Бактерии, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе.
- •Строение бактерий
- •Размножение и генетика.
- •Жизнедеятельность Питание.
- •Главные источники энергии.
- •Дыхание.
- •Роль бактерий в природе
- •С растениями грибы сближает:
- •Общим с животными у грибов является:
- •Строение грибов
- •Размножение грибов
- •Жизнедеятельность грибов
- •Питание грибов
- •Грибы: съедобные и ядовитые грибы
- •Лишайники, их разнообразие, особенности строения и жизнедеятельности
- •Грибы и лишайники, их значение в природе и жизни человека
(P.S. Это для общего развития, как примеры успешности селекции)*
1. Значение сортов растений в сельскохозяйственном производстве
Сорт - это созданная человеком для удовлетворения своих потребностей совокупность культурных растений, происходящих от одного или нескольких родоначальников и обладающих относительно одинаковыми, наследственно закрепленными ботанико-биологическими и хозяйственными признаками и свойствами, которые позволяют в определенных природных и производственных условиях получать высокие и устойчивые урожаи продукции требуемого качества. Сорт (или гибрид) как средство сельскохозяйственного производства - один из важнейших элементов научно-технического прогресса в сельском хозяйстве, обеспечивающий получение необходимого количества высококачественной продукции. Внедрение новых ценных сортов обеспечивает увеличение урожайности, а следовательно, производства зерна и другой сельскохозяйственной продукции. Многочисленные примеры свидетельствуют о высокой экономической эффективности селекции. Так, расчеты показали, что уже за первые 10 лет после внедрения в производство сорта озимой пшеницы безостая-1 каждый рубль затрат на его селекцию окупился в производстве суммой дохода в 2027 рублей. Благодаря внедрению новых сортов и ежегодному сортообновлению подсолнечника выработка растительного масла за год в конце 60-начале 70-х гг. в нашей стране возросла на 0,8-1 млн т. Экономисты подсчитали: если бы хозяйства выращивали сорта довоенного периода, то для получения такого количества масла необходимо было дополнительно посеять подсолнечник на площади 3 млн га. Для вспашки, обработки почвы, посева и уборки урожая с этой площади потребовалось бы несколько десятков тысяч тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин, десятки тысяч рабочих рук. Производство гетерозисных гибридных семян кукурузы ранее строилось на обрывании метелок на материнских растениях вручную, на что ежегодно тратилось примерно 2-2,5 млн человеко-дней. Причем данная операция совпадала с уборкой ранних зерновых культур, что создавало крайнюю напряженность с рабочей силой. Перевод группой селекционеров - М. И. Хаджиновым, Г. С. Гамевым и др. - гибридов на мужскую стерильность в 60-е гг. позволил избавиться от этих затрат. Подобных примеров очень много, в том числе и по зарубежным странам. Так, удвоение урожайности сельскохозяйственных культур в Европе за 100 лет (с 1820 по 1919 г.) наполовину было обеспечено успехами селекции. К середине нашего века урожайность в Европе увеличилась на 50 %, причем половина прироста была обусловлена селекцией. В результате внедрения в США гибридной кукурузы валовые сборы зерна этой культуры значительно возросли. Интенсификация сельскохозяйственного производства выдвигает на первый план задачи создания сортов и гибридов с высоким потенциалом продуктивности, который в условиях производства реализовался бы не менее чем на 70-80 %. Основное требование, предъявляемое к сорту или гибриду любой сельскохозяйственной культуры, - высокая урожайность. Вновь выведенный сорт может получить распространение в производстве только в том случае, если он дает более высокие и устойчивые урожаи, чем лучшие из существующих сортов данной культуры. Сорта должны обладать экологической пластичностью, т. е. сохранять стабильно высокую урожайность в разных природно-климатических условиях. Примером таких сортов служат районированный еще в 1929 г. сорт яровой пшеницы лютесценс-2, который выращивали на огромной площади в восточных, южных и центральных областях нашей страны, а также сорта озимой пшеницы безостая-1 и мироновская-808, занимавшие в СССР несколько миллионов гектаров и возделываемые в ряде других стран. Современные сорта должны быть приспособлены к условиям высокомеханизированного сельскохозяйственного производства с применением машин для посева, посадки, обработки и уборки. У всех зерновых культур и льна ценятся в этом отношении сорта с устойчивым к полеганию стеблем и неосыпающимся зерном. У кукурузы важным показателем служит высота прикрепления початка. Если она менее 30 см, применять комбайновую уборку сортов и гибридов нельзя. У пропашных культур (хлопчатник, кунжут, томат и другие) важно иметь сжатый тип куста, что облегчает проведение междурядной обработки. Необходимы сорта хлопчатника и клещевины, сбрасывающие листья ко времени созревания коробочек. У подсолнечника механизированную уборку могут затруднять ветвление и разный наклон корзинок. Громадные убытки наносят сельскому хозяйству болезни и вредители. Так, в США зарегистрировано около 25 тыс. болезней культурных растений. Поэтому селекция на устойчивость к болезням и вредителям - чрезвычайно важное направление в селекции всех без исключения культур. Важнейший признак сельскохозяйственной продукции - ее качество. Это сложный признак, включающий различные свойства, начиная от биохимического состава, который определяет питательную ценность того или иного продукта, его вкусовые качества, а также транспортабельность, пригодность для хранения. При селекции на качество необходимо учитывать требования отраслей перерабатывающего комплекса. Например, нужны специальные сорта зерновых культур с особыми технологическими качествами для хлебопекарной, пищевой, кондитерской промышленности, для диетического и детского питания, для производства фуража. Сорта ячменя, например, могут быть продовольственного, кормового и пивоваренного направления. Сорта, используемые в пивоварении, должны иметь крупное и хорошо выровненное зерно с высокой всхожестью и энергией прорастания, низким содержанием белка. Это обычно двурядный ячмень. Сорта картофеля бывают продовольственного, технического и кормового направления. В связи с этим содержание крахмала в клубнях неодинаково. У лучших заводских сортов оно может достигать 30 %. Плоды и овощи должны обладать хорошими вкусовыми качествами, высоким содержанием сахаров, сухих экстрактивных веществ, витаминов, хорошо переносить транспортировку и хранение. Сорта овощных культур по своему назначению могут быть столово-салатного направления, для потребления в свежем виде (крупноплодные сорта томатов, сладкие сорта лука), для использования в кулинарии (острые сорта лука), для длительного хранения в свежем виде, засолки и квашения, консервирования, сушки, замораживания, приготовления пюре, паст, соков. У крупяных и зерновых бобовых культур учитывается развариваемость зерна, у масличных - содержание масла в семенах, у лубяных прядильных - качество волокна. Поскольку к сортам различного направления использования предъявляют специфические требования, важно, чтобы селекционеры работали по заказам - заданиям отраслей перерабатывающего комплекса. Новые сорта должны проходить там апробацию по тем параметрам, которые важны для той или иной отрасли перерабатывающей промышленности. Сочетание качества сельскохозяйственной продукции с урожайностью - сложная задача для селекционеров. Кроме того, также надо учитывать зоны, пригодные для производства продукции нужного качества. Определены районы для выращивания сильных и ценных сортов яровой твердой пшеницы, ее сильных и ценных сортов. Но еще не установлены зоны для получения продукции для детского и диетического питания, пока не созданы такие сорта. А это крайне необходимо. Важным признаком сортов и гибридов различных сельскохозяйственных культур является продолжительность вегетационного периода. Для многих природно-экономических зон России и других стран, где период для благоприятного роста растений ограничен температурными условиями, засухой или переувлажнением, важно иметь скороспелые сорта. В нашей стране особое внимание уделяется созданию скороспелых гибридов подсолнечника. Такие гибриды отличаются выравненностью, что обеспечивает высококачественную механизированную уборку. Чтобы непрерывно удовлетворять потребности населения в свежих овощах и фруктах, следует иметь разные по срокам созревания сорта: ранние, среднеспелые, среднепоздние, поздние и очень поздние. Необходимо иметь наборы сортов и гибридов и других культур с разной продолжительностью периода вегетации для каждой почвенно-климатической зоны, чтобы производить уборку урожая с минимальными потерями. Для определенных районов необходимо также иметь засухоустойчивые и зимостойкие сорта. Выводятся также сорта для выращивания на орошаемых и осушенных землях. Освоение малопродуктивных земель зависит от успехов селекции. От того, появятся ли специальные сорта и гибриды, которые могут давать урожай на кислых, засоленных, заболоченных землях, чистых песках, зависит их использование. В некоторых странах на эти свойства обращают особое внимание. Так, в Бразилии сорта, неустойчивые к кислым почвам, в производство не допускаются. Для решения задач, стоящих перед сельскохозяйственным производством нашей страны, намечены основные направления в селекции по культурам: 1) создание высокопродуктивных морозостойких сортов озимой пшеницы для Центрально-Черноземной зоны и Поволжья; 2) выведение раннеспелых и среднеранних сортов яровой пшеницы, устойчивых к засухе, для Западной Сибири и Северного Казахстана; 3) получение высокопродуктивных засухоустойчивых сортов яровой твердой пшеницы и зимостойких сортов озимой твердой пшеницы с повышенными технологическими качествами зерна для макаронной промышленности. 4) селекция интенсивных, устойчивых к полеганию сортов ячменя, а для засушливых зон - и засухоустойчивых; 5) выведение высокоурожайных сортов озимой ржи с коротким неполегающим стеблем; 6) создание скороспелых высокопродуктивных гибридов кукурузы для разных зон; 7) создание широкого набора сортов гороха, фасоли, чины, чечевицы, нута; 8) создание скороспелых высокоурожайных гибридов подсолнечника и сортов, устойчивых к болезням и с высокой масличностью; 9) выведение ранне- и среднеспелых сортов сои с повышенной урожайностью, особенно для районов Дальнего Востока; 10) выведение сортов и гибридов сахарной свеклы с повышенной урожайностью, сахаристостью и сбором сахара. Требования к современным сортам весьма разнообразны. Селекционеру приходится учитывать несколько десятков признаков при работе с любой культурой. Интенсификация земледелия выдвинула проблему селекции сортов, обладающих хорошей отзывчивостью на минеральные удобрения и при этом сохраняющих высокую устойчивость к полеганию. В связи с этим в Мексике Н. Борлауг развернул работу по получению короткостебельных сортов и показал, что при соответствии сорта условиям внешней среды можно добиться увеличения урожайности в несколько раз. Получение высокоурожайных карликовых и полукарликовых сортов пшеницы оказалось возможным после открытия японскими учеными генов карликовости. За счет внедрения короткостебельных сортов Мексика, Индия и другие страны за 15-20 лет добились крупных успехов в производстве зерна пшеницы, полностью отказавшись от его импорта. Если старые высокорослые сорта пшеницы здесь могли давать даже при самых благоприятных условиях (при орошении и внесении минеральных удобрений) максимум 3-4 т зерна с 1 га, то с внедрением новых сортов этот уровень поднялся до 6-8 т с га. Короткостебельные сорта сыграли выдающуюся роль в увеличении производства зерна пшеницы. В Индии в условиях улучшенной технологии производства наивысшая урожайность, достигнутая на демонстрационных участках, составила 10,2 т на га при среднем уровне урожайности на них 4,5 т с га. Большую роль в селекции риса сыграл выявленный в одном из сортов ценный карликовый естественный мутант, который дал возможность получить в процессе селекции сорта с отсутствием периода покоя семян. В условиях тропиков такие сорта можно возделывать в любой сезон с использованием для посева свежеубранных семян. В селекции картофеля в ряде стран учитывают около 40 признаков одновременно, в том числе и такие, как высокая урожайность, созревание в определенное время, содержание и качество крахмала, белка, витамина С, окраска кожуры и мякоти, величина и форма клубней и глазков, низкое содержание соланина, хорошая развариваемость клубней, вкус, устойчивость к бактериальным и вирусным болезням и колорадскому жуку, заморозкам, нечувствительность клубней к повреждениям при транспортировке и другие. Для выведения большинства новых сортов в условиях умеренной зоны совсем недавно требовалось не менее 12-15, а иногда и 18 лет. Современная селекция не может мириться с такой продолжительностью выведения сорта. Еще Н. И. Вавилов в 1934 г. указывал на необходимость ускорения темпов селекционного процесса за счет обеспечения работы с гибридами в зимний период. Во многих ведущих крупных селекционных центрах нашей страны были созданы первоклассные фитоброны, позволяющие получать два-три поколения растений в год и на этой основе резко ускорять селекционный процесс. Ускорение селекционного процесса - характерная особенность работы селекционно-семеноводческих компаний многих стран мира. Например, американская компания «Wovld Seeds» превратила Калифорнию в огромную теплицу: здесь в течение всего года ежемесячно проводят селекционные посевы и круглый год ведут отбор наиболее продуктивных линий. Калифорнию используют и для массового размножения созданных сортов для получения дополнительного урожая в зимнее время. Все это дает возможность более быстро получать новые сорта с определенными признаками, удовлетворяющими запросы сельскохозяйственного производства.
