Полиплоидия отдаленная гибридизация искусственный мутагенез и их значение в селекции конспект
Обновлено: 06.07.2024
2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Биотехноло́гия, Внутривидовая гибридизация, Гетерозис, Гибридизация, Имбридинг, Искусственный мутагенез, Искусственный отбор, Межвидовая гибридизация, Мутагены, Отдаленная гибридизация, Полиплоидия, Чистая лини, Штамм.
Биотехнология – использование живых организмов и биологических процессов в производстве.
Генная инженерия – раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяина и синтезировать конечные продукты обмена.
Штамм – чистая культура микроорганизма, выделенная из определённого источника или получения в результате мутаций.
Массовый отбор – выделение из исходного материала группы особей с желаемыми для селекционера признаками, оставление их для дальнейшего размножения.
Гибридизация – скрещивание особей, относящихся к различным сортам, видам, родам; один из методов селекции, сочетаемый с последующим отбором.
Мутагенез – экспериментальное получение мутаций при воздействии факторов окружающей среды (мутагенными факторами).
Центры доместикации – предполагаемые места одомашнивания животных.
Центры происхождения – географические области, являющиеся родиной дикорастущих растений – предков культурных растений.
Внутривидовая гибридизация (Внутрипородное разведение) - отбор по экстерьеру лучших производителей, выбраковка особей, не отвечающих требованиям породы;
Гетерозис – скрещивание чистых линий с целью получения гибридов, которые проявляют максимальную жизненную силу.
Инбридинг – близкородственное скрещивание;
Аутбридинг – неродственное скрещивание между особями одного вида;
Полиплоидия–кратное увеличение хромосомного набора;
Чистая линия – потомство одной гомозиготной особи(потомство от одной самоопыляющейся особи)
Межвидовая гибридизация(Межпородное скрещивание)– используют для создания новой породы или получения эффекта гетерозиса.
Отдаленная гибридизация – скрещивание растений, относящихся к разным видам.
3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
Обязательная литература:
Дополнительные источники:
1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А.Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.72-79
2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г.И. Лернер. – М.:Эксмо, 2007.стр 116-124
4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Селекция – наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными для человека свойствами.
Задачей современной селекции является повышение продуктивности сортов растений и пород животных.
Н.И, Вавилов собрал коллекцию семян культурных растений со всего мира и выделил центры их происхождения, а так же сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.
Основные методы селекции.
- Гибридизация – процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала.
Для достижения результата процесса гибридизации особое внимание уделяется подбору родительских пар.
Родственное скрещивание, или инбридинг, приводит к появлению чистых линий, но при этом снижается жизнеспособность потомства.
Неродственное скрещивание, или аутбридинг, бывает внутривидовым и межвидовым (например отдаленная гибридизация). Аутбридинг в первом поколении дает эффект гетерозиса.
- Искусственный отбор – процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений. При этом оставляют потомство с ценными для человека признаками.
Формы отбора: бессознательный и методический.
- Мутагенез - представляет собой получение индуцированных, то есть вызванных человеком мутаций под действием различных мутагенов, чаще всего это радиоактивное излучение или действие химических веществ наподобие колхицина, которому подвергаются семена растений. После такой обработки в генетическом аппарате семян происходит изменение либо на генном уровне, либо на хромосомном, либо на геномном. В любом случае возникают какие-то новые признаки, которые потом селекционеры отбирают уже с помощью массового или индивидуального отбора.
Биотехнология – применение биологических процессов и использование живых организмов в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и других отраслях человеческой деятельности.
- Получение продуктов питания, кормовых добавок, лекарственных препаратов.
- Борьба с загрязнением окружающей среды.
- Защита растений от вредителей и болезней.
- Сознание новых сортов растений, пород животных с новыми полезными свойствами.
Клеточная инженерия- метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования на питательной среде. При этом в клетки вводят новые хромосомы, ядра и другие клеточные структуры.
Генная инженерия – отрасль молекулярной биологии, задача которой конструирование генетических структур по заранее намеченному плану, создание организмов сновой генетической программой.
6. примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).
Вставьте пропущенные слова.
В районах Передней Азии, как предполагают, впервые были одомашнены ___________, а в Малой Азии ______. Предок крупного рогатого скота - ______ - впервые одомашнен в ряде областей Европы, а предок домашних ____ - в степях Причерноморья. В районе американских центров была одомашнена _____________ .
Правильный вариант:
В районах Передней Азии, как предполагают, впервые были одомашнены овцы, а в Малой Азии козы. Предок крупного рогатого скота - тур - впервые одомашнен в ряде областей Европы, а предок домашних лошадей - в степях Причерноморья. В районе американских центров была одомашнена индейка.
Решите кроссворд "Селекция"
1. Абиссинский центр происхождения культурных растений.
2. Родина этой культуры районы Средиземноморья.
3. Дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач4. Доклеточная форма жизни.
4. Вывел высокопродуктивные породы свиней и овец
5. Злаковая культура.
6. Листопадное плодовое дерево.
7. Совокупность домашних животных одного вида, искусственно созданная человеком.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ селекция растений урок.docx
Особенности селекции растений.
Урок биологии в 9 классе по УМК Пономаревой И.Н.
Цель. Сформировать у учащихся знания о методах селекции растений, раскрыть значение работ русских ученых- селекционеров по выведению новых сортов культурных растений.
- углубить знания материальных основ наследственности; познакомить с работами выдающихся селекционеров; познакомить учащихся с основными методами селекции;
- формировать умения выделять главное, сравнивать, делать выводы;
- воспитание чувства ответственности у каждого ученика за результаты своей деятельности.
Проверка знаний.
Чем занимается селекция?
Почему селекцию сравнивают с эволюцией? Какие сходства и отличия вы можете указать?
Когда селекция стала не только практической деятельностью человека, но и наукой?
Знания в каких областях науки необходимы селекционеру для успешной работы?
Почему исходный материал местного происхождения имеет большую ценность для селекционной работы?
Изучение нового материала.
( слайд 2) Все культурные растения, выращиваемые в настоящее время, произошли от дикорастущих предков. ( вот такой вид имели : рожь, капуста, пшеница, виноград, яблоки) .Преобладающее число растений, возделываемых на полях, огородах и в садах разных областей земного шара, приобрело свой культурный облик под воздействием человека. ( слайд 3- 4 картинки)
Какие виды изменчивости имеют наибольшее значение для селекции?
Какая разница с генетической точки зрения между самоопылением и перекрестным опылением?
Рассмотрим основные методы селекции растений. При рассказе и просмотре презентации вы должны заполнить таблицу. ( слайд 4)
( слайд 5 -1) Искусственный отбор - выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами. Предшественник и основной метод современной селекции. Результатом искусственного отбора является многообразие сортов растений и пород животных.
( слайд 5 -2,3) Для перекрёстноопыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Таким образом получают, например, новые сорта ржи . Эти сорта не являются генетически однородными.
(слайд 5 - 4,5) Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор , при котором путём самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желательными признаками. Таким методом были получены многие сорта пшеницы , капусты.
Пример искусственного отбора – рожь ( слайд 6 - 1 - рожь (дикая форма); 2 - рожь- культурная растение).
(слайд 7 - 1) Полиплоидия - Суть данного процесса заключается в увеличении числа наборов хромосом в клетках тканей организма, кратное одинарному (гаплоидному) набору хромосом.
(слайд 7 -2)В результате происходит увеличение размеров самих клеток и всего организма в целом. Это фенотипические проявление полиплоидии.
(слайд 8 – 1, 2,3) Примерно 80% существующих ныне сортов разных видов культурных растений являются полиплоидами. К ним относятся овощные и плодово-ягодные культуры, злаковые, цитрусовые, технические, декоративные и лекарственные растения.
(слайд 9 – 1,2) Ярким примером результата полиплоидии служит триплоидная сахарная свекла , которая в отличие от обычной, имеет большую урожайность вегетативной массы и более крупные размеры корнеплодов в сочетании с их повышенной сахаристостью и устойчивостью к различным болезням. Но триплоидные растения не дают потомства. Поэтому селекционеры могут получать гибридные семена только при скрещивании тетраплоидной и диплоидной форм. Вследствие доказанной стерильности триплоидных гибридов были получены бессеменные плоды арбуза, винограда, банана, которые пользуются большим спросом.
(Слайд 10 – 1) Гибридизация — основной метод селекции растений. Гибрид получают от скрещивания двух растений, относящихся к разным разновидностям, сортам, видам и родам. При слиянии половых клеток — гамет—получается зигота, дающая начало гибридному организму.
Успех работы при гибридизации зависит от подбора родительских пар для скрещивания. Их подбирают по разным показателям: по экологическому признаку, по продуктивности и др.
(слайд 10 -2,3) Инбридинг (близкородственная )
Самоопыление у перекрестноопыляющихся растений путем искусственного воздействия для получения гомозиготных (чистых) линий.
(слайд 10 – 3) Аутбридинг (неродственная)
Внутривидовое, межвидовое, межродовое скрещивание, ведущее к гетерозису, для получения гетерозиготных популяций и гетерозиса. Потомство может быть бесплодным.
( Слайд 11 – 1) В разработку теории и практики селекции растений большой вклад внес ученый – селекционер Иван Владимирович Мичурин.
(слайд 11 -2,3) знаменитый биолог- селекционер, создатель многих современных сортов плодово-ягодных культур. Произвел свыше 300 новых сортов плодовых деревьев и кустарников: яблони- 45 сортов, груши- 20 сортов, вишни- 13 сортов, черешни- 6 сортов, рябины- 3 сорта и т. Д
(слайд 12 -1,2) Мичурин занимался межвидовой гибридизацией. Рассмотрим некоторые работы Мичурина.
Межвидовая гибридизация – скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами.
(слайд 12 - 3) Вишня Краса севера - Этот гибридный сорт произошел от всхода (в 1885 г.) косточки вишни Владимирская ранняя, известной в г. Владимире под названием Бели, цветы которой были оплодотворены в 1884 г. пыльцой черешни Винклера белая.
Скрещивание произведено при тщательной кастрации с принятием всех мер предосторожности при опылении.
Таким образом, мы имеем в этом новом выведенном сорте гибрид простой кислой вишни с черешней.
(слайд 13 )Плоды первых трех лет плодоношения были выдающейся величины, до 30 мм в диаметре, и совершенно белой окраски, вследствие чего новый сорт был сначала назван мною Белая морель, но в размножении его окулировкой на подвои из сеянцев простой красноплодной вишни (вероятно, под влиянием подвоя) привитые деревца стали приносить плоды розовой окраски с желтоватым боком, впоследствии перешедшим в сплошную розовую окраску всего плода.
Из этого опыта становится очевидным, что новый белоплодный сорт вишни не следовало бы рано подвергать влиянию подвоя из сеянцев красной вишни. Изменение окраски плода вынудило меня заменить прежнее несоответствующее виду плодов название новым.
Ввиду особой окраски плодов нового сорта и замечательной выносливости его к морозам я нашел более подходящим дать ему название Краса севера. Этот сорт вишни требует хорошей черноземной почвы, на которой он является очень урожайным.
(слайд 14 -1) в своей работе Мичурин также использовал Межродовую гибридизацию – скрещивание представителей разных родов для получения новых растений.
(слайд 14 -2) Церападусы – это неизвестные ранее растения – гибриды между вишней и черемухой, которые в свое время были получены еще И.В. Мичуриным. С целью повышения зимостойкости вишен он решил ввести в их наследственность ген зимостойкости черемухи.
(слайд 15 – 1, 2) У церападусов кисти плодов напоминают черемуху, а размеры плодов – вишню.
( слайд 15- 3) Деревья церападусов высоко зимостойки, имеют мощную корневую систему и отличаются высокой устойчивостью к болезням, поэтому И.В. Мичурин предсказал этому растению большое будущее и рекомендовал поработать с ним с целью получения зимостойких подвоев для вишни и урожайных сортов вишни с кистями плодов, как у черемухи.
( слайд 16- 1) Получение сорта с новыми, улучшенными характерными признаками называется гибридизацией. Как правило, она осуществляется посредством скрещивания местного сорта с южным с более высокими вкусовыми качествами. Однако из-за исторической приспособленности местного сорта к условиям существования данной местности у полученных гибридов доминирующими были признаков местного сорта.
Для того, чтобы гибридизация прошла успешно, Мичурин брал для скрещивания родителей из очень отдаленных между собой географических зон. Мичурин считал, что в этом случае не произойдет одностороннего доминирования, так как ни для одной из родительских форм условия существования не будут привычными. Основываясь на этом, можно управлять развитием нового полученного гибрида.
(слайд 16 -2) В дальнейшем Мичурин практически доказал справедливость вышеприведенного утверждения, получив совершенно новый сорт груши Бере зимняя Мичурина.
( слайд 17 -1,2) Он отличался крупными, лежкими плодами с хорошим вкусом, в то время как само гибридное растение переносило холод до — 36°. В качестве отца был взят южный сорт груши Бере рояль с крупными сочными плодами, а в качестве матери - дикая уссурийская груша с мелкими плодами и высокой зимостойкостью. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными.
( слайд 18 – 1) . другой советский ученый, который работал над преодолением бесплодия межвидовой гибридизации был Георгий Дмитриевич Карпеченко.
(слайд 18 - 2,3) советский учёный-генетик. Как генетик известен своими работами в области отдалённой гибридизации. За счёт искусственно вызванной полиплоидии он впервые в мире смог получить плодовитые гибриды растений, относящихся к разным родам.
(слайд 19). Карпеченко работал с капустно-редечным гибридом ( Рафанобрассика), полученным в результате скрещивания растений из разных родов семейства крестоцветных. Как и многие межвидовые гибриды, он был стерилен, поскольку в каждой из клеток присутствовало по одной копии гаплоидного хромосомного набора редьки и капусты. Хромосомы редьки и капусты не вступали в конъюгацию при мейозе, в результате чего невозможно было получить пыльцу и семезачатки, из которых после оплодотворения могли бы развиться семена гибридного растения. Разрушив веретено деления в мейозе, Карпеченко в 1924 году искусственно вызвал полиплоидию, удвоив хромосомный набор капустно-редечного гибрида. У этой новой полиплоидной формы каждая клетка содержала диплоидный набор хромосом редьки и диплоидный набор хромосом капусты. В результате конъюгация снова стала возможна, и способность к мейозу была восстановлена.
Хотя работа не оправдала надежд на получение капусто-редьки, сочетавшей полезные качества обоих овощей (гибрид был пригоден только для скармливания скоту), Карпеченко показал принципиальную возможность преодоления стерильности, возникающей при отдаленной гибридизации. Тем самым он заложил теоретические основы для использования отдаленной гибридизации в селекционной работе и существенно пополнил представления о возможных путях генной инженерии цветковых растений. Классическая работа Карпеченко по капустно-редечным гибридамбыла опубликована в 1927 году.
(слайд 21 -1,2) Тритикале — гибрид ржи и пшеницы. Создан в конце XIX века. Выращивался, в основном, на корм животным. Сегодня тритикале используется и как продовольственная, и как кормовая культура.
Тритикале обладает повышенной морозостойкостью (больше чем у озимой пшеницы), устойчивостью против грибковых и вирусных болезней, пониженной требовательностью к плодородию почвы
Тритикале является перспективной культурой для получения хлебопекарной муки и других продуктов питания, таких как печенье, макаронные изделия, тесто для пиццы и сухие завтраки. Основная трудность при переработке зерна тритикале с целью получить высококачественные сорта муки — отделить оболочки от эндосперма. В СССР пшенично-ржаные гибриды получали ещё начиная с 1920-х годов (Мейстер, Лебедев, Державин, Писарев).
(слайд 22 ) Гетерозис (в переводе с греческого языка — изменение, превращение) — увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей. Сначала выводят ряд отличающихся друг от друга чистых линий, а затем производят межлинейное скрещивание.
(слайд 23 -1,2) Межсортовые гибриды являются результатом скрещивания двух сортов. В селекции кукурузы чаще применяют сортолинейные и двойные межлинейные гибриды.
(слайд 24 -1,2). Мутагенез - важность искусственного мутагенеза трудно недооценить, ведь именно он служит важнейшим источником получения исходных материалов в селекции растений. Биологи уже научились применять ионизирующее излучение и химические мутагены, с помощью которых возможно увеличить число мутаций. Правда, вначале учёные не особо придавали значение искусственному мутагенезу, считая его просто очередным экспериментом. Вся важность этого открытия была понята не сразу, но когда, наконец, биологи осознали, насколько важен искусственный мутагенез в селекции растений, то сразу взяли на вооружение эту технологию.
3.Закрепление.
1 . С какой целью и каким образом проводят гибридизацию в селекции растений?
2. Почему применение искусственного мутагенеза может помочь быстрому решению какой – либо селекционной задачи?
(слайд 25 - 1). Путём искусственного мутагенеза и последующего отбора мутантов были получены новые высокоурожайные сорта культурных растений.
(слайд 25 -2, 3, 4) А для того чтобы в искусственном мутагенезе получить наиболее ценные в сельском хозяйстве мутации учёные применяют гамма-лучи и лучи Рентгена, а также нейтроны, а также используют химические мутагены типа этиленимина. Чтобы получить хотя бы одну полезную мутацию учёным приходиться подвергать искусственному мутагенезу две тысячи семян. Благодаря открытию и изучению искусственного мутагенеза, были получены новые сорта и виды растений, которые имеют значительные преимущества перед своими собратьями.
(слайд 26 – 1,2,3,4) Во многом благодаря искусственному мутагенезу, биологами были получены ценные исследования, которые позволили открыть множество полезных свойств используемых для получения новых мутаций в сельскохозяйственных растениях.
Рассказать о все что касается родственного скрещивание и его значения в селекции.
Что такое гетерозис и его значение в сельском хозяйстве.
Изучение нового материала. (30 минут)
Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом.
Автополиплоидия - это увеличение количества хромосом.
Аллополиплоидия - соединение хромосомного набора организмов разного вида.
Искусственный, или индуцированный, мутагенез это наследственная изменчивость организма под воздействием определенных мутагенных факторов.
Примером эффективности мутагенеза можно назвать яровую пшеницу новосибирская – 67. В условиях Западной Сибири с 1 га. получают по 30 - 40 центнеров.
В казахстанском национальном педагогическом университете имени Абая получены короткостеблевые мутантные формы яровой пшеницы Казахстанская - 3, Казахстанская - 126.
Лабораторная работа № 6 (10 минут)
Тема: Фенотипы местных сортов растений
Цель: Изучить фенотипы местных сортов растений. Расширить знания о задачах современной селекции
Оборудование: пакетики семян различных сортов томатов, 2 экз натуральных или гербарных образцов гербарных растений одного сорта иллюстрации различных растений.
Краткий конспект содержит основные вопросы, изучаемые по теме "Основы селекции".
ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ
Селекция – наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих потребностям человека.
Сорт, порода и штамм – совокупность особей, искусственно созданная человеком, которая характеризуется определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими признаками.
Теоретической основой селекции является генетика, разрабатывающая проблемы наследственной изменчивости, системы скрещивания и отбора.
Создателем современной генетической основы селекции является Н. И. Вавилов.
Важнейшей задачей селекции является исследование закономерностей эволюции домашних животных и возделываемых растений.
По выражению Н. И. Вавилова, селекция – это эволюция, управляемая человеком.
Перед селекционерами стоит задача создания высокопродуктивных сортов и пород, дающих продукцию высокого качества, пригодных для механизированного возделывания и уборки, способных максимально использовать создаваемые условия внешней среды (свет, тепло, вода, удобрения, СО2 и т.д.) и обладающих другими необходимыми технологическими качествами (при транспортировке, хранении и переработке).
Основные (традиционные) методы селекции – гибридизация и отбор.
Современные генетико-селекционные методы:
- отдаленная и внутривидовая гибридизация,
- экспериментальный (индуцированный) мутагенез,
- клеточная и генная инженерия (биотехнология) и т.д. позволяют создать новые формы с исключительно высоким уровнем продуктивности.
Селекционный процесс включает в себя поиск исходного материала и выделения образцов с наибольшей выраженностью признака.
ЦЕНТРЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ
Академик Н. И. Вавилов указывал, что для успешной работы по созданию сортов и пород следует изучать и учитывать исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных, их генетическое разнообразие. Обобщив огромный материал, собранный в результате многочисленных экспедиций, Н. Вавилов внес выдающийся вклад в развитие представления о центре происхождения культурных растений, которые совпадают с древними очагами мирового земледелия.
1. Индонезийско-индокитайский (южноазиатский)
Бананы, сахарная пальма, сахарный тростник, огурцы, баклажан.
2. Китайско-японский (восточноазиатский)
Рис, просо, соя, шелковица, слива, вишня, чай.
3. Переднеазиатский (юго-западный)
Пшеница, рожь, ячмень, овес, чечевица.
Морковь, лен, миндаль, виноград.
Оливковое дерево, капуста, брюква, свекла.
Бананы, арбуз, кофе, твердые сорта пшеницы.
Фасоль, томат, арахис, ананас, картофель, хинное дерево.
Кукуруза, фасоль, тыква, табак, какао, красный перец, длинноволокнистый хлопчатник
Выбор исходного Гибридизация (скрещивание) Искусственный отбор
(желательно из центров Межлинейная Массовый Индивидуальный
многообразия) гибридизация (по фенотипу) (по генотипу)
Инбридинг Полиплоидия Отдаленная
(получение и индуцированный гибридизация
чистых линий: мутагенез (редька х капуста)
Инбридинг у растений – это принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений. Проводят 6-7 лет –переводят гены в гомозиготное состояние (АА; аа).
Потомство одной самоопыляемой особи называется чистой линией (АА, аа).
В селекции растений часто применяют межлинейную гибридизацию – перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями (т.е. чистыми линиями).
При этом возникает эффект гетерозиса, или гибридной мощи, т.е. гибриды F1 по ряду признаков часто превосходят исходные родительские формы. Отмечается повышенная жизнеспособность F1.
Эффект гетерозиса объясняется переводом рецессивных генов в гетерозиготное состояние, в котором они не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность
Эффект гетерозиса в последующих поколениях при половом размножении снижается и сохраняется при вегетативном.
Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом относительно гаплоидного набора. Полиплоиды отличаются повышенной продуктивностью. Многие культурные растения являются полиплоидами.
Для получения полиплоидов воздействуют на половые клетки растений мутагенами, разрушающими веретено деления (например, колхицин) при этом образуются три-,
тетраплоидные и т.д. формы.
Отдаленная гибридизация позволяет в одном организме совместить признаки разных родов и видов. Гибриды F1 обычно бесплодны. Советский ученный Г. Карпеченко разработал способ преодоления бесплодия:
Удвоил число хромосом гибрида F1, т.е. гаметы растений были диплоидны
2n (18) х 2n (18) = 4n (36) – капустно-редечный гибрид, состоял из диплоидных
наборов редьки и капусты;
Это обеспечило нормальное протекание мейоза;
Гаметы, которые при этом образовывались, несли по одному гаплоидному набору редьки и капусты (9 + 9 = 18)
Зигота после оплодотворения вновь несла 36 хромосом (18редичных и 18 капустных).
Искусственный отбор – основа селекционного процесса.
Отбор может быть массовым и индивидуальным.
1. Массовый отбор представляет собой выделение ряда экземпляров по внешним признакам (по фенотипу) без проверки их генотипа. Такой сорт генетически неоднороден, отбор время от времени повторяют.
Массовый отбор для перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник).
2. Индивидуальный отбор (по генотипу) оценивают потомство каждого отдельно взятого растения в ряду нескольких поколений – для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха).
В селекции животных, по сравнению с селекцией растений, есть ряд особенностей:
- во-первых, для животных характерно половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой;
- во-вторых, у них позднее наступает половозрелость;
- в-третьих – немногочисленное потомство;
- они не размножаются вегетативно.
Однако и в селекции животных используют гибридизацию и отбор, как массовый, так и индивидуальный.
Методы селекции животных
Селекционная работа Гибридизация Отбор
начинается с подбора (скрещивание)
родительских пар Массовый Индивидуальный
Переводят гены в Межвидовое
гомозиготное состояние Внутривидовое (скрещиваются
(скрещиваются разные разные виды)
породы одного вида) кобыла + осёл = мул
пример о белой украинской свинье потомство бесплодно
Инбридинг – скрещивание между родственными особями.
У перекрестно оплодотворяющихся организмов инбридинг – скрещивание братьев с сестрами или родителей с детьми (возвратное скрещивание).
Генетическое следствие инбридинга – повышение гомозиготности потомков по различным признакам.
Инбридинг часто ведет к ослаблению и даже вырождению потомков у животных. И тем не менее инбридинг часто используется в селекции животных, т.к. дает возможность выявить и закрепить ряд наследственных признаков в потомстве за счет перевода их в гомозиготное состояние.
Отдаленная гибридизация (аутбридинг) – скрещивание форм, относящихся к разным видам, родам и т.д. При межпородных скрещиваниях рецессивные гены переходят в гетерозиготное состояние и не оказывают отрицательного действия на развитие тех или иных признаков у потомков.
Отдаленная гибридизация имеет ряд особенностей (трудность получения гибридов, а зачастую полная стерильность потомков). Основная причина полной стерильности FI связана с нарушением хода мейоза.
Пример внутривидового скрещивания:
М. Иванов (советский селекционер), создавая белую степную украинскую породу свиней, для скрещивания взял высокопродуктивного английского хряка и неприхотливую к условиям содержания плодовитую украинскую свинью.
Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками. В результате был выведен хряк Асканий I превосходного телосложения, которого он скрещивал с сестрами, дочерями, внучками и, таким образом, большинство генов было переведено в гомозиготное состояние – были получены различные чистые линии.
Отдаленная гибридизация. Межвидовое скрещивание. С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом – мула, который отличается выносливостью и долгожительством, но, чаще всего, межвидовые гибриды стерильны, у них нарушается мейоз, что приводит к бесплодию.
Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов. Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении.
С помощью микробиологической промышленности получают антибиотики, аминокислоты, белки, гормоны, различные ферменты, витамины и многое другое.
Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшений качеств почвы.
Новейшими методами селекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия.
Читайте также: