Культурная селекция это в истории кратко

Обновлено: 05.07.2024

Первые растения, роль человека в создании культурных растений. Растения из числа культурных, которые считаются наиболее древними. История выведения разных сортов культурных растений, их селекция. Учение о центрах происхождения культурных растений.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	04.05.2020
Размер файла	21,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

История происходени отдельных сортов культурных расстений

сорт культурное расстение

Растениеводство возникло одновременно в Старом и Новом Свете за 7 -- 8 тысяч лет до нашей эры.[источник не указан 1339 дней] Процесс одомашнивания первоначально происходил независимо в географически обособленных областях земного шара на всех пятиконтинентах и, конечно, на видах окружающей флоры. Флористический состав одомашниваемых видов былэндемичным для больших географических территорий, иными словами, использовалась отечественная флора.

Первобытные люди не умели выращивать растений. Целыми днями они бродили в, поисках пищи. Собирали плоды и ягоды лесных деревьев и кустарников, семена диких злаков, луковицы, клубни и корневища. Они употребляли в пищу все съедобное, что находили в природе.

Ученые считают, что возделыванием растений люди стали заниматься около 10--15 тысяч лет назад.

Первые растения -- предки культурных -- росли, видимо, вблизи жилища человека. Скорее всего это были злаки, выросшие из семян, собранных первобытным человеком и затем случайно рассыпанных на почве. Это могли быть и плодовые растения, развившиеся из семян плодов, съеденных человеком.

Заметив, что на почве около жилища растут многие растения, люди, жившие в древние времена, пришли к выводу, что лучше выращивать их рядом со своим жильем, чем разыскивать в лесах и на лугах. Люди стали сеять семена, оберегать всходы, выпалывать сорняки.

Около жилья на земле, содержащей перегной, растения росли лучше, чем в природных условиях. Для посева древние земледельцы стали собирать семена от лучших растений. Выращивание растений из таких семян способствовало превращению диких растений в культурные.

Культурные зерновые отличались от дикорастущих более крупным зерном. У плодовых деревьев и кустарников стали вкуснее плоды. Съедобные корни становились толще и сочнее.

Большинство культурных растений имеет древнюю историю, но некоторые стали возделываться совсем недавно. Так, пшеница возделывается с VII тысячелетия до н. э., картофель, томаты, подсолнечник -- с XVI в., а сахарная свекла --с начала XIX в. Окультуривание дикорастущих растений продолжается и в наше время. Ученые изучают ценные дикорастущие растения, отбирают лучшие и разрабатывают агротехнику их выращивания. Из поколения в поколение передавался опыт выращивания растений.

Человек постоянно отбирал лучшие растения, с наиболее ценными для него качествам Многие культурные растения так сильно изменились, что стали совсем непохожи на своих дикорастущих родственников, и часто определить происхождение культурного растения бывает очень сложно.

С накоплением агрономических знаний воздействие человека на растение возросло. Появились различные сорта культурных растений. Сорт -- это однородная группа растений с определенными признаками и свойствами. В полеводстве, овощеводстве подавляющее большинство растений размножается семенами. При этом сохраняются признаки и свойства сорта

В плодоводстве сортом называют вегетативно размноженное растение с более или менее ярко выраженными признаками (формой кроны, величиной, формой, окраской и вкусом плодов и т. д.) и свойствами (урожайностью, долговечностью, зимостоикостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к вредителям и болезням и др.). Плодовое растение, выращенное из семян, не повторяет свойств материнского растения. Длительное размножение сорта (многие из них выращиваются столетиями) в различных условиях может привести к накоплению новых признаков и свойств. Возникают формы одного и того же сорта. Если же признаки и свойства растений сильно отличаются от исходных, материнских, то такие растения выделяют в самостоятельные сорта.

Благодаря работам наших селекционеров удалось значительно повысить урожайность многих сельскохозяйственных культур. Например, сорта пшеницы, выведенные в разные годы П. П. Лукьяненко (Безостая 1, Аврора, Кавказ), В. Н. Ремесло (Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.), с урожайностью в производственных условиях 50--70 ц/га занимают в нашей стране и за рубежом миллионы гектаров. Сорта подсолнечника селекции В. С. Пустовойта содержат до 57% масла в семенах. Высокоурожайные сорта кукурузы дают на поливных землях до 150 ц/га зерна. Многие культурные растения так сильно изменились, что стали совсем непохожи на своих дикорастущих родственников, и часто определить происхождение культурного растения бывает очень сложно.

Для получения высоких и стабильных урожаев, которые не будут зависеть от капризов погоды, необходимо усилить работу по селекции и внедрению новых сортов сельскохозяйственных растений. Растения этих сортов должны отвечать требованиям современного сельского хозяйства: быть устойчивыми к неблагоприятным условиям, обладать высоким качеством зерна и высокой урожайностью. Так, например, урожайность озимой пшеницы должна быть не ниже 80--90 ц/га, яровой пшеницы -- 4-5--60 ц/га.

В различных районах нашей страны созданы научно-исследовательские институты и центры по селекции растений.

Все новые сорта проходят государственное испытание. Лучшие сорта, которые успешно выдержали испытание в данном районе и показали преимущество перед разводимыми здесь сортами, рекомендуют к выращиванию, то есть районируют. В наши дни на полях колхозов и совхозов, в садах и на плантациях выращивают более 5000 районированных сортов. Среди внедренных в производство более 500 сортов зерновых культур, более 100 сортов картофеля, более 30 сортов подсолнечника, более 750 сортов овощных и более 15 000 плодовых культур. Ежегодно районируется 150--200 новых сортов. Сорта, качества которых перестали удовлетворять производство, исключаются из районирования.

Согласно восьмому изданию Международного кодекса культурных растений в настоящее время признаются три категории культурных растений:сорт,грекс(только для Орхидных)и группа(1).

Культурные растения получены из диких путем гибридизации, селекции или генной инженерии. В процессе поиска диких растений для превращения их в культурные и использование возникло учение о центрах происхождения культурных растений. В 1926-1939 годах Н.И Вавилов обобщил накопленые знания и выделил семь основных центров происхождения культурных растении. В отличие от декоративных видов, культурные растения не имеют естественных ареалов.

1.Южноазиатский тропический центр (около 33% от общего числа видов культурных растений).

2.Восточноазиатский центр (20% культурных растений)

3.Юго-Западноазиатский центр (14% культурных растений).

4.Средиземноморский центр (примерно 11% видов культурных растений).

5.Эфиопский центр (около 4% культурных растений).

7.Андийский (Южноамериканский) центр (около 8%).

Многие исследователи,в том числе П.М. Жуковский, Е.Н.Синская, А.И.Купцов, продолжая работы Н.И.Вавилова,внесли в эти предстовления свои коррективы. Так,тропическую Индию и Индокитай с Индонезией рассматривают как два самостоятельных центра,а Юго-Западноазиатский центр разделен на Среднеазиатский и Переднеазиатский,основой Восточно-азиатского центра считают бассейн Хуанхэ,а не Янцзы,куда китайцы как народ-земледелец проникли позднее. Установлены так же центры древнего земледелия в Западном Судане и на Новой Гвинее. Плодовые культуры (в том числе ягодные и орехоплодные),имея более обширные ареалы, выходят далеко за пределы центров происхождения, более согласуясь с представлениями А.Декандоля. Причина этого заключается в преимущественно лесном происхождении (а не предгорном как для овощных и полевых культур),а также в особенностях селекции. Выделены новые центры: Австралийский, Североамериканский, Европейско-Сибирский.

Некоторые растения введены в прошлом в культуру и вне этих основных центров, но число таких растений не велико. Если ранее считалось, что основные очаги древних земледельческих культур-широкие долины Тигра, Евфрата, Ганга, Нила и других крупных рек, то Вавилов показал, что почти все культурные растения появились в горных районах тропиков, субтропиков и умеренного пояса. Основные географические центры начального введения в культуру большинства возделываемых растений связаны не только с флористическим богатством, но и с древнейшими цивилизациями.

Установлено, что условия, в которых происходила эволюция и селекция культуры, накладывают требования к условиям её произрастания. Прежде всего это влажность, длина дня, температура, продолжительность вегетации.

Классификация культурных растений:

2. Овощные культуры также очень важны для людей, поскольку входят в наш рацион в довольно больших количествах, а также являются поставщиками витаминов, микроэлементов, макроэлементов и других полезных веществ. Самые распространённые овощные растения:картофель, кабачок, морковь, капуста,свекла, томаты, огурцы, перец, чеснок, лук.

3. Плодовые культуры являются настоящими кладезями полезных веществ. Многие плодовые виды растений являются лидерами в списке полезнейших растений мира. Сложно представить, откуда люди брали бы необходимые им полезные вещества, если бы не существовало плодовых растений. Самыми известными среди них являются: яблоня, груша,апельсин, киви, персик, банан, дыня, хурма,виноград, малина и многие другие растения.

Все оставшиеся культуры можно разделить на:

- Бобовые (фасоль, горох, соя).

- Масличные (рапс, подсолнечник, олива европейская).

- Бахчевые (дыня, тыква, арбуз).

- Стимулирующие (кофейное дерево, какао,женьшень).

- Волокнистые (лён, хлопчатник).

- Сахароносные (сахарная свёкла, дыня,арбуз).

- Крахмалоносные (картофель, кукуруза).

Отдельно ото всех стоят декоративные культуры. Декоративными растениями называют те, которые выращиваются для оформления жилых помещений, парков, садов, скверов и т.д. Как правило, выращиваются они лишь ради красоты, но несмотря на это, могут приносить немалую пользу. Что с успехом и делают. Растения выделяют кислород, а также очищают воздух. Но, помимо этого, обладают также и иными полезными качествами.

Примерами декоративных растений являются: роза, кактус, аспарагус, фиалка, бегония, алоэ и другие.

О культурных растениях

Из-за того, что агрокультуры выращиваются человеком, они не имеют естественных ареалов обитания. Хотя иногда такие растения могут встречаться и в природе, но они являются дикими, как правило, что не мешает использовать их в тех же целях, что и культурные.

Многие виды культурных растений скрещиваются с другими. Люди постоянно экспериментируют, пытаясь добиться лучшего урожая, устойчивости растений к болезням или плохим климатическим условиям. И довольно часто людям удаётся достичь желаемого, благодаря чему мы видим на своих столах такие вкусные продукты растительного происхождения.

На территории России культивируется огромное количество самых разных растений, причем площади и зоны их выращивания подбираются в зависимости от климатических условий, а также от потребностей населения.

Самыми распространенными, конечно же, являются те культурные растения, которые широко используются в пищу - злаки (пшеница, овес), гречиха, горох, картофель, свекла, капуста и пр. Однако значимой популярностью пользуются и культуры, предназначенные для кормления животных, изготовления лекарственных составов и применения в промышленности.

Одним из самых распространенных культурных растений считается кукуруза. Ее возделывают практически во всех районах России. Такая культура используется не только для получения зерна, но и для силоса и зеленой массы. Кукуруза применяется для получения муки (которая не имеет в своем составе клейковины), а также крупы, хлопьев и для изготовления консервов. Также данное растение используют для промышленного получения крахмала, спирта, декстрина, пива, глюкозы и патоки. На ее основе готовят сиропы и масло. Из кукурузы добывают витамин Е, а также аскорбиновую и глутаминовую кислоты. На основе пестичных столбиков такого растения готовят много лекарственных препаратов, которые используются медициной для терапии недугов печени, почек, а также для остановки кровотечений. Зародыши семян являются сырьем для кукурузного масла, которое обладает мощным желчегонным воздействием.

Эта культура в основном выращивается на территории Северного Кавказа, а также в Ростовской области, но ее посевы можно встретить и в других регионах России. Клещевина является масляничным растением, их которого промышленным путем добывают клещевинное либо касторовое масло. Первый продукт активно используется в кожевенной, текстильной и прочих отраслях промышленности, а второй - нашел свое применение в фармацевтике. Обычно касторовое масло применяют в слабительных целях, для ухода за кожей и волосами, а также при терапии суставных недугов.

Это одно из самых распространенных и важных кормовых и продовольственных растений. Его культивируют в лесной и лесостепной зоне, в том числе и в областях с недостаточным уровнем осадков. Овес и его продукты активно применяют в детском, а также диетическом питании. На его основе готовят крупы, печенье и галеты, также широко используется овсяная мука.

Тем не менее, основная сфера применения овса - кормовая. Такой продукт подходит для всех разновидностей животных.

Кроме всего прочего овес активно применяется и в медицине. На его основе готовят разные средства, но самым популярным из них считается отвар, оказывающий потогонное, жаропонижающее воздействие, помогающий оптимизировать деятельность ЖКТ, вылечить язву и гастрит, а также панкреатит и гепатит. Зерно овса и шрот из него можно приобрести в аптеках.

Это очень популярное и распространенное кормовое растение, которое выращивается во многих уголках нашей страны, являясь отличным предшественником. Зеленая масса люцерны характеризуется высочайшей кормовой ценностью, из нее готовят витаминное сено, сенаж, травяную муку и комбинированный силос.

Также люцерна активно применяется в медицине. Она оказывает отличное мочегонное и слабительное воздействие, помогает наладить пищеварение и оптимизировать уровень гормонов при самых разных гормональных расстройствах. Настойка на основе люцерны продается практически в любой аптеке.

Данная культура возделывается большей частью в южных регионах России ради листиков и соцветий, которые имеют в своем составе эфирное масло. Такой продукт активно используется в медицине. Масло перечной мяты обладает желчегонными, сосудорасширяющими, а также болеутоляющими качествами. Его применяют также в косметологии, парфюмерии и пищевой промышленности.

Такое культурное растение распространено в Поволжье, на территориях Северного Кавказа, а также в Западной Сибири. Горчица сизая является продуктом для получения ценного жирного масла, которое широко применяется при выработке маргарина и многих консервов, а также в кондитерском производстве и при выпечке хлеба. Такое масло также применяется в косметологии и в фармацевтике. Семена горчицы являются сырьем для приготовления столовой горчицы (в виде пасты, целых зерен и приправы).

Медики используют данную культуру для изготовления всем известных горчичников, которые помогают не только при простуде, но при головных болях, гипертонических кризах, стенокардии, угрозе инсульта, невралгии и мышечных болях. На основе сухого порошка горчицы обычно готовят ванны, полоскания и пр.

Подобные документы

Задачи современной селекции, породы животных и сорта растений. Центры многообразия и происхождения культурных растений. Основные методы селекции растений: гибридизация и отбор. Самоопыление перекрестноопылителей (инбридинг), сущность явления гетерозиса.

реферат [17,6 K], добавлен 13.10.2009

Селекция как наука о методах создания высокопродуктивных сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Центры происхождения культурных растений. Закон гомологических рядов. Индуцированный мутагенез. Полиплоидия и гибридизация в селекции.

презентация [4,5 M], добавлен 09.12.2011

Создания и совершенствования сортов культурных растений и пород домашних животных, применение этих методов в растениеводстве (селекция растений) и животноводстве (селекция животных). Сорта растений и породы животных с нужными биологическими свойствами.

презентация [598,9 K], добавлен 25.10.2011

Понятие селекции как эволюции, управляемой человеком. Выведение новых сортов растений и пород животных для человека свойствами как основная задача селекционеров. Методы селекции: отбор, гибридизация, мутагенез. Центры происхождения культурных растений.

презентация [63,1 K], добавлен 23.02.2013

Основные методы селекции - гибридизация и отбор, их характеристика и виды. Центры происхождения культурных растений. Вклад работ Мичурина в развитие селекции растений, его методы преодоления нескрещиваемости видов. Использование искусственного мутагенеза.

Селекция в буквальном смысле этого слова означает отбор. Но в современном понимании селекция — это широкая комплексная наука, направленная в основном на повышение производительности сельскохозяйственного производства и базирующаяся не только на учении об отборе, но и на ряде других закономерностей биологии.

Выдающийся советский генетик и селекционер акад. Н.И. Вавилов, определяя содержание и задачи современной селекции, указывал, что для успешной работы по созданию сортов и пород следует изучать и учитывать: 1) исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных, являющихся объектом селекционной работы; 2) наследственную изменчивость (мутации); 3) роль среды в развитии и проявлении изучаемых признаков; 4) закономерности наследования при гибридизации; 5) формы искусственного отбора, ведущие к закреплению желательных признаков.

Что такое сорт или порода? Мы часто пользуемся этими понятиями, но не всегда ясно представляем себе их точный смысл и содержание.

Породой животных или сортом растений называют такую совокупность особей (популяцию), искусственно созданную человеком, которая характеризуется определенными наследственными особенностями, наследственно закрепленной продуктивностью, структурными (морфологическими) признаками.

Для каждой породы или сорта характерна определенная реакция на окружающую среду. Фенотип данной породы или сорта наиболее полно проявляется лишь при известных условиях содержания, кормления, агротехники. Для каждого сорта и породы необходим известный комплекс климатических условий, при которых выявляются их положительные качества. Поэтому породы и сорта, выведенные в одной стране, далеко не всегда пригодны для другой страны.

Из сказанного ясно, что не всякую возникшую в результате мутации при гибридизации полезную форму можно назвать сортом или породой. Для этого она должна обладать перечисленными выше свойствами. Выведение новых сортов и пород — важное государственное дело.

Во всех странах, в том числе и в Советском Союзе, существует обширная система научных и научно-практических учреждений: институтов, селекционных станций, племенных хозяйств, которые планомерно занимаются в общегосударственном масштабе этой сложной работой. Для проверки вновь создаваемых сортов культурных растений существует большая сеть сортоиспытательных участков (Госсортосеть), на которых всесторонне изучаются свойства вновь создаваемых сортов. В животноводстве аналогичную работу проводят специальные племенные хозяйства.

За годы существования Советской власти выведены сотни сортов хлебных злаков, бобовых, масличных, прядильных, овощных и других культурных растений. Только по одной пшенице Государственной комиссией по сортоиспытанию апробировано и районировано (указаны районы культивирования) свыше 300 сортов. Среди них можно указать, например, на замечательный сорт Безостая-1, выведенный акад. П.П. Лукьяненко.

Больших успехов достигли советские ученые в селекции подсолнечника — ценной пищевой культуры, снабжающей страну растительным маслом. Лучшие сорта подсолнечника лет 15— 20 назад по масличности не превышали 32—33%. В настоящее время благодаря работам акад. В.С. Пустовойта и возглавляемого им коллектива средняя масличность семян повышена до 49—50%. В масштабах Советского Союза это дает тысячи тонн рафинированного масла.

Многочисленные примеры повышения хозяйственной продуктивности можно привести из области животноводства. В СССР имеется ряд высокопродуктивных пород рогатого скота: холмогорская, ярославская, серая украинская и др. В советское время трудами акад. М. Ф. Иванова создана высокопродуктивная порода украинских белых свиней, порода тонкорунных овец и многие другие.

Центры многообразия и происхождения культурных растений

Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем большие возможности дает он для отбора и гибридизации. Н.И. Вавилов указывал, что одним из условий, способствующих созданию нового сорта, служит исходное сортовое и видовое разнообразие. Чем больше это разнообразие, тем эффективнее будут результаты селекции. Но где -в природе искать это многообразие? Н.И. Вавилов с большим коллективом сотрудников в результате многочисленных экспедиций, протекавших на территории почти всего земного шара, изучил многообразие и географическое распространение культурных растений. Исследования были предприняты в 20-х и 30-х годах этого столетия Всесоюзным институтом растениеводства (ВИР), директором которого многие годы был Н. И. Вавилов. В этой огромного масштаба поисковой работе участвовали и некоторые другие крупные научные коллективы. Экспедициями были охвачены вся огромная территория Советского Союза и много зарубежных стран: Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Абиссиния, Центральная Азия, Япония, Северная, Центральная и Южная Америка и некоторые другие. Во время этих экспедиций было изучено около 1600 видов культурных растений. Экспедиции везли в Советский Союз тысячи образцов семян культурных растений. Они высевались в питомниках ВИРа, расположенных в разных географических зонах Советского Союза. Эти ценнейшие и уникальные коллекции служат материалом для селекционной работы.

В результате изучения всего этого колоссального материала Н. И. Вавилов установил ряд важных закономерностей, показав, что не во всех географических зонах культурные растения обладают одинаковым разнообразием. Для разных культур существуют свои центры многообразия, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей, разнообразных наследственных уклонений. Эти центры многообразия являются вместе с тем районами происхождения сортов данной культуры. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Это в основном не равнинные, а горные районы.

Таких центров многообразия Н.И. Вавилов насчитывал сначала 8. В более поздних работах он различает 7 основных центров. Они изображены на прилагаемой карте.

Перечислим эти центры и основные, происходящие из них культуры:

Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около 1 /₃ известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур.
Восточноазиатский центр. Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений — около 20% мирового многообразия.
Юго-западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры.
Средиземноморский центр. Страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и, кормовые культуры.
Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли — всего около 90 видов культурных растений.
Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть районов Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, и в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).

Подавляющее большинство культурных растений связано с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров. Но существуют немногие виды, имеющие иное, независимое от этих центров происхождение. Так, например, финиковая пальма была введена в культуру в оазисах Аравии и, может быть, Сахары.

Основными методами селекции растений служат гибридизация и отбор. Обычно эти методы сочетаются.

Методы отбора могут быть различными, что в значительной мере зависит от формы размножения данного вида растений. Различают две основные формы отбора: массовый и индивидуальный.

Первый из них сводится к отбору из исходного материала целой группы особей, обладающей желательными для селекционера признаками. Этот метод отбора может быть однократным или повторным (повторяющимся в целом ряде последующих поколений).

Массовый отбор наиболее часто осуществляется в отношении перекрестноопыляющихся растений, к которым относится рожь. Многие распространенные сорта ржи (например, сорт Вятка) выведены этим методом. Массовый отбор не может привести к выделению генотипически однородного материала. Полученные этим путем сорта обычно требуют повторного применения отбора для поддержания своих свойств. Эта работа осуществляется в семеноводческих хозяйствах.

Индивидуальный отбор, который тоже может быть однократным или повторным, сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Этот метод наиболее применим к самоопыляющимся растениям (пшеница, ячмень, овес). Потомство одной самоопыляющейся особи называется чистой линией. Таким образом, индивидуальный отбор приводит к выделению отдельных чистых линий. Самоопыление ведет к появлению гомозиготных форм (вспомните моногибридное скрещивание, в результате которого все время уменьшается число гетерозигот и возрастает число гомозигот). Таким образом, индивидуальный отбор обычно приводит к получению сорта! представляющего собой одну или несколько чистых линий, которые, будучи гомозиготными, сохраняют постоянство генотипа. Разумеется, и в пределах чистых линий происходят мутации, так что это постоянство не является абсолютным.

У растений, размножающихся вегетативным путем (картофель, многие плодовые деревья, разводимые отводками), можно в качестве сорта сохранить и размножить любую гетерозиготную комбинацию, обладающую хозяйственно полезными признаками. Понятно, что при половом размножении свойства таких гетерозиготных сортов не сохранятся и произойдет их сложное расщепление.

4. Самоопыление перекрестноопылителей (инбридинг). Явления гетерозиса

Самоопыление ведет к повышению гомозиготности, к закреплению этим путем наследственных свойств. Можно ли при селекции перекрестноопыляющихся растений прибегать к самоопылению для получения у них чистых линий? Близкородственное скрещивание (самоопыление у растений, скрещивание между родственными животными) называется инбридингом (или инцухтом). Еще Дарвину было хорошо известно, что инбридинг и у растений, и у животных приводит обычно к неблагоприятному результату: снижению жизнеспособности, уменьшению продуктивности, или, говоря в общей форме, к вырождению.

Чем объясняется неблагоприятное влияние инбридинга? Одной из основных причин служит переход большинства генов в гомозиготное состояние. У организмов непрерывно осуществляется мутационный процесс. Большинство мутаций рецессивны и в значительной своей части вызывают неблагоприятные наследственные изменения. У перекрестноопылителей эти рецессивные мутации фенотипичёски не проявляются, так как находятся в гетерозиготном состоянии. При инбридинге они переходят в гомозиготное состояние и оказывают свое действие на развивающийся организм. Иное дело у самоопыляющихся растений. У них не происходит накопления рецессивных неблагоприятных мутаций, так как по мере появления они становятся гомозиготными и отсеиваются естественным отбором.

Несмотря на неблагоприятное влияние самоопыления, у перекрестноопыляющихся растений оно часто и успешно применяется в селекции. Обычно сначала путем инбридинга выводят чистые линии, у которых закрепляются желательные признаки. Вместе с тем происходит резкое снижение урожайности. Затем проводят перекрестное опыление между разными линиями. Это сразу же снижает вредное влияние инбридинга и в ряде случаев ведет к созданию высокоурожайных растений. Этот прием получил название межлинейной гибридизации. Часто при этом проявляется эффект гетерозиса, или гибридной силы.

Сущность гетерозиса заключается в том, что первое гибридное поколение обладает повышенной урожайностью и жизнеспособностью не только по сравнению с инбредными линиями, но и по сравнению с теми родительскими формами, которые были использованы для создания инбредных линий. При дальнейшем размножении межлинейных гибридов, проявивших гетерозис, эффект его обычно несколько снижается. Генетические причины гетерозиса еще не окончательно выяснены, однако несомненно, что тут играет положительную роль высокая гетерозиготность гибридов, связанная с проявлением повышенной физиологической активности.

Практически поступают следующим образом. Сначала создают большое число инбредных линий, затем приступают к скрещиванию между ними. Выявляют опытным путем те комбинации, которые дают наибольший эффект гетерозиса. Далее сохраняют эти инбредные линии и для хозяйственного использования высевают гибридные семена, которые получаются в результате скрещивания линий (межлинейные гибриды). Хотя на первый взгляд этот путь кажется несколько сложным, тем не менее он дает огромный хозяйственный эффект.

Эффективность селекции. От каких факторов зависит эффективность отбора при селекционной работе? Вопрос этот имеет важное практическое значение. Отбор тем эффективнее, чем разнообразнее в наследственном отношении исходный материал. Для получения этого разнообразия пользуются разными путями. Одним из них служит разнообразный в отношении географического происхождения материал. Мы уже знаем, какое большое значение для селекции имеет коллекция культурных растений ВИРа, собранная в различных районах земного шара. Второй путь увеличения разнообразия материала для селекции представляет гибридизация. Скрещивание в сочетании с отбором — один из самых эффективных путей селекционной работы. Наконец, увеличение наследственной изменчивости может достигаться путем повышения мутационной изменчивости действием различных внешних факторов.

В тех случаях, когда наследственное разнообразие исходного материала невелико, отбор малоэффективен. Примером могут служить чистые линии самоопылителей. Отбор в чистых линиях, являющихся гомозиготными по большинству генов, практически не дает никакого результата. В чистых линиях источником наследственных изменений могут быть лишь мутации, но они происходят относительно редко.

У самоопылителей отбор обычно бывает эффективным лишь до тех пор, пока из исходной неоднородной по наследственному составу популяции не будут выделены чистые линии. В дальнейшем он перестает действовать. Для изменения свойств линии следует прибегнуть к гибридизации, которая приведет к неоднородности наследственного состава, за счет чего вновь может эффективно применяться отбор.

Искусственный и естественный отбор в селекции растений. Искусственный отбор на основе наследственной изменчивости служит основным средством изменения организмов. Однако не следует забывать, что искусственный отбор нельзя изолировать полностью от естественного отбора. Это особенно справедливо в отношении растений. При выращивании культурных растений на полях, в питомниках и т. п. они подвергаются воздействию всего комплекса внешних факторов: температуры, влажности, освещения и т. п. Это приводит к тому, что естественный отбор действует параллельно с искусственным и приводит к повышению приспособленности растений к конкретным условиям среды. Поэтому всякий вновь создаваемый сорт является всегда результатом двух одновременно действующих групп факторов: деятельности человека и естественного отбора.

1. Дайте определение селекции.
Селекция – это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. Селекцией называют также отрасль сельского хозяйства, занимающуюся выведением новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур и пород животных.

2. Перечислите основные характерные черты, отличающие друг от друга дикие и культурные формы растений.

3. Ответьте, что является исходным материалом для селекции.
Дикие виды животных, растений и микроорганизмов.

4. Выберите и впишите пропущенное слово.
Большим разнообразием отличаются дикие формы организмов.

5. Объясните, что такое географические центры происхождения и многообразия видов.
Центр многообразия и происхождения – территория (географическая область), в пределах которой формировался вид или другая систематическая категория сельскохозяйственных культур и откуда они распространились.

6. Выберите и впишите правильный вариант фамилии ученого.
Автором концепции географических центров многообразия и происхождения видов является выдающийся русский генетик и селекционер Н. И. Вавилов.

7. Приведите перечень географических центров происхождения и многообразия видов.
1. Южноазиатский тропический центр
2. Восточноазиатский
3. Юго-Западноазиатский
4. Средиземноморский
5. Абиссинский
6. Центральноамериканский
7. Южноамериканский.

Селекция: её задачи и значение.
Вклад Н.И.Вавилова в развитие селекции

Ключевые слова: селекция (примитивная, комбинационная; доместикация), задачи селекции, Н.И. Вавилов, развитие селекции, центры многообразия и происхождения культурных растений, центры происхождения домашних животных, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
Раздел ЕГЭ: 3.8. Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции: учение о центрах многообразия и происхождения культурных растений, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости…

Сорт, порода, штамм — популяция организмов, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями.

Задачи селекции:

повышение урожайности сортов культурных растений;
повышение продуктивности штаммов микроорганизмов;
увеличение продуктивности пород домашних животных.

Для успешной селекционной работы необходимо: исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных; исследование закономерностей наследования при гибридизации; изучение мутаций и их роли в проявлении и развитии исследуемых признаков; применение различных форм искусственного отбора.

Практические значение современной селекции: обеспечивать продовольственную безопасность будущего человечества, численность которого из года в год неуклонно растёт. Например, созданные во второй половине XX в. селекционерами новые сорта зерновых культур совершили так называемую зелёную революцию в земледелии ряда стран: Индии, Мексики, Аргентины и др. Достижения селекционеров заключались в том, что ими были выведены низкорослые, карликовые сорта злаков (риса и пшеницы), у которых все образующиеся в процессе фотосинтеза питательные вещества расходуются в основном на рост колоса, а не на развитие стеблей и листьев. Урожайность таких низкорослых сортов злаков возросла в 7—8 раз, и они оказались более устойчивыми к полеганию, так как стебли-соломины у них стали толще и крепче, чем у высокорослых сортов растений.

Примеры полезных свойств: рост, размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).

Зарождение селекции

С давних пор человек для своих нужд вёл промысел диких животных и собирал дикорастущие растения. С ростом народонаселения земного шара и расширением его оседлости природа была уже не в состоянии удовлетворить возросшие потребности людей в пище, одежде и других ресурсах. Человек оказался перед необходимостью целенаправленного выращивания и разведения необходимых ему организмов.

Начальным этапом селекции стала доместикация (от лат. domesticus — домашний) — превращение диких организмов в культурные. Одними из первых культурных растений стали зерновые злаки. Так, возделывание пшеницы и ячменя на Ближнем Востоке и в Древнем Египте началось 10 тыс. лет назад. С давних времён в земледельческой культуре известны рис, кукуруза, виноград, маслина и др. К числу сравнительно недавно окультуренных растений принадлежит сахарная свёкла, которую стали выращивать в последние двести лет с целью снижения зависимости зон умеренного климата от тропических областей, где возделывается сахарный тростник. За всю свою историю человечество окультурило свыше 150 видов растений, из которых сейчас наиболее широко выращивается около 20 видов.

Центры многообразия и происхождения
культурных растений и домашних животных

Большой вклад в изучение центров доместикации культурных растений внёс Н. И. Вавилов. В 1920—1940 гг. в результате многочисленных экспедиций он изучил географическое распространение около 1600 сортов культурных растений всего земного шара и установил их центры многообразия и происхождения. Рассмотрим их по порядку.

Центры происхождения культурных растений: 1 — Тропический; 2 — Восточноазиатский; 3 — Юго-Западноазиатский; 4 — Средиземноморский; 5 — Абиссинский; 6 — Центральноамериканский; 7 — Андийский; 8 — Африканский; 9 — Австралийский; 10 — Европейско-Сибирский; 11 — Североамериканский

Тропический, или Индомалайский, центр охватывает территории Индии, Индокитая и островов Юго-Восточной Азии. Из этого центра происходит около 30 % возделываемых в настоящее время культурных растений, например сахарный тростник, рис, огурец, банан, манго.

Восточноазиатский центр включает Китай, Корею, Японию и Тайвань. Отсюда произошло более 20 % всей мировой культурной флоры, в том числе соя, просо, яблоня, апельсин, слива, чайный куст.
Юго-Западноазиатский центр расположен на территории Аравийского полуострова, Малой и Средней Азии, Кавказа. С этим центром связано происхождение около 15 % культурных растений, наиболее важные из которых — зерновые злаки (мягкая пшеница, рожь), а также бобовые культуры (горох и чечевица). Из этого же центра происходят абрикос, груша, виноград.
Средиземноморский центр охватывает страны Средиземноморья, в том числе юга Европы и севера Африки. Этот центр совпадает с очагами древних цивилизаций. Отсюда произошло около 10 % всей мировой культурной флоры, среди которой овощные растения, например капуста и свёкла, а также масличные культуры, например маслина.
Абиссинский центр, находящийся в Африке (в Эфиопии), характеризуется рядом уникальных видов и даже родов культурных растений, таких как кофейное дерево, твёрдая пшеница и ячмень.
Центральноамериканский центр включает территорию юга Мексики и некоторых стран Карибского бассейна. Отсюда ведут начало такие культуры, как кукуруза, тыква, перец, фасоль, хлопчатник, какао.
Андийский центр расположен в пределах Южной Америки и включает часть районов Андийского горного хребта вдоль её западного побережья. Это родина ананаса, клубненосных культур, в том числе картофеля, и лекарственных растений, например кокаинового куста.

Начатая Н. И. Вавиловым работа была продолжена другими учёными. В 1970 г. отечественный учёный П. М. Жуковский установил ещё четыре центра происхождения культурных растений: Африканский, Австралийский, Европейско-Сибирский и Североамериканский.

В 1926 г. Н. И. Вавиловым была заложена коллекция семян культурных растений, которая постоянно пополняется и используется селекционерами для работ по созданию новых сортов. В настоящее время коллекция, хранящаяся в Санкт-Петербурге, насчитывает свыше 320 тыс. образцов семян культурных растений, происходящих из разных уголков земного шара.

С распространением земледелия важную роль в хозяйственной деятельности человека стали играть домашние животные. Процесс одомашнивания животных был более сложным и длительным, чем окультуривание растений. Человек одомашнил лишь 0,004% фауны планеты: около 60 видов млекопитающих, 12 видов птиц, семь видов рыб и пять видов насекомых. Центры происхождения домашних животных, так же как и центры происхождения культурных растений, совпадают с очагами древнейших цивилизаций. Эти области определены ареалами обитания диких предков домашних животных.

Число культурных растений и домашних животных, возникших вне вышеперечисленных центров доместикации, невелико.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости был сформулирован выдающимся русским ученым Н.И. Вавиловым в 1920 г.

Сущность закона заключается в следующем: виды и роды, генетически близкие, связанные друг с другом единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение аналогичных форм у родственного ему вида. Фактами, подтверждающими этот закон, являются случаи альбинизма у позвоночных, гемофилия у человека и других млекопитающих.

В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у родственных видов лежит представление о единстве их происхождения от одного предка в процессе естественного отбора.

У родственных видов, имеющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Это означает, что у представителей разных семейств и классов растений и животных со сходным набором генов можно встретить параллелизм — гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам и свойствам. Так, у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, гемофилия у многих млекопитающих и человека. У растений наследственная изменчивость отмечена по таким признакам, как пленчатое или голое зерно, остистый или безостый колос и др.

Знание характера изменчивости нескольких родственных видов дает возможность поиска признака, который отсутствует у одного из них, но характерен для других. Таким путем были собраны и изучены голозерные формы злаков, односемянные сорта сахарной свеклы, не нуждающиеся в прорывке, что особенно важно при механизированной обработке почв.

Читайте также: