Методы селекции: отбор, гибридизация, мутагенез (индивидуальный отбор, гетерозис, селекция)
| Метод | Суть |
|---|---|
| Индивидуальный отбор | Отбор отдельных особей с проверкой по потомству → чистые линии (самоопылители: пшеница, горох; животные) |
| Испытание производителей по потомству | Оценка быка или барана по качествам дочерей (удой, жирность), так как признак у самца не проявляется |
| Отбор по генотипу | По фенотипу потомства (анализирующее скрещивание, проверка линий) или напрямую по анализу ДНК — маркерная селекция без выращивания взрослых особей |
| Аутбридинг, гетерозис | Скрещивание неродственных линий → мощные гибриды F₁ (гетерозис: гибридная сила из-за гетерозиготности и подавления вредных рецессивов) — гибридная кукуруза, бройлеры; в F₂ гетерозис затухает, поэтому семена F₁ получают заново каждый год |
| Комбинационная селекция | Этапы: подбор исходных форм → гибридизация → отбор в поколениях → создание линии → испытание и размножение сорта |
Достижения: сорта плодовых И. В. Мичурина, пшеницы П. П. Лукьяненко (Безостая 1), высокомасличного подсолнечника В. С. Пустовойта, пшенично-пырейные гибриды Н. В. Цицина, тритикале, гибридная кукуруза; асканийская тонкорунная порода овец и белая украинская порода свиней М. Ф. Иванова, породы скота (голштинская, ангус), бройлерные кроссы кур, породы собак; штаммы пенициллов с продуктивностью в сотни раз выше исходной.
| Метод | Суть | Где применяют |
|---|---|---|
| Массовый отбор | Отбирают группу особей с нужными признаками, потомство оценивают в целом | Перекрёстноопыляемые растения; прост, но менее точен |
| Индивидуальный отбор | Потомство каждой особи оценивают отдельно, ведут родословные | Самоопылители, животноводство; точнее, но трудоёмок |
| Испытание по потомству | Ценность производителя определяют по качеству его потомков | Животноводство: оценка быков по удоям дочерей |
| Инбридинг (близкородственное скрещивание) | Переводит гены в гомозиготное состояние, закрепляет признаки, но снижает жизнеспособность | Получение чистых линий |
| Аутбридинг и гетерозис | Скрещивание неродственных форм; гибриды первого поколения превосходят родителей по мощности и продуктивности | Кукуруза, свиньи, птица; эффект затухает в последующих поколениях |
| Отдалённая гибридизация | Скрещивание разных видов и родов; гибриды часто бесплодны | Мул (осёл × лошадь), тритикале (пшеница × рожь) |
| Полиплоидия | Кратное увеличение набора хромосом (колхицином) | Восстановление плодовитости межвидовых гибридов, повышение урожайности |
| Искусственный мутагенез | Облучение или обработка химическими мутагенами, затем отбор удачных форм | Селекция микроорганизмов и растений |
| Этап комбинационной селекции | Что делают |
|---|---|
| 1. Подбор исходных форм | Выбирают сорта, линии или дикие формы, каждая из которых несёт часть нужных признаков (например, урожайность у одной и короткий прочный стебель у другой) |
| 2. Гибридизация | Скрещивают подобранные формы, получают и размножают гибриды |
| 3. Отбор в ряду поколений | Начиная с F₂, где идёт расщепление, индивидуальным отбором выделяют растения с нужным сочетанием признаков |
| 4. Закрепление | Самоопылением переводят гены в гомозиготное состояние — получают константные линии |
| 5. Сортоиспытание | Сорт сравнивают со стандартными сначала на опытных участках, затем в государственном сортоиспытании в разных почвенно-климатических зонах |
| 6. Районирование и размножение | Сорт рекомендуют для зон, где он лучше всего реализует свою норму реакции, и размножают его семена |
Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида: разных сортов, пород или линий. Гетерозис сильнее всего проявляется при межлинейной гибридизации: сначала инбридингом получают чистые линии, затем скрещивают их между собой. Причины гетерозиса объясняют две гипотезы: доминирования — в гибриде собираются полезные доминантные аллели обоих родителей, а вредные рецессивные оказываются в гетерозиготе и не проявляются; сверхдоминирования — гетерозигота Aa превосходит обе гомозиготы. В F₂ начинается расщепление, доля гетерозигот падает, и гетерозис затухает.
Особенности селекции животных: только половое размножение, малочисленное потомство, поздняя половозрелость, многие признаки проявляются лишь у одного пола (удойность, яйценоскость) — поэтому применяют индивидуальный отбор, испытание производителей по потомству, искусственное осеменение и трансплантацию эмбрионов.
Селекция микроорганизмов опирается на огромную скорость размножения и простоту получения мутантов: искусственный мутагенез с последующим отбором позволяет за короткое время повысить выход антибиотика или фермента в десятки раз; современные штаммы получают методами генной инженерии.
Отбор по генотипу. По фенотипу нельзя отличить гетерозиготу от доминантной гомозиготы, а признаки, которые проявляются поздно или только у одного пола, у молодой особи не видны. Поэтому генотип оценивают по фенотипу потомства (испытание производителей по потомству, анализирующее скрещивание) или прямо по ДНК: у молодого растения или телёнка берут пробу ткани, выделяют ДНК, анализируют участки (молекулярные маркеры), связанные с нужным признаком, и оставляют для размножения только особей с нужным вариантом гена. Анализ ДНК избавляет от ожидания урожая или удоев дочерей и ускоряет селекцию в несколько раз, но работает, лишь если связь маркера с признаком уже известна.
Клеточная селекция переносит отбор на уровень клеток: культуру клеток растения выращивают на среде с отбирающим фактором (солью, токсином возбудителя), неустойчивые клетки гибнут, уцелевшие размножают и выращивают из них целые растения — так получают формы, устойчивые к засолению или болезням. В чашке можно проверить миллионы клеток, а в поле — лишь тысячи растений. Из культуры пыльников получают гаплоиды; удвоив у них число хромосом колхицином, сразу получают полностью гомозиготные линии вместо многих поколений самоопыления.
| Метод | Суть |
|---|---|
| Массовый отбор | Отбор группы лучших особей по фенотипу без проверки потомства; для перекрёстноопыляемых растений (рожь, кукуруза); результат не всегда стабилен |
| Инбридинг | Близкородственное скрещивание (самоопыление) → гомозиготность, чистые линии; сопровождается инбредной депрессией (проявление вредных рецессивных аллелей) |
| Отдалённая гибридизация | Скрещивание разных видов и родов: мул (лошадь × осёл), бестер (белуга × стерлядь), тритикале (пшеница × рожь); гибриды обычно бесплодны (хромосомы не конъюгируют). Преодоление бесплодия — удвоение хромосом (Г. Д. Карпеченко, 1924: капустно-редечный гибрид 18 хромосом → 36) |
| Метод | Суть | Где применяют |
|---|---|---|
| Массовый отбор | Отбирают группу особей с нужными признаками, потомство оценивают в целом | Перекрёстноопыляемые растения; прост, но менее точен |
| Инбридинг (близкородственное скрещивание) | Переводит гены в гомозиготное состояние, закрепляет признаки, но снижает жизнеспособность | Получение чистых линий |
| Отдалённая гибридизация | Скрещивание разных видов и родов; гибриды часто бесплодны | Мул (осёл × лошадь), тритикале (пшеница × рожь) |
Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида: разных сортов, пород или линий. Её крайние варианты — инбридинг (скрещивание близких родственников, у растений — самоопыление) и аутбридинг (скрещивание неродственных особей, в том числе межсортовое, межпородное и межлинейное).
Работы И. В. Мичурина. Иван Владимирович Мичурин вывел более 300 сортов плодовых и ягодных культур и продвинул южные сорта на север. Он скрещивал местные зимостойкие и дикие формы с южными сортами (отдалённая гибридизация), преодолевал нескрещиваемость видов методом посредника (один вид сначала скрещивают с третьим, а полученный гибрид — со вторым видом) и опылением смесью пыльцы, а развитие молодых гибридов направлял методом ментора — прививкой на растение-воспитатель, усиливающее нужные признаки.
Закрепите теорию: 7 терминов и 6 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward