Методы селекции: отбор, гибридизация, мутагенез (искусственный мутагенез, аутбридинг)
| Метод | Суть |
|---|---|
| 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 |
| 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) |
| Искусственный мутагенез | Радиационный (рентген, γ-лучи, нейтроны) и химический (нитрозометилмочевина, колхицин) мутагенез → отбор полезных мутантов: высокопродуктивные штаммы грибов-продуцентов антибиотиков, сорта с короткой соломиной |
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 |
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).
Как преодолевают бесплодие межвидовых гибридов. У гибрида хромосомы родительских видов не гомологичны, поэтому конъюгация в мейозе невозможна и гаметы не образуются. Георгий Дмитриевич Карпеченко (1924) удвоил набор хромосом капустно-редечного гибрида: каждая хромосома получила пару, мейоз стал возможен, и гибрид стал плодовитым. По этому же принципу создано тритикале.
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.
Схема искусственного мутагенеза: семена, проростки или споры облучают или обрабатывают химическими мутагенами (сильнейшие из них — нитрозоалкилмочевины — открыл И. А. Рапопорт), выращивают, выявляют особей с изменёнными признаками, отбирают немногие полезные формы и проверяют, наследуется ли признак. У микроорганизмов метод особенно эффективен ещё и потому, что они гаплоидны: любая мутация сразу проявляется.
| Метод | Суть |
|---|---|
| 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 |
| Искусственный мутагенез | Радиационный (рентген, γ-лучи, нейтроны) и химический (нитрозометилмочевина, колхицин) мутагенез → отбор полезных мутантов: высокопродуктивные штаммы грибов-продуцентов антибиотиков, сорта с короткой соломиной |
| Метод | Суть | Где применяют |
|---|---|---|
| Массовый отбор | Отбирают группу особей с нужными признаками, потомство оценивают в целом | Перекрёстноопыляемые растения; прост, но менее точен |
| Искусственный мутагенез | Облучение или обработка химическими мутагенами, затем отбор удачных форм | Селекция микроорганизмов и растений |
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.
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.
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.
Закрепите теорию: 7 терминов и 3 задания с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward