Реферат: Селекция

Сообщение по биологии

На тему: ” Селекция”.

Подготовил: ученик 11-А класса

ТМОЛ при ТРТУ

Бутенков Дмитрий.

Таганрог 2000 год.

Слово «селекция»произошло от лат. «selectio», что в переводе обозначает «выбор,отбор».

 Селекция — это наука,которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений   ихгибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаясявыведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокойпродуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых кболезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.

Теоретической основой селекции являетсягенетика-наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управленияими. Она изучает закономерности наследования признаков и свойств родительскихформ, разрабатывает методы и приемы управления наследственностью. Применяя ихна практике при выведении новых сортов растений и пород животных, человекполучает нужные формы организмов, а также управляет их индивидуальнымразвитием  онтогенезом. Основы современной генетики заложил чешский ученыйГ.Мендель, который в 1865 году установил  принцип дискретности, илипрерывности, наследовании признаков и свойств организмов.

  Вначале двадцатого века американский биолог Т.Х.Морган обосновал хромосомнуютеорию наследственности, согласно которой наследственныепризнаки определяются хромосомами органоидами ядра всех клеток организма.Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены однойхромосомы сцеплены между собой. Признак обычно определяется парой хромосом. Приобразовании половых клеток парные хромосомы расходятся. Полный их наборвосстанавливается в оплодотворенной клетке. Таким образом новый организм получаетхромосомы от обоих родителей, а с ними наследует те или иные признаки.

Методы Селекция животных Подбор родительских пар По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков)

Гибридизация:
а) неродственная (аутбридинг)

Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство Б) близкородственная (инбридинг) Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками

Отбор:
а) массовый

Не применяется Б) индивидуальный Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру Метод испытания производителей по потомству Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству Экспериментальное получение полиплоидов Не применяется ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МУТАГЕНЕЗ Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Создание новых комбинаций генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения лекарственных препаратов

В селекции растений широко применяют гибридизациюи отбор — массовый (без учета генотипа) и индивидуальный. В растениеводствепо отношению к перекрестноопыляющимся растениям нередко применяется массовыйотбор. При таком отборе в посеве сохраняют растения только с желательнымикачествами. При повторном посеве снова отбирают растения с определенными признаками.Индивидуальный отбор сводится к выделению отдельных особейи получению от них потомства. Индивидуальный отбор приводит к выделению чистойлинии — группы генетически однородных (гомозиготных) организмов. Для внесенияв генофонд создаваемого сорта растений или породыживотных ценных генов и получения оптимальных комбинаций признаков применяют гибридизациюс последующим отбором. При скрещивании разных пород животных или сортоврастений, а также при межвидовых скрещиваниях в первом поколении гибридовповышается жизнеспособность и наблюдается мощное развитие. Это явление получилоназвание гибридной силы, или гетерозиса. Оно объясняется переходоммногих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантныхгенов. При последующих скрещиваниях гибридов между собой гетерозис затухает вследствиевыщепления гомозигот.
 Один из приемовселекции — выведение чистых линий путем многократного принудительного самоопылениярастений: потомство такого растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшемскрещивают особи двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первогопоколения, их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однаков последующих поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтомув практике используют только гибриды первого поколения.

Искусственныймутагенез.Естественные мутации сопровождающиеся появлением полезных для человека признаков,возникают очень редко. На их поиски приходится затрачивать много сил и времени.Частота мутаций резко повышается при воздействии мутагенов. К нимотносятся некоторые химические вещества а также ультрафиолетовое и рентгеновскоеизлучения. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной резкоговозрастания частоты мутаций. Наряду с вредными мутациями нередко обнаруживаютсяи полезные, которые используются учеными в селекционной работе. Путём воздействиямутагенами в' растениеводстве получают и полиплоидные растения, отличающиеся болеекрупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органическихвеществ. Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционнаяработа И. В. Мичурина. Большое значение он придавал подбору родительских пар дляскрещивания. При этом он не использовал местные дикорастущие сорта (так как ониобладали стойкой наследственностью, и гибрид обычно уклонялся в сторону дикого родителя),а брал растения из других, отдаленных географических мест и скрещивал их друг сдругом.

Методы Сущность метода Примеры

Биологически отдаленная гибридизация:
а) межвидовая

Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами Вишня владимирская X черешня Винклера белая = вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость) б) межродовая Скрещивание представителей разных родов для получения новых растений Вишня Х черемуха = Церападус Географически отдаленная гибридизация Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости) Груша дикая уссурийская Х Бере рояль (Франция)=Бере зимняя Мичурина Отбор Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и их лежкостн Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью Метод ментора Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чём ментор старше, мощнее, длительнее действует, тем его влияние сильнее

Яблоня Китайка (под вой)X гибрид (Китайка Х Кандиль-синап) = Кандиль-синап (морозостойкий)
Бельфлер-китайка (гибрид-подвой) X Китайка (привой) = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт)

Метод посредника При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещнваемости использование дикого вида в качестве посредника

Дикий монгольский миндаль Х дикий персик Давида = миндаль Посредник
Культурный персик X миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север)

Воздействие условиями среды При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадками

Закаливание гибридного сеянца.
Отбор наиболее выносливых растений

Смешение пыльцы Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости) Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу

Селекцияживотных отличается от таковой у растений: животные дают мало потомков, у них позднеенаступает половозрелость, они не размножаются вегетативно и у них отсутствует самооплодотворение.Однако и в селекции животных используют гибридизацию и отбор, как массовый, таки индивидуальный. Учитывают признаки экстерьера родительских пар, родословную производителей,проверяют чистоту породы. Путем близкородственного скрещивания (инбридинга) получаютчистые линии, когда все или большинство генов переходят в гомозиготное состояние.

Скрещиваниенеродственных особей называется аутбридингом. Его осуществляют междуособями разных пород одного вида животных и даже в пределах различных родов и видов,т. е. при отдаленной гибридизации.Этим путем получены бесплодный гибридосла и лошади— мул, гибрид одногорбого и двугорбого верблюда, гибрид яка и крупногорогатого скота (самцы у них бесплодные, а самки плодовиты). Эти гибриды характеризуютсягетерозисом, т. е. повышенной жизненностью, обладают долголетием и большей выносливостьюпо сравнению с родителями.

Мутацией называют изменение количестваили структуры ДНК данного организма. Мутация при­водит к изменению генотипа,которое может быть унаследовано клетками, происходящими от мутант- ной клетки врезультате митоза или мейоза. Мутирование может вызывать изменения каких-либопризнаков в популяции. Мутации, возникшие в по­ловых клетках, передаютсяследующим поколениям организмов, тогда как мутации в соматических клеткахнаследуются только дочерними клетками, образовавшимися путем митоза, и такиемутации называют соматическими.

Мутации, возникающие врезультате изменения числа или макроструктуры хромосом, известны под названием хромосомныхмутаций или хромосомных аберраций (перестроек). Иногда хромосомы так сильноизменяются, что это можно увидеть под микроскопом. Но термин «мутация»используют главным образом для обозначения изменения струк­туры ДНК в одномдокую, когда происходит так называемая генная, или точечная, мутация.

Внезапные спонтанныеизменения фенотипа, кото­рые нельзя связать с обычными генетическими яв­лениямиили микроскопическими данными о нали­чии хромосомных аберраций, можно объяснитьтолько изменениями в структуре отдельных генов. Генная, или точечная (посколькуона относится к определенному генному локусу), мутация — резуль­тат изменениянуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосо­мы.Такое изменение последовательности основа­ний в данном гене воспроизводится притранскрип­ции в структуре мРНК и приводит к изменению последовательностиаминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции нарибосомах.

Существуют различные типы генныхмутаций, связанных с добавлением, выпадением или переста­новкой оснований вгене. Это дупликации, вставки, делении, инверсии или замены оснований.Во всех случаях они приводят к изменению нуклеотидной последовательности, ачасто — и к образованию из­мененного полипептида. Например, делеция вызы­вает сдвиграмки. 

Генные мутации, возникающие вгаметах или в будущих половых клетках, передаются всем клет­кам потомков имогут влиять на дальнейшую судь­бу популяции. Соматические генные мутации, про­исходящиев организме, наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантнойклетки путем митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в которомони возникли, но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматическиемутации, вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но внекоторых случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста иделения. Эти клетки могут дать начало опухолям — либо доброкачественным, кото­рыене оказывают особого влияния на весь орга­низм, либо злокачественным, чтоприводит к рако­вым заболеваниям.

 

 

 

 

 

 

 

Методы генетики

Название метода Сущность метода ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ Производится анализ закономерностей наследования отдельных признаков и свойств организмов при половом размножении, а также анализ изменчивости генов и их комбинаторики. Метод разработан Г. Менделем ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ С помощью светового и электронного микроскопов изучаются материальные основы наследственности на клеточном и субклеточном уровнях (хромосомы, ДНК) ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Синтез гибридологического и цитологического методов обеспечивает изучение кариотипа человека, изменений в строении и количестве хромосом ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ Основывается на определении частоты встречаемости различных генов в популяции, что позволяет вычислить количество гетерозиготных организмов и прогнозировать, таким образом, количество особей с патологическим (мутантным) проявлением действия гена БИОХИМИЧЕСКИЙ Изучаются нарушения обмена веществ (белков, жиров, углеводов, Минеральных веществ), возникающих в результате генных мутаций МАТЕМАТИЧЕСКИЙ Производится количественный учет наследования признаков ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ Выражается в составлении родословных (человека, животных). Позволяет установить тип и характер наследования признаков БЛИЗНЕЦОВЫЙ Основан на изучении близнецов с одинаковыми генотипами, что позволяет выяснить влияние среды на формирование признаков ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ Позволяет проследить действие генов в процессе индивидуального развития; в сочетании с биохимическим методом позволяет установить присутствие рецессивных генов в гетерозиготном состоянии по фенотипу