История селекции сортов

Основные этапы в истории развития селекции

Понятие о селекции. Взаимосвязь селекции с генетикой и другими науками

«Селекция(лат. selectio — выбор, отбор, от seligo — выбираю, отбираю) — 1) наука о методах создания сортов и гибридов растений, пород животных; 2) отрасль с.-х. производства, занимающаяся выведением сортов и гибридов с.-х. культур, пород животных.»

Селекция не создает новых видов, она лишь разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении.

Селекция является одной из форм эволюции растительного и животного мира, которая подчиняется тем же законам, что и эволюция видов в природе, но естественный отбор здесь частично заменен искусственным отбором.

Селекция играла и играет большую роль в обеспечении населения земного шара продовольствием.

Селекция тесно связана с систематикой, анатомией, морфологией, физиологией, экологией, биохимией, иммунологией, растениеводством, фитопатологией, энтомологией и др. науками, использует их приёмы и методы исследования. Исключительно большое значение для селекции имеют знания биологии опыления и оплодотворения, эмбриологии, гистологии и молекулярной биологии.

По определению Н. И. Вавилова, селекция как наука характеризуется высокой комплексностью: она заимствует от других наук методы и законы о растениях и животных, трансформирует их, дифференцирует в соответствии с конечной задачей выведения сорта, разрабатывает свои методы и устанавливает закономерности, ведущие к созданию сорта (или породы).

Теоретической основой селекции является генетика, основные положения которой стали фундаментом для селекционной практики. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ с применением методов математической статистики.

«Современная селекция растений — это научно обоснованная технология управления наследственностью и изменчивостью высших эукариот, позволяющая реализовать социально-экономические, экологические, дизайно-эстетические и другие цели».

Адаптивная система селекции технологизирует достижения как прикладных, так и фундаментальных знаний. Другими словами, селекция выступает в качестве синтетической дисциплины, широко использующей достижения физиологии, биохимии, почвоведения, микробиологии, цитогенетики, экологии и других наук и функционально объединяющей этапы мобилизации генофонда, самой селекции, сортоиспытания и семеноводства, агроэкологического районирования и конструирования агроэкосистем.

Именно синтетическая направленность в развитии селекции как науки позволила ей обеспечить практически непрерывное повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Основные этапы в истории развития селекции

К сведению: На протяжении своей истории человек использовал в пищу более 3 тыс. видов, но известное применение получили лишь 150, а широко распространены 20 и чуть более. В том числе, рис, пшеница, сорго, ячмень, сахарный тростник и т.д. Среди них до 30 % потребляемых продуктов приходится на долю риса.

Уже на заре своей сельскохозяйственной деятельности человек бессознательно проводил селекцию одомашненных растений и животных. Она выражалась, главным образом, в отборе самых продуктивных особей для размножения. Две тыс. лет назад в Древнем Риме были написаны трактаты поэта Вергилия, писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, где имелись указания, как следует вести отбор растений.

Примитивные земледельцы отличались поразительной интуицией в отношении растений. Об этом свидетельствуют сохранившиеся формы растений, а подчас только есть упоминание в летописях об уникальной форме кукурузы, абрикосах с 70 % сахара, гигантской формы редьки, лимской фасоли (семена крупнее в 100 раз дикой фасоли).

Яркий пример генетических возможностей улучшения сельскохозяйственных растений – кукуруза и пшеница. Изначально длина початка кукурузы достигала около 2 см (5 тыс. лет до н.э.). А современная пшеница (аллополиплоидный гибрид), которая сочетает геномы трех видов (Triticum monococcum L., Aegilops speltoides Tausch., Ae. squarrosa L.), каждый из которых не представляет особой хозяйственной ценности, стал одним из продуктивнейших видов, дающих рекордные урожаи зерна.

Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приёмы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э.

С развитием земледелия и животноводства искусственный отбор лучших форм приобрёл массовый сознательный характер — появилась народная селекция. В России крестьяне создали сорта пшеницы (Крымка, Белотурка, Полтавка, Гарновка и др.), подсолнечника (Зелёнка, Фуксинка), высокорослые кряжи льна-долгунца (Смоленский, Псковский), сорта клевера (Пермский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др., получившие название местных, или стародавних, хорошо приспособленные к местным условиям произрастания. Лучшие сорта хлопчатника СССР и США берут своё начало от форм, происхождение которых связано с культурой майя. В Перу выращивают кукурузу с очень крупным зерном (относится к Куско-группе), созданную много веков назад. В дальнейшем местные сорта и породы были использованы для выведения селекционных сортов и пород.

Развитие капитализма оказало большое влияние на селекционную практику, привело к зарождению промышленной селекции. Во 2-й половине 19 в. повысился интерес к выведению новых сортов растений. В Германии Ф. Ахард заложил основы селекции сахарной свёклы на повышенное содержание сахара и высокую урожайность. Стали известны сорта пшеницы английских селекционеров-практиков П. Ширефа, Ф. Галлета, немецкого учёного В. Римпау. В Европе и Америке были созданы промышленные семенные фирмы, крупные селекционно-семеноводческие предприятия. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», снабжающая семенами всю Францию и экспортирующая их во многие страны. В России организованы Полтавское опытное поле (1884), где изучался сортовой состав пшеницы Верхнячская (1883), Немерчанская (1886) и Уладово-Люлинецкая (1886), опытно-селекционные станции по сахарной свёкле. И. В. Мичурин успешно работал в области селекции плодовых культур. В Швеции создана Свалёвская селекционная станция (1886, ныне институт), сыгравшая большую роль в развитии селекции в Западной Европе. Её сорта овса (Золотой дождь, Победа, Лигово II) и др. культур получили мировую известность. В США опытно-селекционые станции и лаборатории были организованы в каждом штате. Селекцией занимались также семеноводческие компании. Л. Бёрбанк вывел сорта плодовых и декоративных растений. В это же время в США, Франции, Великобритании, Швеции и других странах проводилась большая работа по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. Растительные коллекции стали исходным материалом для выведения новых сортов.

Большое влияние на развитие селекции оказали открытия в области ботаники, зоологии, микроскопической техники. С изобретением специальных приборов, инструментов, машин, селекционный процесс всё более механизировался. Несмотря на значительные успехи, промышленная селекция была лишена тех научных предпосылок, которые позволили ей в дальнейшем превратиться в теоретически обоснованную селекционную науку. Селекционеры 18—19 вв. действовали лишь на основании опыта и интуиции, хотя и применяли многие современные методы. Решающую роль в возникновении научной селекции сыграло эволюционное учение Ч. Дарвина, становление и развитие общей генетики, а затем генетики растений и генетики животных, радиационной генетики.

В России началом развития научной селекции считается 1903 — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском с.-х. институте (ныне Московская с.-х. академия им. К. А. Тимирязева) селекционной станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. В 1909—14 созданы Харьковская, Саратовская, Безенчукская, Одесская опытные станции.

В 20—30-е гг. создана сеть новых научно-исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Открытый Н. И. Вавиловым гомологических рядов закон в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, эколого-географические принципы селекции, учение об исходном материале растений и иммунитете растений стали широко использовать в селекционной практике. Созданный в 1924 Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, преобразованный затем во Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), под руководством Н. И. Вавилова становится мировым центром по сбору и изучению растительных ресурсов. Многочисленные коллекции растений ВИРа послужили исходным материалом (генофондом) для многих сортов растений.

Анализ достижений селекции в 50-80-х годах XX столетия свидетельствует также о том, что большинство улучшенных агрономических признаков, обусловивших рост урожайности, имеет полигенный, комплексный характер. Созданы сорта и гибриды с широкой агроэкологической адаптацией, более медленным старением листьев, устойчивостью к полеганию, толерантностью цветков к абортированию в условиях жары и засухи, горизонтальной устойчивостью к болезням и др. Основное внимание в современных селекционных программах уделяется сочетанию высокой потенциальной продуктивности сортов и способности противостоять действию абиотических и биотических стрессоров. В числе основных причин такой ориентации — тенденции к увеличению разрыва между рекордной и средней урожайностью по важнейшим сельскохозяйственным культурам (обычное соотношение 4:1), повышению зависимости величины и качества урожая от применения техногенных средств, а также погодных флуктуации (вариабельность урожайности по годам на 60-80 % обусловлена «капризами» погоды). Следовательно, дальнейшее успешное развитие селекции растений требует использования качественно новых методов, технологий и биологических концепций.

Не вызывает сомнений, что в наращивании производства продуктов питания в XXI веке решающее значение будет принадлежать адаптивной системе селекции, которая сочетает классические и новейшие методы селекции растений.

История селекции

История селекции. Возникновение Селекция связано с введением в культуру растений и одомашниванием животных. Начав возделывать растения и разводить животных, человек стал отбирать и размножать наиболее продуктивные, что способствовало их непроизвольному улучшению. Так на заре человеческой культуры возникла примитивная Селекция Её история исчисляется тысячелетиями. Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приёмы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э. С развитием земледелия и животноводства искусственный отбор лучших форм приобрёл массовый сознательный характер — появилась народная Селекция В России крестьяне создали сорта пшеницы (Крымка, Белотурка, Полтавка, Гарновка и др.), подсолнечника (Зелёнка, Фуксинка), высокорослые кряжи льна-долгунца (Смоленский, Псковский), сорта клевера (Пермский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др., получившие название местных, или стародавних, хорошо приспособленные к местным условиям произрастания. Лучшие сорта хлопчатника СССР и США берут своё начало от форм, происхождение которых связано с культурой майя. В Перу выращивают кукурузу с очень крупным зерном (относится к Куско-группе), созданную много веков назад. В результате длительной народной Селекция получены каракульская и романовская породы овец, арабская и ахалтекинская породы лошадей, серый украинский скот, ярославская и холмогорская молочные породы крупного рогатого скота и др. В дальнейшем местные сорта и породы были использованы для выведения селекционных сортов и пород.

Развитие капитализма оказало большое влияние на селекционную практику, привело к зарождению промышленной Селекция В конца 18 — начала 19 вв. в Великобритании были впервые созданы селекционные питомники, организовано племенное животноводство. Р. Бекуэлл вывел лейстерскую породу овец с выдающимися мясными и шёрстными качествами, братья Ч. и Р. Коллинги — шортгорнскую породу крупного рогатого скота. Племенными животными Великобритания снабжала многие страны. Во 2-й половине 19 в. повысился интерес к выведению новых сортов растений. В Германии Ф. Ахард заложил основы Селекция сахарной свёклы на повышенное содержание сахара и высокую урожайность. Стали известны сорта пшеницы английских селекционеров-практиков П. Ширефа, Ф. Галлета, немецкого учёного В. Римпау. В Европе и Америке были созданы промышленные семенные фирмы, крупные селекционно-семеноводческие предприятия. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен» (см. Вильморен), снабжающая семенами всю Францию и экспортирующая их во многие страны. В России организованы Полтавское опытное поле (1884), где изучался сортовой состав пшеницы Верхнячская (1883), Немерчанская (1886) и Уладово-Люлинецкая (1886), опытно-селекционные станции по сахарной свёкле (см. Опытные поля, Опытные сельскохозяйственные станции). И. В. Мичурин успешно работал в области Селекция плодовых культур. В Швеции создана Свалёвская селекционная станция (1886, ныне институт), сыгравшая большую роль в развитии Селекция в Западной Европе. Её сорта овса (Золотой дождь, Победа, Лигово II) и др. культур получили мировую известность. В США опытно-селекционые станции и лаборатории были организованы в каждом штате. Селекция занимались также семеноводческие компании. Л. Бёрбанк вывел сорта плодовых и декоративных растений. В это же время в США, Франции, Великобритании, Швеции и других странах проводилась большая работа по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. Растительные коллекции стали исходным материалом для выведения новых сортов. Большое влияние на развитие Селекция оказали открытия в области ботаники, зоологии, микроскопической техники. С изобретением специальных приборов, инструментов, машин селекционный процесс всё более механизировался, Несмотря на значительные успехи, промышленная Селекция была лишена тех научных предпосылок, которые позволили ей в дальнейшем превратиться в теоретически обоснованную селекционную науку. Селекционеры 18—19 вв. действовали лишь на основании опыта и интуиции, хотя и применяли многие современные методы. Решающую роль в возникновении научной Селекция сыграло эволюционное учение Ч. Дарвина (см. Дарвинизм), становление и развитие общей генетики, а затем генетики растений и генетики животных,радиационной генетики, Первые теоретические обоснования методов Селекция приведены в трудах датского генетика В. Иогансена (1903), швед. селекционера и генетика Г. Нильсона-Эле (1908, 1911, 1912). Работы по химическому и радиационному мутагенезу (советские генетики М. Н. Мейсель, 1928, В. В. Сахаров, 1933, И. А. Рапопорт, 1943; английский — Ш. Ауэрбах, 1944), эволюционной генетике (сов. учёный Селекция Селекция Четвериков, 1926; американский — Селекция Райт; английский — Дж. Холдейн, 20—30-е гг.) имели и имеют важное значение для развития Селекция Создав теоретическую базу, используя новые методы, Селекция стала наукой об управлении наследственностью организмов.

В России началом развития научной Селекция считается 1903 — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском с.-х. институте (ныне Московская с.-х. академия им. К. А. Тимирязева) селекционные станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. В этом же году началось чтение лекций по Селекция и семеноводству в Московском с.-х. институте, а впоследствии преподавание курса Селекция в других высших учебных заведениях. В 1909—14 созданы Харьковская, Саратовская, Безенчукская, Одесская опытные станции. В 1911 состоялся 1-й съезд селекционеров и семеноводов России (в Харькове), на котором были подведены итоги селекционно-семеноводческие работы опытных учреждений, Значительную роль в развитии научной Селекция сыграло Бюро по прикладной ботанике, генетике и селекции (организовано в 1894 Р. Э. Регелем), которое провело успешное изучение сортового состава культурных растений.

Больших успехов достигла Селекция после Октябрьской революции 1917. В 1921 был принят декрет «О семеноводстве», подписанный В. И. Лениным, заложивший основы единой государственной системы селекционно-семеноводческие работы в СССР. В 20—30-е гг. создана сеть новых научно-исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Открытый Н. И. Вавиловым гомологических рядов закон в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, эколого-географические принципы Селекция, учение об исходном материале растений и иммунитете растений стали широко использовать в селекционной практике. В развитие генетических основ Селекция животных крупный вклад внесли М. Ф. Иванов, П. Н. Кулешов, А. Селекция Серебровский С именами Г. Д. Карпеченко и И. В. Мичурина связана разработка теории отдалённой гибридизации. Созданный в 1924 Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, преобразованный затем во Всесоюзный институт растениеводства, ВИР (см. Растениеводства институт), под руководством Н. И. Вавилова становится мировым центром по сбору и изучению растительных ресурсов. Многочисленные коллекции растений ВИР а послужили исходным материалом (генофондом) для многих сортов растений.

Селекция

Титова Елена , Авчинка Инга

Возникновение селекции связано с введением в культуру растений и одомашниванием животных. Начав возделывать растения и разводить животных, человек стал отбирать и размножать наиболее продуктивные, что способствовало их непроизвольному улучшению. Так на заре человеческой культуры возникла примитивная селекция. Её история исчисляется тысячелетиями. Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приёмы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э. С развитием земледелия и животноводства искусственный отбор лучших форм приобрёл массовый сознательный характер — появилась народная селекция. В России крестьяне создали сорта пшеницы (Крымка, Белотурка, Полтавка, Гарновка и др.), подсолнечника (Зелёнка, Фуксинка), высокорослые кряжи льна-долгунца (Смоленский, Псковский), сорта клевера (Пермский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др., получившие название местных, или стародавних, хорошо приспособленные к местным условиям произрастания. Лучшие сорта хлопчатника СССР и США берут своё начало от форм, происхождение которых связано с культурой майя. В Перу выращивают кукурузу с очень крупным зерном (относится к Куско-группе), созданную много веков назад. В результате длительной народной селекции получены каракульская и романовская породы овец, арабская и ахалтекинская породы лошадей, серый украинский скот, ярославская и холмогорская молочные породы крупного рогатого скота и др. В дальнейшем местные сорта и породы были использованы для выведения селекционных сортов и пород. Развитие капитализма оказало большое влияние на селекционную практику, привело к зарождению промышленной селекции. В конце 18 — начала 19 вв. в Великобритании были впервые созданы селекционные питомники, организовано племенное животноводство. Племенными животными Великобритания снабжала многие страны. Во 2-й половине 19 в. повысился интерес к выведению новых сортов растений. В Германии Ф. Ахард заложил основы селекции сахарной свёклы на повышенное содержание сахара и высокую урожайность. В Европе и Америке были созданы промышленные семенные фирмы, крупные селекционно-семеноводческие предприятия. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», снабжающая семенами всю Францию и экспортирующая их во многие страны. В США опытно-селекционые станции и лаборатории были организованы в каждом штате. Селекцией занимались также семеноводческие компании. Л. Бёрбанк вывел сорта плодовых и декоративных растений. В это же время в США, Франции, Великобритании, Швеции и других странах проводилась большая работа по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. Растительные коллекции стали исходным материалом для выведения новых сортов. Большое влияние на развитие селекции оказали открытия в области ботаники, зоологии, микроскопической техники. С изобретением специальных приборов, инструментов, машин селекционный процесс всё более механизировался, Несмотря на значительные успехи, промышленная селекция была лишена тех научных предпосылок, которые позволили ей в дальнейшем превратиться в теоретически обоснованную селекционную науку. Селекционеры 18—19 вв. действовали лишь на основании опыта и интуиции, хотя и применяли многие современные методы. Решающую роль в возникновении научной селекции сыграло эволюционное учение Ч. Дарвина, становление и развитие общей генетики, а затем генетики растений и генетики животных, радиационной генетики.

В России началом развития научной селекции считается 1903 — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском сельскохозяйственном институте селекционные станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. Больших успехов достигла селекция после Октябрьской революции 1917. В 1921 был принят декрет «О семеноводстве», подписанный В. И. Лениным, заложивший основы единой государственной системы селекционно-семеноводческие работы в СССР. В 20—30-е гг. создана сеть новых научно-исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Открытый Н. И. Вавиловым гомологических рядов закон в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, эколого-географические принципы С., учение об исходном материале растений и иммунитете растений стали широко использовать в селекционной практике.

Селекция за рубежом.

Применяя те же методы, что и в СССР, селекционеры ряда стран добились больших успехов.

В США селекционная работа сосредоточена в государственных университетах, на эксперимент, опытных станциях (организованы в каждом штате), в с.-х. колледжах и семеноводческих компаниях. В качестве исходного материала используют сорта и гибриды многих стран. Достигнуты значительные успехи в селекции короткостебельной стекловидной озимой пшеницы — сорта Гейнз, Ньюгейнз, Кэпрок (последний отличается высокой урожайностью в условиях орошения, иммунностью к бурой ржавчине и мучнистой росе, устойчивостью к полеганию, высокими мукомольными и хлебопекарными качествами). Лучшие яровые сорта — Ред Ривер 68, Вердл Сидз 1502, Вердл Сидз 1877 (районирован в СССР в 1975). Американские селекционеры работают над созданием кормовой многолетней пшеницы, которая характеризовалась бы высокой кустистостью, солевыносливостью, устойчивостью к болезням и значительным содержанием белка, а также гибридной пшеницы. В селекции риса большое внимание уделяется выведению скороспелых и среднеспелых высокобелковых сортов, устойчивых к низкой температуре воды, а также двухурожайных сортов

В Канаде большое внимание уделяется селекции зерновых культур. Основные направления селекции пшеницы: выведение короткостебельных сортов, устойчивых к ржавчине, с зерном высокого качества — крупным, с повышенным содержанием белка и каротина, хорошими технологическими свойствами, морозостойких для озимой пшеницы. В гибридизации используют сорта из Мексики, США, СССР (Ульяновку Алабасскую, Безостую 1), Индии и других стран. Проводится селекционная работа с овсом — выведены короткостебельные высоколизиновые сорта, обладающие комплексной устойчивостью к ржавчине, мучнистой росе, головне и др. болезням, с повышенным содержанием белка и масла, с ячменём— короткостебельные сорта, неполегающие, иммунные к ржавчине, пригодные для пивоварения. Хорошие результаты наблюдаются в селекции корневищных форм люцерны, сои, подсолнечника и других культур.

В Швеции селекцией растений занимаются Свалёвский и Вейбульсхольмский институты и их филиалы. При выведении сортов зерновых культур — ячменя и овса — особое внимание обращается на устойчивость к полеганию, осыпанию и прорастанию зерна на корню, иммунность к мучнистой росе, ржавчине и др. болезням, повышенное содержание белка и лизина в зерне.

Слово «селекция» произошло от лат. «selectio»,что в переводе обозначает «выбор, отбор». Селекция (от лат. selectio-выбор, отбор) — это наука о методах создания новых сортов растений и пород животных. По Н. И. Вавилову, селекция — это эволюция, направляемая волей человека. Для успешной селекционной работы учитывают: 1) исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных — объектов селекционной работы, 2) мутации и роль среды в проявлении и развитии изучаемых признаков, 3) закономерности наследования при гибридизации, 4) формы искусственного отбора (массовый и индивидуальный).

Направления и методы селекции. В селекции растений выделилось нескольких направлений: — селекция на урожайность, которая является главным критерием сорта, продолжает оставаться основным направлением селекции;

— селекция на качество: высокое содержание желаемых веществ (крахмала в картофеле, белка в пшенице, кормовом ячмене, кукурузе, масла в семенах подсолнечника, сои, рапса, сахара в сахарной свёкле и т. п.); более низкое содержание нежелательных соединений (алкалоидов в люпине, белка в пивоваренном ячмене, азотистых веществ в сахарной свёкле); хорошую пригодность для переработки (высокие мукомольные и хлебопекарные качества у пшеницы, пригодность для консервирования плодов и овощей, разваримость зерна крупяных культур); лёжкость плодов, овощей, картофеля, кормовых корнеплодов и т. п.;

— селекция на содержание в белке зерновых культур незаменимых аминокислот (лизина, триптофана), на химический состав масла, на длину волокна.

-селекция на устойчивость к болезням и вредителям и их комплексу, на холодостойкость, зимостойкость, морозостойкость, засухоустойчивость, приспособленность к орошаемым условиям, высоким дозам удобрений, машинной уборке и др.

Сочетание различных направлений в селекции обеспечивает создание сортов с комплексом свойств и признаков, обладающих высокой урожайностью и приспособленных к определённым почвенным, климатическим и хозяйственным условиям,

В животноводстве ведётся селекция на продуктивность и качество продукции (жирномолочность, белковость и аминокислотный состав молока, длину и тонину шерсти, крупность яиц), плодовитость (особенно в овцеводстве и свиноводстве), окраску шкурок, приспособленность к местным условиям и др.

Основные методы, применяемые в селекции: отбор, гибридизация с использованием гетерозиса и цитоплазматической мужской стерильности, полиплоидия и мутагенез.

-Отбор (массовый и индивидуальный) составляет сущность селекционной работы и ведётся по комплексу свойств и признаков.

Отбор в растениеводстве, выделение лучших по заранее определённым хозяйственным признакам растений и лучшего семенного материала для последующего размножения. Отбор — один из основных методов выведения сортов с.-х. растений. Его обычно ведут по комплексу признаков: урожайности, устойчивости к болезням и вредителям и др. В практической селекции растений в СССР применяли 2 основных вида отбора: массовый и индивидуальный.

История селекции

Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI—XVII вв. отбор происходил бессознательно, то есть человек, например, отбирал для посева лучшие, самые крупные семена пшеницы, не задумываясь о том, что он изменяет растения в нужном ему направлении.

Только в последнее столетие человек, еще не зная законов генетики, стал использовать отбор сознательно или целенаправленно, скрещивая те растения, которые удовлетворяли его в наибольшей степени.

Однако методом отбора человек не может получить принципиально новых свойств у разводимых организмов, так как при отборе можно выделить только те генотипы, которые уже существуют в популяции. Поэтому для получения новых пород и сортов животных и растений применяют гибридизацию (скрещивание), скрещивая растения с желательными признаками и, в дальнейшем, отбирая из потомства те особи, у которых полезные свойства выражены наиболее сильно.

Учёные, которые внесли вклад в развитие селекции и генетики

Этот немецкий учёный заложил основы современной генетики, установив в 1865 году принцип дискретности (прерывности), наследовании признаков и свойств организмов. Также он доказал метод скрещивания (на примере гороха) и обосновал три закона, названных позже его именем.

В начале двадцатого века этот американский биолог обосновал хромосомную теорию наследственности, согласно которой наследственные признаки определяются хромосомами — органоидами ядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой.

Этот учёный, основатель теории происхождения человека от обезьяны, провёл большое количество опытов по гибридизации, в ряде которых и была установлена теория о происхождении человека.

Впервые в 1717 году получил искусственные гибриды. Это были гибриды гвоздик, получившиеся в результате скрещивания двух различных родительских форм

5) И. И. Герасимов

В 1892 году русский ботаник Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление — изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным, он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом — полиплоидов.

Выдающуюся роль в селекции животных сыграли достижения известного советского селекционера Иванова, разработавшего современные принципы отбора и скрещивания пород. Он сам широко вводил генетические принципы в практику племенного дела, сочетая их с подбором условий воспитания и кормления, благоприятных для развития породных свойств. На этой основе им были созданы такие выдающиеся породы животных, как белая украинская степная свинья и асканийский рамбулье.

В последнее десятилетие активно изучается возможность искусственного массового клонирования уникальных животных, ценных для сельского хозяйства. Основной подход заключается в переносе ядра из диплоидной соматической клетки в яйцеклетку, из которой предварительно удалено собственное ядро. Яйцеклетку с подмененным ядром стимулируют к дроблению (часто электрошоком) и помещают животным для вынашивания. Таким путем в 1997 г. в Шотландии от ядра диплоидной клетки из молочной железы овцы-донора появилась овечка Долли. Она стала первым клоном, искусственно полученным у млекопитающих. Именно этот случай был достижением Вильмута и его сотрудников.

7) С. С. Четвериков

В двадцатых годах возникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики. Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторы эволюции — наследственность, изменчивость и отбор — в конкретных условиях внешней среды, популяции. Основателем этого направления и был советский ученый Четвериков.

В 30-е годы генетик этот учёный предположил, что хромосомы — это гигантские молекулы, предвосхитив тем самым появление нового направления в науке — молекулярной генетики.

Советский ученый Вавилов установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения, например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.

Занимался гибридизацией яблонь. Благодаря этому, он вывел новый сорт Антоновка шестиграммовая. А его гибриды яблок нередко называют «Мичуринскими яблоками»

Периоды в истории развития селекции.

Селекция как научная дисциплина.

Селекцией называют науку о выведении новых и улучшении существующих сортов растений и пород животных. Слово селекция в переводе с латинского “selectio” означает отбор или выбор. Отбор лучших форм из дикорастущих или культурных растений является самым древним методом селекции. Поэтому первоначально понятие “селекция” полностью соответствовало содержанию работ по выведению новых сортов путем отбора лучших форм с разработкой методов размножения и агротехники выращивания. Современная селекция применяет отбор, используя новые методы искусственного создания исходного материала (гибридизация, полиплоидия, мутагенез) и различные способы выращивания отселектированных растений на основе изучения закономерностей роста и развития. Однако отбор остается основой селекционной работы с отбора исходных форм начинается выделение сорта, отбором заканчивается апробация новых форм и выход в свет нового сорта.

Основными методами селекции являются: отбор, гибридизация, полиплоидия и мутагенез, интродукция.

Н.И. Вавилов назвал селекцию наукой об эволюции растений и животных в интересах человека. Он писал, что селекция как наука включает следующие теоретические разделы:

– учение об основных направлениях селекционной работы (селекция на иммунитет, селекция на урожайность и технические качества продукции и т.д.);

– учение об исходном материале;

– учение о наследственной изменчивости;

– учение о роли среды в выявлении сортовых признаков и свойств;

– теорию селекционного процесса;

– частную селекцию отдельных культур (селекцию пшеницы, картофеля, сосны).

Селекция растений непрерывно связана с семеноводством, с производством высококачественных сортовых семян, обеспечивающих наследование хозяйственно-ценных признаков при семенном размножении. В отличие от земледелия, агрохимии, растениеводства, изучающих приемы воздействия на условия выращивания растений, селекция разрабатывает способы воздействия на сами растения, чтобы выявить их потенциальную производительность или изменить в нужном направлении их природу. Поэтому в основе селекции и семеноводства лежит учение о наследственной изменчивости.

Периоды в истории развития селекции.

Селекция растений возникла вместе с земледелием и является одним из самых ранних достижений человека. Селекция началась тогда, когда человек стал одомашнивать растения и животных, выращивать их в контролируемой среде и обирать те формы, которые обеспечивали надежный источник жизни.

В истории селекции различают три периода:

– додарвинский период практической селекции (примитивная селекция, народная селекция, промышленная селекция);

последарвинский период научной селекции, во второй половине 19 века;

современный генетический период развития селекции, начавшийся с 1900 г., когда генетика оформилась в самостоятельную науку.

Примитивная селекция у древних народов развивалась очень медленно, ее успехи часто имели случайный характер. На протяжении 9 тыс. лет развития земледелия человек не был вооружен идеями селекции. Он применял отбор только лучших растений, делал оценку каждого из них главным образом по определенному признаку (пригодности в пищу или для других целей). Так жители Анд не любили употреблять в пищу горькие клубни картофеля. Поэтому они сортировали их, оставляя на корм скоту более горькие, а в пищу и для посева более сладкие.

Удаляя у моркови растения с разветвленными корнями из посева, как не пригодные для употребления в пищу, человек тоже не ставил задачу улучшения сорта. Но удаленные растения не давали семян, и ценный признак – целостность корня – накапливался в сортах на протяжении поколений.

С развитием земледелия на смену примитивной селекции с бессознательным отбором пришла народная селекция. Этот этап характеризуется усовершенствованием приемов искусственного отбора. Искусственный отбор начал приобретать массовый характер. Этап народной селекции охватывает многовековой период и имеет множество примеров больших селекционных достижений. Так в России были созданы необыкновенные местные сорта яровой и озимой пшеницы. Эти сорта в дальнейшем широко использовались для выведения новых сортов (в качестве исходного материала) как в России, так и за рубежом. Народная селекция создала зимостойкие местные сорта клеверов, лучшие сорта льна-долгунца, которые вывели псковские и смоленские крестьяне. Разнообразные сорта риса и других культур созданы народной селекцией в Индии.

Развитие капитализма в к. 18 и н. 19 вв. в Западной Европе дало новые стимулы для организации сортового семеноводства в качестве прибыльной статьи капиталистического хозяйства. В результате увеличился интерес к выведению новых сортов сельскохозяйственных растений. В связи с этим впервые сознательно были начаты селекционные работы и организованы первые коллекционные питомники. Возникла промышленная селекция. В 1727 г. под Парижем была основана знаменитая семенная фирма «Вильморен», которая много сделала для развития селекции. Основатель фирмы Луи Вильморен создал не существующую ранее культуру сахарной свеклы путем отбора бесцветных корней из столовой свеклы. Фирма продолжает работать и в наши дни.

В течение 19 столетия возникают тысячи крупных и мелких семеноводческих фирм в Германии, Австрии, США. Новые породы и сорта не только значительно увеличили продуктивность отечественного сельского хозяйства, но и пользовались широким спросом на международном рынке. Семена вывозились во многие страны и приносили прибыль селекционерам.

Но селекция как наука еще не существовала. Приемы и методы, разработанные отдельными селекционерами, обычно не описывались, а рассматривались как личные секреты и передавались от родителей к детям или от одного компаньона фирмы другому. В это время селекция имела характер ремесла или искусства.

Дарвинский период выделяется в связи с разработкой Ч. Дарвином (1809–1882) учения об эволюции органического мира. Дарвин создал теорию селекции – учение об искусственном отборе. Изменчивость, наследственность и отбор были названы им факторами-предпосылками селекции. Книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859) сделала переворот в биологии: Дарвин создал материалистическую теорию эволюции, которая объясняла возникновение видов в природе и искусственных форм в практике сельского хозяйства. В 1868 году в книге «Изменение животных и растений в домашнем состоянии» Дарвин подводит итог практической селекции. В работе «Действие перекрестного опыления м самоопыления в растительном мире» он доказал превосходство перекрестного опыления над самоопылением к растений. Учение об эволюции живых существ было названо дарвинизмом. Селекция стала наукой.

Итак, селекция – это наука, которая рассматривает теоретические основы и практические приемы и методы улучшения существующих форм животных и растений и создания новых.

Творческое развитие дарвинизма содействовало бурному развитию промышленной селекции в странах Западной Европы, Северной Америки и России. Характерной особенностью в развитии практической селекции этого периода является внедрение в практику гибридизации и совершенствование отбора.

Примером могут служить работы американского селекционера Л. Бербанка, успешно применявшего отбор гибридов плодово-ягодных растений. Большое значении в развитии теоретической и практической селекции имеют работы И. Мичурина.

|следующая лекция ==>
Комплексная оценка селекционного материала|Генетика — теоретическая основа селекции. Этапы развития генетики.

Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 2371 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Лекция № 23. Селекция растений

Селекция

Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.

Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.

Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.

Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым

Центры происхожденияМестоположениеКультивируемые растения
1. Южноазиатский тропическийТропическая Индия, Индокитай, о-ва Юго-Восточной АзииРис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений)
2. ВосточноазиатскийЦентральный и Восточный Китай, Япония, Корея, ТайваньСоя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня и др. (20% культурных растений)
3. Юго-ЗападноазиатскийМалая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная ИндияПшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений)
4. СредиземноморскийСтраны по берегам Средиземного моряКапуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений)
5. АбиссинскийАбиссинское нагорье АфрикиТвердая пшеница, ячмень, бананы, кофейное дерево, сорго
6. ЦентральноамериканскийЮжная МексикаКукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник
7. ЮжноамериканскийЗападное побережье Южной АмерикиКартофель, ананас, хинное дерево

Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор

Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

Естественный отбор

Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Инбридинг (инцухт)

История селекции сортов

В центре гете­розис­ная куку­руза, слева и справа роди­тель­ские особи.

Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.

Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.

Р♀ AAbbCCdd×♂ aaBBccDD
F1AaBbCcDd

Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.

История селекции сортов

Растения диплоид­ной (2n = 16) и тетра­плоидной (2n = 32) гре­чихи.

Аа × Аа
АА 2 Аа аа

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.

Отдаленная гибридизация

История селекции сортов

Восстановление плодови­тости капустно-­редечного гибрида: 1 — капуста; 2 — редька; 3, 4 — капустно-­редечный гибрид.

Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.

Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 — «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали.

Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоидами.

Использование соматических мутаций

Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

Экспериментальный мутагенез

Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным

С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.

Перейти к лекции №22 «Методы генетики человека»

Перейти к лекции №24 «Селекция животных»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Оцените статью
[Всего: 0   Средний:  0/5]
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector