Ameliorare: caracteristici ale metodelor și realizărilor. Selecția: caracteristicile metodelor și realizărilor Întrebări pentru revizuire și sarcini



1. Ce se numește soi, rasă, tulpină?

Rasa, varietatea, tulpina sunt populații obținute artificial de animale, plante, ciuperci și bacterii cu trăsături care sunt necesare pentru om.

2. Ce trăsături sunt caracteristice organismelor heterotice?

Pentru organismele heterotice, este caracteristică superioritatea primei generații de hibrizi într-o serie de caracteristici și proprietăți față de ambele forme parentale.

3. Care este relația dintre selecția artificială și selecția?

Selecția artificială este alegerea de către o persoană a celor mai valoroase pentru el indivizi de animale și plante dintr-o anumită specie, rasă sau soi pentru a obține descendenți de la aceștia cu proprietăți dezirabile. Este baza selecției. Ameliorarea este o știință care studiază bazele biologice și metodele de creare și îmbunătățire a raselor de animale, a soiurilor de plante și a tulpinilor de microorganisme.

4. Ce rol joacă selecția microorganismelor în economia națională?

Microorganismele sunt utilizate în diverse industrii (în panificație și vinificație, în producția de proteine ​​furajere, produse cu acid lactic, antibiotice, vitamine, hormoni, aminoacizi, enzime), în agricultură (în producția de siloz), pentru protecția biologică a plantelor și epurare a apelor uzate. În acest sens, microbiologia industrială se dezvoltă și se lucrează intens de selecție pentru a dezvolta noi tulpini de microorganisme cu productivitate crescută, care produc substanțe necesare omului.

5. Numiți principalele metode de selecție.

Selecție artificială, hibridizare, mutageneză, poliploidie.

6. Numiți soiurile de plante fructe sau legume, rase de animale cunoscute de dvs.

Soiuri de mere: Antonovka, umplutură albă. Varză albă și roșie, conopidă și varză de Bruxelles.

resheba.com

Explicați de ce un soi, o rasă sau o tulpină nu poate fi considerată o specie separată?

Specie - un ansamblu de indivizi caracterizați printr-o asemănare ereditară a caracteristicilor morfofiziologice, se încrucișează liber și dau descendenți fertili, adaptați la anumite condiții de viață și ocupând o anumită zonă (teritoriu). O specie este o categorie taxonomică care este folosită în taxonomie pentru a determina diversitatea vieții de pe Pământ.

Rasa - un grup de animale de fermă din aceeași specie, de origine comună, asemănătoare ca aspect, constituție, productivitate și alte trăsături utile din punct de vedere economic care se transmit descendenților.

Un soi este o formă (soi) de plante cultivate creată artificial în procesul de selecție, care, în condiții specifice de creștere, are anumite proprietăți biologice și economice.

Tulpina - o cultură pură a unui microorganism creat în condiții de control dintr-o singură celulă sursă cu caracteristicile dorite, dobândită în principal datorită mutației.

Speciația are loc în condiții naturale, fără influență umană, iar formarea raselor, soiurilor și tulpinilor este creată artificial de organisme datorită mutațiilor pe care oamenii le folosesc.

biologie.kiev.ua

Răspuns la întrebarea 2 la biologie din manualul lui Sivoglazov pentru clasa a 10-a pe tema § 32. Selectare: metode de bază și realizări

• Soiuri de mere Antonovka, pere Severyanka, rase de câini: Rottweiler, Pudel miniatura, Collie....
• Întrebări pentru repetare și sarcini1. Ce este selecția? Selecția (din latină selectio - selecție) este știința de a crea noi și de a îmbunătăți soiurile de plante existente, rasele de animale ...
• Ce se numește rasă, soi, tulpină? O rasă, soi sau tulpină este o colecție de indivizi din aceeași specie, creați artificial de om și caracterizați de anumiți noi...
• Care sunt principalele metode de selecție pe care le cunoașteți?...
• Selectați criteriile și comparați selecția în masă și individuală....
• Ce dificultăți apar la stabilirea încrucișărilor interspecifice Hibridizarea la distanță constă în încrucișarea diferitelor specii. În producția de plante, cu ajutorul îndoirii de la distanță...
• Hibrizii interspecifici sunt produși și utilizați în zona dumneavoastră? Folosind surse suplimentare de informații, aflați ce fel de hibrizi sunt astfel de organisme care ...
• Gândi! Ține minte! 1. Care sunt asemănările și diferențele dintre metodele de creștere a plantelor și animalelor?
• De ce are nevoie fiecare regiune de soiurile sale de plante și rase de animale? Ce soiuri și rase sunt tipice pentru regiunea dvs.? Care sunt caracteristicile și avantajele lor?Din moment ce...
• Din varietatea mare de specii de animale care trăiesc pe Pământ, omul a selectat relativ puține specii pentru domesticire. Cum crezi că se explică acest lucru? Procesul unui...

gdz.expert

Bazele selecției | Study-Easy.RF - cel mai mare portal de studii

Ameliorarea este o știință care studiază posibilitățile de obținere de noi rase de animale, soiuri de plante, tulpini de microorganisme, cu semne care sunt necesare pentru om.

Rasa, varietatea, tulpina sunt populații de animale, plante, microorganisme create de om cu ajutorul metodelor de ameliorare, care au caracteristicile necesare unei persoane, fixate prin ereditate într-un număr de generații ulterioare de indivizi.

Selecția în masă este o metodă de ameliorare a plantelor atunci când este selectată o populație omogenă genetic de indivizi cu trăsăturile necesare.

Selecția individuală - o metodă de ameliorare a plantelor, când sunt selectați indivizi individuali cu anumite caracteristici.

Consangvinizarea este o metodă de ameliorare a plantelor când conservarea unei varietăți de plante autopolenizate se realizează prin protejarea acesteia de pătrunderea polenului de la alte plante.

Polenizarea încrucișată a plantelor autopolenizate este o metodă de genetică a plantelor care vizează obținerea de soiuri cu trăsături noi. Hibridizarea plantelor la distanță este o metodă de ameliorare a plantelor în care plantele de diferite specii sunt încrucișate.

Consangvinizarea este o metodă de genetică animală atunci când se obțin noi rase de animale prin realizarea de încrucișări strâns legate.

Outbreeding este o metodă de genetică animală, atunci când se obțin noi rase de animale prin efectuarea de încrucișări neînrudite.

Consangvinizarea este o metodă de genetică animală, când se obțin noi rase de animale prin încrucișarea celor mai potriviți indivizi din aceeași rasă.

Testarea descendenței este o metodă de genetică animală atunci când se obțin noi rase de animale prin selectarea masculilor ai căror descendenți sunt considerați productivi pentru una sau alta trăsătură. Același scop este urmărit prin însămânțarea artificială.

Hibridizarea la distanță a animalelor este o metodă de creștere a animalelor în care sunt încrucișate animale de diferite specii.

Ingineria genetică este o metodă de genetică a microorganismelor, care se bazează pe transferul de gene de la un tip de microorganism la altul.

Selecţie - știința de a crea noi și de a îmbunătăți soiurile de plante existente, rasele de animale și tulpinile de microorganisme. Bazele științifice ale selecției au fost puse de Charles Darwin în lucrarea sa Despre originea speciilor (1859), unde a evidențiat cauzele și natura variabilității organismelor și a arătat rolul selecției în crearea de noi forme. O etapă importantă în dezvoltarea ulterioară a selecției a fost descoperirea legilor eredității. O mare contribuție la dezvoltarea selecției a avut-o M. I. Vavilov, autor al legii seriei omologice în variabilitatea ereditară și al teoriei centrelor de origine a plantelor cultivate.

Subiectul selecției este studiul, în condițiile create de om, al modelelor de schimbare, dezvoltare și transformare a plantelor, animalelor și microorganismelor. Cu ajutorul selecției se dezvoltă metode de influențare a plantelor cultivate și a animalelor domestice. Acest lucru se întâmplă pentru a-și schimba calitățile ereditare în direcția necesară unei persoane. Selecția a devenit una dintre formele de evoluție ale lumii vegetale și animale. Este supus acelorași legi ca și evoluția speciilor în natură, dar selecția naturală este parțial înlocuită de selecția artificială.

Baza teoretică a selecției este genetica, doctrina evoluționistă. Folosind teoria evoluționistă, legile eredității și variabilității, doctrina liniilor pure și mutațiilor, amelioratorii de plante au dezvoltat diverse metode de ameliorare a soiurilor de plante, a raselor de animale și a tulpinilor de microorganisme. Principalele metode de selecție sunt selecție, hibridizare, poliploidie, mutageneza experimentală, metode de inginerie genetică etc.

Sarcinile principale ale reproducerii moderne este de a crește productivitatea soiurilor și raselor, a le transfera pe o bază industrială, a crea rase, soiuri și tulpini adaptate condițiilor agriculturii moderne, a asigura producția integrală a produselor alimentare la cel mai mic cost etc.

Ameliorarea este împărțită în trei secțiuni principale: ameliorarea plantelor, creșterea animalelor și creșterea microbiană.

Conceptul de rasă, varietate, tulpină

Obiectele și rezultatul final al procesului de selecție sunt rasele, soiurile și tulpinile.

rasa animala- acesta este un set de indivizi dintr-un anumit tip de animal, ca și cum ar avea caracteristici stabile determinate genetic (proprietăți și semne) , care îl deosebesc de alte seturi de indivizi ai acestei specii de animale, le transmit în mod constant descendenților lor și este rezultatul activității intelectuale umane. Animalele din aceeași rasă sunt similare ca tip de corp, productivitate, fertilitate, culoare. Acest lucru le permite să se distingă de astfel de alte rase. Trebuie să existe un număr suficient de animale în rasă, altfel posibilitatea de aplicare a selecției este limitată, duce rapid la consangvinizare forțată și, ca urmare, la degenerarea rasei. Pe lângă productivitatea și numărul mare, rasa ar trebui să fie destul de comună. Acest lucru crește posibilitățile de a crea diferite tipuri în el, ceea ce contribuie la îmbunătățirea ulterioară a acestuia. O mare influență asupra formării caracteristicilor rocilor au condiții naturale și geografice - caracteristici ale solurilor, plantelor, climei, terenului și altele asemenea. Când animalele sunt aduse în noi condiții naturale și climatice, în corpurile lor apar schimbări fiziologice, iar în unele cazuri profunde, în altele - etaj. Restructurarea sistemelor corpului este cu atât mai profundă, cu atât diferența dintre noile și anterioare condiții de existență este mai mare. Procesul de adaptare a animalelor la noile condiții de existență se numește aclimatizare, poate dura câteva generații.

varietate de plante - un grup de plante cultivate care, ca urmare a selecției, au primit un anumit set de caracteristici (util sau decorativ) , care deosebesc acest grup de plante de alte plante din aceeași specie. Fiecare varietate de plante are un nume unic și își păstrează proprietățile cu cultivarea repetată.

Tulpina de microorganisme - o cultură pură a unui anumit tip de microorganisme ale căror caracteristici morfologice și fiziologice sunt bine studiate. Tulpinile pot fi izolate din surse diferite (sol, apă, alimente) sau din aceeași sursă în momente diferite. Prin urmare, același tip de bacterii, drojdie, ciuperci microscopice pot avea un număr mare de tulpini care diferă într-un număr de proprietăți, cum ar fi sensibilitatea la antibiotice, capacitatea de a forma toxine, enzime și alți factori. Tulpinile de microorganisme care sunt utilizate în industrie pentru sinteza microbiologică a proteinelor (în special, enzimelor), antibioticelor, vitaminelor, acizilor organici etc., sunt mult mai productive (ca urmare a selecției) decât tulpinile sălbatice.

Rasele, soiurile, tulpinile nu pot exista fără o atenție constantă persoană. Pentru fiecare soi, rasă, tulpină este caracteristică răspuns specific la condiţiile de mediu. Aceasta înseamnă că calitățile lor pozitive se pot manifesta doar la o anumită intensitate a factorilor de mediu. Oamenii de știință din instituțiile științifice și practice investighează cuprinzător proprietățile noilor rase și soiuri și verifică adecvarea acestora pentru utilizare într-o anumită zonă climatică, adică își desfășoară zonarea. zonarea cercetare - ansamblu de măsuri care vizează verificarea conformității calităților anumitor rase sau soiuri la condițiile unei anumite zone naturale, care este o condiție necesară pentru utilizarea rațională a acestora pe teritoriul oricărei țări. Cele mai bune pentru utilizare într-o anumită zonă climatică sunt regionalizate soiuri, rase ale căror proprietăți pozitive se pot manifesta numai în anumite condiții.

Întrebarea 1. Ce este selecția?
Selecţie- este știința de a crea noi și de a îmbunătăți soiurile existente de plante, rase de animale și tulpini de microorganisme. În același timp, însuși procesul de creare a soiurilor, raselor și tulpinilor se numește și selecție. Baza teoretică a selecției este genetica. Prin selecția a aproximativ 150 de specii de plante cultivate și 20 de specii de animale domestice, au fost create mii de rase și soiuri diferite. Selecția a înlocuit metodele spontane, la nivel de gospodărie, de păstrare și reproducere a plantelor și animalelor pe care omul le folosește de mii de ani.
Crescătorii studiază modelele specifice de evoluție a animalelor domestice și a plantelor cultivate, care apare sub influența călăuzitoare a omului.

Întrebarea 2. Ce se numește rasă, soi, tulpină?
O rasă, soi sau tulpină este o colecție de indivizi din aceeași specie, creați artificial de om și caracterizați prin anumite proprietăți ereditare. Toate organismele din această populație au un set de caracteristici morfologice și fiziologice fixate genetic. Aceasta înseamnă că toate genele cheie sunt transferate în starea homozigotă și divizarea nu are loc într-un număr de generații. Rasele, soiurile și tulpinile își pot maximiza calitățile utile pentru oameni numai în condițiile pentru care au fost create.

Întrebarea 3. Care sunt principalele metode de reproducere pe care le cunoașteți?
Principalele metode de reproducere sunt selecția și hibridizarea.
Selecţie- aceasta este alegerea în fiecare generație de indivizi cu anumite caracteristici în scopul încrucișării lor ulterioare. Selecția se efectuează de obicei pe mai multe generații succesive. Distingeți între selecția în masă și selecția individuală.
Hibridizare- este o încrucișare direcțională a anumitor indivizi în vederea obținerii de noi sau a consolidării trăsăturilor necesare dezvoltării unei rase (soiuri) care încă nu există sau pentru păstrarea proprietăților unei populații existente de indivizi. Hibridizarea este intraspecifică și interspecifică (la distanță).

Întrebarea 4. Ce este selecția în masă, selecția individuală?
Selecția în masă se bazează pe trăsături fenotipice și este utilizată în mod obișnuit în producția de culturi atunci când se lucrează cu plante cu polenizare încrucișată. Dacă caracteristicile necesare ale populației (de exemplu, greutatea semințelor) s-au îmbunătățit, atunci putem presupune că selecția în masă pentru fenotip a fost eficientă. În acest fel au fost create multe soiuri de plante cultivate. În cazul selecției microorganismelor se poate folosi doar selecția în masă.
În selecția individuală, indivizii individuali sunt selectați, iar descendenții fiecăruia dintre ei sunt studiați și controlați pe parcursul mai multor generații. Acest lucru face posibilă determinarea genotipurilor indivizilor și utilizarea pentru selecția ulterioară a acelor organisme care au combinația optimă de trăsături și proprietăți utile pentru oameni. Ca urmare, se obțin soiuri și rase cu uniformitate și constanță ridicată a caracterelor, deoarece toți indivizii incluși în ele sunt descendenți ai unui număr mic de părinți. De exemplu, unele rase de pisici și soiuri de plante ornamentale sunt rezultatul reținerii unei singure mutații (adică, un genotip modificat al unui singur strămoș).

Întrebarea 5. Ce dificultăți apar la stabilirea încrucișărilor interspecifice?
Încrucișarea interspecifică este posibilă numai pentru speciile apropiate biologic (cal și măgar, dihor și nurcă, leu și tigru). Cu toate acestea, chiar și în acest caz, hibrizii, deși sunt caracterizați de heteroză (adică sunt superioare în proprietățile lor părinților), se dovedesc adesea a fi sterili sau slab fertili. Motivul pentru aceasta este imposibilitatea conjugării cromozomilor diferitelor specii biologice, în urma căreia meioza este perturbată și nu se formează gameți. Pentru a rezolva această problemă sunt folosite diferite metode. În special, pentru a obține un hibrid fertil de varză și ridichi, crescătorul G. D. Karpechenko a folosit metoda poliploidizării. A încrucișat nu plante diploide, ci tetraploide. Ca urmare, în prima profază a meiozei (profaza I), cromozomii aparținând aceleiași specii ar putea forma bivalenți. Diviziunea a decurs normal și s-au format gameți cu drepturi depline. Acest experiment a fost o etapă importantă în dezvoltarea selecției.

Ameliorarea este știința îmbunătățirii calităților individuale ale animalelor și plantelor necesare omului, precum și a creșterii de noi soiuri de plante, rase de animale, tulpini de microorganisme. Metodele de ameliorare a plantelor sunt folosite pentru a crea soiuri.

Selecţie

Majoritatea plantelor pe care le mănâncă omenirea modernă sunt produse de selecție (cartofi, roșii, porumb, grâu). De câteva secole, oamenii cultivă plante sălbatice, trecând de la cules la agricultură.

Zonele de selecție sunt:

• randament ridicat;
• nutriția plantelor (de exemplu, conținutul de proteine ​​din grâu);
• gust îmbunătățit;
• rezistența culturilor la condițiile meteorologice;
• coacerea timpurie a fructelor;
• intensitatea dezvoltării (de exemplu, „sensibilitate” la îngrășăminte sau udare).

Orez. 1. Comparație între porumbul sălbatic și cel agricol.

Creșterea a rezolvat problema penuriei de hrană și continuă să se dezvolte, introducând metode de inginerie genetică. Crescatorii nu numai ca imbunatatesc gustul si cresc valoarea nutritiva a plantelor, dar le fac si sanatoase, bogate in vitamine si elemente chimice importante pentru metabolism.

Pentru o selecție cu succes, este necesar să înțelegem modelele de moștenire a trăsăturilor, caracteristicile influenței mediului, structura morfologică și metodele de reproducere a plantelor cultivate.

Metode

Principalele metode de selecție sunt:

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

• selecție artificială- alegerea umană a celor mai valoroase culturi pentru reproducere;
• hibridizare- procesul de obținere a descendenților din încrucișarea diferitelor forme genetice;
• mutageneza artificiala- modificări ale ADN-ului.

Selecția artificială include două tipuri - individuală (după genotip) și în masă (după fenotip).

În primul caz, calitățile specifice ale plantelor sunt importante, în al doilea sunt selectați indivizii cei mai adaptați.

Hibridizarea este de două tipuri:

• intraspecifice sau strâns legate - endogamie;
• îndepărtat (interspecii) - exterioare.

Metodele clasice de ameliorare a plantelor sunt descrise în tabel.

Metodă	esență	Exemple
Selecția individuală	Realizat în raport cu plantele autopolenizate. Creșterea indivizilor singuri cu calitățile dorite și obținerea descendenților îmbunătățiți din aceștia	Grâu, orz, mazăre
Selecția în masă	Realizat în raport cu plantele polenizate încrucișate. Plantele se încrucișează în masă. Cele mai bune exemplare sunt selectate din descendenții rezultati și încrucișate din nou. Poate fi repetat până când se dezvoltă calitățile dorite ale plantelor	floarea soarelui
Endogamie	Apare în timpul autopolenizării plantelor cu polenizare încrucișată. Ca rezultat, se obțin linii pure (homozigote) pentru a fixa trăsătura rezultată. Se constată o scădere a viabilității (depresia de consangvinizare), deoarece. descendenții devin treptat homozigoți recesivi	Soiuri de pere, meri
exterioare	Diferite specii se încrucișează, descendenții sunt de obicei sterili, tk. la traversare, meioza este perturbată, nu se formează gameți. În prima generație se observă efectul heterozei - superioritatea descendenților față de formele parentale datorită formării genelor heterozigote. Cu cât părinții sunt mai îndepărtați în relație, cu atât heteroza se manifestă mai clar.	Hibrizi de grâu și secară (triticale), coacăze și agrișe (yoshta)
Mutageneză	Plantele sunt expuse la efecte ionizante, radiații laser, chimice sau biologice, ducând la mutații. Cel mai adesea, rezistența la boli și dăunători este dezvoltată în acest fel. Metoda a fost îmbunătățită prin inginerie genetică - gena dorită poate fi „activată” sau „dezactivată” manual, fără a pierde alte caracteristici utile.	Soiuri de grâu

Orez. 2. Exemple de hibrizi.

Experiență de reproducere nereușită - hogweed lui Sosnovsky. Planta era cultivată ca hrană pentru animale. Cu toate acestea, mai târziu s-a dovedit că noua hogweed pătrunde cu ușurință în ecosisteme, înlocuind plantele naturale și, de asemenea, conține substanțe care cresc sensibilitatea la radiațiile ultraviolete. Odată ajuns pe piele, sucul provoacă o arsură la soare.

Orez. 3. Hogweed lui Sosnovsky.

Ce am învățat?

Din lecție am învățat de ce este necesară ameliorarea și ce metode sunt folosite în ameliorarea plantelor. Considerate metodele clasice de ameliorare - selecție individuală și în masă, hibridizare intraspecifică și la distanță, mutageneza.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.6. Evaluări totale primite: 369.

Selecţie- o știință care dezvoltă modalități de a crea noi și de a îmbunătăți soiurile existente de plante, rase de animale și tulpini de microorganisme.

Crearea de noi soiuri și rase se bazează pe proprietăți atât de importante ale unui organism viu precum ereditatea și variabilitatea. De aceea, genetica - știința variabilității și eredității organismelor - este baza teoretică a selecției.

Având sarcini și metode proprii, selecția se bazează ferm pe legile geneticii, este un domeniu important pentru utilizarea în practică a tiparelor stabilite de genetică. În același timp, selecția se bazează și pe realizările altor științe. Până în prezent, genetica a atins nivelul de proiectare intenționată a organismelor cu caracteristicile și proprietățile dorite.

Varietate, rasă și tulpină- un grup stabil de organisme, create artificial de om și având anumite caracteristici ereditare.

Toți indivizii din rasa, soiul și tulpina au caracteristici și proprietăți morfologice, fiziologice, biochimice și economice similare, fixate ereditar, precum și același tip de reacție la factorii de mediu.

Principalele direcții de selecție:

productivitatea ridicată a soiurilor de plante, fertilitatea și productivitatea raselor de animale;

îmbunătățirea calității produselor (de exemplu, gustul, aspectul fructelor și legumelor, compoziția chimică a boabelor - conținutul de proteine, gluten, aminoacizi esențiali etc.);

proprietăți fiziologice (precocitate, rezistență la secetă, rezistență la iarnă, rezistență la boli, dăunători și condiții climatice nefavorabile).

creșterea raselor rezistente la stres (pentru reproducție în condiții de mare aglomerație - în ferme de păsări, ferme etc.);

creșterea blănurilor;

piscicultură - creșterea peștilor în rezervoare artificiale.

DIFERENTA FORMELOR CULTURALE DE LA SALBATICA

forme culturale	forme sălbatice
au dezvoltat trăsături care sunt benefice pentru oameni și adesea dăunătoare în condiții naturale	prezența semnelor care sunt incomode pentru o persoană (agresivitate, înțepătură etc.)
productivitate ridicată	productivitate scăzută (fructe mici; greutate mică, producție de ouă, producție de lapte)
mai puțin adaptabil la condițiile de mediu în schimbare	adaptabilitate ridicată
nu au mijloace de protecție împotriva prădătorilor și dăunătorilor (substanțe amare sau otrăvitoare, spini, spini etc.)	prezența dispozitivelor naturale de protecție care sporesc vitalitatea, dar sunt incomode pentru oameni

metode de bază de reproducere

Principalele metode de selecție:

selecția perechilor de părinți

selecţie

hibridizare

mutageneza artificiala

Selectarea perechilor de părinți

Această metodă este utilizată în principal în creșterea animalelor, deoarece animalele se caracterizează prin reproducere sexuală și un număr mic de descendenți.

Creșterea unei rase noi este un proces îndelungat care necesită costuri materiale mari. Poate fi intenționat obținerea unui anumit exterior(un set de trăsături fenotipice), o creștere a producției de lapte, conținutul de grăsime din lapte, calitatea cărnii etc.

Animalele de reproducție sunt evaluate nu numai prin semne externe, ci și după origine și calitatea descendenților. Prin urmare, este necesar să le cunoașteți bine pedigree-ul. În fermele de reproducție, la selectarea producătorilor, se ține întotdeauna o evidență a genealogiei, în care se evaluează caracteristicile exterioare și productivitatea formelor parentale de-a lungul unui număr de generații.

lucrări de I. V. Michurin

Munca de selecție ocupă un loc special în practica îmbunătățirii culturilor de fructe și fructe de pădure. I. V. Michurina. El a acordat o mare importanță selecției perechilor de părinți pentru încrucișare. Cu toate acestea, nu a folosit soiuri sălbatice locale (din moment ce aveau o ereditate stabilă, iar hibridul a deviat de obicei către părintele sălbatic), ci a luat plante din alte locații geografice îndepărtate și le-a încrucișat între ele.

O verigă importantă în opera lui Michurin a fost educație cu scop răsaduri hibride: într-o anumită perioadă a dezvoltării lor, s-au creat condiții pentru dominarea trăsăturilor unuia dintre părinți și suprimarea trăsăturilor celuilalt, adică controlul eficient al dominanței trăsăturilor (diverse metode de prelucrare a solului, fertilizarea, altoirea în coroana altei plante etc.).

Metoda mentorului- cresterea pe stoc. Ca descendent, Michurin a luat atât o plantă tânără, cât și muguri dintr-un pom fructifer matur. Prin această metodă s-a putut da culoarea dorită fructelor hibridului cireș-cireș numit „Frumusețea Nordului”.

Michurin a folosit și hibridizarea la distanță. A obținut un fel de hibrid de cireș și cireș de pasăre - cerapadus, precum și un hibrid de porc și prun, măr și pere, piersică și caise. Toate soiurile Michurin sunt susținute de înmulțirea vegetativă.

Selecţie

selecție artificială- conservarea pentru reproducerea ulterioară a indivizilor cu trăsături de interes pentru crescător. Forme de selecție: în masă și individuală.

Selecție intuitivă (inconștientă).- cea mai veche forma de selectie folosita de omul antic: selectia indivizilor dupa fenotip, i.e. cu cele mai utile combinații de caracteristici.

Selecția metodică- selecția pentru reproducere a indivizilor cu caracteristici clar definite, conform scopului și ținând cont de fenotipurile și genotipurile acestora.

Selecția în masă- eliminarea din reproducere a indivizilor care nu au trasaturi valoroase sau au trasaturi nedorite (de exemplu, cele agresive).

Selecția în masă poate fi eficientă dacă sunt selectate trăsături calitative, pur și simplu moștenite și ușor de identificat. Selecția în masă se efectuează de obicei printre plantele polenizate încrucișate. În același timp, crescătorii selectează plante în funcție de fenotipul cu trăsăturile care le interesează. Dezavantajul selecției în masă este că crescătorul nu poate determina întotdeauna cel mai bun genotip din fenotip.

Selecția individuală- selecția indivizilor individuali cu trăsături de interes pentru o persoană și obținerea descendenților de la aceștia.

Selecția individuală este mai eficientă în selectarea indivizilor pentru trăsături cantitative, dificil de moștenit. Acest tip de selecție face posibilă evaluarea cu acuratețe a genotipului prin analiza moștenirii trăsăturilor la descendenți. Selecția individuală este utilizată în raport cu plantele autopolenizate (soiuri de grâu, orz, mazăre etc.).

Hibridizare

În munca de reproducere cu animale, se folosesc în principal două metode de încrucișare: endogamieȘi exterioare.

Endogamie- încrucișarea formelor strâns înrudite: ca forme inițiale se folosesc frații sau părinții și descendenții.

Rezultat: obținerea de organisme homozigote → descompunerea formei originale într-un număr de linii pure.

Contra: viabilitate redusă (homozigoții recesivi poartă adesea boli ereditare).

Într-o anumită măsură, o astfel de încrucișare este similară cu autopolenizarea la plante, ceea ce duce, de asemenea, la o creștere a homozigozității și, ca urmare, la consolidarea trăsăturilor valoroase din punct de vedere economic la descendenți. În același timp, homozigotarea pentru genele care controlează trăsătura studiată are loc cu atât mai rapid, cu atât încrucișarea este mai strâns legată pentru consangvinizare. Cu toate acestea, homozigotarea în timpul consangvinizării, ca și în cazul plantelor, duce la slăbirea animalelor, reduce rezistența acestora la influențele mediului și crește incidența bolilor.

În ameliorare, consangvinizarea este de obicei doar un pas în îmbunătățirea unei rase. Aceasta este urmată de încrucișarea diferiților hibrizi interliniari, în urma cărora alelele recesive nedorite sunt transferate într-o stare heterozigotă și efectele nocive ale consangvinizării sunt reduse semnificativ.

exterioare- încrucișarea neînrudită între indivizi din aceeași rasă sau rase diferite de animale din cadrul aceleiași specii.

Rezultat: obținerea unui număr mare de organisme heterozigote → menținerea calităților utile și creșterea severității acestora în generațiile următoare.

Hibridarea la distanță - obţinerea de hibrizi interspecifici şi intergeneri.

Hibridizarea la distanță în creșterea animalelor este folosită mult mai rar decât în ​​ameliorarea plantelor.

Hibrizii interspecifici și intergeneri de animale și plante sunt cel mai adesea sterili, deoarece meioza este perturbată și gametogeneza nu are loc. În același timp, restabilirea fertilității la animale este o sarcină mai dificilă, deoarece este imposibil să se obțină poliploizi pe baza înmulțirii numărului de cromozomi din ele.

Depășirea infertilității hibrizilor interspecifici de plante a fost realizată pentru prima dată la începutul anilor 20 ai secolului XX de genetica sovietică. G. D. Karpecenko la incrucisarea ridichii cu varza. Această plantă nou făcută de om nu arăta nici ca o ridiche, nici ca o varză. Păstăile ocupau, parcă, o poziție intermediară și constau din două jumătăți, dintre care una semăna cu o păstăi de varză, cealaltă o ridiche. Fiecare dintre formele originale avea 9 cromozomi în celulele germinale. În acest caz, celulele hibridului obținut din ele aveau 18 cromozomi. Dar unele ouă și boabe de polen conțineau toți cei 18 cromozomi (diploizi), iar când au fost încrucișați, a fost creată o plantă cu 36 de cromozomi, care s-a dovedit a fi fertilă. Astfel, a fost demonstrată posibilitatea utilizării unui poliploid pentru a depăși neîncrucișarea și infertilitatea în timpul hibridizării la distanță.

Se întâmplă ca indivizii de un singur sex să fie infertili. De exemplu, la hibrizii unui taur de munte înalt, iac și vite, (steril) masculii si femelele sunt fertile (fertil).

Dar uneori gametogeneza la hibrizii îndepărtați se desfășoară în mod normal, ceea ce a făcut posibilă obținerea de noi rase valoroase de animale. Un exemplu este archa-merinos, care, ca și argali (oaia de munte), pot pășuna sus în munți, iar ca merinos dau lână bună. Hibrizii prolifici au fost obținuți din încrucișarea bovinelor locale (indiene) cu zebu. La incrucisarea beluga si sterlet s-a obtinut un hibrid fertil - bester, dihor si nurca - honorik, un hibrid intre crap si caras este productiv.

În natură, există hibrizi de zebră și cal (zebrod), zimbră și zimbră (zimbră), cocoș negru și potârnichi (mezhnyak), iepure de câmp și iepure albă (manșetă), samur și vulpe (kidus), precum și un tigru și un leu (ligr ).

Exemple de hibrizi intergeneri de plante includ un hibrid de grâu și secară (triticale), un hibrid de grâu-iarbă de canapea, un hibrid de coacăz și coacăză (yoshta), un hibrid de varză de swede și varză furajeră (kuuzika), hibrizi de secară de iarnă și iarbă de grâu, roșii ierboase și asemănătoare copacului etc.

heteroza- fenomenul de creştere a viabilităţii, productivităţii, fertilităţii hibrizilor din prima generaţie, depăşirea ambilor părinţi în aceşti parametri.

Deja din a doua generație, efectul heterotic se estompează. Aparent, acest lucru se datorează unei scăderi a numărului de organisme heterozigote și unei creșteri a proporției de homozigoți.

Exemple clasice de manifestare a heterozei sunt catârul (un hibrid de iapă și măgar) și un bardo (un hibrid de cal și măgar) (Fig. 1.2). Acestea sunt animale puternice, rezistente, care pot fi folosite în condiții mult mai dificile decât formele parentale.

Orez. 1. Catâr Fig. 2. Loshak

Speranța lor de viață este mult mai mare decât cea a speciilor părinte.

Un bardot este mai mic decât un catâr și o scorpie, prin urmare este mai puțin convenabil pentru utilizare în activități economice umane.

Heteroza este utilizată pe scară largă în creșterea industrială a păsărilor, de exemplu - puii de carne, care se caracterizează printr-o creștere foarte rapidă. Puiul de carne este hibridul final obținut prin încrucișarea mai multor linii de rase diferite de pui (forme parentale de carne), testate pentru compatibilitate. Inițial, Cornish (ca formă paternă) și White Plymouthrock (ca formă maternă) au fost folosite pentru o astfel de încrucișare.

mutageneza artificiala

Mutageneza artificială este cel mai frecvent utilizată ca metodă de ameliorare a plantelor. Se bazează pe utilizarea mutagenilor fizici și chimici pentru a obține forme de plante cu mutații pronunțate. Astfel de forme sunt utilizate în continuare pentru hibridizare sau selecție.

Folosit pe scară largă în ameliorarea plantelor poliploidie.

Poliploidie- o creștere a numărului de seturi de cromozomi din celulele organismului, un multiplu al numărului haploid (singur) de cromozomi; tip de mutație genomică.

Celulele sexuale ale majorității organismelor sunt haploide (conțin un set de cromozomi - n), somatice - diploide (2n). Organismele ale căror celule conțin mai mult de două seturi de cromozomi se numesc poliploide, trei seturi sunt triploide (3n), patru sunt tetraploide (4n), etc. Cele mai comune organisme cu un multiplu de două seturi de cromozomi sunt tetraploide, hexaploide (6n) etc. .

Poliploizii cu un număr impar de seturi de cromozomi (triploizi, pentaploizi etc.) de obicei nu produc descendenți (sterili), deoarece celulele germinale pe care le formează conțin un set incomplet de cromozomi - nu un multiplu al celui haploid.

aspectul poliploidiei

Poliploidia apare atunci când cromozomii nu se separă în timpul meiozei. În acest caz, celula germinală primește un set complet (neredus) de cromozomi de celule somatice (2n). Când un astfel de gamet fuzionează cu unul normal (n), se formează un zigot triploid (3n), din care se dezvoltă un triploid. Dacă ambii gameți poartă un set diploid, se produce un tetraploid. Celulele poliploide pot apărea în organism în timpul mitozei incomplete: după dublarea cromozomilor, diviziunea celulară poate să nu aibă loc și în ea să apară două seturi de cromozomi. La plante, celulele tetraploide pot da naștere la lăstari tetraploizi ale căror flori produc gameți diploizi în loc de cei haploizi. Când este autopolenizat, poate apărea un tetraploid, când este polenizat cu un gamet normal, un triploid. În timpul înmulțirii vegetative a plantelor, se păstrează ploidia organului sau țesutului original.

Datorită poliploidiei, au fost crescute soiuri poliploide cu randament ridicat de sfeclă de zahăr, bumbac, hrișcă etc.. Plantele poliploide sunt adesea mai viabile și mai prolifice decât diploidele normale. Rezistența lor mai mare la frig este evidențiată de creșterea numărului de specii poliploide la latitudini mari și munți înalți.

Deoarece formele poliploide au adesea trăsături economice valoroase, poliploidizarea artificială este utilizată în producția de culturi pentru a obține materialul de reproducere inițial.

Obținerea poliploidelor în experiment este strâns legată de mutageneza artificială. În acest scop, sunt utilizați mutageni speciali (de exemplu, alcaloidul colchicină), care perturbă divergența cromozomilor în mitoză și meioză.

S-au obținut poliploizi productivi de secară, hrișcă, sfeclă de zahăr și alte plante cultivate; triploizii sterili de pepene verde, struguri, banane sunt populari datorită fructelor fără semințe.

Utilizarea hibridizării la distanță în combinație cu poliploidizarea artificială a permis oamenilor de știință domestici să obțină hibrizi poliploizi fertili de plante (G. D. Karpechenko, un hibrid tetraploid de ridichi și varză) și animale. (B. L. Astaurov, hibrid tetraploid de viermi de mătase).

Viermi de mătase din Astaurov

Cazurile de poliploidie naturală la animale sunt foarte rare. Cu toate acestea, academicianul B. L. Astaurov a dezvoltat o metodă pentru producerea artificială de poliploide dintr-un hibrid interspecific de viermi de mătase Bombyx mori și B. mandarina. Ambele specii au n = 28 de cromozomi.

La sintetizarea tetraploidului s-a folosit metoda partenogenezei artificiale. Inițial s-au obținut poliploizi partenogenetici de B. mori - 4 n, 6 n. Toți indivizii obținuți au fost femele fertile (prolifice).

Apoi femelele partenogenetice ale B. mori (4n) au fost încrucișate cu masculi din altă specie B. mandarina (2n). Femele triploide 2n B. mori + 1 n B. mandarina au apărut în descendența unei astfel de încrucișări.

Aceste femele, sterile în condiții normale, s-au reprodus prin partenogeneză. În același timp, 6n femele au apărut uneori partenogenetic (4n B. mori + 2n B. mandarina).

La descendenții din încrucișarea acestor femele cu 2n masculi B. mandarina au fost selectate 4n forme de ambele sexe cu un set dublu de cromozomi din fiecare specie (2n B. mori + 2n B. mandarina).

Dacă hibridul 1n B. mori + 1n B. mandarina a fost steril, atunci tetraploidul (4n) s-a dovedit a fi fertil și, atunci când a fost crescut, a dat descendenți fertili. Cu ajutorul poliploidiei, astfel, a fost posibilă sintetizarea unei noi forme de viermi de mătase.

biotehnologiei

Biotehnologie- o știință care studiază posibilitatea de a modifica organismele biologice pentru a satisface nevoile umane.

Aplicarea biotehnologiei (Fig. 3):

producerea de medicamente, îngrășăminte, produse biologice de protecție a plantelor;

tratarea biologică a apelor uzate;

recuperarea metalelor valoroase din apa de mare;

corectarea si corectarea patologiilor genetice.

Orez. 3. Posibilitățile biotehnologiei

De exemplu, includerea în genomul E. coli a genei responsabile de formarea insulinei la om a făcut posibilă stabilirea producției industriale a acestui hormon (Fig. 4).

Orez. 4. Biotehnologie pentru producerea de insulină

În biotehnologie, metodele de inginerie genetică și celulară sunt aplicate cu succes.

INGINERIA GENICA ȘI CELULARĂ

Inginerie genetică- modificarea artificială, intenționată, a genotipului microorganismelor în vederea obținerii de culturi cu proprietăți prestabilite.

Cercetările în domeniul ingineriei genetice se extind nu numai la microorganisme, ci și la oameni. Sunt relevante în special în tratamentul bolilor asociate cu tulburări ale sistemului imunitar, în sistemul de coagulare a sângelui, în oncologie.

Principala metodă de inginerie genetică: selecția genelor necesare, clonarea lor și introducerea într-un nou mediu genetic. De exemplu, introducerea anumitor gene cu ajutorul unei plasmide în corpul unei bacterii pentru sinteza unei anumite proteine ​​de către aceasta (Fig. 5).

Orez. 5. Aplicarea ingineriei genetice

Principalele etape ale rezolvării problemei de inginerie genetică sunt următoarele:

Obținerea unei gene izolate.

Introducerea unei gene într-un vector (plasmidă) pentru a fi transferată în organism.

Transferul unui vector cu o genă (plasmidă recombinantă) într-un organism modificat.

Transformarea celulelor corpului.

Selectarea organismelor modificate genetic și eliminarea celor care nu au fost modificate cu succes.

Inginerie celulară- Aceasta este o direcție în știință și practica de reproducere care studiază metodele de hibridizare a celulelor somatice aparținând unor specii diferite, posibilitatea de a clona țesuturi sau organisme întregi din celule individuale.

Include cultivarea și clonarea celulelor pe medii special selectate, hibridizarea celulară, transplantul de nuclee celulare și alte operații microchirurgicale pentru „dezasamblarea” și „asamblarea” (reconstrucția) celulelor viabile din fragmente individuale.

În prezent, s-au putut obține hibrizi între celulele animalelor aflate la distanță în poziția lor sistematică, de exemplu, șoareci și găini. Hibrizii somatici au găsit o largă aplicație atât în ​​cercetarea științifică, cât și în biotehnologie.

Celulele hibride derivate din celule umane și de șoarece și celule de hamster uman și chinezesc au fost implicate în decodificarea genomului uman.

Hibrizii dintre celulele tumorale și limfocite au proprietățile ambelor linii celulare parentale: se divid la infinit și pot produce anumiți anticorpi. Astfel de anticorpi sunt utilizați în scopuri terapeutice și de diagnostic în medicină.

În embriologie, organismele sunt folosite pentru a studia procesele de diferențiere a celulelor și țesuturilor în timpul ontogenezei. himere, format din celule cu genotipuri diferite. Ele sunt create prin conectarea celulelor diferiților embrioni în stadiile incipiente ale dezvoltării lor.

Clonarea animalelor- o altă metodă de inginerie celulară: nucleul unei celule somatice este transplantat într-o celulă ou lipsită de nucleu, urmată de cultivarea embrionului într-un organism adult.

Avantajul ingineriei celulare este că permite experimentarea pe celule, mai degrabă decât pe organisme întregi.

Metodele de inginerie celulară sunt adesea folosite în combinație cu ingineria genetică.

lucrări de N. I. Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov - genetician rus, cultivator de plante, geograf.

N. I. Vavilov a organizat 180 de expediții (20-30 de ani ai secolului al XX-lea) în cele mai inaccesibile și adesea periculoase regiuni ale globului pentru a studia diversitatea și distribuția geografică a plantelor cultivate.

El a adunat o colecție unică, cea mai mare din lume de plante cultivate (până în 1940, colecția includea 300.000 de exemplare), care sunt înmulțite anual în colecțiile Institutului rusesc de industrie a plantelor numite după NI Vavilov (VIR) și sunt utilizate pe scară largă. de către crescători ca materie primă pentru crearea de noi soiuri de cereale, fructe, legume, culturi industriale, medicinale și alte culturi.

A creat doctrina imunității plantelor.

știința imunității plantelor

N. I. Vavilov a subdivizat imunitatea plantelor în structurală (mecanică) și chimică. Imunitatea mecanică a plantelor se datorează caracteristicilor morfologice ale plantei gazdă, în special, prezenței dispozitivelor de protecție care împiedică pătrunderea agenților patogeni în corpul plantei. Imunitatea chimică depinde de caracteristicile chimice ale plantelor.

Legea seriei omoloage a variabilității ereditare: speciile și genurile apropiate genetic au gene care dau caracteristici similare. Astfel, este posibil să se prezică prezența caracterelor la alte specii dintr-un gen cunoscut.

El a stabilit că cea mai mare varietate de forme ale speciei se concentrează în acele zone în care a apărut această specie. N. I. Vavilov a remarcat 8 centre de origine a plantelor cultivate.

Centrele de origine a plantelor cultivate

Centrele de origine a plantelor cultivate- zone geografice care găzduiesc strămoșii sălbatici ai plantelor cultivate.

Centrele de origine ale celor mai importante plante cultivate sunt legate de centrele antice de civilizație și de locul de cultivare și selecție primară a plantelor. Centre similare de domesticire (centre domesticire) găsit la animalele domestice.

Au fost identificate opt centre de origine ale plantelor cultivate (Fig. 6):

1. Mediteraneene (sparanghel, masline, varza, ceapa, trifoi, mac, sfecla, morcovi).

2. Asiatică anterioară (smochine, migdale, struguri, rodie, lucernă, secară, pepene galben, trandafir).

3. Asia Centrală (naut, caise, mazare, para, linte, in, usturoi, grau moale).

4. Indo-Malay (citrice, fructe de pâine, castraveți, mango, piper negru, nucă de cocos, banane, vinete).

5. Chineză (mei, ridichi, cireș, măr, hrișcă, prune, soia, curmal).

6. America Centrală (dovleac, fasole, cacao, avocado, corian, porumb, cartof dulce, bumbac).

7. America de Sud (tutun, ananas, roșie, cartof).

8. Centrul Abisinian (banana, cafea, sorg, grau dur).

În lucrările ulterioare ale lui N. I. Vavilov, centrele din Asia de Vest și Asia Centrală sunt combinate în centrul Asiei de Sud-Vest.

Orez. 6. Centrele de origine ale plantelor cultivate

În prezent, se disting 12 centre primare de origine a plantelor cultivate.