Реферат на тему Селекция

Что такое селекция

Термин селекция происходит от латинского слова selection отбор. Говоря о селекции, имеют в виду два значения:

1. процесс создания сортов растений, пород животных, штаммов полезных микроорганизмов;

2. науку, разрабатывающую теорию и методы создания сортов растений, пород животных, штаммов полезных микроорганизмов.

Теоретическая база селекции генетика. Итогом селекционного процесса являются сорт, порода, штамм. Сорт растений, порода животных, штамм микроорганизмов это совокупность организмов, созданных человеком в процессе селекции и имеющих определенные наследственные свойства. Все организмы, составляющие эту совокупность, имеют сходные наследственно закрепленные особенности, однотипную реакцию на условия среды. Как наука селекция окончательно оформилась благодаря трудам Ч. Дарвина. Он проанализировал огромный материал по одомашниванию животных и введению в культуру растений и на этой основе создал учение об искусственном отборе.

Селекция как процесс представляет собой специфическую форму эволюции, подчиняющуюся общим закономерностям. Главная отличительная особенность селекции как процесса состоит в том, что естественный отбор заменен на искусственный, проводимый человеком. Это и позволило Н.И. Вавилову дать емкое и образное определение селекции как процесса. Он писал, что селекция представляет собой эволюцию, направляемую волей человека. Следовательно, селекция есть важнейший род практической деятельности человека, итогом которой и стали все имеющиеся сегодня сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы полезных микроорганизмов.

Одомашнивание как первый этап селекции

Культурные растения и домашние животные произошли от диких предков. Этот процесс называют одомашниванием или доместикацией . Важнейшей движущей и направляющей силой одомашнивания служит искусственный отбор. На самых ранних этапах одомашнивания, уходящих на тысячелетие в глубь истории, искусственный отбор был бессознательным. Первые попытки одомашнивания начинались, вероятно, со случайного выращивания диких животных. Только те из них, которые оказались способными контактировать с человеком и существовать в условиях неволи, выживали. Следовательно, на первых этапах одомашнивания особую роль могла сыграть селекция животных по поведению.

Отечественный генетик и эволюционист Д.К. Беляев предположил, а затем со своими коллегами экспериментально показал, что отбор по поведению был одним из важнейших факторов резкого повышения изменчивости на начальных этапах одомашнивания животных. Выяснилось, что селекция по поведению не ограничивается изменением самого поведения. Параллельно изменяются многие жизненно важные функции и процессы. Происходит перестройка такой строго стабилизированной системы организма, как репродуктивная. Например, у селекционируемых по поведению лисиц наблюдается переход от однократного размножения в году к двукратному, изменяется характер линьки, меняется фотопериодическая реакция, появляется большое количество морфологических признаков, очень похожих на те, что известны для других одомашненных животных (окраска тела, форма ушей, хвоста и т.д.). Громадное разнообразие, закономерно возникающее на первом этапе одомашнивания животных, послужило основой для создания пород животных, резко отличающихся как от диких предков, так и друг от друга.

Итак, на первых этапах введения в культуру растений и одомашнивания животных основным направлением селекции был отбор на способность размножаться в условиях искусственного содержания, т.е. под контролем человека. Среди животных оставлялись на потомство только те, которые могли размножаться в неволе и контактировать с человеком. Среди злаковых растений человек отбирал только те, которые были способны сохранить семена в колосе, т.е. не осыпались, как это характерно для дикарей.

Центры происхождения культурных растений

Важнейший радел селекции как науки учение об исходном материале. Фактически он разработан выдающимся советским генетиком и селекционером Н.И. Вавиловым и подробно изложен в его работе Центры происхождения культурных растений. Любая селекционная программа начинается с подбора исходного материала. Решая проблему исходного материала, Н.И. Вавилов обследовал земной шар и выяснил территории с наибольшим генетическим разнообразием культивируемых растений и их диких сородичей. Вместе с сотрудниками Н.И. Вавилов осуществил в 2030-е годы более 60 экспедиций по всем обитаемым континентам, кроме Австрии. Участники этих экспедиций ботаники, генетики, селекционеры были нестоящими охотниками за растениями. В результате огромной и самоотверженной работы они установили и отельные районы мира, обладающие наибольшим разнообразием генетических форм растений. Таких районов Н.И. Вавилов выделил восемь: 1. Индийский центр;

2. Южнокитайский;

3. Среднеазиатский;

4. Переднеазиатский;

5. Средиземноморский;

6. Абиссинский;

7. Центральноамериканский;

8. Южноамериканский.

Н.И. Вавилов считал, что районы, где обнаружено наибольшее генетическое разнообразие по тому или другому виду растений, и являются центрами их происхождения. У картофеля максимум генетического разнообразия связан с Южной Америкой, у кукурузы с Мексикой, у риса с Китаем и Японией, у хлебных злаков пшеницы, ржи со Средней Азией и Закавказьем, у ячменя с Африкой. Эти районы и были отмечены как центры происхождения перечисленных видов. То же самое было сделано и по многим другим видам.

Наряду с открытием мировых центров происхождения культурных растений Н.И. Вавилов и его экспедиции собрали самую крупную в мире коллекцию растений, которая была сосредоточена во вновь созданном в С.-Петербурге Всесоюзном институте растениеводства, ныне носящем имя Н.И. Вавилова. Эта коллекция в виде семенных образцов постоянно пополняется, воспроизводится на полях опытных станций института и насчитывает в настоящее время более 300 тыс. номеров. Она-то и является тем кладезем исходного материала, которым пользуются все генетики и селекционеры страны, работающие с растениями. Прежде чем начать создание нового сорта растений, селекционер подбираем из мировой коллекции все необходимые для работы образцы, обладающие интересующими его признаками.

Например, селекционер задумал создать для Сибири холодостойкий сорт пшеницы или ржи. Прежде всего, он будет изучать в мировой коллекции все холодостойкие сорта, собранные в северных районах Азии, Европы, Америки. После этого он сможет выбрать сорт, наиболее соответствующий его селекционной программе.

Мировая коллекция растений наше крупнейшее национальное достояние, требующее к себе бережного отношения и постоянного пополнения.

Происхождение домашних животных и центры их одомашнивания

Как свидетельствуют современные данные, центры происхождения животных и районы их одомашнивания связаны это места древних цивилизаций. В индонезийско-индокитайском центре впервые, по-видимому, были одомашнены собака, большинство пород которой происходит от волка, одно из наиболее древних домашних животных.

В Передней Азии, как полагают, были одомашнены овцы, их предок дикие бараны муфлоны. В Малой Азии одомашнены козы. Одомашнивание тура, ныне исчезнувшего вида, произошло, вероятно, в нескольких областях Евразии. В результате возникли многочисленные породы крупного рогатого скота. Предки домашней лошади тарпаны, также исчезнувшие, были одомашнены в степях Причерноморья. Таким образом, для большинства видов домашних животных и культурных растений, несмотря на их огромное разнообразие, обычно удается указать на исходного дикого предка.

Применение цитоплазматической мужской стерильности

Возникает вопрос, как получить гибридные семена, например, у кукурузы, сахарной свеклы, риса, томатов, если в пределах одного растения или даже одного цветка расположены женские и мужские элементы системы размножения и всегда присутствует возможность самоопыления. В этих случаях избежать процесс самоопыления возможно только двумя путями: на материнских формах удалить вручную мужские элементы цветка, продуцирующие пыльцу; сделать мужские соцветия стерильными. Первый путь очень трудоёмок, поэтому генетики начали поиск систем, определяющих мужскую стерильность растений.

В 1929 г. Ученик Н.И. Вавилова, отечественный селекционер и генетик М.И. Хаджинов нашёл в посевах кукурузы растения с мужской стерильностью, которые ничем не отличались от нормальных, полностью стерильных, т.е. не продуцирующих пыльцу. Эта система затем была детально изучена генетически, выявлены разные типы мужской стерильности. Один из них цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) был предложен и широко использован для получения гибридных семян у кукурузы, а затем и у многих других видов.

Схема использования ЦМС в селекции разработана в 30-х годах Родсом. Этот тип мужской стерильности характеризуется тем, что только взаимодействие особого типа цитоплазмы (S) и рецессивных генов ядра (rf) обусловливает мужскую стерильность.

В практике используют лишь гибридные семена первого поколения от скрещивания двух линий, простого гибрида и линии или двух простых гибридов. Второе и последующие поколения в производственных посевах не используются, так как гибриды расщепляются на исходные формы и эффект гетерозиса исчезает. В связи с этим при использовании гетерозиса у растений организовано семеноводство в специальных хозяйствах, фермах, где получают только семена первого поколения и продают их хозяйствам, фермерам и т.д. Так как урожайность гетерозисных гибридов значительно (на 2030%) выше сортов, то затраты на семеноводство гибридных семян с лихвой окупаются. В растениеводстве гетерозис широко используется у кукурузы, сорго, сахарной свеклы, риса томатов и других видов.

Открытие явления гетерозиса было крупнейшим событием в генетике и селекционной практике.

Полиплоидия и отдалённая гибридизация в селекции растений

Виды, у которых число хромосом умножено кратно основному числу (n), называются полиплоидами . Многие виды растений, введенные в культуру, полиплоиды. Среди покрытосеменных растений доля полиплоидов составляет 3035%, причём у злаковых трав она равна почти 70%. Из культурных злаков к полиплоидам относятся пшеница и овёс. Основное число хромосом для пшеницы n=7.

Твёрдая пшеница имеет 28 хромосом, т.е. является тетраплоидом: мягкая пшеница, наша основная продовольственная культура, имеет 42 хромосомы, т.е. является гексаплоидом. К полиплоидам относятся и многие другие культурные виды растений: хлопчатник, люцерна, табак и др.

Полиплоидные формы растений делятся на два типа. Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются аутополиплоидами . Например, у обычной диплоидной ржи набор хромосом равен 14. Разработаны методы умножения числа хромосом. Довольно легко можно получить формы ржи с 28 хромосомами, они и представляют собой типичные аутополиплоиды.

Гибридизация бывает внутривидовая , когда скрещиваются разные формы, линии, сорта, породы между собой в пределах вида, и отдалённая , когда скрещиваются разные виды и даже роды, в результате получаются межвидовые или межродовые гибриды.

Если в результате отдалённой межвидовой или межродовой гибридизации в одном организме объединяются разные геномы, а потом кратно умножаются, то такие полиплоиды называются аллополиплоидами .

Причины стерильности отдаленных гибридов в отсутствие парности гомологичных хромосом

Необходимо вспомнить процесс мейоза: при нормальном протекании коньюгации гомологичных хромосом в профазе их последующее расхождение и образование гаплоидных мужских и женских гамет осуществляется, как правило, без отклонений.

Поскольку у межродовых гибридов из пары гомологичных хромосом присутствует только одна, то весь процесс коньюгации и все последующие этапы нарушаются, что приводит к образованию нежизнеспособных мужских и женских гамет, а тем самым и к стерильности отдаленных гибридов.

Похожие рефераты:

Реферат на тему Состояние популяции кабана и европейской косули в Воронежской области Курсовая работа на тему Ссавці моря Курсовая работа на тему Стафилококки возбудители пищевых токсикозов Реферат на тему Стволовые клетки Реферат на тему Стволовые клетки. Перспективы и возможности их практического использования Реферат на тему Теория интегрированных методов защиты растений и применение энтомофагов в борьбе с вредителями картофеля Контрольная работа на тему Теория саморазвития каталитических систем А.П. Руденко. Зональные, континентальные и океанические комплексы Контрольная работа на тему Уровни живых систем. Нервная система человека. Гормоны тимуса Контрольная работа на тему Учение В. И. Вернадского о ноосфере Реферат на тему Физиология и защитные свойства боли Контрольная работа на тему Концепции современного естествознания Курсовая работа на тему Концепция современного естествознания Реферат на тему Фізіологія рослинної клітини Реферат на тему Эволюция полового поведения Учебное пособие: Эпителиальные ткани Курсовая работа на тему Характеристика возбудителей порчи мясных, молочных и яйцепродуктов Реферат на тему Химия лекарственных растений. Лекарственное растительное сырье, содержащее алкалоиды Курсовая работа на тему Vectors for moleculars cloning Контрольная работа на тему Бессмертие как религиозно-философская проблема Курсовая работа на тему Бифидобактерии и использование их в молочной промышленности Дипломная работа на тему Вивчення ентомофауни річки Горинь в Дубровицькому районі Курсовая работа на тему Виды адаптации в окружающей среде Контрольная работа на тему Свойства и применение слизей и пектинов. Растения, вызывающие механические повреждения Доклад: Функции ДНК и ее биологическая роль Реферат на тему Свойства и роль в биохимических процессах аминокислот, входящих в состав белковых молекул Реферат на тему Функции и строение головного мозга Реферат на тему Свойства основных нейронных сетей Реферат на тему Функции и строение кожи Курсовая работа на тему Сезонная динамика фитопланктона Средней Оби в 2007-2008 гг. Реферат на тему Функциональная архитектура зрительной коры Курсовая работа на тему Сезонні зміни в житті безхвостих, повязані з особливостями їх біології (жаби, ропухи) Реферат на тему Функциональная система. Гормональная регуляция функций Реферат на тему Секвенирование дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) Реферат на тему Функциональные и молекулярные резервы организма Контрольная работа на тему Селекционная работа Контрольная работа на тему Функциональные системы организма Реферат на тему Селекция и происхождение культурных растений Реферат на тему Функционирование нервной системы пиявки Реферат на тему Семейства сложноцветных, лилейных и злаковых. Бактерии, грибы и лишайники Реферат на тему Функционирование нервных связей в зрительной системе Реферат на тему Семейство Pseudomonadaceae Реферат на тему Семейство Гречишные (Polygonaceae) Реферат на тему Семейство корюшковые Реферат на тему Семейство лилейные Реферат на тему Семейство пасленовые Реферат на тему Семейство сложноцветные Реферат на тему Семейство хеморепеллентов, семафорины Реферат на тему Семенные растения и их общая характеристика Контрольная работа на тему Происхождение Homo sapiens Реферат на тему Происхождение видов по Дарвину Курсовая работа на тему Происхождение жизни на Земле Реферат на тему Происхождение жизни на Земле Реферат на тему Происхождение Земли и планет Реферат на тему Происхождение Земли. Мифы и теории Реферат на тему Происхождение и начальное развитие жизни на Земле Контрольная работа на тему Происхождение и принципы эволюции: между равновесием и нелинейностью Курсовая работа на тему Межклеточные контакты Дипломная работа на тему Кефалевые Азово-Черноморского бассейна Контрольная работа на тему Микроорганизмы. Аммонификация мочевины. Микрофлора растений Реферат на тему Первые завоеватели воздуха Реферат на тему Современная классификация органического мира. История развития жизни на нашей планете Контрольная работа на тему Структура научного познания Курсовая работа на тему Тип членистоногі: загальна характеристика Реферат на тему Цветочное растение ландыш Реферат на тему Археи и их особенности Реферат на тему Женщины и мужчины - различия между полами Контрольная работа на тему Закономерности развития науки. Концепции Т. Куна и И. Лакатоса Дипломная работа на тему Биология ондатры Зейского района Амурской области Реферат на тему Биология перепела Благовещенского района Курсовая работа на тему Биология песца Реферат на тему Анатомическая номенклатура. Основные оси и плоскости человеческого тела Контрольная работа на тему Биология с основами экологии Реферат на тему Биология с основами экологии Учебное пособие: Анатомия человека Реферат на тему Анатомо-физологические механизмы безопасности и защиты человека от негативного воздействия Контрольная работа на тему Внутренняя среда организма Реферат на тему Вода знайома та загаткова Реферат на тему Вода важнейший компонент биосферы Курсовая работа на тему Водно-болотные угодья Благовещенского района Реферат на тему Водоросли Реферат на тему Воздействие космических факторов на организм человека Курсовая работа на тему Методика определения и показатели устойчивости бактерий к дезинфеткантам Реферат на тему Общая характеристика австралопитеков Реферат на тему Отличие живой природы от неживой Контрольная работа на тему Редкие насекомые края Курсовая работа на тему Рослинність Октябрського району м. Полтави Контрольная работа на тему Сравнительная характеристика понятий "научная революция" и "научная эволюция" (на примере развития естествознания) Контрольная работа на тему Строение головного мозга Контрольная работа на тему Строение и функции опорно-двигательного аппарата человека Сочинение: Элементарные эволюционные факторы Курсовая работа на тему Изучение растительных сообществ Контрольная работа на тему Истоки и пути преодоления современного экологического кризиса Реферат на тему История развития естествознания Реферат на тему История развития Естествознания Реферат на тему Анатомія і фізіологія Контрольная работа на тему Биология как наука Курсовая работа на тему Возбудитель сибирской язвы Контрольная работа на тему Гуманистические и правовые проблемы естественнонаучного познания Курсовая работа на тему Гуморальная регуляция организма Реферат на тему Исследование законов Вселенной