АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Методи селекційних досліджень.

Методи, які використовують селекціонери при роботі з різними групами живих організмів певною мірою відрізняються між собою. Пропоную спочатку розглянути методи, які використовуються при роботі із рослинними організмами.

Основною задачею селекції рослин є підвищення врожайності в рослинництві шляхом створення високопродуктивних сортів. Основними методами селекції рослин є гібридизація і штучний добір.

На початку селекційної роботи ставиться конкретна задача, для виконання якої підбирають відповідні батьківські форми. При неможливості знайти потрібний початковий матеріал застосовують різні мутагенні чинники (хімічні речовини, випромінювання) для прискорення отримання індукованих мутацій, серед яких іноді вдається знайти і корисні, що використовуються в подальшій селекційній роботі. При дії мутагенних чинників, які руйнують веретено поділу (наприклад, колхіцина), часто вдається отримати рослини з кратним збільшенням набору хромосом — поліплоїдні форми. Поліплоїди рослин мають більшу врожайність і стійкість до несприятливих умов середовища в порівнянні з диплоїдними.

Гібридизація — процес утворення або отримання гібридів, в основі якого лежить об'єднання генетичного матеріалу різних клітин в одній клітині. У селекції застосовують близькоспоріднене схрещування (інбридинг) і схрещування неспоріднених організмів (аутбридинг). Близькоспоріднена гібридизація у рослин заснована на штучному запиленні своїм пилком звичайно перехресно-запилюваних рослин. Самозапилення веде до підвищення гомозиготності і закріплення спадкових властивостей. Потомство, отримане від однієї гомозиготної рослини шляхом самозапилення, називається чистою лінією. У особин чистих ліній часто знижується життєздатність і падає врожайність. Але якщо схрестити різні чисті лінії між собою (міжлінійна гібридизація), то спостерігається явище гетерозису — підвищена життєздатність і плодючість в першому поколінні гібридів, яка поступово знижується. Гетерозис пояснюється переходом більшості генів в гетерозиготний стан. Міжлінійна гібридизація дозволяє підвищити врожайність насіння кукурудзи на 20—30%. Явище гетерозису у рослин можна закріпити при вегетативному розмноженні (бульбами, живцями, цибулинами тощо).

Віддалена гібридизація дозволяє поєднувати в одному організмі цінні ознаки різних видів і навіть родів. Така гібридизація здійснюється насилу, і міжвидові гібриди звичайно безплідні, оскільки утруднена кон'югація хромосом різних видів при мейозі. Подолати безплідність міжвидових гібридів вперше вдалося Г. Д. Карпеченку в 1924 р. Він отримав гібрид редьки і капусти з диплоїдним набором хромосом 18 (9 «редькових» і 9 «капустяних»), який був абсолютно безплідний. Для подолання безплідності учений подвоїв число хромосом кожного виду (отримав поліплоїдну форму гібрида), внаслідок чого в каріотипі опинилося 36 хромосом (по 18 «редькових» і «капустяних»). Це створило можливість кон'югації гомологічних хромосом капусти з «капустяними» і редьки з «редьковими». Кожна гамета несла по одному набору хромосом капусти і редьки (9+9 = 18). В зиготі знову виявлялося 36 хромосом. Отриманий міжвидовий гібрид став плодовитим. Таким чином, поліплоїдія е одним із способів відновлення плодючості міжвидових гібридів у рослин.

Поліплоїдні форми зустрічаються у багатьох рослин. Не виключено, що еволюція деяких груп квіткових рослин йшла шляхом поліплоїдизації. Більшість культурних рослин — поліплоїдні, вони економічно вигідніші диплоїдних. У поліплоїдних рослин клітини звичайно мають великі розміри, і вся рослина більше диплоїдної. Поліплоїди часто більш стійкі до несприятливих чинників середовища. На півночі і в горах більшість видів рослин — поліплоїдні. В експериментах і в селекційній практиці для отримання поліплоїдних рослин діють на них різними чинниками зовнішнього середовища: підвищена радіація, хімічні речовини, критична температура. Наприклад, для отримання поліплоїдів досить зручним виявився колхіцин, оскільки він руйнує при мітозі веретено розподілу, але не перешкоджає подвоєнню хромосом.

Селекціонери часто використовують для отримання поліплоїдних форм мутагени. Широке розповсюдження придбали високоврожайні поліплоїдні сорти гречки, цукрового буряка, проса, кукурудзи, льону, редиски і деяких інших рослин.

Після отримання гібридів проводиться штучний добір отриманих форм. Добір полягає в збереженні для розмноження рослин з бажаною комбінацією ознак. Добір ознак відбувається двома способами: масовим та індивідуальним відборами.

При масовому відборі виділяють групу особин з потрібними ознаками і одержують потомство. При повторних посівах добір доводиться повторювати, оскільки особини можуть давати розщеплювання в потомстві.

Індивідуальний добір проводять для виділення форм з необхідними ознаками і вирощують нащадків однієї особини. При такому відборі результат досягається швидше, але нащадків виходить значно менше. Індивідуальний добір частіше проводять серед рослин, що самозапилюються, і одержують чисті лінії. Представники однієї чистої лінії мають однаковий генотип і дають цінний початковий матеріал для селекції.

Штучний добір на основі спадкової мінливості служить основним способом отримання нових сортів рослин. Проте не слід забувати про те, що на сорт впливає і природний добір.

Природний добір - або іншими словами здатність живого організму виживати під впливом умов навколишнього середовища та пристосвуватися до них. Природний добір діє одночасно і з штучним і підвищує пристосованість рослин до умов середовища, тобто іншими словами сукупна дія даних типів добору призводить до загибелі менш пристосованих рослинних організмів. Знову створений сорт завжди є результатом діяльності людини і навколишнього середовища.

Великий внесок в селекцію рослин зробив І. В. Мічурін (1855—1935). В основі його робіт лежить поєднання трьох основних методів: гібридизації, добору і дії умов середовища на гібриди, що розвиваються (їх «виховання» в бажаному напрямі). Велике значення І. В. Мічурін надавав підбору початкових батьківських форм для гібридизації. Він схрещував місцеві морозостійкі сорти з південними. Одержувані сіянці піддавав строгому добору і поміщав у відносно суворі умови. Цим методом отримана яблуня Слов'янка, гібрид Антонівки та південного Ранету ананасового.

Особливе значення Мічурін надавав схрещуванню географічно віддалених форм, що не ростуть в тій місцевості, де здійснюється гібридизація. Таким методом виведений сорт Бельфлер-китайка, отриманий у результаті гібридизації китайської яблуні з Сибіру і американського сорту Бельфлер жовтий.

Серед методів «виховання» гібридів І. В. Мічуріним розроблений метод ментора. Він полягає у тому, що ознаки гібрида, що розвивається, змінюються під впливом щепи або підщепи. Цей метод застосовувався при виведенні сорту Бельфлер-китайка, оскільки перші гібридні плоди дрібні та кислі. Під впливом живців Бельфлера плоди гібрида в подальшому стали набувати якості Бельфлера. Вплив ментора слід розглядати як зміну домінування в процесі розвитку гібрида.

Широко використовував І. В. Мічурін і віддалену гібридизацію: отримав гібриди малини і ожини, горобини і сибірського глоду тощо. Щоб подолати несхрещуваність при віддаленій гібридизації, Мічурін розробив низку методів.

Метод вегетативного зближення полягає в попередньому щепленні одного виду рослин на іншому; внаслідок цього змінюється хімічний склад тканин, що, напевно, сприяє проростанню пилкових трубок у маточці материнської рослини. Так можна добитися запліднення при гібридизації таких видів, які звичайно не схрещуються. Саме завдяки цьому методу були отримані гібриди груші і горобини, яблуні з грушею, вишні й японської черемхи (церападус), айви з грушею.

Метод суміші пилку реалізується через використання для штучного запилення суміші пилку декількох сортів батьківського виду і материнської рослини, а іноді ще і з додаванням пилку інших видів рослин.

Слід зазначити, що більшість сортів, отриманих І. В. Мічуріним, є складні гетерозиготи, тому для їх збереження застосовують вегетативне розмноження — відведеннями, щепленнями тощо.

 Основні принципи селекції тварин не відрізняються від принципів селекції рослин. Нові породи тварин одержують на основі спадкової мінливості шляхом штучного добору. Проте селекція тварин має і деякі особливості, які витікають з природи організму тваринного: тварини, що мають господарське значення, розмножуються тільки статевим способом; статева зрілість у них наступає відносно пізно; самки приносять нечисленне потомство, що утруднює і уповільнює процес селекції.

При селекційній роботі з тваринами важливе значення має облік екстер'єрних ознак. Екстер'єр — сукупність фенотипових ознак тварини, або іншими словами її зовнішній вигляд. Береться до уваги їх статура і співвідношення розмірів частин тіла, оскільки зовнішні форми тварини і його внутрішні якості взаємозв'язані. Різні породи тварин неоднаково реагують на зміни зовнішніх умов. Так, у м'ясних порід великої рогатої худоби поліпшення харчування перш за все позначається на збільшенні маси тіла, а у молочних — на підвищенні удою.

Історично першим етапом в селекції тварин слід вважати їх приручення, яке було в основному закінчене 5—6 тис. років тому. Одомашнення різко підвищує мінливість організмів і створює сприятливі умови для штучного добору. Приручення тварин відбувається і в даний час, наприклад, розведення хутрових звірів у неволі.

Перед початком селекційної роботи ставиться певна кінцева мета, виходячи з якої підбираються батьківські пари. У підборі виробників важливо ураховувати їх родоводи, в яких повинні бути відзначені екстер'єрні особливості і продуктивність протягом низки поколінь. Схрещування є основним способом отримання різноманітності початкового матеріалу при роботі з тваринами.

Застосовують, як правило, два типи схрещування: неспоріднене (аутбридинг) і споріднене (інбридинг).

Аутбридинг (від англ. out — зовні і breeding — розведення) — схрещування або система схрещувань неспоріднених форм одного виду. «Неспорідненість» має на увазі відсутність загальних предків у найближчих 4—6 поколіннях (схрещування двох осіб, які знаходяться в менш споріднених відносинах, ніж будь-яка випадкова пара, вибрана з певної популяції). При строгому відборі аутбридинг приводить до підтримки властивостей або поліпшення їх у низці поколінь гібридів.

Інбридинг (від англ. in і...бридинг) — близькоспоріднене схрещування, схрещування організмів, що мають загальних предків. Застосовується у тому випадку, коли хочуть перевести більшість генів у гомозиготний стан. При цьому відбувається закріплення господарських цінних ознак. Проте при інбридингу часто спостерігається послаблення тварин, зменшення стійкості до дії зовнішніх чинників і захворювань. Щоб цього уникнути, проводять строгий добір особин, які мають потрібні господарські ознаки. При селекційній роботі близькоспоріднене схрещування звичайно є лише одним з етапів поліпшення породи. За ним слідує схрещування різних ліній, що переводить більшість генів у гетерозиготний стан, при якому виявляється гетерозис (гібридна сила). Гетерозис широко використовується в тваринництві і птахівництві. Прикладом ефективного застосування гетерозису є виведення бройлерних курчат.

При селекції домашніх тварин дуже важливо визначити спадкові якості самців за ознаками, які у них безпосередньо не виявляються, наприклад, за кількістю молока і жирномолочності у биків або яйценоскості у півнів. Для цього використовується метод визначення якості виробників за потомством. Від виробника одержують нечисленне потомство і порівнюють його продуктивність із продуктивністю матерів і середньою продуктивністю породи. Якщо продуктивність дочок вище, ніж матерів, то це говорить про велику цінність виробника, якого використовують для подальшого поліпшення породи. Від хорошого самця можна отримати велике потомство за допомогою штучного запліднення. Останнім часом ембріони цінних порід великої рогатої худоби одержують у штучних умовах, а потім вводять їх в матку безпородних тварин для подальшого розвитку. У такий спосіб вдається значно прискорити селекційну роботу.

Цінні породи домашніх тварин отримані академіком М. Ф. Івановим. Наприклад, біла українська свиня отримана в результаті схрещування маток місцевої породи з кабаном англійської білої і з подальшим жорстким відбором. Ним же створена порода овець асканійський рамбулье з дуже високим настригом першокласної шерсті. Високою молочною продуктивністю характеризується костромська порода великої рогатої худоби: до 15— 16 тис. л молока на рік.

Разом з внутрішньовидовою гібридизацією в тваринництві застосовується і віддалена гібридизація. Міжвидові гібриди тварин, як і рослин, в більшості випадків безплідні. З глибокої давнини людина використовує мула (гібрид кобили з ослом). Мули дуже витривалі, мають велику фізичну силу, значну тривалість життя, тобто у них виявляється гетерозис. Проте мули безплідні. У Казахстані в результаті гібридизації тонкорунних овець з диким гірським бараном архаром виведена нова порода тонкорунних овець — архаромеринос. Ведуться роботи з гібридизації яка з великою рогатою худобою. У цих гібридів самці безплідні, а самки плодовиті. Це відкриває можливості схрещування їх з початковими видами з метою отримання нової породи худоби.

Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 490 | Нарушение авторских прав