Новейшие методы селекции растений

( клеточная инженерия , хромосомная инженерия , генная инженерия )

Клеточная инженерия

· Культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах , содержащих аминокислоты , гормоны , минеральные соли и другие питательные компоненты ( отдельные изолированные от организма клетки в этих условиях продолжают деление и способны к регенерации – формированию полноценных растений из культуры недифференцированых клеток – каллюса , т. е обладают тотипотентностью )

Селективные среды

· Если необходимо , например , получить солеустойчивые растения , то составляется специальная питательная среда с повышенным содержанием солей ( NaCl ) , в которой культивируются клетки растений ( большинство клеток погибает в такой среде , но отдельные выживают и из них могут регенерировать целые растения - селекция на клеточном уровне , когда отбираются не растения , а клетки из которых потом воспроизводятся растения )

Метод гаплоидов

Гаплоиды – организмы с уменьшенным вдвое числом хромосом ( в ядрах клеток из каждой пары гомологичных хромосом , характерных для диплоидов , присутствует только одна хромосома ) ; гаметы всегда имеют гаплоидный набор хромосом , в том числе и мужские ( пыльцевые зёрна )

· Разработан метод проращивания пыльцевых зёрен на искусственных питательных средах и получение из них полноценных гаплоидных растений , имеющих только одну аллель из каждой гетерозоготной пары

· Проращивание пыльцы гибридных гетерозиготных организмов , регенерация из неё гаплоидных растений и удвоение у них числа хромосом приводит к очень быстрому получению полностью гомозиготных растений

· С помощью гаплоидов создание сорта занимает 2 –3 года вместо 10 лет при использовании традиционных методов ( принудительное самоопыление гибридных гетерозиготных организмов до восьмого поколения )

Хромосомная инженерия

· Метод основывается на возможности замены или добавлении новых отдельных хромосом у растений

· Возможно уменьшение или увеличение числа хромосом в любой гомологичной паре – анеуплоидия (гетероплоидия ) ; возможна одновременная анеуплоидия по нескольким парам негомологичных хромосом

Дисомик – диплоидный организм , имеющий в клетках пары гомологичных хромосом ( немутантная норма )

Моносомик ( по определённой хромосоме )– диплоидный организм , имеющий в какой – либо паре хромосом только одну гомологичную хромосому ( имеют хромосомный набор 2n – 1 )

Трисомик ( по определённой хромосоме ) – диплоидный организм , имеющий в какой – либо паре хромосом третью хромосому ( имеют хромосомный набор 2n + 1 )

Нуллисомик ( по определённой хромосоме ) – диплоидный организм , не имеющий в геноме одной пары гомологичных хромосом ( имеют хромосомный набор 2n – 2 )

· В редких случаях возможно появление организмов с двумя дополнительными хромосомами к гомологичной паре ( 2n + 2 ) – тетрасомик и даже тремя ( 2n + 3 ) – пентасомик

· Возможна замена одной или обоих гомологичных хромосом в гаметах , например , одного сорта пшеницы на ту же пару , но другого сорта ( при этом один неудовлетворительный признак данного сорта заменяется на тот же , но более сильный признак другого сорта , например , качество зерна или устойчивость сорта к болезням )

· Возможны замены отдельных хромосом одного вида ( например , пшеницы ) на хромосомы другого вида , близкого по происхождению ( например , ржи ) ; полученные таким путём формы называются замещёнными линиями

· Возможно введение в геном определённого вида или сорта какой – либо пары хромосом другого вида растений , которые определяют развитие признака , отсутствующего у первого вида ( формы , полученные таким путём называют дополнительными линиями )

Генная инженерия

· Метод основан на искусственном переносе нужных генов от одного вида живых организмов ( бактерий , животных , растений ) в гаметы или клеточную культуру другого далёкого по происхождению вида

Трансгенные растения или животные – это растения или животные , геном которых изменён в результате переноса в них генов других организмов

· Таким путём были получены формы томатов , картофеля , табака , рапса , устойчивые к разнообразным вредителям ( ген бактерий , контролирующий синтез белка эндотоксина насекомых с помощью природных переносчиков генов – бактериальных плазмид внедрён в ДНК растительных клеток , которые при культивировании их на питательных средах развились в полноценные растения , на листьях которых гусеницы насекомых – вредителей погибают ; токсин безвреден для человека )

Селекция животных

· Имеет ряд особенностей по сравнению с селекцией растений , объективно затрудняющих её проведение

1. Характерно в основном только половое размножение ( отсутствие вегетативного размножения )

2. Немногочисленное потомство ; каждая особь имеет представляет большую селекционную ценность

3. Преимущественно индивидуальный отбор производителей

4. Отсутствие самооплодотворения

5. Позднее наступление половой зрелости

6. Невозможность полиплоидии у домашних животных

7. Продуктивностью обладает часто только один пол ; необходимость определения наследственных признаков самца , которые у них непосредственно не проявляются ( молочность , яйценоскость )

8. Необходимость учёта экстерьерных признаков

Экстерьер – общее строение животного – его внешний вид , телосложение , соотношение частей тела

а) существует прямая связь между высокой продуктивностью по тому или иному признаку и определёнными экстерьерными особенностями

9. Изменение внешних условий изменяет только на самый продуктивный признак породы

а) улучшение рациона приводит к увеличению привесов у мясных пород и удойности у молочных КРС

Методы селекции животных

Одомашнивание

· Началось около 10 – 5 тыс. назад в эпоху неолита ( ослабило действие стабилизирующего естественного отбора , что привело к увеличению наследственной изменчивости и повышению эффективности отбора )

· Области приручения животных совпадают с центрами происхождения культурных растений , которые находятся в очагах первичного земледелия древнейших цивилизаций ( вначале отбор был бессознательным , затем принял характер методического )

· Тарпан – предок лошади ( был одомашнен в Приднепровье 4300лет назад и первоначально использовался в пищу )

· Тур – предок крупного рогатого скота ( одомашнен в Европе )

· Архар , муфлон , аргали – предки овец ( одомашнены в Передней Азии 8 - 12 тыс. лет назад)

· Волки – предки собак ( одомашнен в индонезийско – индокитайском центре 12 –14 тыс. лет назад )

· Буланная нубийская кошка – предок домашней кошки ( одомашнена в Египте 5000 тыс. лет назад )

· Европейский и азиатский дикий кабан – предок свиней ( одомашнен в Евразии около 4500 лет назад)

· Безоаровый козёл – предок домашних коз ( одомашнен в Малой Азии )

· Дикая банкивская курица – предок домашних кур ( одомашнена индонезийском центре )

· Кряква – предок домашних уток ( одомашнивание произошло в V в. до . н. э . в Греции

· Дикий сизый голубь – предок пород современных голубей ( время приручения неизвестно )

· Дикий серый гусь – предок европейских пород домашних гусей ( первые среди одомашненных птиц )

· Сейчас идёт приручение пушных – лисицы , соболя , норки , нутрии и др.(работы акад. Беляева Д.К.) лося глухаря и т. д.