Теория:
Селекция растений
Для выведения новых сортов растений селекционеры применяют мутагенез, искусственный отбор (массовый и индивидуальный), внутривидовую и отдалённую (межвидовую) гибридизацию, полиплоидию.
Исходный материал создаётся с помощью искусственного мутагенеза, который во много раз увеличивает частоту мутаций.
Пример:
для выведения безостых и низкорослых сортов злаковых растений использовалось рентгеновское излучение. Новые сорта декоративных и овощных культур получают с помощью химических мутагенов.
Полученные мутантные растения после отбора подвергаются скрещиванию для получения новых ценных комбинаций признаков.
В селекции растений используются разные типы скрещиваний.
В основе инбридинга (близкородственного скрещивания) у растений лежит принудительное самоопыление перекрёстноопыляющихся форм. Инбридинг используется для перевода генов в гомозиготное состояние и получения чистых линий.
При скрещивании чистых линий образуются гибриды, у которых ярко выражен гетерозисом.
Пример:
таким способом получают гибридные семена большинства овощных культур, которые выращиваются в сельском хозяйстве.
Используется в селекции растений и отдалённая гибридизация. Полученные межвидовые гибриды обычно бесплодны, так как у них нарушается протекание мейоза при образовании половых клеток. Для преодоления бесплодия таких гибридов применяют особые методы, одним из которых является полиплоидия.
Впервые преодолеть бесплодие межвидового гибрида удалось в \(1924\) г. Г. Д. Карпеченко. Учёный получил бесплодный капустно-редечный гибрид с диплоидным набором \(18\) хромосом, из которых \(9\) «редечных» и \(9\) «капустных». Конъюгация этих хромосом не происходила. Карпеченко удвоил хромосомный набор. У полиплоидного гибрида оказалось \(36\) хромосом (по \(18\) «редечных» и «капустных). Появилась возможность конъюгации, и гибрид стал плодовитым.
В \(20\)-х г. \(ХХ\) в. была успешно проведена гибридизация пшеницы и ржи и получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале). В \(30\) г. Н. В. Цицин скрестил пшеницу с пыреем, а И. В. Мичурин смог создать межвидовые гибриды плодово-ягодных культур.
Рис. \(1\). Гибрид смородины и крыжовника
Большинство современных видов культурных растения являются полиплоидными. Триплоидные, тетраплоидные и даже октоплоидные формы получены с помощью колхицина, которым обрабатывают семена растений.
Рис. \(2\). Полиплоидная земляника
Селекция животных
Селекция животных затруднена по ряду причин:
- размножение животных происходит только половым путём;
- потомство обычно небольшое;
- животные становятся половозрелыми через несколько лет после рождения;
- невозможно самооплодотворение, поэтому сложнее получать чистые линии;
- отдельные признаки (молочность, яйценоскость) не проявляются у самцов.
Основные методы (отбор и гибридизация) используются и в селекции животных. Отбор применяется только индивидуальный.
Близкородственное скрещивание (инбридинг) применяется для закрепления полезных признаков.
Межпородное скрещивание (аутбридинг) проводится для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. У гибридов наблюдается увеличение жизнеспособности, продуктивности, устойчивости к болезням, т. е. проявляется гетерозис.
Пример:
при скрещивании двух пород уток получают гетерозисных бройлерных уток, которые быстро растут и отличаются от обычных уток большим весом.
Отдалённая гибридизация подразумевает скрещивание животных, которые относятся к разным видам.
Пример:
при скрещивании лошади с зеброй получают потомство, у которого проявляются признаки обоих видов.
Рис. \(3\). Гибрид зебры и лошади
У животных бывает сложно проводить отбор, так как некоторые важные свойства проявляются только у самок (например, молочность и жирность молока у крупного рогатого скота и т. д.).
Такие признаки у самцов устанавливают, определяя качество производителей по потомству. От производителей получают несколько потомков и сравнивают их свойства с материнскими и со средними для породы. Повышенная продуктивность дочерей говорит о том, что у данного самца ценные качества. Такого производителя можно использовать для совершенствования породы.
В селекции животных находит широкое применение искусственное осеменение. С его помощью можно получить больше потомства от конкретного производителя.
Для увеличения численности потомства ценной самки используют трансплантацию эмбрионов. У самки с помощью гормонов увеличивают количество яйцеклеток. Затем яйцеклетки оплодотворяют, извлекают эмбрионы и подсаживают их другим самкам.
Источники:
Рис. 1. Гибрид смородины и крыжовника. https://image.shutterstock.com/image-photo/jostaberry-ribes-nidigrolaria-hybrid-black-600w-1472401853
Рис. 2. Полиплоидная земляника. https://image.shutterstock.com/image-photo/giant-spanish-strawberries-600w-1372743908
Рис. 3. Гибрид зебры и лошади. https://image.shutterstock.com/image-photo/stripped-horse-fieldhybrid-like-zebra-600w-2027677976