Селекция. Методы селекции
ВГУ им.П.М.Машерова (Витебский государственный университет)
Реферат
на тему: «Селекция. Методы селекции»
по дисциплине: «Генетика»
2021
15.00 BYN
Селекция. Методы селекции
Тип работы: Реферат
Дисциплина: Генетика
Работа защищена на оценку "9" без доработок.
Уникальность свыше 60%.
Работа оформлена в соответствии с методическими указаниями учебного заведения.
Количество страниц - 15.
Поделиться
Введение
Теоретические основы селекции
Селекция растений, методы
Селекция животных, методы
Селекция микроорганизмов, методы
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Селекция (от лат. - выбор, отбор) является наукой о способах и методах создания новых и улучшения уже существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, которые обладают ценными для практики признаками и свойствами.
Задачи селекции будут вытекать из ее определения - это выведение новых и совершенствование уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Сортом, породой и штаммом называется устойчивая группа (популяция) живых организмов, которая была искусственно создана человеком и обладает специфическими наследственными особенностями. Все особи внутри породы, сорта и штамма обладают сходными, наследственно закрепленными морфологическими, физиолого-биохимическими и хозяйственными признаками и свойствами, а также одинаковым типом реакции на факторы внешней среды. Основные направления селекции:
1. высокая урожайность сортов растений, плодовитость и продуктивность пород животных;
2. качество продукции (к примеру, вкус, внешний вид, лежкость плодов и овощей, химический состав зерна - содержание белка, клейковины, незаменимых аминокислот и т.п.);
3. физиологические свойства (скороспелость, засухоустойчивость, зимостойкость, устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным климатическим условиям);
4. интенсивный путь развития (у растений - отзывчивость на удобрения, полив, а у животных - «оплата» корма и т.п.).
Целью реферата является изучение селекции и ее видов.
Задачи:
- изучить теоретические основы селекции;
- рассмотреть вопросы селекцию растений, животных и микроорганизмов.
Теоретические основы селекции
Теоретическая основа селекции - это генетика. Именно генетика открывает путь к эффективному управлению наследственностью и изменчивостью организмов. В то же время селекция основана и на достижениях иных наук: систематики и географии растений и животных, цитологии, эмбриологии, биологии индивидуального развития, молекулярной биологии, физиологии и биохимии. Быстрое развитие данных областей естествознания позволяет открыть абсолютно новые перспективы. Уже сегодня генетика достигла уровня целенаправленного конструирования организмов с необходимыми признаками и свойствами.
Для генетики характерна важнейшая роль в решении почти всех задач селекции. Она будет помогать рационально, основываясь на законах наследственности и изменчивости, планировать процесс селекции, при этом учитывая особенности наследования любого конкретного признака. Достижения генетики, закон гомологических рядов наследственной изменчивости, применение тестов для ранней диагностики селекционной перспективности исходного материала, разработка различных методов экспериментального мутагенеза и отдаленной гибридизации в сочетании с полиплоидизацией, поиск методов управления процессами рекомбинации и эффективного отбора самых ценных генотипов с необходимым комплексом признаков и свойств предоставили возможность расширения источников исходного материала для селекции. Помимо этого, повсеместное применение в последнее время биотехнологических методов, культуры клеток и тканей дали возможность в значительной степени ускорить процесс селекции и поставить его на качественно новую основу. Данный отнюдь не полный перечень вклада генетики в селекцию дает понимание того, что современная селекция не может существовать без применения достижений генетики [4].
Успех работы селекционера во многом будет зависеть от правильного выбора исходного материала (вида, сорта, породы) для селекции, изучения его происхождения и эволюции, применения в процессе селекции организмов с ценными признаками и свойствами. Поиск необходимых форм будет проводиться при учете всего мирового генофонда в определенной последовательности. В первую очередь используют местные формы с необходимыми признаками и свойствами, после этого применяют методы интродукции и акклиматизации, то есть будут привлекать формы, которые произрастают в других странах либо в иных климатических зонах), и затем, методы экспериментального мутагенеза и генетической инженерии.
Селекция растений, методы
К селекции растений относят совокупность методов создания новых сортов и гибридов растений с необходимыми для человека свойствами, повышающими урожайность и качество культур.
Селекцию растений человек с успехом практикует на протяжении нескольких тысяч лет, с самого начала человеческой цивилизации. Селекцию применяют во всем мире как отдельные люди: садоводы, фермеры, так и профессиональные селекционеры в организациях, университетах и исследовательских центрах.
По мнению международных агентств развития, важным значением обладает выведение новых сортов сельскохозяйственных культур, которые обладают высокой урожайностью, устойчивостью к заболеваниям, засухам и адаптированы к региональным условиям выращивания.
Основными методами селекции растений являются массовый и индивидуальный отбор, внутривидовая и отдаленная гибридизация, инбридинг, полиплоидия и экспериментальный мутагенез.
Для перекрестноопыляемых растений используется массовый отбор особей с желаемыми признаками. В противном случае о получить материал для последующего скрещивания не представляется возможным. Так получают, к примеру, новые сорта ржи. Данные сорта не являются генетически однородными. В случае если необходимо получить чистую линию, так называемый генетически однородный сорт, то будут применять индивидуальный отбор, при котором с помощью самоопыления будут получать потомство от одной единственной особи с необходимыми признаками. С помощью такого методы было получено множество сортов пшеницы, капусты и других растений
Для того, чтобы закрепить полезные наследственные признаки, нужно повысить гомозиготность нового сорта. В некоторых случаях для этого будет применяться самоопыление перекрестноопыляемых растений. В этом случае неблагоприятные воздействия рецессивных генов способны проявиться фенотипически. Основной причиной этого является переход многих генов в состояние гомозиготы. Любой организм в генотипе будет постепенно накапливать неблагоприятные мутантные гены. В большинстве случаев они являются рецессивными и фенотипически проявляться не будут. Однако во время самоопыления они будут переходить в гомозиготное состояние, из-за чего будет возникать отрицательное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены будут быстро переходить в состояние гомозиготы, и подобные растения будут погибать, выбраковываясь естественным отбором [6].
Селекция животных, методы
Особенности селекции животных. Основные принципы селекции животных не отличаются от принципов селекции растений. Однако селекция животных имеет некоторые особенности: для них характерно только половое размножение; в основном очень редкая смена поколений (у большинства животных через несколько лет); количество особей в потомстве невелико. Поэтому в селекционной работе с животными важное значение приобретает анализ совокупности внешних признаков, или экстерьера, характерного для той или иной породы.
Одомашнивание животных. Одним из важнейших достижений человека на заре его становления и развития (10-12 тыс. лет назад) было создание постоянного и достаточно надежного источника продуктов питания путем одомашнивания диких животных. Главным фактором одомашнивания служит искусственный отбор организмов, отвечающих требованиям человека. У домашних животных весьма развиты отдельные признаки, часто бесполезные или даже вредные для их существования в естественных условиях, но полезные для человека. Например, способность некоторых пород кур давать более 300 яиц в год лишена биологического смысла, поскольку такое количество яиц курица не сможет высиживать. Поэтому в естественных условиях одомашненные формы существовать не могут.
Одомашнивание привело к ослаблению действия стабилизирующего отбора, что резко повысило уровень изменчивости и расширило его спектр. При этом одомашнивание сопровождалось отбором, вначале бессознательным (отбор тех особей, которые лучше выглядели, имели более спокойный нрав, обладали другими ценными для человека качествами), затем осознанным, или методическим. Широкое использование методического отбора направлено на формирование у животных определенных качеств, удовлетворяющих человека.
Процесс одомашнивания новых животных для удовлетворения потребностей человека продолжается и в наше время. Например, для получения модной и высококачественной пушнины создана новая отрасль животноводства - пушное звероводство.
Отбор и типы скрещивания. Отбор родительских форм и типы скрещивания животных проводятся с учетом цели, поставленной селекционером. Это может быть целенаправленное получение определенного экстерьера, повышение молочности, жирности молока, качества мяса и т. д. Разводимые животные оцениваются не только по внешним признакам, но и по происхождению и качеству потомства. Поэтому необходимо хорошо знать их родословную. В племенных хозяйствах при подборе производителей всегда ведется учет родословных, в которых оцениваются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений. По признакам предков, особенно по материнской линии, можно судить с известной вероятностью о генотипе производителей.
Селекция микроорганизмов, методы
Микроорганизмы (бактерии, микроскопические грибы, простейшие и др.) играют исключительно важную роль в биосфере и хозяйственной деятельности человека. Из более чем 100 тыс. видов известных в природе микроорганизмов человеком используется несколько сотен, и число это растет. Качественный скачок в их использовании произошел в последние десятилетия, когда были установлены многие генетические механизмы регуляции биохимических процессов в клетках микроорганизмов.
Многие из них продуцируют десятки видов органических веществ - аминокислот, белков, антибиотиков, витаминов, липидов, нуклеиновых кислот, ферментов, пигментов, Сахаров и т. п., широко используемых в разных областях промышленности и медицины. Такие отрасли пищевой промышленности, как хлебопечение, производство спирта, молочных продуктов, виноделие и многие другие, основаны на деятельности микроорганизмов.
Микробиологическая промышленность предъявляет к продуцентам различных соединений жесткие требования, которые важны для технологии производства; это высокая скорость роста, использование для жизнедеятельности дешевых субстратов и устойчивость к заражению посторонними микроорганизмами. Научная основа этой промышленности - умение создавать микроорганизмы с новыми, заранее определенными генетическими свойствами и умение использовать их в промышленных масштабах [5].
Роль микроорганизмов в хозяйственной деятельности человека: продуцирование десятков видов органических веществ - аминокислот, нуклеиновых кислот, белков, липидов, сахаров, ферментов, пигментов, антибиотиков, витаминов и др.
Особенности селекции микроорганизмов:
- селекционер для работы имеет неограниченное количество особей микроорганизмов, выращиваемых на питательных средах;
- микроорганизмы содержат значительно меньше генов, чем клетки высокоорганизованных видов;
- они имеют простую регуляцию генной активности;
- они очень быстро размножаются;
- их гаплоидный геном позволяет проявляться фенотипически любой мутации уже в первом поколении.
Основные методы селекции микроорганизмов:
- индуцированный мутагенез (для получения мутаций используются ионизирующие излучения и химические мутагены); при этом вероятность возникновения мутаций у микроорганизмов в 100-10000 раз меньше, чем у других организмов, но вероятность выделения мутаций по любому конкретному гену выше в сотни тысяч и более раз; для выявления мутаций используются селективные среды, на которых мутанты растут, а немутировавшие (дикие) клетки погибают;
- рекомбинирование генов: конъюгация (обмен генетическим материалом между бактериями), трансдукция (перенос гена из одной бактерии в другую с помощью бактериофагов), трансформация (перенос ДНК из одних изолированных клеток в другие), амплификация (увеличение числа копий нужного гена);
- гибридизация разных штаммов бактерий путем слияния их протопластов;
- искусственный отбор по продуктивности и технологическим свойствам.
Заключение
Для того чтобы обеспечить себя доброкачественной пищей и сырьем и при этом не привести планету к экологической катастрофе, человечеству необходимо научиться эффективно изменять наследственную природу живых организмов. Поэтому не случайно главной задачей селекционеров в наше время стало решение проблемы создания новых форм растений, животных и микроорганизмов, хорошо приспособленных к индустриальным способам производства, устойчиво переносящих неблагоприятные условия, эффективно использующих солнечную энергию и, что особенно важно, позволяющих получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды. Принципиально новыми подходами к решению этой фундаментальной проблемы является использование в селекции генной и клеточной инженерии.
Биотехнология решает не только конкретные задачи науки и производства. У нее есть более глобальная методологическая задача — она расширяет и ускоряет масштабы воздействия человека на живую природу и способствует адаптации живых систем к условиям существования человека, т. е. к ноосфере. Биотехнология, таким образом, выступает в роли мощного фактора антропогенной адаптивной эволюции.
У биотехнологии, генетической и клеточной инженерии многообещающие перспективы. При появлении все новых и новых векторов человек с их помощью будет внедрять нужные гены в клетки растений, животных и человека. Это позволит постепенно избавиться от многих наследственных болезней человека, заставить клетки синтезировать необходимые лекарства и биологически активные соединения, а затем - непосредственно белки и незаменимые аминокислоты, употребляемые в пищу.
1. Вавилов, Н.И. Ботанико-географические основы селекции / Н.И. Вавилов. - М.: Нобель Пресс, 2012. - 433 c.
2. Вопросы эволюции, биогеографии, генетики и селекции. - М.: Издательство Академии Наук СССР, 2012. - 336 c.
3. Генетика и селекция микроорганизмов. - М.: Наука, 2017. - 308 c.
4. Генетические основы селекции растений. В 4 томах. Том 1. Общая генетика растений. - М.: Белорусская наука, 2015. - 552 c.
5. Инге-Вечтомов, С. Г. Генетика с основами селекции / С.Г. Инге-Вечтомов. - М.: Высшая школа, 2017. - 592 c.
6. Козлов, Ю. Н. Генетика и селекция сельскохозяйственных животных / Ю.Н. Козлов, Н.М. Костомахин. - М.: КолосС, 2011. - 264 c.
7. Лобашев, М. Е. Генетика с основами селекции. Учебник / М.Е. Лобашев, К.В. Ватти, М.М. Тихомирова. - М.: Просвещение, 2017. - 440 c.
8. Меркурьева, Е. К. Генетические основы селекции в скотоводстве. Учебное пособие / Е.К. Меркурьева. - М.: Колос, 2011. - 240 c.
Работа защищена на оценку "9" без доработок.
Уникальность свыше 60%.
Работа оформлена в соответствии с методическими указаниями учебного заведения.
Количество страниц - 15.
Не нашли нужную
готовую работу?
готовую работу?
Оставьте заявку, мы выполним индивидуальный заказ на лучших условиях
Заказ готовой работы
Заполните форму, и мы вышлем вам на e-mail инструкцию для оплаты