Методы селекции

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ  ШКОЛА №11

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Методы селекции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                              Реферат по биологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План:

 

 

1. Вступление.
2. Определение науки – селекция.
3. Методы селекции:

3.1. Отдаленная гибридизация;

3.2. Внутривидовая гибридизация;

3.3. Полиплоидия.

3.4. Искусственный мутагенез

             4) Биотехнология.

5)Новейшие методы селекции:

5.1. Генная инженерия;

5.2. Хромосомная инженерия;

           6) Достижения хромосомной и генной  инженерии.

           7)Клеточная селекция. Использование   модифицированных  растений - За  и Против.

Генетически модифицированные растения и экология

 

8)Заключение.

9)Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

Методы  селекции

 

Вступление

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

В процессе становления человека как  вида ему пришлось не только защищаться от диких зверей, устраивать убежища  и тому подобное, но и обеспечивать себя пищей. Поиск съедобных растений и охота – не очень надежные источники пищи, и голод был  постоянным спутником первобытных людей. Естественный отбор на интеллект и развитие общественных отношений в первобытном стаде создавали возможность организации искусственной среды обитания для человека, уменьшающей его зависимость от природных условий. Одним из крупнейших достижений человека на заре его развития явилось создание постоянного, регулируемого в соответствии с потребностями источника продуктов питания путем одомашнивания диких животных и возделывания растений.

Возникновение пород животных и сортов растений стало возможно вследствие существования комбинативной наследственной изменчивости у диких видов как результата полового размножения и применения искусственного отбора. Животные и растения, выведенные человеком, имеют общие черты, резко отличающие их от диких видов. У культурных форм сильно развиты отдельные признаки, бесполезные или вредные для самих организмов, но необходимые для человека. Например, способность некоторых пород кур давать 300 яиц в год и более лишена биологического смысла, поскольку такое количество яиц курица не может насиживать. Это относится и к декоративным качествам цветов, голубей, некоторых пород собак. Размеры и продуктивность  культурных растений выше, чем у родственных диких видов. Вместе с тем они лишены средств защиты от поедания: горьких или ядовитых веществ, шипов, колючек. Для более полного удовлетворения пищевых и технических потребностей создаются все новые сорта растений и пород животных с заранее заданными  свойствами.

 

Разработка  теории и методов создания и совершенствования  пород животных и сортов растений лежит в основе особой науки – селекции.

 

Под селекцией  понимают:

• Науку о методах создания сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.
• Отрасль производства, занимающуюся выведением новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.
• Сам процесс получения новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

3

  Селекционеры исследуют специфические  закономерности эволюции домашних  животных и возделываемых растений, происходящей под направляющим влиянием человека. Как указывал выдающийся генетик и селекционер академик Н. И. Вавилов, в основе селекции лежит изучение сортового, видового, родового потенциала, генетического разнообразия и роли среды в проявлении наследственных признаков, закономерностей наследования при гибридизации близких и отдаленных видов, разработка форм искусственного отбора по отношению к конкретным объектам селекции: самоопылителям, перекрестно опылителям и так далее.  

 

Теоретическими  основами селекции являются учение Дарвина об искусственном отборе и закономерности генетики.

Сорт, порода, штамм - искусственно созданная  человеком популяция организмов, имеющих сходные наследственно  закрепленные особенности (продуктивности и др.),  однотипную реакцию на условия среды.

Основными методами селекции являются: искусственный отбор, гибридизация, полиплоидия и мутагенез.

В селекции выделяют два типа отбора: массовый (проводятся по внешним, фенотипическим признакам; применяется в отборе качественных, просто наследуемых признаков) и индивидуальный (основан на оценки генотипа отдельных особей по их потомству; применяется при отборе особей по количественным, сложно наследуемым признакам).

 

При отдаленной гибридизации

 

дословно переводится  с латинского языка, как скрещивание  и включает в себя понятие – скрещивание особей, принадлежащих к различным сортам, породам,  подвидам (внутренняя гибридизация) или видам и родам (отдаленная гибридизация) растений.

Конечный результат  гибридизация  - гибрид. Он должен отвечать определенным критериям: первое поколение гибрида должно  значительно отличаться от родительских форм ускорением роста, увеличением размеров, повышением жизнестойкости, плодовитости,  вкусовыми качествами и тем далее, эти преобразования, изменения характерных признаков растений носят названия гетерозис. Гетерозис является необходимой частью гибридизации.

Гибридизация производит выведение новых, улучшенных сортов растений , а именно осуществляют селекцию.

Скрещиваются  разные виды или роды, а в результате получаются межвидовые или межродовые гибриды (тритикале – гибрид пшеницы и ржи; мул – гибрид осла и кобылицы). Подобные гидриды часто бесплодны и применяются в селекции растений.

 

 

Внутривидовая гибридизация

4

 

скрещивание разных линий, сортов или пород между  собой в пределах вида (работы И. В. Мичурина по получению сорта яблони бельфлер-китайка; получению степной белой украинской породы свиней М. Ф. Ивановым).

 

Полиплоидия

 

метод селекции растений, основанный на увеличении числа хромосом,  кратный нормальному, - тройной, четверной и т. д.,  Большинство культурных растений – полиплоиды.  Это  приводит к изменению хозяйственно ценных признаков растений (более мощному росту, повышению содержания ценных питательных веществ, большей устойчивостью к действию неблагоприятных факторов среды).

 

Искусственный мутагенез

 

метод селекции растений и микроорганизмов, основанный на применении мутагенов  для получения мутантных форм. Последние используются в дальнейшем для гибридизации и отборе. Мутации (наследственные изменения) возникают  сравнительно редко, еще реже они оказываются полезными. Поэтому при селекции нередко применяют мутагены - вещества, искусственно усиливающие частоту мутаций. Этот метод часто используют  при отборе растений, микроорганизмов, грибов. Он позволяет достаточно быстро получать высокопродуктивные сорта и штаммы.

  

 

Биотехнология

 

Современные ученые селекционеры основываясь  на открытиях и используя знания своих предшественников  совершенствовали селекционную работу. Появились новые  понятия такие как:  генная инженерия, хромосомная инженерия, клеточная инженерия.  Традиционные методы заменяются более новыми, привычные технологии становятся более совершенными.

Самыми значимыми и перспективными методами сегодня являются - генная инженерия, хромосомная инженерия  и клеточная инженерия. Использование этих способов - это большой шаг в будущее.

        Применение биологических процессов  в системе производства, этим  занимается биотехнология.  Более конкретно биотехнологические методы включают микробиологический синтез, генную инженерию, клеточную и белковую инженерию, инженерную энзимологию, культивирование клеток растений, животных и бактерий, методы слияния клеток. Исторически биотехнология возникла на основе традиционных микробиологических (большей частью бродильных) производств; ведь многие подобные «технологии» неосознанно применялись еще в древности при получении вина, пива, хлеба и др. пищевых продуктов. Дальнейшее развитие этих традиционных биопроизводств было связано с успехом в области биохимии и других наук биологического цикла.

        Современная биотехнология оказывает  огромное влияние на все аспекты  практической деятельности человека. С ее помощью в настоящее  время получают десятки дорогостоящих  биологически активных веществ,  среди них гормоны, ферменты, витамины, антибиотики, некоторые лекарства. Огромна роль биотехнологии в медицине. Здесь благодаря применению генной инженерии, позволяющей «встраивать» чужие гены в клетки – продуценты, удается нарабатывать в неограниченных количествах такие ценнейшие лекарства, как человеческий инсулин, интерфероны, моноклональные антитела. Чрезвычайно важное значение имеет биотехнология в экологии  промышленных производств  на основе создания безотходных производств; биотехнологические методы применяются при очистке воды; биотехнологические методы подавления вредителей сельскохозяйственных культур уверенно вытесняют, казалось, не имеющие конкурентов  химические инсектициды. Благодаря биотехнологии разработаны и внедрены энерго – и ресурсосберегающие производства. Биотехнологические процессы являются базой для получения кормового и пищевого белка; в настоящее время в мире 5% кормового белка производится с помощью микробиологической переработки нефти. Биотехнологическим путем получают возобновляемые источники энергии.

        Новые биотехнологические процессы, вполне возможно, приведут к дальнейшей революционизации различных отраслей промышленности. Поистине фантастическое будущее связывается с развитием белковой инженерии, биоэлектроники  (биосенсеры, биоэлементы для ЭВМ), с получением новых стимуляторов роста растений, высокоэффективных препаратов.

 

Генная инженерия

 

 Несомненно, что первым импульсом к генной и хромосомной инженерии послужили достижения клеточной биологии, прежде всего реализация методов культивирования клеток, тканей и органов. Для культурных растений - возможность получения полноценного организма из любой клетки на специальных искусственных средах, где  в специально созданных условиях можно повторить весь путь развития организма.

И вторым этапом является открытие механизма  введение чужих генов в геном растений.

         Под генной инженерией обычно  понимают искусственный перенос  нужных генов от одного вида  живых организмов (бактерий, животных, растений) в другой вид, часто  очень далекий по своему происхождению.  Чтобы осуществить перенос генов (или трансгенез), необходимо выполнить следующие сложные операции:

• выделение из клеток бактерий, животных или растений тех генов, которые намечены для переноса. Иногда эту операцию заменяют искусственным синтезом нужных генов, если таковой оказывается возможным;
• создание специальных генетических конструкций (векторов), в составе которых намеченные гены будут внедряться в геном другого вида. Такие конструкции кроме самого гена должны содержать все необходимое для управления его работой (промоторы,терминаторы) и гены-«репортеры», которые будут сообщать, что перенос успешно осуществлен;
• внедрение генетических векторов сначала в клетку, а затем в геном другого вида и выращивание измененных клеток в целые организмы (регенерация).

 

Хромосомная инженерия.

 

В настоящий момент хромосомная  инженерия связывается, прежде всего, с возможностями замещения (замены) отдельных хромосом у растений или  добавления новых.

 Клеточная селекция.

 

       Более  широкое практическое применение  в настоящее время получило  важнейшее направление современной биотехнологии — клеточная селекция как метод создания новых форм растений путем выделения мутантных клеток и сомаклональных вариаций в селективных условиях.

 Преимущество клеточной селекции перед традиционными методами состоит в отсутствии сезонности в работе, возможности использования миллионов клеток при отборе, направленности селекции путем применения селективных сред и выполнении работ в лабораторных условиях.