Значение исследований Дарвина, Мичурина, Вавилова в формировании и развитии науки селекции

Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО “Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина”

 

 

КАФЕДРА РАСТЕНИЕВОДСТВА

 

 

 

Контрольная работа

ПО СЕЛЕКЦИИ

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: студентка 6 курса

Факультета:«Агрономии и лесного хозяйства»

Специальность:Агрономия

заочное отделение

Красавцева Е.В.

Шифр 0730018

Работу проверил: Чухина О. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вологда – Молочное

2014

Вариант 08

 

 

1. (3) Значение исследований Дарвина, Мичурина, Вавилова в формировании и развитии науки селекции………………..3

 

2. (19) Искусственные методы создания исходного материала, значение их на современном этапе развития селекциии.генная и генетическая инженерия…………………………………...7

 

3. (27)Виды мужской стерильности растений. Использование цитоплазматической мужской стерильности в производстве гибридных семян кукурузы и других семян………………10

 

4. (38)Оценка селекционного материала на засухоустойчивость………………………………………….12
5. (44)Выбор, изучение и подготовка участка для селекционного процесса………………………………………………………13
6. (51)Порядок включения новых сортов и гибридов в государственное сортоиспытание. Районирование………..15
7. Литература……………………………………………………17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) Значение  исследований Дарвина, Мичурина, Вавилова в формировании и  развитии науки селекции.

 

     Селекция как наука создана трудами Чарльза Дарвина (1809-1882), который произвел тщательный анализ деятельности селекционеров и на основании этого анализа создал учение об искусственном отборе. Книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» была опубликована 24 ноября 1859 г., и эту дату считают временем появления селекции как науки, т. к. учение об искусственном отборе в развернутой форме было изложено именно в этом труде Дарвина. Дарвин выделил три формы отбора, имеющих место у культурных растений и домашних животных: методический, бессознательный и естественный отбор. Естественный отбор создал те формы растений и животных, которые затем были введены человеком в культуру и подвергнуты одомашниванию, и продолжал и продолжает действовать на них и после их одомашнивания человеком. Это воздействие естественного отбора происходит помимо воли и желания человека, вызывая изменения, связанные с приспособлением к новым условиям, которые созданы человеком в процессе одомашнивания. Многие особенности сортов растений и пород животных, нередко совсем нежелательные для человека, созданы таким воздействием естественного отбора. 
     Бессознательный отбор производился человеком давно и выражался в сохранении на племя лучших экземпляров и уничтожении худших без сознательного намерения вывести улучшенную породу. Многие особенности домашних животных созданы в результате такого бессознательного отбора, проводившегося в течение десятков тысячелетий.  
     Методический отбор отличается от бессознательного тем, что человек сознательно и систематически стремится к изменению породы (сорта) в сторону известного и заранее установленного идеала. В глубокой древности, а в настоящее время у экономически отсталых народностей методический отбор имел и имеет сравнительно примитивную форму, но уже в Древнем Риме он приобрел довольно сложный и совершенный характер. Наиболее широкое распространение и совершенную форму методический отбор получил после развития капиталистических отношений в сельском хозяйстве некоторых стран Западной Европы. В этих странах широкое распространение получили сельскохозяйственные выставки, на которых лучшие представители пород и сортов получали ценные призы и золотые медали, что стало очень выгодным делом и проводилось в широких масштабах многими предприятиями и фирмами и приняло промышленный характер. В результате за короткий период (менее 100 лет) были достигнуты выдающиеся успехи в деле улучшения культурных растений и животных, и новые породы, выведенные в Англии, не только значительно увеличили производительность сельского хозяйства, но и пользовались широким спросом на международном рынке и приносили большие прибыли английским селекционерам и заводчикам. В этот же период во Франции была выведена новая порода тонкорунных овец, а в России А. Т. Болотовым - новые сорта яблони.  
Однако селекции как науки еще не существовало.

    Приемы и методы, разработанные отдельными селекционерами, рассматривались как личные секреты. И только Дарвин тщательно собрал все материалы о методах и достижениях отдельных селекционеров, со многими установил личный контакт, дополнил все это личными опытами и наблюдениями и в результате создал целостную теорию селекции - учение об искусственном отборе. Все это привело к превращению селекции из искусства в науку.  
     В учении об искусственном отборе Ч. Дарвин доказал, что главная движущая сила селекции - это производимый селекционерами отбор наилучших форм. Он выявил условия, обеспечивающие максимальную эффективность искусственного отбора. Это:

• правильность выбора исходного материала для селекции;
• правильная постановка цели селекции;
• проведение селекции в достаточно широких масштабах и возможно более жесткая трактовка материала на всех этапах селекции;
• проведение отбора только по одному основному свойству, а не сразу по многим.

     Учение об искусственном отборе послужило теоретической основой для практической деятельности целого поколения селекционеров и значительно повысило эффективность их работы. Так, в частности, учение Ч. Дарвина оказало сильное влияние на деятельность крупнейшего русского селекционера в области селекции плодовых и ягодных культур И. В. Мичурина, который вывел сорта, имеющие огромное экономическое значение для средней полосы нашей страны.

     Иван Владимирович Мичурин (1855–1935) – выдающийся селекционер-практик, автор 300 сортов плодово-ягодных культур. В начале своей деятельности И.В. Мичурин занимался акклиматизацией по методу Грелля, прививая в крону выносливых и холодоустойчивых сортов южные cорта с целью добиться их приспособления к новым условиям. Но изменить генотип южных сортов подобным методом было невозможно. Мичурин убедился в этом, испытав около 200 иностранных сортов: через 35 лет из них не осталось ни одного дерева, хотя Мичурин жил и работал в условиях относительно мягкого климата Черноземной зоны России (г. Козловск, ныне Мичуринск, Тамбовской губернии). Убедившись в бесплодности попыток простой акклиматизации, И.В. Мичурин приступил к разработке новых методов селекции, основанных на гибридизации, отборе и воспитании (воздействие условиями среды на развивающиеся гибриды). При их реализации он использовал разнообразные подходы (многие – впервые в мировой селекционной практике), важнейшие из которых следующие.

Биологически  отдаленная гибридизация – скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами или скрещивание представителей разных родов.

Географически отдаленная гибридизация – скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества.

Метод ментора – один из методов «воспитания» гибридов, разработанных И.В. Мичуриным. Он основан на том, что признаки развивающегося гибрида изменяются под влиянием привоя или подвоя. Мичурин применял этот метод в двух вариантах. В первом случае гибридный сеянец служил привоем, и его прививали на взрослое плодоносящее растение (подвой), свойства которого желательно было получить у гибрида. Во втором случае в крону молодого гибридного сеянца (подвоя) прививали черенок сорта, признаки которого хотели бы получить у гибрида.

Метод посредника был применен Мичуриным при отдаленной гибридизации. Он состоит в использовании дикого вида в качестве посредника для преодоления нескрещиваемости. Скрещивая дикий Монгольский миндаль с диким персиком Давида, Мичурин получил миндаль Посредник, который он в дальнейшем использовал для скрещивания с культурным персиком. Полученный им гибридный персик приобрел зимостойкость, благодаря чему был продвинут на север.

Смешение  пыльцы применялось Мичуриным для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости). Суть метода заключалась в том, что при опылении смесью собственной пыльцы и пыльцы другого вида собственная пыльца раздражала рыльце пестика, и оно воспринимало чужую пыльцу.

Воздействие условиями среды. При «воспитании» молодых гибридов Мичурин использовал изменения способов хранения семян, характера питания и свойств почвы, воздействие низкими температурами, применял частые пересадки. В результате гибриды закалялись и могли переносить неблагоприятные условия внешней среды.

Отбор – многократный и жесткий отбор растений по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и т.д.  
Большинство сортов, полученных И.В. Мичуриным, представляло собой сложные гетерозиготы. Для сохранения качеств их размножают вегетативным путем: отводками, прививками и т.д.

     Огромный вклад академика Н. И. Вавилова в развитие селекции делает целесообразным выделение специального урока на его изучение. Н. И. Вавилов рассматривал селекцию как комплексную науку, которая основывается на теоретическом фундаменте дарвинизма и генетики. Он трактовал селекцию как эволюцию, направляемую волей человека, выделял следующие ее задачи: изучение сортового, видового и родового исходного материала; изучение и разработка методов получения искусственных наследственных изменений и анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе; разработка систем искусственного отбора с целью усиления и закрепления нужных признаков; выявление роли среды в формировании сортовых и породных признаков; разработка теоретических основ гибридизации — источника комбинативной изменчивости и новообразований на ее основе. 

    Основные идеи учения Н. И. Вавилова о центрах происхождения и многообразия культурных растений, отмечаются заслуги этого великого ученого в разработке ботанико-географических основ селекции.

Н. И. Вавилов открыл ряд  областей на Земле, в которых сосредоточено  наибольшее разнообразие сортов и видов  культурных растений. 

Рассматривается локализация  образования видов важнейших  культурных растений, отмечается, что  виды неравномерно распределены на Земле: северные части территории — Сибирь, Северная и Средняя Европа, Северная Америка — бедны ими. В десятки раз больше видов в предгорной Средней Азии и на Кавказе. Все очаги автономны и развивались независимо, об этом свидетельствует сортовой, видовой и родовой состав культурной флоры, своеобразная агротехника, орудия, одомашненные животные, свойственные этим очагам.

     Все центры обособлены разделяющими их пустынями и горными хребтами, способствующими автономному формированию флоры. Пустыни и горы длительное время разобщали и народы, населяющие эти центры.

19. Искусственные  методы создания исходного материала, значение их на современном этапе развития селекции. Генная и генетическая инженерия.

 

     Селекционная работа начинается с подбора исходного материала, от которого, как считал Н. И. Вавилов, прежде всего зависит успех селекционной работы.Исходным материалом в селекции называют культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов.В качестве исходного материала используют: 1) формы и сорта растений, имеющиеся в большом разнообразии в природе; 2) формы растений, создаваемые в самом процессе селекции путем гибридизации и при искусственном воздействии различных внешних условий, В современной селекции применяют следующие основные виды и способы получения исходного материала. 
I. Естественные популяции. К ним относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений и образцы мировой коллекции сельскохозяйственных растений. 
II. Гибридные популяции. Различают два вида гибридных популяций: 1) внутривидовые, получаемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида; 2) создаваемые путем скрещивания разных видов и родов растений (межвидовые и межродовые). 
III. Самоопыленные линии (инцухт-линии). Служат важным источником исходного материала в селекции перекрестноопыляющихся растений. Их получают путем многократного принудительного самоопыления этих растений. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами для создания гетерозисных гибридов, в результате образуются гибридные семена, которые используют в течение одного года. Гибриды, полученные на основе самоопыленных линий, в отличие от обычных гибридных сортов нужно воспроизводить ежегодно. 
IV. Искусственные мутации и полиплоидные формы. Этот вид исходного материала создается путем воздействия на растения различными видами радиации, химическими веществами, температурой и другими мутагенными средствами. Значение различных видов исходного материала в истории развития селекции и в настоящее время неодинаково. На протяжении многих столетий единственным его видом были естественные популяции. Затем генетика теоретически обосновала применение гибридизации. Использование этого метода в практической селекции началось в нашей стране в 20-е гг. С 30-х гг. гибридизация как метод создания исходного материала приобретает все большее значение, и в настоящее время внутривидовая гибридизация является основным методом его при работе почти со всеми культурами. Несмотря на огромные трудности отдаленной гибридизации, она также широко используется для создания исходного материала в селекции ряда важнейших сельскохозяйственных культур. Мутации и полиплоидные формы — новые источники получения исходного материала, применение которых с каждым годом расширяется и в работе с некоторыми культурами дает практически ценные результаты.

     В последние десятилетия ведется огромное количество дискуссий о пользе и возможных негативных последствиях генной инженерии. В результате генной инженерии растений и животных возникают трансгенные растения и трансгенные животные.

    Генная или генетическая инженерия в корне отличается от селекции, занимающейся методами создания сортов и гибридов растений, сельскохозяйственных культур и пород животных. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении, она является одной из форм эволюции растительного и животного мира. В результате генетической инженерии происходит искусственное добавление чужеродных генов в клетку. Процесс манипуляций с генами в генной инженерии коренным образом отличается от процесса комбинирования материнских и отцовских хромосом, происходящего при естественном скрещивании.

     Генетическая инженерия или генная инженерия — это совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

     Задача генетической инженерии — получение желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Примерами применения генной инженерии в сельском хозяйстве являются получение новых генетически модифицированных сортов зерновых культур, устойчивых к насекомым-вредителям.

     При внесении в организм (это может быть как растение, животное, микроорганизм так и человек) новых генов, можно наделить его новой желательной характеристикой, которой он до этого никогда не обладал. Организмы, подвергшиеся генной инженерии называют ГМО (генетически модифицированный организм). Изменение генов прежде всего связано с преобразованием химической структуры ДНК: изменение последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение других нуклеотидов меняют состав образующихся на ДНК молекулы РНК, а это, в свою очередь, обуславливает новую последовательность аминокислот при синтезе. В результате в клетке синтезируется новый белок, процесс синтеза белка приводит к появлению у организма новых свойств.

     Генная инженерия непосредственно в сельском хозяйстве имела место уже в конце 1980-х годов, когда удалось успешно внедрить новые гены в десятки видов растений и животных — создать растения табака со светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки, кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов.