Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов Общая биология, 9 класс Орлова Ю.Ю. Урок № 41-42 Основные методы селекции растений • 1. Гибридизация (процесс скрещивания родительских особей и получение от них гибридов) и отбор. Виды искусственного отбора: • А) массовый - применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). Сохраняют и улучшают сортовые качества. Результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления. • Б) индивидуальный - применяют для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха). Потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Основные методы селекции растений 2. Инбридинг (близкородственное скрещивание) используют как один из этапов повышения урожайности. Для этого производят самоопыление перекрестноопыляемых растений на протяжении 3-5 лет для получения инбредных линий которые затем скрещивают между собой и подбирают такие, которые дают максимальный эффект гетерозиса – жизненной силы, при котором потомство дает максимальную прибавку в урожае. Основные методы селекции растений 3. Метод получения полиплоидов обладают большой массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Естественные полиплоиды – пшеница, картофель, выведены сорта гречихи, сахарной свеклы, садовая земляника. Земляника 2n=14 4n=28 6n=42 8n=56 Основные методы селекции растений 4. Отдаленная гибридизация – скрещивание растений, относящихся к разным видам. Но отдаленные гибриды обычно стерильны, т.к. у них нарушается мейоз и не образуются гаметы. Однако были получены плодовитые гибриды: пшенично-ржаные, пшеничнопырейные, капустно-редечные и т.д. Основные методы селекции растений 5. Соматические мутации широко используются в селекции вегетативно размножающихся растений. Многие методы селекции были предложены И.В.Мичуриным. Он указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Основные методы селекции растений 6. Экспериментальный мутагенез - основан на открытии воздействия соматических мутаций применимо для селекции вегетативно размножающихся растений. С помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур. Селекция животных Для животных характерно половое размножение, часто поздняя половозрелость, немногочисленное потомство. Основные методы - отбор и гибридизация. Гибридные животные: 1 — зебу аравийский; 2 — корова красной степной породы; 3 — корова, гибрид первого поколения между зебу и красной степной породой крупного рогатого скота. Гибридные животные • 1 — дикий баран архар; 2 — овца породы прекос; 3 — баран породы архаромеринос Гибридные животные 1 — одногорбый верблюд (дромедар); 2 — двугорбый верблюд (бактриан); 3 — нар, гибрид первого поколения между дромедаром и бактрианом Селекция животных • 1. Внутрипородное разведение: направлено на сохранение и улучшение породы. Отбор у животных производится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы. Селекция животных 2. Межпородное скрещивание - используют для создания новой породы. 3. Испытание по потомству проводят для подбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Селекция животных 4. Использование эффекта гетерозиса. Гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. 5. Инбридинг между братьями и сестрами, родителями и детьми для увеличения численности особей с нужными признаками. С жестким отбором! Селекция животных 6. Искусственное осеменение - используют для получения потомства от лучших самцов производителей (тем более, что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время). 7. С помощью гормональной суперовуляции и трансплантации у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров. Селекция животных 8. Отдаленная гибридизация, межвидовое скрещивание (гибриды обычно бесплодны): осел Х кобылица =мул; белуга Х стерлядь = бестер Селекция микроорганизмов Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов. Но и здесь есть свои особенности. Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении. В результате искусственного мутагенеза и отбора была повышена продуктивность штамма гриба пенициллина более чем в 1000 раз. Селекция микроорганизмов • Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшения качества почвы. Селекция микроорганизмов • Продукты микробиологической промышленности используются в хлебопечении • Приготовлении многих молочных продуктов Селекция микроорганизмов Пивоварении Виноделии Селекция микроорганизмов С помощью микробиологической промышленности получают Антибиотики Гормоны Витамины Различные ферменты аминокислоты, белки и многое другое Биотехнология Биотехнология – использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Новейшими методами селекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия. Генная инженерия Генная инженерия основана на выделении нужного гена из генома одного организма и введение его в геном другого организма. Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка, бактерия живущая в кишечнике человека. Именно с его помощью получают гормон роста – соматотропин, гормон инсулин, белок интерферон. Хромосомная инженерия • Методы хромосомной инженерии эффективно используются в селекции растений. Одна группа методов основана на введении в генотип растительного организма пары чужих гомологичных хромосом, контролирующих развитие нужных признаков (создают «идеальный сорт»). Клеточная инженерия Методы клеточной инженерии связаны с культивированием отдельных клеток в питательных средах, где они образуют клеточные культуры. Это позволяет: 1. Нарабатывать биологически активные вещества (например, у женьшеня) 2.Создавать безвирусные сорта картофеля и других растений Клеточная инженерия 3. Возможность неограниченного размножения в культуре. 4. Возможно клонирование животных, получение генетических копий от одного организма. 5. Слияние эмбрионов на ранних стадиях, создание химерных животных (химерное животное овцакоза) Домашнее задание • § 3.14. • Ответить устно на вопрос № 1 после параграфа, письменно на вопросы № 2, 3.