Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Lähetetty http:// www. kaikkea hyvää. fi/

Johdanto

Jalostus (latinan kielestä - valinta, valinta) on tiedettä tavoista ja menetelmistä luoda ja parantaa olemassa olevia viljelykasveja, kotieläinrotuja ja mikro-organismikantoja, joilla on arvokkaita ominaisuuksia ja ominaisuuksia käytäntöön.

Jalostuksen tehtävät seuraavat sen määritelmästä - tämä on uusien ja olemassa olevien kasvilajikkeiden, eläinrotujen ja mikro-organismikantojen parantaminen. Lajiketta, rotua ja kantaa kutsutaan elävien organismien vakaaksi ryhmäksi (populaatioksi), jonka ihminen on keinotekoisesti luonut ja jolla on tiettyjä perinnöllisiä ominaisuuksia. Kaikilla rodun, lajikkeen ja kannan yksilöillä on samanlaiset, perinnöllisesti kiinteät morfologiset, fysiologiset, biokemialliset ja taloudelliset ominaisuudet ja ominaisuudet sekä samanlainen reaktio ympäristötekijöihin. Tärkeimmät valintaalueet ovat:

Kasvilajikkeiden korkea sato, eläinrotujen hedelmällisyys ja tuottavuus; tuotteen laatu (esim. hedelmien ja vihannesten maku, ulkonäkö, säilyvyys, viljan kemiallinen koostumus - proteiini-, gluteeni-, välttämättömien aminohappojen pitoisuus jne.);

Fysiologiset ominaisuudet (ennakkosyy, kuivuudenkestävyys, talvenkestävyys, vastustuskyky sairauksia, tuholaisia ​​ja epäsuotuisia ilmasto-olosuhteita vastaan);

Intensiivinen kehityspolku (kasveissa - reagointi lannoitteisiin, kastelu ja eläimissä - "maksu" rehuista jne.).

1. Valinnan teoreettiset perusteet

Viime vuosina useiden viljelykasvien tuholaisten ja patogeenien biologiseen torjuntaan käytettävien hyönteisten ja mikro-organismien valinta on noussut erityisen tärkeäksi.

Valikossa on otettava huomioon myös maataloustuotteiden markkinoiden tarpeet, jotka tyydyttävät tiettyjä teollisen tuotannon aloja. Esimerkiksi korkealaatuisen leivän leipomiseen joustavalla murulla ja rapealla kuorella tarvitaan vahvoja (lasimaisia) pehmeän vehnän lajikkeita, joissa on korkea proteiini- ja elastinen gluteenipitoisuus. Korkeimpien evästeiden valmistukseen tarvitaan hyviä jauhoisia pehmeän vehnän lajikkeita, ja durumvehnästä valmistetaan pasta, sarvet, vermicellit, nuudelit.

Merkittävä esimerkki markkinoiden tarpeet huomioivasta valinnasta on turkistarhaus. Kasvattaessa arvokkaita eläimiä, kuten minkki, saukko, kettu, valitaan eläimiä, joiden genotyyppi vastaa jatkuvasti muuttuvaa muotia värin ja turkin sävyjen suhteen.

Yleisesti ottaen valinnan kehittämisen tulee perustua genetiikan lakeihin perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden tieteenä, koska elävien organismien ominaisuudet määräytyvät niiden genotyypin mukaan ja ovat perinnöllisen ja muunneltavan vaihtelun alaisia.

Valinnan teoreettinen perusta on genetiikka. Juuri genetiikka tasoittaa tietä organismien perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden tehokkaalle hallitukselle. Samalla valinta perustuu myös muiden tieteiden saavutuksiin: kasvien ja eläinten taksonomia ja maantiede, sytologia, embryologia, yksilönkehitysbiologia, molekyylibiologia, fysiologia ja biokemia. Näiden luonnontieteen alueiden nopea kehitys avaa täysin uusia näkökulmia. Jo nykyään genetiikka on saavuttanut tason tarkoituksenmukaisen organismien suunnittelun halutuilla ominaisuuksilla ja ominaisuuksilla.

Genetiikalla on ratkaiseva rooli lähes kaikkien jalostusongelmien ratkaisemisessa. Se auttaa rationaalisesti, perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden lakien perusteella suunnittelemaan valintaprosessia ottaen huomioon kunkin ominaisuuden periytymisen ominaisuudet. Genetiikan saavutukset, perinnöllisen vaihtelevuuden homologisten sarjojen laki, testien käyttö lähdemateriaalin valintapotentiaalin varhaisessa diagnosoinnissa, erilaisten kokeellisen mutageneesin ja etähybridisaatiomenetelmien kehittäminen yhdessä polyploidisaation kanssa, menetelmien etsiminen rekombinaatioprosessien ohjaaminen ja arvokkaimpien genotyyppien tehokas valinta halutuilla ominaisuuksilla ja ominaisuuksilla sekä kyky laajentaa jalostuksen lähdemateriaalin lähteitä. Lisäksi bioteknologian menetelmien, solu- ja kudosviljelmien viime vuosien laaja käyttö on mahdollistanut valintaprosessin merkittävästi nopeuttamisen ja asettamisen laadullisesti uudelle pohjalle. Tämä kaukana täydellisestä luettelosta genetiikan panoksesta jalostukseen antaa käsityksen siitä, että nykyaikainen jalostus on mahdotonta ajatella ilman genetiikan saavutuksia.

Jalostajan työn onnistuminen riippuu pitkälti jalostuksen lähtöaineen (lajit, lajikkeet, rodut) oikeasta valinnasta, sen alkuperän ja kehityksen tutkimuksesta sekä arvokkaiden ominaisuuksien ja ominaisuuksien käyttämisestä jalostusprosessissa. Tarvittavien muotojen haku suoritetaan ottaen huomioon koko maailman geenipooli tietyssä sekvenssissä. Ensin käytetään paikallisia muotoja, joilla on halutut ominaisuudet ja ominaisuudet, sitten käytetään sisääntulo- ja sopeutumismenetelmiä, eli muissa maissa tai muilla ilmastovyöhykkeillä kasvavia muotoja, ja lopuksi kokeellisen mutageneesin ja geenitekniikan menetelmiä. .

Viljeltyjen kasvien monimuotoisuuden ja maantieteellisen levinneisyyden tutkimiseksi N. I. Vavilov vuodesta 1924 1930-luvun loppuun. järjesti 180 tutkimusmatkaa maapallon saavuttamattomimmille ja usein vaarallisimmille alueille. Näiden tutkimusmatkojen tuloksena N. I. Vavilov tutki maailman kasvivaroja ja havaitsi, että lajien muotojen suurin monimuotoisuus on keskittynyt niille alueille, joilla tämä laji syntyi. Lisäksi kerättiin ainutlaatuinen, maailman suurin viljelykasvien kokoelma (vuoteen 1940 mennessä kokoelmaan kuului 300 000 näytettä), joita levitetään vuosittain N.I. Vavilovin (VIR) -nimisen All-Russian Institute of Plant Industry -instituutin kokoelmissa ja ovat Kasvinjalostajat käyttävät sitä laajasti lähdemateriaalina uusien vilja-, hedelmä-, vihannes-, teollisuus-, lääke- ja muiden viljelykasvien lajikkeiden luomiseen.

Kerätyn aineiston tutkimuksen perusteella Vavilov tunnisti 7 viljelykasvien alkuperäkeskusta (Liite 1). Tärkeimpien viljelykasvien alkuperäkeskukset ovat yhteydessä muinaisiin sivilisaation keskuksiin sekä primääriviljely- ja -valintapaikkaan. Samanlaisia ​​kesyttämiskeskuksia (alkuperäkeskuksia) on löydetty myös kotieläimistä.

2 .Valinta-arvo

Jalostuksen päämäärät ja tavoitteet tieteenä määräytyvät maataloustekniikan ja karjanhoidon tasosta, kasvintuotannon ja karjanhoidon teollistumisen tasosta. Esimerkiksi makean veden puutteen olosuhteissa on jo jalostettu ohralajikkeita, jotka antavat tyydyttävän sadon merivedellä kastellaan. Kanarotuja on kasvatettu, jotka eivät vähennä tuottavuutta olosuhteissa, joissa siipikarjatiloilla on paljon eläimiä. Venäjälle on erittäin tärkeää luoda lajikkeita, jotka ovat tuottavia pakkasolosuhteissa ilman lunta selkeällä säällä, myöhäisillä pakkasilla jne.

Yksi ihmisen tärkeimmistä saavutuksista muodostumisen ja kehityksen kynnyksellä oli jatkuvan ja melko luotettavan ravinnonlähteen luominen kesyttämällä villieläimiä ja viljelemällä kasveja. Päätekijä kesyttämisessä on ihmisen vaatimukset täyttävien organismien keinotekoinen valinta. Viljelyillä kasveilla ja eläimillä on pitkälle kehittyneitä yksilöllisiä ominaisuuksia, jotka ovat usein hyödyttömiä tai jopa haitallisia niiden olemassaololle luonnollisissa olosuhteissa, mutta hyödyllisiä ihmisille. Esimerkiksi joidenkin kanarotujen kyvyllä tuottaa yli 300 munaa vuodessa on vailla biologista merkitystä, koska kana ei pysty haudoimaan tällaista määrää munia. Kaikkien viljelykasvien tuottavuus on myös merkittävästi korkeampi kuin lähisukuisten luonnonvaraisten lajien, mutta samalla ne sopeutuvat huonommin jatkuvasti muuttuviin ympäristöolosuhteisiin, eikä niillä ole syömissuojaa (karvaat tai myrkylliset aineet, piikkejä, piikkejä jne. .). Siksi luonnollisissa olosuhteissa kulttuurisia eli kesyjä muotoja ei voi olla olemassa.

Kesyttäminen johti vakauttavan valinnan vaikutuksen heikkenemiseen, mikä lisäsi jyrkästi vaihtelua ja laajensi sen spektriä. Samaan aikaan kesyttämiseen liittyi valinta, aluksi tiedostamaton (niiden yksilöiden valinta, jotka näyttivät paremmalta, joilla oli rauhallisempi luonne, joilla oli muita ihmisille arvokkaita ominaisuuksia), sitten tietoisia tai metodisia. Metodologisen valinnan laajan käytön tavoitteena on saada kasveihin ja eläimiin tiettyjä ihmisiä tyydyttäviä ominaisuuksia. Useiden sukupolvien ihmisten kokemus mahdollisti menetelmien ja sääntöjen luomisen valinnalle ja muodon valinnalle tieteenä.

Uusien kasvi- ja eläinlajien kesyttäminen ihmisten tarpeisiin jatkuu meidän aikanamme. Esimerkiksi muodikkaiden ja laadukkaiden turkisten saamiseksi tällä vuosisadalla on luotu uusi karjankasvatusala - turkiskasvatus.

kulttuuristakasvite valinta

3. Kasvinjalostus, menetelmät

Toisin kuin mikro-organismien valinta, kasvinjalostus ei toimi miljoonilla ja miljardeilla yksilöillä, ja niiden lisääntymisnopeutta ei mitata minuuteissa ja tunneissa, vaan kuukausissa ja vuosissa. Kasvinjalostus on kuitenkin paremmassa asemassa verrattuna eläinjalostukseen, jossa jälkeläisten lukumäärä on yksittäinen. Lisäksi metodologiset lähestymistavat vegetatiivisesti ja seksuaalisesti lisääntyvien itse- ja ristipölyttävien kasvien, yksivuotisten ja monivuotisten kasvien jne. valintaan vaihtelevat.

Kasvinjalostuksen päämenetelmät ovat valinta ja hybridisaatio. Valinta edellyttää heterogeenisyyden, eli erojen, monimuotoisuuden läsnäoloa käytetyssä yksilöryhmässä. Muuten valinnassa ei ole järkeä, se on tehotonta, joten ensin suoritetaan hybridisaatio ja sitten halkeaman ilmaantumisen jälkeen valinta.

Jos kasvattajalta puuttuu ominaisuuksien luonnollinen monimuotoisuus, olemassa oleva geenipooli, hän käyttää keinotekoista mutageneesiä (saa geeni-, kromosomi- tai genomimutaatioita - polyploideja), yksittäisten geenien manipulointiin - geenitekniikkaa ja valintaprosessin nopeuttamiseen - soluihin. Hybridisaatio ja valinta ovat kuitenkin olleet ja ovat edelleen klassisia valintamenetelmiä.

Keinotekoisella valinnalla on kaksi päämuotoa: massa ja yksilöllinen.

Massavalinta on kokonaisen ryhmän yksilöitä, joilla on arvokkaita piirteitä, valinta. Useammin sitä käytetään työskenneltäessä ristipölytettävien kasvien kanssa. Tässä tapauksessa lajike ei ole homotsygoottinen. Tämä on populaatiolajike, jolla on monimutkainen heterotsygoottisuus monille geeneille, mikä antaa sille plastisuuden vaikeissa ympäristöolosuhteissa ja mahdollisuuden ilmentää heteroottista vaikutusta. Menetelmän tärkein etu on, että se mahdollistaa suhteellisen nopeasti ja ilman suuria ponnisteluja parantaa paikallisia lajikkeita, ja haittana on, että valittujen ominaisuuksien perinnöllistä ehdollisuutta ei voida hallita, minkä vuoksi valintatulokset ovat usein epävakaita.

Ristiä, jossa vanhempainmuodot eroavat vain yhden parin vaihtoehtoisista piirteistä, kutsutaan monohybridiksi. Mendel suoritti itsepölytyksen ennen erilaisten herneiden risteyttämistä. Ristittäessään valkokukkaisia ​​herneitä samojen valkokukkaisten kanssa hän sai kaikissa myöhemmissä sukupolvissa vain valkokukkaisia. Samanlainen tilanne havaittiin purppurikukkaisten kohdalla. Kun purppurakukkaiset herneet risteytettiin valkokukkaisten kasvien kanssa, kaikilla ensimmäisen sukupolven P1 hybrideillä oli purppuraisia ​​kukkia, mutta kun ne itsepölyttivät toisen sukupolven P2 hybridien joukossa, purppurakukkaisten kasvien (kolme osaa) lisäksi valkokukkaisia ​​kasveja (yksi osa) ilmestyi.

Ristikkäisyyttä, jossa vanhempainmuodot eroavat kahdella parilla vaihtoehtoisia piirteitä (kahdella alleeliparilla), kutsutaan dihybridiksi.

Ristittämällä homotsygoottisia vanhempainmuotoja keltaisten siementen kanssa, joilla oli sileä pinta ja vihreillä siemenillä, joilla oli ryppyinen pinta, Mendel sai kaikki kasvit keltaisilla sileillä siemenillä ja päätteli, että nämä ominaisuudet ovat hallitsevia. Toisessa sukupolvessa P1-hybridien itsepölytyksen jälkeen hän havaitsi seuraavan halkeilun: 315 keltainen sileä, 101 keltainen ryppyinen, 108 vihreä sileä ja 32 vihreä ryppyinen. Käyttämällä muita homotsygoottisia vanhempainmuotoja (keltainen ryppyinen ja vihreä sileä) Mendel sai samanlaisia ​​tuloksia sekä ensimmäisessä että toisessa hybridisukupolvessa, eli jakautuminen toisessa sukupolvessa suhteessa 9:3:3:1.

Yksilöllisen valinnan avulla jälkeläisiä saadaan jokaisesta kasvista erikseen, ja kiinnostavien ominaisuuksien periytymistä valvotaan pakollisesti. Sitä käytetään itsepölyttäjissä (vehnä, ohra). Yksilöllisen valinnan tulos on homotsygoottien määrän kasvu. Tämä johtuu siitä, että homotsygoottien itsepölytyksen aikana muodostuu vain homotsygootteja, ja puolet itsepölyttävien heterotsygoottien jälkeläisistä on myös homotsygootteja. Yksilöllisen valinnan avulla muodostuu puhtaat linjat. Puhtaat linjat ovat ryhmä yksilöitä, jotka ovat yhden homotsygoottisen itsepölyttävän yksilön jälkeläisiä. Heillä on korkein homotsygoottisuusaste. Täysin homotsygoottisia yksilöitä ei kuitenkaan käytännössä ole olemassa, koska jatkuvasti tapahtuu mutaatioprosessi, joka rikkoo homotsygoottisuutta. Lisäksi tiukimmatkin itsepölyttäjät voivat joskus tehdä ristipölytyksiä. Tämä lisää heidän sopeutumiskykyään olosuhteisiin ja selviytymiskykyään, koska keinotekoisen valinnan omaavat ihmiset vaikuttavat myös kaikkiin orgaanisiin muotoihin.

Luonnonvalinnalla on tärkeä rooli jalostuksessa, sillä keinovalintaa tehtäessä jalostaja ei voi välttyä siltä, ​​ettei jalostusmateriaali joudu alttiiksi ympäristöolosuhteille. Lisäksi kasvattajat käyttävät usein luonnonvalintaa valitakseen muotoja, jotka soveltuvat parhaiten kasvuolosuhteisiin - kosteuteen, lämpötilaan, luonnontuholaisten ja tautien kestävyyteen.

Koska yksi jalostusmenetelmistä on hybridisaatio, on risteytystyypin valinnalla tärkeä rooli, ts. ylitysjärjestelmä.

Risteytysjärjestelmät voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: lähisiitos (sisäsiitos - jalostus itsessään) ja risteytyminen toisiinsa liittymättömien muotojen välillä (siitossiitos - ei-liittyvä jalostus). Jos pakotettu itsepölytys johtaa homotsygotisaatioon, niin toisiinsa liittymättömät risteytykset johtavat näiden risteytysten jälkeläisten heterotsygotisoitumiseen.

Sukusiitos, ts. Ristiinpölytettyjen muotojen pakotettu itsepölytys johtaa jokaisen sukupolven myötä etenevän homotsygoottisuuden asteen lisäksi myös alkuperäisen muodon hajoamiseen, hajoamiseen useiksi puhtaiksi linjoiksi. Tällaisilla puhtailla linjoilla on vähentynyt elinkelpoisuus, mikä ilmeisesti liittyy siirtymiseen geneettisestä kuormituksesta kaikkien resessiivisten mutaatioiden homotsygoottiseen tilaan. ovat enimmäkseen haitallisia.

Sukusiitosten tuloksena saaduilla puhtailla linjoilla on erilaisia ​​ominaisuuksia. Heillä on erilaisia ​​oireita eri tavoin. Lisäksi elinkelpoisuuden vähenemisen aste on myös erilainen. Jos nämä puhtaat linjat risteytyvät keskenään, havaitaan yleensä heteroosin vaikutus.

Heteroosi on ilmiö, jossa ensimmäisen sukupolven hybridien lisääntynyt elinkelpoisuus, tuottavuus ja hedelmällisyys ylittävät molemmat vanhemmat näissä parametreissa. Heteroottinen vaikutus hiipuu jo toisesta sukupolvesta lähtien. Heteroosin geneettisiä perusteita ei tulkita yksiselitteisesti, mutta oletetaan, että heterotsygoottisuus liittyy puhtaiden linjojen hybrideihin (linjojen välisiin hybrideihin). Puhtaan maissimateriaalin tuotantoa ns. sytoplasmisella urossteriiliydellä on tutkittu ja kaupallistettu laajasti USA:ssa. Sen käyttö poisti tarpeen kastroida kukkia, poistaa ponnet, koska naaraskasvina käytettyjen kasvien uroskukat olivat steriilejä.

Eri puhtailla linjoilla on erilaiset yhdistelmäkyvyt, eli ne antavat epätasaisen heteroosin risteytyessään keskenään. Siksi, kun on luotu suuri määrä puhtaita linjoja, parhaat ristien yhdistelmät määritetään kokeellisesti, joita sitten käytetään tuotannossa.

Kaukohybridisaatio on eri lajeihin kuuluvien kasvien risteyttämistä. Kaukaiset hybridit ovat pääsääntöisesti steriilejä, mikä liittyy erilaisten kromosomien genomin sisältöön, jotka eivät konjugoidu meioosin aikana. Tämän seurauksena muodostuu steriilejä sukusoluja. Tämän syyn poistamiseksi Neuvostoliiton tiedemies G. D. Karpechenko ehdotti vuonna 1924 kromosomien lukumäärän kaksinkertaistamista kaukaisissa hybrideissä, mikä johtaa amfidiploidien muodostumiseen.

Ruisvehnän lisäksi tällä menetelmällä saatiin monia arvokkaita etähybridejä, erityisesti monivuotisia vehnä-sohvaheinähybridejä jne. Tällaisissa hybrideissä solut sisältävät täydellisen diploidisarjan yhden ja toisen vanhemman kromosomeja, siis kromosomit. kummankin vanhemman konjugoituu keskenään ja meioosi etenee normaalisti. Ristittämällä sitä myöhemmän orjan- ja kirsikkaluumun kromosomien lukumäärän kaksinkertaistamisen kanssa oli mahdollista toistaa evoluutio - tuottaa uudelleensynteesi kotimaisista luumulajeista.

Tällainen hybridisaatio mahdollistaa kromosomien, mutta myös alkuperäisen lajin ominaisuuksien täydellisen yhdistämisen yhdessä lajissa. Esimerkiksi ruisvehnässä yhdistyvät monet vehnän (korkeat leivontaominaisuudet) ja rukiin ominaisuudet (korkea pitoisuus välttämättömän aminohapon lysiiniä sekä kyky kasvaa köyhillä hiekkamailla).

Tämä on yksi esimerkki polyploidian, tarkemmin sanottuna alloploidian, käytöstä jalostuksessa. Autopolyploidia käytetään vieläkin laajemmin. Esimerkiksi Valko-Venäjällä viljellään tetraploidista ruista, on jalostettu polyploidisia vihanneskasveja, tattaria ja sokerijuurikasta. Kaikilla näillä muodoilla on korkeampi saanto verrattuna alkuperäisiin muotoihin, sokeripitoisuus (juurikas), vitamiinien ja muiden ravintoaineiden pitoisuus. Monet viljelykasvit ovat luonnollisia polyploideja (vehnä, peruna jne.).

Uusien erittäin tuottavien kasvilajikkeiden jalostuksella on tärkeä rooli tuottavuuden lisäämisessä ja väestön ravinnossa. Monissa maailman maissa on käynnissä "vihreä vallankumous" - maataloustuotannon voimakas tehostuminen jalostamalla uusia intensiivisen tyypin kasvilajikkeita. Maassamme on myös saatu arvokkaita lajikkeita monista maatalouskasveista.

Uusilla jalostusmenetelmillä on saatu uusia kasvilajikkeita. Siten akateemikko N.V. Tsitsin kasvatti monivuotisia vehnöitä vehnän etähybridisoinnilla vehnäruohon kanssa ja sen jälkeen polyploidisoimalla. Samoilla menetelmillä saatiin lupaavia lajikkeita uudesta viljakasvista ruisvehnästä. Vegetatiivisesti lisääntyvien kasvien valintaan käytetään somaattisia mutaatioita (niitä käytti myös I. V. Michurin, mutta hän kutsui niitä silmumuunnelmiksi). Monia I. V. Michurinin menetelmiä on käytetty laajasti heidän geneettisen ymmärryksensä jälkeen, vaikka joitain niistä ei ole kehitetty teoreettisesti. Mutaatiojalostuksen tulosten hyödyntämisessä uusien vilja-, puuvilla- ja rehulajikkeiden jalostuksessa on saavutettu suurta menestystä. Suurimman panoksen kaikkiin viljeltyihin lajikkeisiin tekivät kuitenkin N. I. Vavilovin ja hänen oppilaidensa keräämät näytteet viljeltyjen kasvien maailman geenipoolin kokoelmasta.

4. Eläinten jalostus, menetelmät

Vaikka eläinjalostuksen perusperiaatteet eivät merkittävästi poikkea kasvinjalostuksen periaatteista, niillä on kuitenkin joukko tunnusomaisia ​​piirteitä. Joten eläimissä on vain seksuaalista lisääntymistä, sukupolvien vaihto tapahtuu harvoin (muutaman vuoden kuluttua), yksilöiden määrä jälkeläisissä on pieni. Niissä on erityisen voimakas ympäristötekijöiden modifioiva vaikutus ja genotyypin analysointi on vaikeaa. Siksi rodulle ominaisten ulkoisten piirteiden kokonaisuuden analyysi saa tärkeän roolin.

Eläinten kesyttäminen alkoi luultavasti 10-12 tuhatta vuotta sitten. Sitä esiintyi pääasiassa samoilla alueilla, joilla viljeltyjen kasvien monimuotoisuuden ja alkuperän keskukset sijaitsevat. Kesyttäminen johti vakauttavan valinnan vaikutuksen heikkenemiseen, mikä lisäsi jyrkästi vaihtelua ja laajensi sen valikoimaa. Siksi kesyttämiseen liittyi välittömästi valinta. Ilmeisesti se oli aluksi tiedostamaton valinta, eli niiden yksilöiden valinta, jotka näyttivät paremmalta, joilla oli rauhallisempi asenne jne. tai muita inhimillisiä tarpeita tietyissä luonnon- ja talousolosuhteissa. Monen sukupolven kokemus on mahdollistanut jalostusvalinnan ja -valinnan menetelmien ja sääntöjen luomisen ja eläinjalostuksen muodostamisen tieteenä.

Ristutustyypit ja jalostusmenetelmät on otettu käyttöön eläinjalostukseen, usein ekstrapoloimalla kasvinjalostuksesta. Tämä johtui siitä, että geneettisen tiedon tuominen kasvinjalostukseen alkoi paljon aikaisemmin kuin eläinjalostukseen johtuen eläinesineiden korkeasta hinnasta, pienemmästä määrästä perheessä jne. Tällainen ekstrapolointi suoritettiin ottamatta huomioon kohteen erityispiirteet, antoi usein negatiivisia tuloksia.tuloksia. Siten erityisesti sisäsiitosmenetelmä otettiin käyttöön itsepölyttävien kasvien valinnasta eläinten valintaan päämenetelmänä, vaikka myöhemmin todettiin, että sen laaja käyttö oli kohtuutonta, koska eläinrodut vastaavat ennemminkin lajikkeita-populaatioita. ristipölyttäjiä. Rodut ovat monimutkaisia ​​polyheterotsygoottisia komplekseja, joiden genotyypit ovat tietyssä järjestelmässä. Siksi pääasiallinen risteytystyyppi on ulkosiitos, vaikka jalostuksessa käytetään myös sisäsiitosta - veljien ja sisarten tai vanhempien ja jälkeläisten välistä sukusiitostusta. Koska sisäsiitos johtaa homotsygoottisuuteen, se heikentää eläimiä, vähentää niiden vastustuskykyä ympäristöolosuhteita vastaan ​​ja lisää ilmaantuvuutta. Uusia rotuja jalostettaessa tarvitaan kuitenkin usein sisäsiitostusta, jotta rodussa vahvistetaan taloudellisesti arvokkaita ominaispiirteitä, estetään niiden "hajoaminen" ja tasoitetaan toisiinsa liittymättömissä risteyksissä. Joskus sitä harjoitetaan jopa useiden sukupolvien ajan jonkin tärkeän ominaisuuden saamiseksi puhtaassa muodossaan, ja sitten käytetään välttämättä ulkosiitosta ja heteroottisia jälkeläisiä. Rodun sisäinen ja jopa rotujen välinen risteyttäminen, joka ei liity toisiinsa, johtaa rodun arvokkaiden ominaisuuksien säilymiseen ja vahvistumiseen, jos risteyttämiseen liittyy ominaispiirteiden valinta.

Hyvä esimerkki risteytymisestä voi olla akateemikko M.F. Ivanovin kasvattama erittäin tuottava White Steppe ukrainalainen sikarotu risteyttämällä paikallisia ulkosiittoisia ukrainalaisia ​​sikoja erittäin tuottavien valkoenglannin kanssa (ensimmäisessä vaiheessa). Sitten käytettiin toistuvaa risteytystä, useiden sukupolvien sisäsiitosta, joka synnytti useita valikoituja puhtaita linjoja, jotka risteytettiin keskenään. Siten, kiinnittäen asianmukaista huomiota alkuperäisten tuottajien valintaan, niiden laatuun, yhdistämällä ulkosiitos, sisäsiitos ja käyttämällä tiukkaa jälkeläisten valintaa tarvittavien ominaisuuksien mukaan, kasvattaja toteuttaa ideansa, suunnitelmansa, ajatuksensa rodusta.

Tärkeimmät menetelmät jalostuseläinten perinnöllisten taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien analysoinnissa ovat ulkonäön analyysi ja jälkeläisten arviointi. Kasvattajan suunnitelman ja tuotantovaatimusten mukaisen uuden eläinrodun kehittämiseksi, jossa on arvokkaita ominaisuuksia, alkuperäisten tuottajien oikea valinta ja laadun arviointi on erittäin tärkeää. Arviointi tehdään ensisijaisesti ulkopinnan eli fenotyypin perusteella. Ulkonäöllä tarkoitetaan eläinten ulkomuotojen ja merkkien kokonaisuutta, mukaan lukien niiden ruumiinrakenne, eläimen kehon osien suhde ja jopa väri ja kunkin rodun oman ulkoisen "etiketin" olemassaolo. Samaan aikaan kokeneelle kasvattajalle merkityksettömät kiinnostuksen merkit eivät kiinnosta, he valitsevat tärkeimmät. Mutta samalla ominaisuuksien välisiä korrelatiivisia suhteita tutkimalla voidaan puhtaasti ulkoisten, merkityksettömien fenotyyppisten ilmentymien kautta jäljittää niihin liittyvien vaikeasti hallittavien, taloudellisesti arvokkaiden piirteiden perinnöllisyys.

Koska isien valinta on tietyssä mielessä ratkaiseva tekijä, niin kasvattajat käyttävät virheiden välttämiseksi usein eräänlaista "ammunta" esikoetta, jonka ydin on isien arviointi jälkeläisten mukaan, mikä on erityisen tärkeää ominaisuuksia arvioitaessa. joita ei esiinny miehillä. Arviointia varten urostuottajat risteytetään useiden naaraiden kanssa, määritetään jälkeläisten tuottavuus ja muut ominaisuudet. Perinnöllisyyden laadun arvioimiseksi esimerkiksi isojen maitorasvan, kukkojen munantuotantoon jne., saatujen jälkeläisten ominaisuuksia verrataan keskimääräisiin rotu- ja emoominaisuuksiin.

Kotieläinten etähybridisaatio on vähemmän tuottavaa kuin kasveilla, koska etäisten hybridien hedelmällisyyttä on mahdotonta voittaa, jos se ilmenee. Totta, joissakin tapauksissa lajien etähybridisaatio toisiinsa liittyvien kromosomiryhmien kanssa ei johda meioosin häiriintymiseen, vaan johtaa normaaliin sukusolujen fuusioon ja alkionkehitykseen kaukaisissa hybrideissä, mikä mahdollisti joidenkin arvokkaiden rotujen saamisen, jotka yhdistävät hyödylliset ominaisuudet. molemmista hybridisaatiossa käytetyistä lajeista. Esimerkiksi on saatu hienovillamerinorotuja, jotka, kuten argali, voivat käyttää korkeita vuoristolaitumia, joihin hienovillamerino ei pääse. Onnistuneesti saatettu päätökseen yritykset parantaa paikallisten nautakarjarotuja risteyttämällä se seebujen ja jakkien kanssa.

On huomattava, ettei aina ole välttämätöntä saavuttaa hedelmällisiä jälkeläisiä etähybridisaatiosta. Joskus steriilit hybridit ovat myös hyödyllisiä, koska esimerkiksi muuleja on käytetty vuosisatojen ajan - hevosen ja aasin steriilejä hybridejä, jotka erottuvat kestävyydestä ja kestävyydestä.

Mikro-organismien valinta, menetelmät

Mikro-organismeihin kuuluvat ennen kaikkea prokaryootit (bakteerit, aktinomykeetit, mykoplasmat jne.) ja yksisoluiset eukaryootit - alkueläimet, hiiva jne. Luonnossa tunnetuista yli 100 tuhannesta mikro-organismilajista useita satoja on jo käytössä ihmisen taloudellisessa toiminnassa. , ja määrä kasvaa. Laadullinen harppaus niiden käytössä tapahtui viimeisten 20-30 vuoden aikana, jolloin perustettiin monia geneettisiä mekanismeja mikro-organismien soluissa tapahtuvien biokemiallisten prosessien säätelyyn.

Mikro-organismeilla on erittäin tärkeä rooli biosfäärissä ja ihmisen elämässä. Monet niistä tuottavat kymmeniä erilaisia ​​orgaanisia aineita - aminohappoja, proteiineja, antibiootteja, vitamiineja, lipidejä, nukleiinihappoja, entsyymejä, pigmenttejä, sokereita jne., joita käytetään laajasti teollisuuden ja lääketieteen eri aloilla. Sellaiset elintarviketeollisuuden alat kuin leivonta, alkoholin, joidenkin orgaanisten happojen, viininvalmistus ja monet muut perustuvat mikro-organismien toimintaan.

Mikrobiologinen teollisuus asettaa tiukkoja vaatimuksia erilaisten tuotantoteknologian kannalta tärkeiden yhdisteiden tuottajille: nopeutunut kasvu, halpojen substraattien käyttö elintärkeässä toiminnassa ja vastustuskyky mikro-organismien infektioita vastaan. Tämän teollisuuden tieteellinen perusta on kyky luoda mikro-organismeja, joilla on uudet, ennalta määrätyt geneettiset ominaisuudet, ja kyky käyttää niitä teollisessa mittakaavassa.

Mikro-organismien valinnalla (toisin kuin kasvien ja eläinten valinnalla) on useita ominaisuuksia:

kasvattajalla on rajaton määrä työstettävää materiaalia - muutamassa päivässä voidaan kasvattaa miljardeja soluja petrimaljoissa tai koeputkissa ravintoalustalla;

mutaatioprosessin tehokkaampi käyttö, koska mikro-organismien genomi on haploidinen, mikä mahdollistaa mahdollisten mutaatioiden havaitsemisen jo ensimmäisessä sukupolvessa;

bakteerigenomin organisointi on yksinkertaisempaa: genomissa on vähemmän geenejä ja geenivuorovaikutuksen geneettinen säätely on vähemmän monimutkaista.

Nämä piirteet jättävät jälkensä mikro-organismien valintamenetelmiin, jotka poikkeavat monessa suhteessa merkittävästi kasvien ja eläinten valintamenetelmistä. Esimerkiksi mikro-organismien valinnassa käytetään yleensä niiden luonnollista kykyä syntetisoida mitä tahansa ihmiselle hyödyllisiä yhdisteitä (aminohappoja, vitamiineja, entsyymejä jne.). Geenitekniikan menetelmiä käytettäessä on mahdollista pakottaa bakteereja ja muita mikro-organismeja tuottamaan niitä yhdisteitä, joiden synteesi luonnollisissa olosuhteissa ei ole koskaan ollut niille ominaista (esim. ihmis- ja eläinhormonit, biologisesti aktiiviset yhdisteet).

Luonnollisilla mikro-organismeilla on yleensä alhainen tuottavuus niille aineille, jotka kiinnostavat kasvattajaa. Mikrobiologisessa teollisuudessa käyttöön tarvitaan erittäin tuottavia kantoja, joita syntyy erilaisilla jalostusmenetelmillä, mukaan lukien valikoimalla luonnollisten mikro-organismien joukosta.

Erittäin tuottavien kantojen valintaa edeltää jalostajan valikoiva työ alkuperäisten mikro-organismien geneettisen materiaalin kanssa. Erityisesti erilaisia ​​geenien rekombinaatiomenetelmiä käytetään laajalti: konjugaatio, transduktio, transformaatio ja muut geneettiset prosessit. Esimerkiksi konjugaatio (geenimateriaalin vaihto bakteerien välillä) mahdollisti sellaisen kannan luomisen, joka pystyy hyödyntämään öljyn hiilivetyjä. Usein he turvautuvat transduktioon (geenin siirto bakteerista toiseen bakteriofagien avulla), transformaatioon (solusta eristetyn DNA:n siirto) ja monistukseen (halutun geenin kopioiden lukumäärän lisääminen).

Siten monissa mikro-organismeissa antibioottien tai niiden säätelyaineiden biosynteesin geenit sijaitsevat plasmidissa, eivät pääkromosomissa. Siksi näiden plasmidien lukumäärän lisääminen monistamalla voi merkittävästi lisätä antibioottien tuotantoa.

Jalostustyön tärkein vaihe on mutaatioiden aikaansaaminen. Mutaatioiden kokeellinen hankkiminen avaa lähes rajattomat mahdollisuudet jalostuksen lähtömateriaalin luomiseen. Mutaatioiden todennäköisyys (taajuus) mikro-organismeissa (10-10 - 10-6) on pienempi kuin kaikissa muissa organismeissa (10-6 -10-4). Mutta todennäköisyys eristää mutaatiot tälle geenille bakteereista on paljon suurempi kuin kasveissa ja eläimissä, koska on melko yksinkertaista ja nopeaa saada useita miljoonia jälkeläisiä mikro-organismeissa.

Mutaatioiden eristämiseen käytetään selektiivisiä elatusaineita, joilla mutantit pystyvät kasvamaan, mutta villityypin alkuperäiset vanhemmat kuolevat. Valinta suoritetaan myös pesäkkeiden värin ja muodon, mutanttien ja villimuotojen kasvunopeuden jne. mukaan.

Tuottavuuden valinta (esimerkiksi antibioottien tuottajat) suoritetaan herkän kannan antagonismin ja kasvun eston asteen mukaan. Tätä varten tuottajakanta kylvetään herkän kulttuurin "nurmikolle". Aktiivisuuden (tässä tapauksessa antibiootin) määrittämisessä käytetään täplän kokoa, jossa herkkää kantaa ei kasva tuottajakannan pesäkkeen ympärillä. Luonnollisesti tuottavimmat pesäkkeet valitaan lisääntymiselle. Valinnan tuloksena tuottajien tuottavuus voidaan nostaa satoja tuhansia kertoja. Esimerkiksi yhdistämällä mutageneesi ja selektio Penicillium-sienen kanssa työskentelyssä antibiootin penisilliinin saanto kasvoi noin 10 000 kertaa alkuperäiseen villikantaan verrattuna.

Mikro-organismien roolia mikrobiologiassa, elintarviketeollisuudessa, maataloudessa ja muilla aloilla tuskin voi yliarvioida. Erityisen tärkeää on huomata, että monet mikro-organismit käyttävät teollisuusjätteitä, öljytuotteita tuottaakseen arvokkaita tuotteita ja tuhotakseen niitä siten suojellen ympäristöä saastumiselta.

5. Bioteknologia, geeni- ja solutekniikka

Bioteknologia on ihmiselle välttämättömien tuotteiden ja materiaalien tietoista tuotantoa elävien organismien ja biologisten prosessien avulla.

Muinaisista ajoista lähtien biotekniikkaa on käytetty pääasiassa elintarvike- ja kevyessä teollisuudessa: viininvalmistuksessa, leivonnassa, maitotuotteiden käymisessä, pellavan ja nahan käsittelyssä mikro-organismien käyttöön perustuen. Viime vuosikymmeninä biotekniikan mahdollisuudet ovat laajentuneet valtavasti. Tämä johtuu siitä, että sen menetelmät ovat perinteisiä menetelmiä kannattavampia siitä yksinkertaisesta syystä, että elävissä organismeissa entsyymien katalysoimat biokemialliset reaktiot etenevät optimaalisissa olosuhteissa (lämpötila ja paine), ovat tuottavampia, ympäristöystävällisempiä eivätkä vaadi kemikaaleja. jotka myrkyttävät ympäristöä.

Biotekniikan kohteina ovat lukuisat elävien organismien ryhmien edustajat - mikro-organismit (virukset, bakteerit, alkueläimet, hiivasienet), kasvit, eläimet sekä niistä eristettyjä soluja ja subsellulaarisia komponentteja (organelleja) ja jopa entsyymejä. Bioteknologia perustuu elävissä järjestelmissä tapahtuviin fysiologisiin ja biokemiallisiin prosesseihin, jotka johtavat energian vapautumiseen, aineenvaihduntatuotteiden synteesiin ja hajoamiseen sekä solun kemiallisten ja rakenteellisten komponenttien muodostumiseen.

Biotekniikan pääsuunta on biologisesti aktiivisten yhdisteiden (entsyymit, vitamiinit, hormonit), lääkkeiden (antibiootit, rokotteet, seerumit, erittäin spesifiset vasta-aineet jne.) tuotanto mikro-organismien ja viljeltyjen eukaryoottisolujen sekä arvokkaiden yhdisteiden avulla. (rehun lisäaineet, esimerkiksi välttämättömät aminohapot, rehuproteiinit jne.). Geenitekniikan menetelmät ovat mahdollistaneet ihmisen geneettisten sairauksien hoidossa välttämättömien hormonien, kuten insuliinin ja somatotropiinin (kasvuhormoni) syntetisoinnin teollisissa määrissä.

Yksi modernin biotekniikan tärkeimmistä alueista on myös biologisten menetelmien käyttö ympäristön saastumisen torjumiseksi (jätevesien, saastuneen maaperän biologinen käsittely jne.).

Siten bakteerikantoja, jotka pystyvät keräämään uraania, kuparia ja kobolttia, voidaan käyttää laajasti metallien uuttamiseen jätevedestä. Muita Rhodococcus- ja Nocardia-suvun bakteereja käytetään menestyksekkäästi öljyn hiilivetyjen emulgointiin ja sorptioon vesiympäristöstä. Ne pystyvät erottamaan vesi- ja öljyfaasit, konsentroimaan öljyä ja puhdistamaan jäteveden öljyn epäpuhtauksista. Omaksumalla öljyn hiilivetyjä tällaiset mikro-organismit muuttavat ne proteiineiksi, B-vitamiineiksi ja karoteeneiksi.

Joitakin halobakteerikantoja on käytetty menestyksekkäästi polttoöljyn poistamiseen hiekkarannoilta. On myös saatu geenimanipuloituja kantoja, jotka pystyvät jakamaan oktaanin, kamferin, naftaleenin, ksyleenin ja hyödyntämään tehokkaasti raakaöljyä.

Bioteknisten menetelmien käyttö kasvien suojelemiseksi tuholaisilta ja taudeilta on erittäin tärkeää.

Bioteknologia tunkeutuu raskaaseen teollisuuteen, jossa mikro-organismeja käytetään luonnonvarojen talteenottoon, muuntamiseen ja prosessointiin. Jo antiikissa ensimmäiset metallurgit saivat rautaa suomalmeista, joita tuottavat rautabakteerit, jotka pystyvät rikastamaan rautaa. Nyt on kehitetty menetelmiä useiden muiden jalometallien: mangaanin, sinkin, kuparin, kromin jne. bakteeripitoisuuksiin. Näillä menetelmillä kehitetään vanhojen kaivosten kaatopaikkoja ja huonoja esiintymiä, joissa perinteiset kaivosmenetelmät eivät ole taloudellisesti kannattavia.

Geenitekniikka on yksi tärkeimmistä biotekniikan menetelmistä. Siinä luodaan määrätietoisesti keinotekoisesti tiettyjä geneettisen materiaalin yhdistelmiä, jotka pystyvät toimimaan normaalisti solussa, eli moninkertaistavat ja kontrolloivat lopputuotteiden synteesiä. Geenitekniikan menetelmää on useita lajikkeita riippuen sen käytön tasosta ja ominaisuuksista.

Geenitekniikkaa käytetään pääasiassa prokaryooteissa ja mikro-organismeissa, vaikka sitä on hiljattain alettu soveltaa korkeampiin eukaryooteihin (esimerkiksi kasveihin). Tämä menetelmä sisältää yksittäisten geenien eristämisen soluista tai geenien synteesin solujen ulkopuolella (esimerkiksi tietyn geenin syntetisoiman lähetti-RNA:n perusteella), kohdennetun uudelleenjärjestelyn, eristettyjen tai syntetisoitujen geenien kopioimisen ja lisääntymisen (geenikloonaus) sekä niiden siirtämisenä ja sisällyttämisenä muutoskohteeseen. Tällä tavalla on mahdollista saada aikaan "vieraiden" geenien sisällyttäminen bakteerisoluihin ja ihmisille tärkeiden yhdisteiden synteesi bakteerien toimesta. Tämän ansiosta pystyttiin tuomaan insuliinisynteesigeeni ihmisen genomista E. colin genomiin. Bakteerien syntetisoimaa insuliinia käytetään diabeetikkojen hoitoon.

Geenitekniikan kehittäminen tuli mahdolliseksi kahden entsyymin löytämisen ansiosta - restriktioentsyymit, jotka leikkaavat DNA-molekyylin tiukasti määritellyiltä alueilta, ja ligaasit, jotka ompelevat eri DNA-molekyylien paloja yhteen. Lisäksi geenitekniikka perustuu vektoreiden löytämiseen, jotka ovat lyhyitä pyöreitä DNA-molekyylejä, jotka lisääntyvät itsenäisesti bakteerisoluissa. Restriktioentsyymien ja ligaasien avulla tarvittava geeni insertoidaan vektoreihin, minkä jälkeen se saadaan sisällytettyä isäntäsolun genomiin.

Solutekniikka on menetelmä uudentyyppisten solujen rakentamiseksi, joka perustuu niiden viljelyyn, hybridisaatioon ja rekonstruointiin. Se perustuu solu- ja kudosviljelymenetelmien käyttöön. Solutekniikalla on kaksi aluetta: 1) viljeltyjen solujen käyttö erilaisten ihmisille hyödyllisten yhdisteiden synteesiin; 2) viljeltyjen solujen käyttö uusiutuneiden kasvien saamiseksi niistä.

Viljelmässä olevat kasvisolut ovat tärkeä arvokkaimpien luonnonaineiden lähde, koska niissä säilyy kyky syntetisoida omia aineitaan: alkaloideja, eteerisiä öljyjä, hartseja ja biologisesti aktiivisia yhdisteitä. Siten viljelmään siirretyt ginsengsolut jatkavat arvokkaiden lääkeraaka-aineiden syntetisoimista, kuten koko kasvin koostumuksessa. Lisäksi mitä tahansa manipulaatiota voidaan suorittaa soluilla ja niiden genomeilla viljelmässä. Indusoidulla mutageneesillä on mahdollista lisätä viljeltyjen solukantojen tuottavuutta ja suorittaa niiden hybridisaatio (mukaan lukien etähybridisaatio) paljon helpommin ja yksinkertaisemmin kuin koko organismin tasolla. Lisäksi ne, samoin kuin prokaryoottisolut, voidaan muokata geneettisesti.

Hybridisoimalla lymfosyyttejä (solut, jotka syntetisoivat vasta-aineita, mutta kasvavat vastahakoisesti ja vähän aikaa viljelmässä) kasvainsolujen kanssa, joilla on potentiaalinen kuolemattomuus ja jotka kykenevät kasvamaan rajattomasti keinotekoisessa ympäristössä, yksi biotekniikan tärkeimmistä tehtävistä tällä hetkellä. vaihe on ratkaistu - hybridoomasolut, jotka kykenevät syntetisoimaan loputtomasti tietyn tyyppisiä erittäin spesifisiä vasta-aineita.

Siten solutekniikka mahdollistaa uudentyyppisten solujen suunnittelun käyttämällä mutaatioprosessia, hybridisaatiota ja lisäksi yhdistämällä eri solujen yksittäisiä fragmentteja (ydin, mitokondriot, plastidit, sytoplasma, kromosomit jne.), erityyppisiä soluja , ei liity pelkästään eri sukuihin, perheisiin, vaan myös valtakuntiin. Tämä helpottaa monien teoreettisten ongelmien ratkaisemista ja sillä on käytännön merkitystä.

Solutekniikkaa käytetään laajasti kasvinjalostuksessa. Tomaatin ja perunan, omenan ja kirsikan hybridejä on jalostettu. Tällaisista soluista regeneroidut kasvit, joilla on muuttunut perinnöllisyys, antavat mahdollisuuden syntetisoida uusia muotoja, lajikkeita, joilla on hyödyllisiä ominaisuuksia ja jotka kestävät haitallisia ympäristöolosuhteita ja sairauksia. Tätä menetelmää käytetään laajalti myös virussairauksista kärsivien arvokkaiden lajikkeiden "pelastamiseen". Useita apikaalisoluja, jotka eivät ole vielä saaneet viruksen tartuntaa, eristetään niiden versoista viljelmässä ja niistä regeneroidaan terveitä kasveja ensin koeputkessa, minkä jälkeen ne siirretään maaperään ja niitä lisätään.

Johtopäätös

Voidakseen hankkia itselleen laadukasta ruokaa ja raaka-aineita eikä samalla johtaa planeettaa ekologiseen katastrofiin, ihmiskunnan on opittava muuttamaan tehokkaasti elävien organismien perinnöllistä luonnetta. Siksi ei ole sattumaa, että jalostajien päätehtävänä meidän aikanamme on tullut ratkaista uusien kasvien, eläinten ja mikro-organismien muotojen ongelma, jotka soveltuvat hyvin teollisiin tuotantomenetelmiin, kestävät vakaasti epäsuotuisia olosuhteita, käyttävät tehokkaasti aurinkoenergiaa. ja mikä tärkeintä, mahdollistaa biologisesti puhtaiden tuotteiden saamisen ilman liiallista ympäristön saastumista. Pohjimmiltaan uusia lähestymistapoja tämän perustavanlaatuisen ongelman ratkaisemiseksi ovat geeni- ja solutekniikan käyttö jalostuksessa.

Bioteknologia ei ratkaise vain tiettyjä tieteen ja tuotannon ongelmia. Sillä on globaalimpi metodologinen tehtävä - se laajentaa ja nopeuttaa ihmisen vaikutusten laajuutta villieläimiin ja myötävaikuttaa elävien järjestelmien sopeutumiseen ihmisen olemassaolon olosuhteisiin, eli noosfääriin. Bioteknologia toimii siten voimakkaana tekijänä antropogeenisessa mukautuvassa evoluutiossa.

Bioteknologialla, geenitekniikalla ja solutekniikalla on lupaavia näkymiä. Yhä useampien uusien vektoreiden ilmaantuessa ihminen käyttää niitä tarvittavien geenien viemiseen kasvien, eläinten ja ihmisten soluihin. Näin päästään vähitellen eroon monista ihmisen perinnöllisistä sairauksista, pakotetaan solut syntetisoimaan tarvittavat lääkkeet ja biologisesti aktiiviset yhdisteet ja sitten suoraan syötävät proteiinit ja välttämättömät aminohapot.

Bibliografia

1. Biologia. / N.P.Sokolova, I.I.Andreeva ja muut - M.: Higher School, 1987. 304s.

2. Kolesnikov S.I. Ekologia. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2003. - 384 s.

3. Lemeza N.A., Kamlyuk L.V., Lisov N.D. Biology.- M.: Iris-press, 2005. 512s.

4. Petrov B.Yu. Yleinen biologia. - Pietari: Kemia, 1999. - 420s

5. Petrov K.M. Yhteiskunnan ja luonnon vuorovaikutus: Oppikirja yliopistoille. - Pietari: Kemia, 1998. - 408 s.

lähetettypäälläallbest.ru

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Jalostus tieteenä menetelmistä luoda uusia eläinrotuja, kasvilajikkeita, mikro-organismikantoja, joilla on ihmisten tarvitsemia ominaisuuksia. Eläinjalostuksen piirteet nykyisessä vaiheessa, käytetyt menetelmät ja periaatteet, lähestymistavat, työkalut ja tarkoitus.

esitys, lisätty 25.1.2012


Yleistä tietoa ja jalostuksen historiaa - tiede menetelmistä luoda ja parantaa olemassa olevia eläinrotuja, kasvilajikkeita, mikro-organismikantoja, joilla on ihmisille hyödyllisiä ominaisuuksia. Eläinjalostuksen perusperiaatteet, joitain sen ominaisuuksia.

esitys, lisätty 9.6.2016


Viljelykasvi- ja kotieläinrotujen luominen ja parantaminen, näiden menetelmien soveltaminen kasvintuotannossa (kasvinjalostus) ja karjanhoidossa (eläinjalostus). Kasvilajikkeet ja eläinrodut, joilla on halutut biologiset ominaisuudet.

esitys, lisätty 25.10.2011


Valinnan tyypit ja sen merkitys. Mikro-organismien ja eläinten valintamenetelmät. Biotekniikka, geenitekniikka ja solutekniikka. Jalostuksen tavoitteet ja tavoitteet tieteenä. Uusien kasvi- ja eläinlajien kesyttämisprosessi ihmisten tarpeiden täyttämiseksi.

lukukausityö, lisätty 10.9.2010


Jalostus menetelmistä erittäin tuottavien kasvilajikkeiden, eläinrotujen ja mikro-organismikantojen luomiseksi. Viljeltyjen kasvien alkuperäkeskukset. Homologisen sarjan laki. indusoitunut mutageneesi. Polyploidia ja hybridisaatio jalostuksessa.

esitys, lisätty 12.9.2011


Tiede uusien elävien organismien jalostuksesta ja jalostuksen tehtävistä tuotteiden, lajikkeiden ja rotujen laadun parantamiseksi. Kasvien, eläinten geneettinen monimuotoisuus ja maantieteellinen levinneisyys, heteroosi ja sisäsiitos, niiden merkitys luonnossa ja valinta.

esitys, lisätty 17.9.2012


Jalostus tiedenä parantaa ja jalostaa uusia kasvilajikkeita, eläinrotuja ja mikro-organismikantoja ihmiselle välttämättömillä ominaisuuksilla, sen päämäärät ja tavoitteet, tämän päivän kehityssuunnat. Valintamenetelmien käyttöalueet.

esitys, lisätty 18.4.2013


Jalostus tieteenä eläinrotujen, kasvilajikkeiden, mikro-organismikantojen luomis- ja parantamismenetelmistä, sen päämääristä ja päämääristä, käytetyistä menetelmistä ja tekniikoista, nykyaikaisista saavutuksista. Hybridisaation käsite ja periaatteet. Valinnan tyypit ja mutogeneesin merkitys.

esitys, lisätty 15.12.2015


Valinnan käsite ihmisen ohjaamana evoluutiona. Uusien kasvi- ja eläinrotulajikkeiden jalostaminen ihmisen omaisuudelle jalostajien päätehtävänä. Valintamenetelmät: valinta, hybridisaatio, mutageneesi. Viljeltyjen kasvien alkuperäkeskukset.

esitys, lisätty 23.2.2013


Perinnöllisyyden ja mutaatioiden vaihtelevuuden mallit valintateorian perustana, sen tehtävät ja menetelmät. Uusien eläinrotujen, kasvilajikkeiden, mikro-organismien jalostus ottaen huomioon evoluution lait, ympäristön rooli merkkien kehittymisessä ja muodostumisessa.

Valinta - on tiede uusien eläinrotujen, kasvilajikkeiden ja mikro-organismien luomisesta ja parantamisesta. Valinnan teoreettinen perusta on genetiikka.

Valintatehtävät :

Kasvien, eläinten ja mikro-organismien tuottavuuden lisääminen

Uusien rotujen, lajikkeiden, kantojen jalostuksessa

О Varmistetaan maksimaalinen tuotanto pienin kustannuksin

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan:

Ominaisuuksien periytymismallien tuntemus

Perinnöllisen vaihtelun tutkimus

Modifikaatiovaihteluiden tutkimus (ympäristön vaikutus ominaisuuksien kehittymiseen)

Kasvien lajikkeiden, lajien ja yleisen monimuotoisuuden tutkimus

Keinotekoisen valinnan strategioiden ja menetelmien kehittäminen

Eläinrodut, kasvilajikkeet ja mikro-organismikannat ovat ihmisen keinotekoisesti luomia organismipopulaatioita, joilla on tyypillinen joukko perinnöllisiä ominaisuuksia (tuottavuus). Kannat - yhden solun jälkeläisiä, puhdasviljelmä, mutta yhdestä solusta voidaan saada erilaisia ​​kantoja.

Usein viljelykasvit ja kotieläimet eivät voi elää ilman ihmistä, koska valinnan tuloksena organismeihin on ympätty ominaisuuksia, jotka ovat hyödyllisiä ihmisille, mutta jotka ovat haitallisia organismeille itselleen.

Venäjällä valinnan perustajaa pidetään Nikolai Vavilov .

Asennettu 8 alkuperäkeskukset viljelykasveja, sillä tutkimusmatkojen aikana hän tutki niiden monimuotoisuutta ja villiä esi-isiä eri puolilla maailmaa.

muotoiltu homologisten sarjojen laki perinnöllisyys ja vaihtelevuus: geneettisesti läheisille lajeille ja suvuille on ominaista samanlainen geneettisen vaihtelun sarja. Kun tiedetään, mitä vaihtelevuuden muotoja havaitaan yhdessä lajissa, voidaan ennakoida samankaltaisten muotojen löytäminen sukulaislajista. Tämä johtuu siitä, että sukulaislajit ovat kehittyneet yhteisestä esi-isästä luonnollisen valinnan kautta. Eli jälkeläiset perivät häneltä suunnilleen saman geenisarjan ja tuloksena olevien mutaatioiden tulisi olla samanlaisia.

Laki koskee kasveja ja eläimiä: albinismi ja höyhenten puute linnuilla; albinismi ja karvattomuus nisäkkäillä. Kasveissa rinnakkaisuutta havaitaan ominaisuuksien suhteen: paljas ja kalvomainen jyvä, piikinen ja awnless korva.

Jalostukseen ja maatalouteen tämä mahdollistaa sen, että sukulaislajeista löytyy ominaisuus, joka puuttuu toisesta, mutta esiintyy toisista. Lääketiede saa aineistoa tutkimukseensa, koska ihmisten sairauksia on mahdollista tutkia homologisilla sairauksilla kärsivillä eläimillä. Esimerkiksi diabetes mellitus rotilla, synnynnäinen kuurous hiirillä, kaihi koirilla jne.

Hybridisaatio

Hybridien hankintaprosessi perustuu eri solujen ja organismien geneettisen materiaalin yhdistämiseen. Hybridejä voidaan saada seksuaalisen prosessin aikana yhdistämällä somaattisia soluja. Hybridisaatio: lajienvälinen ja lajinsisäinen (sukulainen ja ei-sukulainen)

1) Sukusiitos - organismien läheinen risteytyminen yhteisten esi-isten kanssa. Se on tyypillistä itsepölyttäville kasveille ja hermafrodiittieläimille.

Kovasti risteytyvät lähisukulaiset: äiti ja poika, veli ja sisko

Pehmeät - risteyttävät organismit neljässä ja sitä seuraavissa sukupolvissa

Jokaisen sukupolven myötä hybridien homotsygoottisuus kasvaa, ja koska monet haitalliset mutaatioita ovat resessiivisissä geeneissä, ne esiintyvät homotsygoottisessa tilassa. Sukusiitosten seurauksena jälkeläisten heikkeneminen ja rappeutuminen. Sukusiitosten kautta, puhtaat linjat , harvinaiset toivotut ominaisuudet on korjattu.

2) Ulkosiitos - toisiinsa liittymätön organismien risteytys, ilman perhesitettä 6 edellisen sukupolven ajalta. Tämä on saman lajin, mutta eri linjojen, lajikkeiden, rotujen edustajien risteytys. Sitä käytetään yhdistämään eri linjojen arvokkaita ominaisuuksia, lisäämään rotu- tai lajikelinjojen elinkelpoisuutta, mikä auttaa estämään niiden rappeutumista.

heteroosi - ilmiö, jossa hybridien ensimmäinen sukupolvi on lisännyt tuottavuutta ja elinkelpoisuutta vanhempainmuotoihin verrattuna.

Heteroosin täydellinen ilmentymä havaitaan vain ensimmäisessä sukupolvessa, koska useimmat alleelit siirtyvät heterotsygoottiseen tilaan. Sitten ne siirtyvät vähitellen homotsygoottiseen tilaan ja heteroosin vaikutus heikkenee. Sitä käytetään maataloudessa, koska kasvinjalostuksessa säilytetään aina puhtaita linjoja. Kasvien heteroosi voi olla lisääntymiskykyistä, somaattista ja mukautuvaa.

4) Kaukainen tai interspesifinen hybridisaatio - kahden eri lajin yksilön risteytys. Sitä käytetään yhdistämään eri lajien yksilöiden arvokkaat ominaisuudet. Siten saatiin hybridejä: vehnä ja vehnänurmi, ruis ja vehnä = ruisvehnä, kirsikka ja lintukirsikka = seropadus, beluga ja sterlet = paras, ori ja aasi = hirvi, jänis ja minkki = honorik, jänis jänis ja jänis = mansetti.

Villilammas argali ja hienovillainen merinolammas = archaromerino

Tamma ja aasi = muuli, kestävä, vahva, hedelmätön, pitkäikäinen ja lisääntynyt elinvoimaisuus.

Ongelma - hedelmättömyys lajien väliset hybridit. Se johtuu siitä, että eri lajeilla on erilainen kromosomien lukumäärä ja rakenne, joten konjugaatio ja kromosomien erotteluprosessi meioosin aikana häiriintyvät.

Erityisen vaikeaa on voittaa hedelmättömyyttä eläinhybrideissä. Vuonna 1924 Karpechenko loi kaali-harvinaisen hybridin ja voitti ensimmäistä kertaa hedelmättömyyden menetelmällä polyplodisaatio . Hän risteili retiisiä ja kaalia (2n-18; n-9 xp-m). Mutta meioosin aikana kromosomit eivät konjugoituneet eivätkä hajaantuneet, hybridit olivat steriilejä. Sitten käyttämällä kolkisiinia, joka estää karan mikrotubulusten muodostumisen, Karpechenko kaksinkertaisti hybridien kromosomijoukon tetraploidiksi (4 n -36, 2 n -18). Tämän seurauksena konjugaatio, sukusolujen muodostuminen ja hedelmällisyyden palautuminen tulivat mahdollisiksi.

Eläimillä on tullut mahdolliseksi saada hybridejä solutekniikan avulla.

Valinta

Keinotekoinen valinta - uusien rotujen ja lajikkeiden luominen suojelemalla ja lisäämällä järjestelmällisesti yksilöitä, joilla on tietyt ominaisuudet. Aluksi valinta tehtiin tiedostamatta: henkilö suoritti sen eläinten kesytyksen alusta lähtien. Nykyaikainen valinta tehdään tietoisesti valinnan ja genetiikan eli perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden lakien pohjalta.

Teoreettiset perusteet esitti Charles Darwin. Hän osoitti, että lajikkeilla ja roduilla on yksi yhteinen esi-isä eivätkä ne ole itsenäisiä lajeja. Ihminen loi lajikkeita ja rotuja omien etujensa mukaan, usein eläinten elinkyvyn kustannuksella.

- massa tarkoituksena on ylläpitää ryhmää. Sitä käytetään pääasiassa mikro-organismeihin ja ristipölyttäviin kasveihin. Valinta tehdään sen mukaan fenotyyppi , jolloin haluttua ominaisuutta kehitetään yhä enemmän.

- yksilöllinen tarkoituksena on suojella yksilöitä. Sitä käytetään itsepölyttäviin kasveihin (puhtaiden linjojen saamiseen) ja eläimiin. Koska eläinten jälkeläisten saamisaika on melko pitkä, valinta suoritetaan sen mukaan genotyyppi , lisääntymisvapautta yksittäisille yksilöille.

Mutageneesi

Mutageneesilla tarkoitetaan mutaatioiden tuottamista fysikaalisten ja kemiallisten tekijöiden avulla. Esimerkiksi menetelmä polyplodisaatio , jonka vaikutus saavutetaan altistamalla kolkisiinimyrkkylle, joka tuhoaa fissiokaran kierteet.

Valintaominaisuudet

1) Kasvit

Seksuaalisen ja aseksuaalisen lisääntymisen ominaispiirteenä käytetään massavalintaa fenotyypin mukaan. erilaisia ​​hybridisaatiomuotoja. Polyploidia käytetään lisäämään lajikkeiden vastustuskykyä ja voittamaan hybridien steriiliyttä.

Michurin – mentori menetelmä : isäntäkasvin suuntaava vaikutus nuoren hybridin ominaisuuksiin varoituksen jälkeen.

Eläinten kasvatuksen piirteet

Eläimet lisääntyvät vain seksuaalisesti, mikä rajoittaa suuresti lisääntymismenetelmiä. Päämenetelmät ovat yksilöllinen valinta ja erilaiset hybridisaatiomuodot. Maataloudessa käytetään heteroosin ilmiötä ja keinosiemennys.

Astaurov - silkkiäistoukkien polyplodisaatiolla.

Ivanov – Ukrainan valkoinen steppisika lajienvälisellä hybridisaatiolla

Mikro-organismien valinnan ominaisuudet

Bakteerigenomi on haploidi, jota edustaa yksi pyöreä DNA-molekyyli, joten mahdolliset mutaatiot ilmenevät jo ensimmäisessä sukupolvessa. Erittäin korkea lisääntymisnopeus kuitenkin helpottaa mutanttien etsimistä. Päämenetelmät ovat kokeellinen keinotekoinen mutageneesi ja tuottavimpien kantojen valinta. Siten saatiin penicillium-sienen kanta, jonka tuottavuus lisääntyi useita kertoja.

Nykyaikaiset täydentävät jalostusmenetelmät .

1. Keinotekoinen keinosiemennys.

2. Hormonaalinen superovulaatio.

3. Alkionsiirto.

Darwinin näkemykset

Darwin tutki uusien rotujen jalostusmenetelmiä ja määritti vaiheet: kasvattaja valitsee yksilöt, joilla on tarvitsemansa ominaisuudet; saa heiltä jälkeläisiä; valitsee yksilöt, joissa haluttu ominaisuus ilmenee paremmin. Useiden sukupolvien jälkeen ominaisuus vakiintuu, muuttuu vakaaksi, muodostuu uusi rotu tai lajike.
Joten valinta perustuu seuraaviin tekijöihin:

1. Yksilön alkuperäinen monimuotoisuus eli luonnollinen vaihtelu.

2. Ominaisuuksien siirrettävyys perinnöllisesti.

3. Keinotekoinen valinta.

Täytä hakemus valmistautuaksesi biologian tai kemian tenttiin

Lyhyt palautteen muoto

Aihe-biologia

Luokka- 9 "A" ja "B"

Kesto- 40 minuuttia

Opettaja - Zhelovnikova Oksana Viktorovna

Oppitunnin aihe: "Eliöiden valinnan geneettiset perusteet"

Koulutusprosessin muoto: siisti oppitunti.

Oppitunnin tyyppi: oppitunti uuden tiedon välittämisestä.

Kohde: Tutustua organismien valinnan geneettisiin perusteisiin.

Oppitunnin tavoitteet:

1. laajentaa tietoa organismien valinnasta tieteenä;

2. esitellä lyhyt valinnan historia;

3. syventää tietoa organismien lajikkeesta, rodusta ja kannasta;

4. muodostaa tietoa tärkeimmistä organismien valintamenetelmistä;

5. paljastaa geneettisten mallien ja lakien perustavanlaatuisen roolin jalostuskäytännössä.

Laitteet: ICT-esitys "Fundamentals of Selection" -oppikirja, toimittanut I.N. Ponomareva,

-lehti "Biology at school" nro 1-1998, taulukot "Kasvinjalostusmenetelmät", "Eläinten jalostusmenetelmät", hedelmäkasvien hybridien nuket.

Tuntien aikana.

1. Opiskelijoiden tietojen päivittäminen:

Mikä rooli kaikkien organismien yleisillä ominaisuuksilla - perinnöllisyydellä ja vaihtelevuudella - oli valinnan kehittymisessä?

Mikä on geneettisten lakien ydin ja mikä on niiden rooli valinnassa?

2. Uuden materiaalin opiskelu

Opettajan tarinaan liittyy esitys

dia 1 Viljelykasvit ja kotieläimet muodostuivat esihistoriallisella kaudella. Kasvien viljely ja eläinten kesyttäminen tarjosivat ihmisille sekä ruokaa että vaatteita. Ensimmäiset yritykset kesyttää eläimiä ja viljellä kasveja juontavat juurensa 20.-30. vuosituhannella eKr. Keski-Aasiassa, Transkaukasiassa, Etelä-Venäjällä vehnä tunnettiin kivikaudella. 7. vuosituhannen alussa eKr. vuoristoisessa Kurdistanissa (Irak) he viljelivät vehnää - villi einkornia. 10. vuosituhannella eKr. alkoi viljellä monia kasveja ja kesyttää eläimiä.

Kotieläimet ja viljelykasvit ovat jälkeläisiä luonnonvaraisista esivanhemmista.

Ihminen muodostumisensa kynnyksellä kesytti tarvitsemansa eläimet.

Kysymys luokalle: Mitä eläimiä ihmiset ovat kesyttäneet?

pankkikana (kana) argali (lammas) susi (koira)

Mies keräsi hyödyllisten kasvien siemeniä ja kylvi ne asuntonsa lähelle, viljeli maata ja valitsi suurimmat siemenet uusille satoille.

Kasvien ja eläinten pitkäaikainen valinta auttoi syntymään kulttuurimuotoja, joilla on ihmisen tarvitsemat erityisominaisuudet.

Kuitenkin päärooli viljelykasvien ja kotieläinten evoluutiossa on mutaatioilla, valinnalla ja valinnalla.

Opettaja: Mitä ymmärrät valinnalla?

Valinta (lat. "selectio" - valinta)

Lapset ajattelevat, vastaavat, sitten opettaja näyttää oikean vastauksen. Dia numero 2

Tämä on tiede, joka tutkii biologisia perusteita ja menetelmiä eläinrotujen, kasvilajikkeiden ja mikro-organismikantojen luomiseksi ja parantamiseksi.

Tämä on maataloustuotannon ala, joka harjoittaa viljelykasvien, eläinrotujen ja mikro-organismikantojen uusien lajikkeiden ja hybridien käytännön jalostusta, joilla on ihmisille välttämättömät ominaisuudet.

Opettaja: Nimeä valintatehtävät. ( opiskelijat vastaavat)

dia numero 3

1.kasvilajikkeiden sadon, eläinrotujen tuottavuuden lisääminen,

mikro-organismien kannat.

2. Taudille ja ilmasto-olosuhteille vastustuskykyisten lajikkeiden ja rotujen luominen.

3. koneelliseen tai teolliseen viljelyyn ja jalostukseen soveltuvien lajikkeiden, rotujen ja kantojen hankkiminen.

Maailman väestönkasvun vuoksi tällä hetkellä tarvitaan laajempaa maataloustuotteiden tuotantoa. Ratkaiseva rooli tämän koko maailman globaalin ongelman ratkaisemisessa on kasvien, eläinten ja mikro-organismien valinnalla.

3. Liikuntaminuutti.

1.harjoituksia selkärangalle

2.harjoituksia silmille.

dia 4 ROTTU, LAJIKKE, KANTA - nämä ovat keinotekoisesti saatuja eläin-, kasvi-, sieni- ja bakteeripopulaatioita, joilla on ihmiselle välttämättömiä ominaisuuksia.

dia 5 VALINTA TEOREETTINEN PERUSTA - genetiikka. Genetiikka tutkii perinnöllisyyttä ja vaihtelua. Elävien organismien ominaisuudet määräytyvät niiden GENOTYPPIN mukaan, vaihtelevasti, joten valinnan kehittyminen perustuu genetiikan lakeihin.

dia 6 YLEISET VALINTAMENETELMÄT KEINKOINEN VALINTA. HYBRIDISAATIO. MUTAGENEESI. POLYPLOIDIA.

Dia 7 KEINKOINEN VALINTA on henkilön valinta hänelle arvokkaimmista tietyn lajin, rodun tai lajikkeen eläimistä ja kasveista saadakseen niistä jälkeläisiä, joilla on halutut ominaisuudet. Ch. Darwin loi tämän menetelmän teoreettisen perustan, yksilöi kaksi aluetta: TIEDOTTAMATTOMINEN ja METODOLOGISET (TIETOKSET)

Dia 8 Keinotekoinen valinta henkilöä kiinnostavien yksittäisten ominaisuuksien perusteella. Tiedostamatonta valintaa on tehty muinaisista ajoista lähtien: ulkoisten merkkien mukaan valitaan ja levitetään parhaat. Metodinen keinotekoinen. Selektio on uusien viljelykasvien ja -eläinten määrätietoista luomista jalostusmenetelmillä ja erilaisilla teknologioilla.

Dia 9 Hybridisaatio on prosessi, jossa luodaan hybridejä kahdesta emoorganismista, jotka eroavat genotyypistä ja lisääntyvät seksuaalisesti.

Dia 10 HYBRIDISAATIO Lajinsisäinen (saman lajin sisällä eri muotoisten yksilöiden välillä.) Lajienvälinen tai etäinen (eri lajien yksilöiden välillä)

dia 11 HETEROOSI Ilmiötä, jossa ensimmäisen sukupolven hybridit ylittävät molempia vanhempainmuotoja useilla tavoilla, kutsutaan HYBRIDIPOWERiksi tai HETEROOSIksi. - korkeampi tuottavuus karjanhoidossa - korkeampi tuottavuus kasvinviljelyssä. - F 1 -hybridejä risteyttäessä heteroosin vaikutus heikkenee ja katoaa. - etähybridisaatiolla saadut hybridit ovat usein hedelmättömiä. (Muuli on hevosen ja aasin hybridi.)

dia 12 MUTAGENEESI on perinnöllisten muutosten (mutaatioiden) esiintyminen fysikaalisten ja kemiallisten tekijöiden vaikutuksesta (mutageenit) MUTATIONIT - luonnollinen (spontaani) - - keinotekoinen (indusoitu)

dia 13 MUTAGEESI Jotkut mutaatiot parantavat organismin ominaisuuksia, osoittautuvat mielenkiintoisiksi ja hyödyllisiksi ihmisille, ja niitä käytetään jalostuksessa.

Dia 14 POLYPLOIDIA - perinnöllinen muutos, jossa haploidinen kromosomisarja kasvaa moninkertaiseksi.Se tapahtuu mitoosissa tai meioosissa tapahtuvan kromosomien hajoamisen rikkomisen seurauksena ympäristötekijöiden vaikutuksesta. - ionisaatio - alhaiset lämpötilat. -kemialliset aineet.

dia 15 POLYPLOIDY Suuret koot Kestää epäsuotuisia olosuhteita. Monien ihmisille arvokkaiden aineiden pitoisuutta on lisätty. Käytetään kasvinjalostuksessa.

Itsenäinen työskentely oppikirjan kanssa(täytä taulukko)

Valintamenetelmät

			Käyttö jalostuksessa
			kasvit		eläimet
	liittyvät (siitossiitos)	lajien sisäinen, lajien välinen, risteytys, johtaa heteroosiin tulla heterotsygoottiseksi populaatiot korkealla tuottavuutta		kaukaisten rotujen risteyttäminen, erilaisia ​​ominaisuuksia, tulla heterotsygoottiseksi populaatiot ja heteroosi. Jälkeläiset voivat olla hedelmättömiä
	läheistä sukua (siitossiitos)	itsepölytys ristipölyttävä kasveja keinotekoinen puhtaiden linjojen luominen		Ylitys välillä läheiset sukulaiset tulla homotsygoottiseksi puhtaat linjat halutuilla ominaisuuksilla
Keinotekoinen valinta	massa-	Koskee ristipölytystä kasvit		Ei sovellettavissa
	yksilöllinen	Pätee itsepölyttävät kasvit puhtaat linjat erottuvat yhden jälkeläinen itsepölyttävä yksilö		Tarkkaa valintaa sovelletaan taloudellisen arvon vuoksi, kestävyys, ulkonäkö
Valinta	kokeellinen polyploidien saaminen	Käytettiin saamaan polyploidien tuottavampia ja tuottavampia muotoja		Ei sovellettavissa
	Kokeellinen mutageneesi	Sitä käytetään lähdemateriaalin hankkimiseen korkeamman valinnassa kasvit ja mikro-organismit

5. Heijastus Joten tehdään yhteenveto:

1. Mitä valinta opiskelee?

2. Mikä on lajike, rotu, kanta?

3. Seuraava tehtävämme on muistaa tärkeimmät valintamenetelmät.

keinotekoinen valinta(tajuton, tajuton)

Hybridisaatio(sisäinen, lajienvälinen)

Mutageneesi(luonnolliset ja keinotekoiset mutaatiot)

polyploidia

6. Kotitehtävät: §27, termit s. 109 kysymystä 1, 2, 3 suullisesti.

1. Nykyajan jalostuksen rakenne

2. Valintaprosessin teoria

3. Keinotekoinen valinta

4. Jalostuksen historia Venäjällä

5. Kasvien, eläinten ja mikro-organismien yksityinen jalostus

1. Nykyajan jalostuksen rakenne

Valinta (latinalaisesta selectio, seligere - valinta) on tiede menetelmistä erittäin tuottavien kasvilajikkeiden, eläinrotujen ja mikro-organismikantojen luomiseksi.

Moderni valikoima - Tämä on laaja ihmistoiminnan alue, joka on fuusio eri tieteenaloja, maataloustuotantoa ja sen monimutkaista käsittelyä.

Valinnan aikana tapahtuu eri organismiryhmien pysyviä perinnöllisiä muutoksia. N.I.:n kuvaannollisen ilmaisun mukaan. Vavilov, "...valinta on ihmisen tahdon ohjaama evoluutio." Tiedetään, että Charles Darwin käytti laajasti valinnan saavutuksia perustellessaan evoluutioteorian pääsäännöksiä.

Nykyaikainen valinta perustuu genetiikan saavutuksiin ja on tehokkaan erittäin tuottavan maatalouden ja bioteknologian perusta.

Nykyajan jalostuksen tehtävät

Uusien luominen ja vanhojen lajikkeiden, rotujen ja kantojen parantaminen taloudellisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla.

Teknologisesti erittäin tuottavien biologisten järjestelmien luominen, jotka maksimoivat planeetan raaka-aineiden ja energiavarojen käytön.

Rotujen, lajikkeiden ja kantojen tuottavuuden lisääminen pinta-alayksikköä kohti aikayksikköä kohti.

Tuotteiden kuluttajalaatujen parantaminen.

Sivutuotteiden ja niiden monimutkaisen käsittelyn osuuden vähentäminen.

Tuholaisten ja tautien aiheuttamien menetysten osuuden vähentäminen.

Nykyajan jalostuksen rakenne

Modernin valinnan oppi oli erinomainen maanmiehimme - agronomi, kasvitieteilijä, maantieteilijä, matkustaja, genetiikan, jalostuksen, kasvinjalostuksen, kasvien immuniteetin alalla maailmankuulu auktoriteetti, maamme maatalous- ja biologian merkittävä järjestäjä - Nikolai Ivanovich. Vavilov (1887-1943). Monet taloudellisesti hyödylliset ominaisuudet ovat genotyyppisesti monimutkaisia ​​johtuen monien geenien ja geenikompleksien yhteisvaikutuksesta. On tarpeen tunnistaa nämä geenit, selvittää niiden välisen vuorovaikutuksen luonne, muuten valinta voidaan suorittaa sokeasti. Siksi N.I. Vavilov väitti, että genetiikka on valinnan teoreettinen perusta.

N.I. Vavilov valitsi seuraavat osat:

1) alkuperäisen lajikkeen, lajin ja geneerisen potentiaalin oppi;

2) perinnöllisen vaihtelevuuden oppi (muuttuvuuden kuviot, mutaatioiden oppi);

3) oppi ympäristön roolista lajikkeen ominaisuuksien tunnistamisessa (yksittäisten ympäristötekijöiden vaikutus, oppi kasvien kehitysvaiheista suhteessa valintaan);

4) hybridisaatioteoria sekä läheisten muotojen että kaukaisten lajien sisällä;

5) valintaprosessin teoria (itsepölyttäjät, ristipölyttäjät, vegetatiivisesti ja apogaamisesti lisääntyvät kasvit);

6) oppi jalostustyön pääsuunnista, kuten immuniteetin, fysiologisten ominaisuuksien (kylmäkestävyys, kuivuudenkestävyys, fotoperiodismi), valinta teknisten ominaisuuksien, kemiallisen koostumuksen perusteella;

7) kasvien, eläinten ja mikro-organismien yksityinen jalostus.

N.I.:n opetukset Vavilov viljeltyjen kasvien alkuperäkeskuksista

Lähdemateriaalioppi on nykyajan jalostuksen perusta. Lähdemateriaali toimii perinnöllisen vaihtelun lähteenä - keinotekoisen valinnan perustana. N.I. Vavilov totesi, että maapallolla on alueita, joilla on erityisen korkea viljelykasvien geneettinen monimuotoisuus, ja tunnisti viljeltyjen kasvien tärkeimmät alkuperäkeskukset (alun perin N.I. Vavilov tunnisti 8 keskusta, mutta vähensi niiden lukumäärän 7:ään). Jokaiselle keskukselle on määritetty tärkeimmät sille ominaiset viljelykasvit.

1. trooppinen keskusta - sisältää trooppisen Intian, Indokiinan, Etelä-Kiinan ja Kaakkois-Aasian saaret. Ainakin neljännes maailman väestöstä asuu edelleen trooppisessa Aasiassa. Aiemmin tämän alueen suhteellinen väestömäärä oli vieläkin merkittävämpi. Noin kolmasosa tällä hetkellä viljellyistä kasveista on peräisin tästä keskuksesta. Se on kasvien, kuten riisin, sokeriruo'on, teen, sitruunan, appelsiinin, banaanin, munakoison, sekä useiden trooppisten hedelmien ja vihannesten syntypaikka.

2. Itä-Aasian keskus - sisältää Keski- ja Itä-Kiinan lauhkeat ja subtrooppiset osat, Korean, Japanin ja suurimman osan noin. Taiwan. Tällä alueella asuu myös noin neljännes maailman väestöstä. Noin 20 % maailman kulttuurikasveista on peräisin Itä-Aasiasta. Tämä on tällaisten kasvien, kuten soijapapujen, hirssin, kakien ja monien muiden vihannes- ja hedelmäkasvien syntymäpaikka.

3. Lounais-Aasian keskus - sisältää sisävuoristoisen Vähä-Aasian (Anatolian), Iranin, Afganistanin, Keski-Aasian ja Luoteis-Intian alueet. Myös Kaukasus rajoittuu tähän, jonka kulttuurinen kasvisto, kuten tutkimukset ovat osoittaneet, liittyy geneettisesti Länsi-Aasiaan. Pehmeän vehnän, rukiin, kauran, ohran, herneiden, melonien kotimaa.

Tämä keskus voidaan jakaa seuraaviin fokuksiin:

a) Kaukasialainen monilla alkuperäisillä vehnillä, rukiilla ja hedelmillä. Kuten vertailevat tutkimukset osoittavat, vehnän ja rukiin osalta tämä on lajin alkuperän tärkein painopiste maailmassa;

b) Länsi-Aasialainen , mukaan lukien Vähä-Aasia, Sisä-Syyria ja Palestiina, Transjordan, Iran, Pohjois-Afganistan ja Keski-Aasia sekä Kiinan Turkestan;

c) Luoteis-Intia , joka sisältää Punjabin ja viereisten Pohjois-Intian ja Kashmirin maakuntien lisäksi myös Beludžistanin ja Etelä-Afganistanin.

Noin 15 % maailman kulttuurikasveista on peräisin tältä alueelta. Vehnän, rukiin ja erilaisten eurooppalaisten hedelmien luonnonvaraiset sukulaiset ovat keskittyneet tähän poikkeukselliseen lajivalikoimaan. Tähän asti täällä on monien lajien osalta mahdollista jäljittää jatkuva sarja viljellyistä muodoista villimuotoihin, eli selvittää luonnonvaraisten muotojen säilyneet yhteydet viljeltyihin.

4. Välimeren keskus - sisältää Välimeren rannoilla sijaitsevat maat. Tämä merkittävä maantieteellinen keskus, jolle on aiemmin kuulunut suurimmat muinaiset sivilisaatiot, on synnyttänyt noin 10 % viljellyistä kasvilajeista. Niitä ovat durumvehnä, kaali, punajuuret, porkkanat, pellava, viinirypäleet, oliivit ja monet muut vihannes- ja rehukasvit.

5. Abessinian keskus . Alkuperäänsä Abessiniaan liittyvien viljeltyjen kasvilajien kokonaismäärä ei ylitä 4 % maailman kulttuurikasveista. Abessinialle on ominaista monet endeemiset lajit ja jopa viljelykasvien suvut. Niitä ovat kahvipuu, vesimeloni, teff-vilja (Eragrostis abyssinica), nougatöljykasvi (Guizolia ahyssinica), erityinen banaanilaji.

Uuden maailman sisällä on perustettu hämmästyttävän tiukka tärkeimpien viljelykasvien lajittelukeskuksen sijainti.

6. Keski-Amerikan keskus, kattaa laajan alueen Pohjois-Amerikassa, mukaan lukien Etelä-Meksiko. Tässä keskustassa voidaan erottaa kolme keskusta:

a) Etelä-Meksikon vuoristo,

b) Keski-Amerikan,

c) Länsi-Intian saari.

Noin 8 % erilaisista viljelykasveista on peräisin Keski-Amerikan keskustasta, kuten maissi, auringonkukka, amerikkalainen pitkäpuuvilla, kaakao (suklaapuu), joukko pavut, kurpitsat, monet hedelmät (guayava, anone ja avokado).

7. Andien keskus, Etelä-Amerikassa, rajoittuen Andien harjulle. Tämä on perunoiden ja tomaattien syntymäpaikka. Täältä saa alkunsa cinchona-puu ja kokapensas.

Kuten maantieteellisten keskusten luettelosta voidaan nähdä, suurimman osan viljellyistä kasveista ensimmäinen tuominen kulttuuriin liittyy paitsi rikkaan kasviston tunnusomaisiin kukka-alueisiin, myös muinaisiin sivilisaatioihin. Vain suhteellisen vähän kasveja tuotiin aiemmin viljelyyn luonnonvaraisesta kasvistosta lueteltujen tärkeimpien maantieteellisten keskusten ulkopuolella. Mainitut seitsemän maantieteellistä keskustaa vastaavat vanhimpia maatalouskulttuureja. Etelä-Aasian trooppinen keskus liittyy korkeaan muinaiseen intialaiseen ja indokiinalaiseen kulttuuriin. Viimeisimmät kaivaukset ovat osoittaneet tämän kulttuurin syvän antiikin, synkronisen Lähi-idän kanssa. Itä-Aasian keskus liittyy muinaiseen kiinalaiseen kulttuuriin ja Lounais-Aasian keskus Iranin, Vähä-Aasian, Syyrian, Palestiinan ja Assyro-Babylonian muinaiseen kulttuuriin. Välimerellä vuosituhansien ajan eKr. keskittyi etruskien, helleenien ja egyptiläisten kulttuurien. Omalaatuisella Abessinian kulttuurilla on syvät juuret, jotka todennäköisesti osuvat ajallisesti yhteen muinaisen egyptiläisen kulttuurin kanssa. Uudessa maailmassa Keski-Amerikan keskus liitetään suureen mayojen kulttuuriin, joka saavutti suurta menestystä tieteessä ja taiteessa ennen Kolumbusta. Andien keskus Etelä-Amerikassa yhdistyy kehityksessä merkittävien esiinka- ja inka-sivilisaatioiden kanssa.

N.I. Vavilov nosti esiin joukon toissijaisia ​​viljelykasveja, jotka olivat peräisin rikkakasveista: ruis, kaura jne. N.I. Vavilov havaitsi, että "tärkeä kohta valittavan materiaalin arvioinnissa on erilaisten perinnöllisten muotojen läsnäolo siinä." N.I. Vavilov erotti seuraavat alkulajikkeiden ryhmät: paikalliset lajikkeet, ulkomaiset lajikkeet ja lajikkeet muilta alueilta. Muiden alueellisten ja ulkomaisten lajikkeiden käyttöönoton (toteutuksen) teoriaa kehitettäessä "on välttämätöntä erottaa ensisijaiset morfogeneesikeskukset toissijaisista". Esimerkiksi Espanjassa löydettiin "poikkeuksellisen suuri määrä vehnälajikkeita ja -lajeja", mutta tämä johtuu "monien lajien vetovoimasta eri pesäkkeistä". N.I. Vavilov piti uusia hybridimuotoja erittäin tärkeänä. Geenien ja genotyyppien monimuotoisuus N.I. Vavilov kutsui lähdemateriaalin geneettistä potentiaalia.

N.I:n opetusten kehitys Vavilov viljeltyjen kasvien alkuperäkeskuksista.

Valitettavasti monet ideat N.I. Hänen aikalaisensa eivät arvostaneet Vavilovia kunnolla. Vasta 1900-luvun jälkipuoliskolla Filippiineille, Meksikoon, Kolumbiaan ja muihin ulkomaihin perustettiin suuria viljelykasvien ja niiden luonnonvaraisten sukulaisten geenipoolin säilyttämiskeskuksia.

XX vuosisadan toisella puoliskolla. ilmestyi uutta tietoa viljelykasvien levinneisyydestä. Nämä tiedot huomioon ottaen akateemikko P.M. Žukovski kehitti N.I.:n opetuksia. Vavilov viljeltyjen kasvien alkuperäkeskuksista. Hän loi teorian megakeskuksista (geneettiset keskustat tai geenikeskukset), jotka yhdistävät viljeltyjen kasvien ensisijaiset ja toissijaiset alkuperäkeskukset sekä jotkin niiden luonnonvaraisista sukulaisista. Kirjassaan "The World Plant Gene Pool for Breeding" (1970) P.M. Zhukovsky nosti esiin 12 megakeskusta: kiinalais-japanilainen, indonesialainen-indokilainen, australialainen, hindustanilainen, keski-aasialainen, länsi-aasialainen, välimerellinen, afrikkalainen, eurooppalais-siperialainen, keskiamerikkalainen, eteläamerikkalainen, pohjoisamerikkalainen. Luetteloidut megakeskukset kattavat laajoja maantieteellisiä alueita (esimerkiksi koko Afrikan alue Saharan eteläpuolella on osoitettu Afrikka-keskukselle). Samaan aikaan P.M. Zhukovsky nosti esiin 102 mikrogeenikeskusta, joista löydettiin yksittäisiä kasvimuotoja. Esimerkiksi makea herne, suosittu koristekasvi, on Fr. Sisilia; vehnän ainutlaatuiset muodot ovat peräisin joiltakin Georgian alueilta, erityisesti Zandur-vehnä, joka on monille sienitaudeille resistentti ylispesifinen kompleksi (lisäksi näistä vehnöistä löydettiin muotoja, joilla on sytoplasminen urossteriili).

Homologisen sarjan laki

Systematisoimalla lähdemateriaalin opin, N.I. Vavilov muotoili homologisten sarjan lain (1920):

1. Geneettisesti läheisille lajeille ja suvuille on ominaista samanlainen perinnöllinen vaihtelusarja niin säännöllisin väliajoin, että yhden lajin sisällä olevien muotojen lukumäärän perusteella voidaan ennakoida rinnakkaisten muotojen esiintymistä muissa lajeissa ja suvuissa. Mitä lähempänä suvut ja lajit sijaitsevat geneettisesti yleisessä järjestelmässä, sitä täydellisempi on samankaltaisuus niiden vaihtelusarjassa.

2. Kokonaisille kasviperheille on yleensä ominaista tietty vaihtelun sykli, joka kulkee kaikkien perheen muodostavien sukujen ja lajien läpi.

Tämän lain mukaan geneettisesti läheisillä lajeilla ja suvuilla on samankaltaisia ​​geenejä, jotka antavat samanlaisen sarjan useita alleeleja ja ominaisuusvariantteja.

Homologisen sarjan lain teoreettinen ja käytännön merkitys:

N.I. Vavilov erotti selkeästi lajinsisäisen ja lajien välisen vaihtelevuuden. Samaan aikaan lajia pidettiin yhtenäisenä, historiallisesti vakiintuneena järjestelmänä.

N.I. Vavilov osoitti, että lajinsisäinen vaihtelevuus ei ole rajatonta ja on tiettyjen mallien alainen.

Homologisten sarjojen laki on opas kasvattajalle ennustaakseen mahdollisia ominaisuuksien vaihteluita.

N. I. Vavilov oli ensimmäinen, joka suoritti kohdennettuja harvinaisia ​​tai mutantteja alleeleja luonnollisissa populaatioissa ja viljelykasvien populaatioissa. Nykyään mutanttialleelien etsintä kantojen, lajikkeiden ja rotujen tuottavuuden lisäämiseksi jatkuu.

Biologisen monimuotoisuuden tason tunnistaminen ja sen säilyminen

Kasvimuotojen monimuotoisuuden ja rikkauden keskusten löytämiseksi N.I. Vavilov lukuisia tutkimusmatkoja, jotka 1922 - 1933. vieraili 60 maassa ympäri maailmaa sekä maamme 140 alueella.

On tärkeää korostaa, että viljeltyjen kasvien ja niiden luonnonvaraisten sukulaisten etsiminen ei sujunut sokeasti, kuten useimmissa maissa, mukaan lukien Yhdysvallat, vaan se perustui tiukkaan tiukkaan teoriaan viljeltyjen kasvien alkuperäkeskuksista, jonka N.I. Vavilov. Jos ennen häntä kasvitieteilijät-maantieteilijät etsivät "yleisesti" vehnän kotimaata, niin Vavilov etsi yksittäisten lajien alkuperäkeskuksia, vehnälajiryhmiä eri puolilta maailmaa. Samanaikaisesti oli erityisen tärkeää tunnistaa tämän lajin lajikkeiden luonnollisen levinneisyysalueet (alueet) ja määrittää sen muotojen suurimman monimuotoisuuden keskus (kasvitieteellis-maantieteellinen menetelmä). Viljeltyjen kasvien ja niiden luonnonvaraisten sukulaisten lajikkeiden ja rotujen maantieteellisen jakautumisen selvittämiseksi N.I. Vavilov opiskeli vanhimman maatalouskulttuurin keskuksia, joiden alun hän näki Etiopian vuoristoalueilla, Länsi- ja Keski-Aasiassa, Kiinassa, Intiassa, Etelä-Amerikan Andeilla, ei suurten jokien laajoissa laaksoissa - Niili, Ganges, Tigris ja Eufrat, kuten tiedemiehet olivat aiemmin väittäneet.

Tutkimusretkien tuloksena kerättiin arvokas maailman kasvivarojen rahasto, jossa oli yli 250 000 näytettä. Vastaava kokoelma luotiin Yhdysvalloissa, mutta se oli huomattavasti heikompi kuin Vavilov-kokoelma sekä yksilöiden lukumäärän että lajikoostumuksen suhteen.

Keräysnäytteet kerättiin N.I.:n ohjauksessa. Vavilovia pidettiin Leningradissa All-Union Institute of Plant Industry -instituutissa (VIR), jonka perusti N.I. Vavilov vuonna 1930 liittovaltion soveltavan kasvitieteen ja uusien kulttuurien instituutin (entinen soveltavan kasvitieteen ja jalostuksen laitos, vielä aikaisemmin - soveltavan kasvitieteen toimisto) perusteella. Suuren isänmaallisen sodan aikana, Leningradin piirityksen aikana, VIR:n työntekijät olivat päivystyksessä ympäri vuorokauden viljakasvien siementen keräämisessä. Monet VIR:n työntekijät kuolivat nälkään, mutta korvaamaton laji- ja lajikevarallisuus, josta jalostajat ympäri maailmaa edelleen ammentaa materiaalia uusien lajikkeiden ja hybridien luomiseksi, säilyivät.

1900-luvun jälkipuoliskolla järjestettiin uusia tutkimusmatkoja näytteiden keräämiseksi VIR-kokoelman täydentämiseksi; tällä hetkellä tämä kokoelma sisältää jopa 300 000 kasvinäytettä, jotka kuuluvat 1 740 lajiin.

Lähdemateriaalin säilyttämiseen elävässä muodossa käytetään erilaisia ​​istutuksia: keräily-, keräily-, kohdun- ja teollisuusviljelmiä. Keräysnäytteiden säilyttämiseen käytetään erilaisia ​​menetelmiä: siementen varastointi säännöllisin uusin kylvöin, ​​pakastettujen näytteiden (pistokkaat, silmut) varastointi, kudossoluviljelmien ylläpito. Vuonna 1976 Kubaniin rakennettiin VIR-geenipoolin kansallinen siemenholvi, jonka kapasiteetti on 400 000 näytettä. Tässä varastossa siemenet varastoidaan tiukasti määritellyssä lämpötilassa, mikä mahdollistaa niiden itävyyden ylläpitämisen ja mutaatioiden kertymisen, mm. nestemäisen typen lämpötilassa (-196 °C).

Tärkeimpien viljelykasvien maailman kasvivarojen systemaattinen tutkiminen on muuttanut radikaalisti käsitystä jopa niinkin hyvin tutkittujen viljelykasvien kuin vehnän, rukiin, maissin, puuvillan, herneiden, pellavan ja perunan lajike- ja lajikoostumuksesta. Näiden tutkimusmatkoilta tuotujen viljelykasvien lajeista ja monista lajikkeista lähes puolet osoittautui uusiksi, tieteen tuntemattomiksi. Kerätty rikkain kokoelma tutkitaan huolellisesti käyttäen nykyaikaisimpia valintamenetelmiä, genetiikkaa, biotekniikkaa sekä maantieteellisten viljelykasvien avulla.

Geneettisen monimuotoisuuden väheneminen populaatiotasolla on aikamme merkki

Monet nykyaikaiset kasvilajikkeet (palkovilja, kahvipuu jne.) ovat peräisin muutamista perustajista. Sadat kotieläinrodut ovat sukupuuton partaalla. Esimerkiksi teollisen siipikarjankasvatuksen kehittyminen on johtanut kanojen rodun koostumuksen jyrkkään vähenemiseen kaikkialla maailmassa: tunnetuista 600 rodusta ja lajikkeesta vain 4 ... 6 on laajimmin käytettyjä. Sama tilanne on tyypillinen muille maatalouslajeille. Merkittävä rooli monimuotoisuuden vähentämisprosessissa on irrationaalisella taloudenhoidolla, joka jättää huomioimatta sekä luonnollisten että maatalouspopulaatioiden evoluutionaalisesti vakiintuneen systeemisen järjestäytymisen, niiden luonnollisen jakautumisen geneettisesti erilaisiin osapopulaatioihin. Ideat N.I. Vavilov tarpeesta tunnistaa ja säilyttää monimuotoisuus kehitettiin A.S.:n teoksissa. Serebrovsky, S.S. Chetverikov ja muut kotimaiset tiedemiehet. Biologisen monimuotoisuuden säilyttämiseen tähtääviä valintamenetelmiä käsitellään jäljempänä.

Tällä hetkellä jalostuksen lähdemateriaalina ovat:

Tällä hetkellä viljellyt ja jalostetut lajikkeet ja rodut.

Lajikkeet ja rodut, jotka ovat poistuneet tuotannosta, mutta joilla on tietyissä parametreissä suuri geneettinen ja jalostusarvo.

Paikalliset lajikkeet ja alkuperäiset rodut.

Viljelykasvien ja kotieläinten luonnonvaraiset sukulaiset: lajit, alalajit, ekotyypit, lajikkeet, muodot.

Luonnonvaraiset kasvi- ja eläinlajit, lupaavat viedä kulttuuriin ja kesytykseen. Tiedetään, että tällä hetkellä viljellään vain 150 viljelykasvilajia ja 20 kotieläinlajia. Näin ollen luonnonvaraisten lajien valtava lajipotentiaali jää käyttämättä.

Kokeellisesti luotuja geneettisiä linjoja, keinotekoisesti saatuja hybridejä ja mutantteja.

Nykyään on yleisesti hyväksytty, että lähdemateriaalina tulee käyttää sekä paikallista että ulkomaista lähdemateriaalia. Lähdemateriaalin tulee olla riittävän monipuolista: mitä monimuotoisempi se on, sitä suurempi on valinnan mahdollisuus. Samalla lähdemateriaalin tulee olla mahdollisimman lähellä valintatuloksen - lajikkeen, rodun, kannan - ihannekuvaa (mallia) (katso alla). Tällä hetkellä mutanttialleelien etsintä lajikkeiden, rotujen ja kantojen tuottavuuden lisäämiseksi jatkuu.

indusoitunut mutageneesi.

Mutaatioiden kokeellinen saaminen kasveista ja mikro-organismeista ja niiden käyttö jalostuksessa

Tehokkaita menetelmiä lähtöaineen saamiseksi ovat menetelmät indusoitunut mutageneesi – mutaatioiden keinotekoinen hankkiminen. Indusoitu mutageneesi tekee mahdolliseksi saada uusia alleeleja, joita ei löydy luonnosta. Tällä tavalla on saatu esimerkiksi erittäin tuottavia mikro-organismikantoja (antibioottien tuottajia), kääpiökasveja, joilla on lisääntynyt varhaiskasvatus jne. Kasveissa ja mikro-organismeissa kokeellisesti saatuja mutaatioita käytetään keinotekoisen valinnan materiaalina. Tällä tavalla on saatu erittäin tuottavia mikro-organismikantoja (antibioottien tuottajia), lisääntyneen varhaiskasvun omaavia kääpiölajikkeita jne.

Indusoitujen mutaatioiden aikaansaamiseksi kasveissa käytetään fysikaalisia mutageeneja (gammasäteily, röntgen- ja ultraviolettisäteily) ja erityisesti luotuja kemiallisia supermutageenejä (esimerkiksi N-metyyli-N-nitrosourea).

Mutageenien annos valitaan siten, että enintään 30...50 % käsitellyistä kohteista kuolee. Esimerkiksi ionisoivaa säteilyä käytettäessä tällainen kriittinen annos vaihtelee välillä 1...3 - 10...15 ja jopa 50...100 kiloentgeeniä. Käytettäessä kemiallisia mutageeneja käytetään niiden vesiliuoksia, joiden pitoisuus on 0,01 ... 0,2 %; käsittelyaika - 6-24 tuntia tai enemmän.

Käsittelyyn kohdistuu siitepölyä, siemeniä, taimia, silmuja, pistokkaita, sipuleita, mukuloita ja muita kasvinosia. Käsitellyistä siemenistä (silmut, pistokkaat jne.) kasvatetut kasvit on merkitty M1:ksi (ensimmäinen mutanttisukupolvi). M1:ssä valinta on vaikeaa, koska useimmat mutaatiot ovat resessiivisiä eivätkä näy fenotyypissä. Lisäksi mutaatioiden ohella kohdataan usein ei-perinnöllisiä muutoksia: fenokopiot, teraatit, morfoosit.

Siksi mutaatioiden eristäminen alkaa M2:sta (toinen mutanttisukupolvi), kun ainakin osa resessiivisistä mutaatioista ilmaantuu, ja todennäköisyys säilyttää ei-perinnölliset muutokset pienenee. Tyypillisesti valinta jatkuu 2–3 sukupolvea, vaikka joissakin tapauksissa kestää jopa 5–7 sukupolvea ei-perinnöllisten muutosten lopettaminen (sellaisia ​​ei-perinnöllisiä muutoksia, jotka jatkuvat useiden sukupolvien ajan, kutsutaan pitkäaikaisiksi modifikaatioiksi).

Syntyneet mutanttimuodot joko synnyttävät suoraan uuden lajikkeen (esimerkiksi kääpiötomaatit keltaisilla tai oransseilla hedelmillä) tai niitä käytetään jatkojalostukseen.

Indusoitujen mutaatioiden käyttö jalostuksessa on kuitenkin edelleen rajallista, koska mutaatiot johtavat historiallisesti vakiintuneiden geneettisten kompleksien tuhoutumiseen. Eläimillä mutaatiot johtavat lähes aina elinkyvyn heikkenemiseen ja/tai hedelmättömyyteen. Muutamia poikkeuksia ovat silkkiäistoukkien, joiden kanssa tehtiin intensiivistä jalostustyötä auto- ja allopolyploideilla (B.L. Astaurov, V.A. Strunnikov).

somaattiset mutaatiot. Indusoidun mutageneesin seurauksena saadaan usein osittain mutantteja kasveja (kimeerisiä organismeja). Tässä tapauksessa puhutaan somaattisista (munuaisten) mutaatioista. Monet hedelmäkasvit, viinirypäleet ja perunat ovat somaattisia mutantteja. Nämä lajikkeet säilyttävät ominaisuutensa, jos ne lisääntyvät vegetatiivisesti, esimerkiksi varttamalla mutageeneilla käsiteltyjä silmuja (pistokkaita) ei-mutanttien kasvien latvaan; tällä tavalla levitetään esimerkiksi siemenettömiä appelsiineja.

Polyploidia. Kuten tiedätte, termiä "polyploidia" käytetään viittaamaan monenlaisiin ilmiöihin, jotka liittyvät solujen kromosomien lukumäärän muutokseen.

Autopolyploidia on moninkertainen toisto saman kromosomijoukon (genomin) solussa. Autopolyploidiaan liittyy usein solukoon, siitepölyjyvien ja organismien kokonaiskoon kasvu. Esimerkiksi triploidihaapa saavuttaa jättimäisiä kokoja, on kestävää ja sen puu on lahoamatonta. Viljelykasveista sekä triploidit (banaanit, tee, sokerijuurikkaat) että tetraploidit (ruis, apila, tattari, maissi, viinirypäleet sekä mansikat, omenapuut, vesimelonit) ovat yleisiä. Joitakin polyploidisia lajikkeita (mansikat, omenapuut, vesimelonit) edustavat sekä triploidit että tetraploidit. Autopolyploideille on ominaista korkea sokeripitoisuus, korkea vitamiinipitoisuus. Polyploidian positiiviset vaikutukset liittyvät saman geenin kopioiden lukumäärän lisääntymiseen soluissa ja vastaavasti entsyymien annoksen (pitoisuuden) lisääntymiseen. Autopolyploidit ovat pääsääntöisesti vähemmän hedelmällisiä kuin diploidit, mutta hedelmällisyyden laskua kompensoi yleensä hedelmäkoon kasvu (omena, päärynä, viinirypäle) tai tiettyjen aineiden (sokerit, vitamiinit) pitoisuudet. Samanaikaisesti joissakin tapauksissa polyploidia johtaa fysiologisten prosessien estymiseen, erityisesti erittäin korkeilla ploidiatasoilla. Esimerkiksi 84 kromosomin vehnä on vähemmän tuottavaa kuin 42 kromosomin vehnä.

Allopolyploidia - Tämä on erilaisten kromosomijoukkojen (genomien) liitto solussa. Usein allopolyploideja saadaan etähybridisaatiolla eli risteyttämällä eri lajeihin kuuluvia organismeja. Tällaiset hybridit ovat yleensä steriilejä (niitä kutsutaan kuvaannollisesti "kasvimuleiksi"), mutta kaksinkertaistamalla kromosomien lukumäärä soluissa, niiden hedelmällisyys (hedelmällisyys) voidaan palauttaa. Tällä tavalla saatiin hybridejä vehnästä ja rukiista (ruisvehnästä), kirsikkaluumusta ja oranssista, mulperipuusta ja mandariinista.

Polyploidia jalostuksessa käytetään seuraavien tavoitteiden saavuttamiseen:

Erittäin tuottavien muotojen saaminen, jotka voidaan ottaa suoraan tuotantoon tai käyttää materiaalina jatkovalinnassa;

Lajien välisten hybridien hedelmällisyyden palauttaminen;

Haploidisten muotojen siirtyminen diploidiselle tasolle.

Koeolosuhteissa polyploidisten solujen muodostuminen voi johtua altistumisesta äärimmäisille lämpötiloille: alhaisille (0 ... +8 °C) tai korkeille (+38 ... + 45 °C) lämpötiloille, sekä käsittelemällä organismeja tai niiden osat (kukat, siemenet tai kasvinidut, munat tai eläinalkiot) mitoottisten myrkkyjen vaikutuksesta. Mitoottisia myrkkyjä ovat: kolkisiini (syksyn colchicumin alkaloidi - tunnettu koristekasvi), kloroformi, kloraalihydraatti, vinblastiini, asenafteeni jne.

Oppitunnilla tarkastellaan, miten genetiikan löytämää säännönmukaisuutta lääketieteessä ja maataloudessa sovelletaan käytännössä, opitaan organismien valinnan perusteet, miten valinta edistää ihmiselle välttämättömien ominaisuuksien omaavien eläinrotujen jalostusta.

Tietenkin on epätodennäköistä, että tällainen merkki olisi antanut tälle pe-to-hu-hu-you-to-hold kilpailutaistelun ja luonnollisen valinnan ympäristössä -zha-yu-schey. Mutta tämä merkki on for-in-te-re-co-val che-lo-ve-ka, ja tämä ro-da luotiin yhdessä. Lisäksi riippumatta siitä, onko villieläimistä kotitekoisissa muodoissa myös erittäin suuria hedelmiä vi-that-stu, tämä on tärkein ominaisuus -that-ro-th man-lo-agen ja alkoi luoda näitä rotuja. Esimerkiksi kanojen muna-tse-nenä-luu valkoisessa jalkasarvessa on noin 350 munaa vuodessa ja niiden di-ko-th pre-ka ban-ki-vskoy muna-tse-nenä-luu. ku-ri-tsy muodostaa 18-20 munaa vuodessa (kuva 2).

Riisi. 2. White Leghorn Chicken ja Banking Chicken ()

Näistä esimerkeistä voi-ve-sti for-da-chi co-time se-lec-tion, heille from-no-sit-sya:

1. Po-lu-che-ing uusi you-with-uro-zhai-ny ja resistentti-chi-to-for-bo-le-va-ing eläinrotujen ja lajikkeiden rotujen -ny.

2. Parempia eco-lo-gi-che-ski muovilajikkeita ja -rotuja, eli sellaisia, jotka voivat elää erilaisissa eko-logi-che-sky olosuhteissa-vi-yah.

3. Po-lu-che-rodut ja -lajikkeet, jotka sopivat teollisuushiirten-len-no-go you-ra-schi-va-nia ja me-ha-ni-zi-ro-vannoah -puhdistukseen.

Nousi-la-se-luento man-lo-ve-che-stvan kynnyksellä, noin 20-30 tuhatta vuotta sitten, kun ihmisistä tuli vahingossa pukeutumistapa mach-ni-vat zhi-here-nyh, joku on heidän ympärillään. Pääkriteerinä oli, että eläimet voivat lisääntyä vankeudessa ja niillä on satatarkka, mutta hyvä luonne, niitä on kätevä pitää. Tämä toimi edeltäjänä jalostustieteen kehitykselle. Shi-ro-joku odo-mash-ni-va-nie na-cha-elk jossain 8-6 vuosisadalla eKr., ja jo sillä hetkellä he olivat kaikki odo-mash-ei-me tällä kertaa, eläimet ja silmät. tu-re-na kilpailuja, mutta se ei silti ollut tiedettä. Maamme valintatieteen pi-o-ne-rum oli Ni-ko-lai Iva-no-vich Va-vi-lov (kuva 3).

Riisi. 3. N.I. Vavilov (1887-1943) ()

Va-vi-lov uskoi, että os-no-ve se-luennon perustana on oikea valinta ra-bo-you is-mo-no-go ma-te-ri-a-la, geneettinen monimuotoisuus ja ympäristön vaikutus perinnöllisten ominaisuuksien ilmenemiseen merkkien kanssa gi-bri-di-za-tion or-ga-niz-mov. In-is-kah is-hot-no-go ma-te-ri-a-la for-lu-che-niya uudet hybridit Wa-vi-lov or-ga-ni-zo-val vuosina 1920-30 de-syat-ki ex-pe-di-tsy ympäri maailmaa. Näiden ex-pe-di-itionien aikana hän onnistui keräämään yli lu-to-ra tuhansia kulttuurirotulajeja ja valtavan co-li-che-stvo-lajikkeen. Vuoteen 1940 mennessä All-So-Uz-In-sti-tu-te races-te-ni-water-stvassa oli jo 300 tuhatta yksilöä. Tällä hetkellä luentojen kokoelma on sata-yan-mutta puoli-nya-on-sya ja sitä käytetään-lu-che-uusia roskia varten -tov os-but-ve jo alkaen - länteen. Tutkimassa lu-chen-ny:ssä ex-pe-di-tion ma-te-ri-alin aikana, N.I. Va-vi-lov tuli opre-de-len-noy for-no-mer-no-sti, joku-paratiisin avajaisiin ja hänestä tuli gene-not-ty-che-os -no-howl se -luento. Tätä za-ko-no-ulottuvuutta in-lu-chi-la kutsutaan "go-mo-lo-gi-che-perintösarjan laiksi". Joku-ruyu ehdotti elämääni N.I. Va-vi-lov: "Ge-not-ti-che-ski läheiset suvut ja lajit ha-rak-te-ri-zu-yut-sya samankaltaisuus-us-mi row-yes-mi-heritage -noy from-men -chi-in-sti sellaisella oikeudella, että tietäen useita samanlaisia ​​muotoja esi-de-lahissa, voit ennakoida -rinnakkaismuotojen olemassaolon muissa sukulaislajeissa ja suvuissa. Mitä läheisempiä si-ste-ma-ti-che-ski -lajeja ja -sukuja on, sitä täydellisempää on heidän iz-men-chi-vo-sti -lajinsa samankaltaisuus.

Tämä monimutkainen muoto-mu-li-ditch-ku voi olla pro-il-lu-stri-ro-vat, esimerkkinä evil-to-vyh -perheestä (kuva 4), johon kuuluu -dyat ho-ro -sho mistä-haluaisitko hirssiä, ruista, ohraa-miehiä, riisiä, ku-ku-ru-zaa.

Riisi. 4. Viljaperhe ()

Tässä perheessä on useita merkkejä, joitain jälkiä eri lajeissa tähän perheeseen. Tällaisille-no-sat-sya-merkeille - oliko talvimuotoja, punainen väri jyvissä, esimerkiksi punainen väri kohtaa -cha-et-sya ja rukiin, ja vehnä-ni-tsy ja ku-ku-ru- zy. Samalla tavalla talvimuotoja löytyy sekä vehnästä että rukiista. Tämä toimi pohjana tämän for-to-on löytämiselle. Go-mo-lo-gi-che-sarjan laki pätee rotujen lisäksi myös eläimiin. Joten esimerkiksi yav-le-niya al-bi-niz-ma na-blu-yes-yut-sya sekä man-ve-ka että nisäkäs-ko-pi-ta-yu -shchy ja jopa linnuissa (Kuva 5).

Riisi. 5. Albinismin ilmiö ()

Vavilovin löytämällä lailla on käytännön merkitystä, se voidaan purkaa tietyllä esimerkillä: kasvissa, lu-pi-na, hedelmät sisältävät erittäin paljon - proteiinipitoisuutta, ja lupiini (kuva 6) voisi olla erittäin arvokas ruokasato, mutta sen siemenet sisältävät vaarallista myrkyllistä al -ka-lo-idiä.

Riisi. 6. Monivuotinen lupiini, jossa on myrkyllisiä alkaloidin siemeniä ()

Siksi oli mahdotonta käyttää lupiinia kulttuurilleni ravinnona. Yksinkertaista-mutta sillä muilla sata-vi-te-olipa se-mei-stvo bo-bo-vy: herneet, pavut, sinimailas, soijapavut - ei ole sitä - mikä geeni. Joten on mahdollista ennustaa, että lu-pi-na-mahdollisuus-m-ta-tion on sellaisessa ei-al-ka-lo-id-muodossa. Ja todella-mutta se-lek-qi-o-ne-ram onnistui pääsemään chittiin ilman lu-pi-na-al-ka-lo-id-ny-muotoa, ja nyt lupiini on aktiivinen, mutta sitä käytetään maataloudessa kauniina rehukasvina (kuva 7).

Riisi. 7. Lupiinin rehulajikkeet ()

Tutkimme uuden, in-the-res-noyn, ja mikä tärkeintä, erittäin hyödyllisen ja käytännössä merkittävän valintatieteen syntyhistoriaa, sen päätehtäviä. Seuraavien oppituntien aikana opimme tarkemmin N.I.:n valintamenetelmistä ja teoksista. Wa-wee-lo-wa.

Bibliografia

1. Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biologia. Yleiset kuviot. - Bustard, 2009.
2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Yleisen biologian perusteet. Luokka 9: Oppikirja 9. luokan oppilaitosten opiskelijoille / Toim. prof. SISÄÄN. Ponomareva. - 2. painos, tarkistettu. - M.: Ventana-Graf, 2005.
3. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologia. Johdatus yleiseen biologiaan ja ekologiaan: 9. luokan oppikirja, 3. painos, stereotypia. - M.: Bustard, 2002.

1. Genetics-b.ru ().
2. Google Sites().
3. Moykonspekt.ru ().

Kotitehtävät

1. Mikä on valinta?
2. Mitkä ovat yhteisaikavalinnan päätehtävät?
3. Mitä homologisen perinnöllisyyssarjan laki sanoo?