Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting pada http:// www. semua yang terbaik. id/

pengantar

Pemuliaan (dari bahasa Latin - pilihan, seleksi) adalah ilmu tentang cara dan metode untuk menciptakan varietas baru dan meningkatkan yang ada dari tanaman budidaya, breed hewan peliharaan dan strain mikroorganisme dengan fitur dan sifat yang berharga untuk dipraktikkan.

Tugas pemuliaan mengikuti definisinya - ini adalah pengembangan baru dan peningkatan varietas tanaman, breed hewan, dan strain mikroorganisme yang ada. Varietas, breed, dan strain disebut kelompok (populasi) organisme hidup yang stabil, yang dibuat secara buatan oleh manusia dan memiliki karakteristik herediter tertentu. Semua individu dalam breed, varietas dan strain memiliki karakteristik dan sifat morfologi, fisiologis, biokimia dan ekonomi yang serupa, dan memiliki tipe reaksi yang sama terhadap faktor lingkungan. Bidang utama seleksi adalah:

Hasil tinggi varietas tanaman, kesuburan dan produktivitas breed ternak; kualitas produk (misalnya, rasa, penampilan, menjaga kualitas buah dan sayuran, komposisi kimia biji-bijian - kandungan protein, gluten, asam amino esensial, dll.);

Sifat fisiologis (sebelum waktunya, tahan kekeringan, tahan banting musim dingin, tahan terhadap penyakit, hama dan kondisi iklim yang merugikan);

Jalur pengembangan intensif (pada tanaman - respons terhadap pupuk, penyiraman, dan pada hewan - "pembayaran" untuk pakan, dll.).

1. Landasan teoretis seleksi

Dalam beberapa tahun terakhir, pemilihan sejumlah serangga dan mikroorganisme yang digunakan untuk pengendalian biologis hama dan patogen tanaman budidaya menjadi sangat penting.

Seleksi juga harus mempertimbangkan kebutuhan pasar untuk produk pertanian, yang memenuhi cabang-cabang produksi industri tertentu. Misalnya, roti berkualitas tinggi dengan remah elastis dan kerak renyah membutuhkan varietas gandum lunak yang kuat (seperti kaca), tinggi protein, dan gluten elastis. Untuk pembuatan berbagai jenis kue kering, diperlukan varietas tepung terigu yang baik dari gandum lunak, dan pasta, tanduk, bihun, dan mie dibuat dari gandum durum.

Contoh seleksi yang mencolok dengan mempertimbangkan kebutuhan pasar adalah peternakan bulu. Saat menanam hewan berharga seperti cerpelai, berang-berang, rubah, hewan dengan genotipe yang sesuai dengan mode yang terus berubah dalam hal warna dan corak bulu dipilih.

Secara umum, pengembangan seleksi harus didasarkan pada hukum genetika sebagai ilmu hereditas dan variabilitas, karena sifat-sifat organisme hidup ditentukan oleh genotipe mereka dan tunduk pada variabilitas herediter dan modifikasi.

Dasar teori seleksi adalah genetika. Genetikalah yang membuka jalan bagi pengelolaan hereditas dan variabilitas organisme yang efektif. Pada saat yang sama, seleksi juga didasarkan pada pencapaian ilmu-ilmu lain: taksonomi dan geografi tumbuhan dan hewan, sitologi, embriologi, biologi perkembangan individu, biologi molekuler, fisiologi dan biokimia. Pesatnya perkembangan bidang ilmu pengetahuan alam ini membuka perspektif yang sama sekali baru. Sudah hari ini, genetika telah mencapai tingkat desain organisme yang bertujuan dengan fitur dan sifat yang diinginkan.

Genetika memainkan peran yang menentukan dalam memecahkan hampir semua masalah pemuliaan. Ini membantu secara rasional, berdasarkan hukum hereditas dan variabilitas, untuk merencanakan proses seleksi, dengan mempertimbangkan karakteristik pewarisan setiap sifat tertentu. Pencapaian dalam genetika, hukum deret homolog variabilitas herediter, penggunaan tes untuk diagnosis dini potensi seleksi bahan sumber, pengembangan berbagai metode mutagenesis eksperimental dan hibridisasi jauh dalam kombinasi dengan poliploidisasi, pencarian metode untuk mengendalikan proses rekombinasi dan seleksi efektif dari genotipe yang paling berharga dengan serangkaian sifat dan sifat yang diinginkan kemampuan untuk memperluas sumber bahan sumber untuk pemuliaan. Selain itu, penggunaan metode bioteknologi, kultur sel dan jaringan yang meluas dalam beberapa tahun terakhir telah memungkinkan untuk mempercepat proses seleksi secara signifikan dan menempatkannya pada basis kualitatif baru. Daftar yang jauh dari lengkap tentang kontribusi genetika terhadap pemuliaan ini memberikan gambaran bahwa pemuliaan modern tidak terpikirkan tanpa menggunakan pencapaian genetika.

Keberhasilan pekerjaan pemulia sangat tergantung pada pilihan yang tepat dari bahan sumber (spesies, varietas, breed) untuk pemuliaan, studi tentang asal dan evolusinya, dan penggunaan organisme dengan sifat dan sifat yang berharga dalam proses pemuliaan. Pencarian bentuk-bentuk yang diperlukan dilakukan dengan mempertimbangkan seluruh kumpulan gen dunia dalam urutan tertentu. Pertama-tama, bentuk-bentuk lokal dengan karakteristik dan sifat yang diinginkan digunakan, kemudian metode pengenalan dan aklimatisasi digunakan, yaitu, bentuk-bentuk yang tumbuh di negara lain atau di zona iklim lain terlibat, dan, akhirnya, metode mutagenesis eksperimental dan rekayasa genetika. .

Untuk mempelajari keanekaragaman dan distribusi geografis tanaman budidaya, N. I. Vavilov dari tahun 1924 hingga akhir 30-an. mengorganisir 180 ekspedisi ke wilayah yang paling sulit dijangkau dan seringkali berbahaya di dunia. Sebagai hasil dari ekspedisi ini, N. I. Vavilov mempelajari sumber daya tanaman dunia dan menemukan bahwa keragaman terbesar bentuk spesies terkonsentrasi di daerah di mana spesies ini muncul. Selain itu, koleksi tanaman budidaya yang unik dan terbesar di dunia dikumpulkan (pada tahun 1940, koleksi tersebut mencakup 300.000 spesimen), yang setiap tahun diperbanyak dalam koleksi Institut Industri Tanaman Seluruh Rusia yang dinamai N.I. Vavilov (VIR) dan banyak digunakan oleh pemulia tanaman sebagai bahan sumber untuk membuat varietas baru biji-bijian, buah, sayuran, industri, obat-obatan dan tanaman lainnya.

Berdasarkan studi bahan yang dikumpulkan, Vavilov mengidentifikasi 7 pusat asal tanaman budidaya (Lampiran 1). Pusat asal tanaman budidaya yang paling penting terhubung dengan pusat peradaban kuno dan tempat budidaya utama dan pemilihan tanaman. Fokus domestikasi (pusat asal) serupa juga ditemukan pada hewan peliharaan.

2 .Nilai pilihan

Maksud dan tujuan pemuliaan sebagai ilmu ditentukan oleh tingkat teknologi pertanian dan peternakan, tingkat industrialisasi produksi tanaman dan peternakan. Misalnya, dalam kondisi kekurangan air tawar, varietas jelai telah dibiakkan yang memberikan hasil yang memuaskan bila diairi dengan air laut. Breed ayam telah dibiakkan yang tidak mengurangi produktivitas dalam kondisi kepadatan hewan yang tinggi di peternakan unggas. Untuk Rusia, sangat penting untuk membuat varietas yang produktif dalam kondisi beku tanpa salju dalam cuaca cerah, salju akhir, dll.

Salah satu pencapaian terpenting manusia pada awal pembentukan dan perkembangannya adalah penciptaan sumber makanan yang konstan dan cukup andal dengan memelihara hewan liar dan membudidayakan tanaman. Faktor utama dalam domestikasi adalah seleksi buatan organisme yang memenuhi kebutuhan manusia. Bentuk tanaman dan hewan yang dibudidayakan memiliki sifat individu yang sangat berkembang, seringkali tidak berguna atau bahkan berbahaya bagi keberadaannya dalam kondisi alami, tetapi bermanfaat bagi manusia. Misalnya, kemampuan beberapa jenis ayam untuk menghasilkan lebih dari 300 telur per tahun tidak memiliki arti biologis, karena seekor ayam tidak akan dapat mengerami telur sebanyak itu. Produktivitas semua tanaman budidaya juga jauh lebih tinggi daripada spesies liar terkait, tetapi pada saat yang sama mereka beradaptasi lebih buruk dengan kondisi lingkungan yang terus berubah dan tidak memiliki sarana perlindungan terhadap makan (zat pahit atau beracun, duri, duri, dll. .). Oleh karena itu, di bawah kondisi alam, budaya, yaitu bentuk-bentuk yang dijinakkan tidak dapat eksis.

Domestikasi menyebabkan melemahnya efek seleksi yang menstabilkan, yang secara tajam meningkatkan tingkat variabilitas dan memperluas spektrumnya. Pada saat yang sama, domestikasi disertai dengan seleksi, pada awalnya tidak sadar (pemilihan individu-individu yang terlihat lebih baik, memiliki watak yang lebih damai, memiliki kualitas lain yang berharga bagi manusia), kemudian sadar, atau metodis. Meluasnya penggunaan seleksi metodis ditujukan untuk pembentukan pada tumbuhan dan hewan kualitas tertentu yang memuaskan manusia. Pengalaman banyak generasi orang memungkinkan untuk menciptakan metode dan aturan untuk seleksi dan membentuk seleksi sebagai ilmu.

Proses domestikasi spesies baru tumbuhan dan hewan untuk memenuhi kebutuhan manusia terus berlanjut di zaman kita. Misalnya, untuk mendapatkan bulu yang modis dan berkualitas tinggi, cabang baru peternakan telah dibuat di abad ini - peternakan bulu.

kulturaltanamane pilihan

3. Pemuliaan tanaman, metode

Berbeda dengan seleksi mikroorganisme, pemuliaan tanaman tidak bekerja dengan jutaan dan miliaran individu, dan tingkat reproduksi mereka diukur tidak dalam menit dan jam, tetapi dalam bulan dan tahun. Namun, dibandingkan dengan pembiakan hewan yang jumlah keturunannya tunggal, pemuliaan tanaman berada pada posisi yang lebih baik. Selain itu, pendekatan metodologis untuk pemilihan tanaman penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang yang berkembang biak secara vegetatif dan seksual, tanaman tahunan dan tahunan, dll., Juga berbeda.

Metode utama pemuliaan tanaman adalah seleksi dan hibridisasi. Seleksi menuntut adanya heterogenitas, yaitu perbedaan, keragaman dalam kelompok individu yang digunakan. Kalau tidak, seleksi tidak masuk akal, itu tidak efisien. Oleh karena itu, hibridisasi dilakukan terlebih dahulu, dan kemudian, setelah munculnya pemisahan, seleksi.

Jika pemulia kekurangan keragaman alami sifat, kolam gen yang ada, ia menggunakan mutagenesis buatan (mendapatkan mutasi gen, kromosom atau genom - poliploid), untuk memanipulasi gen individu - rekayasa genetika, dan untuk mempercepat proses seleksi - seluler. Namun, hibridisasi dan seleksi telah dan tetap menjadi metode seleksi klasik.

Ada dua bentuk utama seleksi buatan: massa dan individu.

Seleksi massal adalah pemilihan seluruh kelompok individu dengan sifat-sifat yang berharga. Lebih sering digunakan ketika bekerja dengan tanaman penyerbukan silang. Dalam hal ini, varietasnya tidak homozigot. Ini adalah varietas populasi dengan heterozigositas kompleks untuk banyak gen, yang memberikannya plastisitas dalam kondisi lingkungan yang sulit dan kemungkinan memanifestasikan efek heterotik. Keuntungan utama dari metode ini adalah memungkinkan relatif cepat dan tanpa banyak usaha untuk meningkatkan varietas lokal, dan kerugiannya adalah bahwa sifat-sifat yang dipilih tidak dapat dikontrol oleh persyaratan turun-temurun, oleh karena itu hasil seleksi sering tidak stabil.

Persilangan yang bentuk induknya berbeda hanya dalam satu pasang sifat alternatif disebut monohibrid. Mendel, sebelum melintasi berbagai bentuk kacang polong, melakukan penyerbukan sendiri. Ketika menyilangkan kacang polong berbunga putih dengan kacang polong berbunga putih yang sama, ia hanya menerima kacang polong berbunga putih di semua generasi berikutnya. Situasi serupa diamati dalam kasus bunga ungu. Ketika kacang polong berbunga ungu disilangkan dengan tanaman berbunga putih, semua hibrida generasi pertama P1 memiliki bunga ungu, tetapi ketika mereka menyerbuki sendiri di antara hibrida generasi kedua P2, selain tanaman berbunga ungu (tiga bagian), tanaman berbunga putih (satu bagian) muncul.

Persilangan, di mana bentuk tetua berbeda dalam dua pasang sifat alternatif (dalam dua pasang alel), disebut dihibrida.

Dengan menyilangkan bentuk tetua homozigot dengan biji kuning dengan permukaan halus dan biji hijau dengan permukaan keriput, Mendel memperoleh semua tanaman dengan biji kuning halus dan menyimpulkan bahwa sifat-sifat tersebut dominan. Pada generasi kedua setelah penyerbukan sendiri hibrida P1, ia mengamati pemisahan berikut: 315 kuning halus, 101 kuning keriput, 108 hijau mulus dan 32 hijau keriput. Dengan menggunakan bentuk tetua homozigot lainnya (keriput kuning dan hijau halus), Mendel memperoleh hasil yang sama pada hibrida generasi pertama dan kedua, yaitu membelah pada generasi kedua dengan perbandingan 9:3:3:1.

Dengan seleksi individu, keturunan diperoleh dari setiap tanaman secara terpisah dengan kontrol wajib atas pewarisan sifat-sifat yang diinginkan. Ini digunakan dalam penyerbuk sendiri (gandum, jelai). Hasil seleksi individu adalah peningkatan jumlah homozigot. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa selama penyerbukan sendiri homozigot, hanya homozigot yang akan terbentuk, dan setengah dari keturunan heterozigot yang diserbuki sendiri juga akan menjadi homozigot. Dengan seleksi individu, garis bersih terbentuk. Garis murni adalah sekelompok individu yang merupakan keturunan dari satu individu yang melakukan penyerbukan sendiri secara homozigot. Mereka memiliki tingkat homozigositas tertinggi. Namun, praktis tidak ada individu yang benar-benar homozigot, karena proses mutasi terus menerus terjadi yang melanggar homozigositas. Selain itu, penyerbuk sendiri yang paling ketat pun terkadang dapat melakukan penyerbukan silang. Ini meningkatkan kemampuan beradaptasi mereka terhadap kondisi dan kelangsungan hidup, karena orang-orang dengan seleksi buatan juga bertindak pada semua bentuk organik.

Seleksi alam memegang peranan penting dalam pemuliaan, karena ketika seleksi buatan dilakukan, pemulia tidak dapat menghindari bahan pemuliaan tidak terkena kondisi lingkungan. Selain itu, pemulia sering melibatkan seleksi alam untuk memilih bentuk yang paling disesuaikan dengan kondisi pertumbuhan - kelembaban, suhu, ketahanan terhadap hama dan penyakit alami.

Karena salah satu metode pemuliaan adalah hibridisasi, pemilihan jenis persilangan memainkan peran penting, yaitu. sistem penyeberangan.

Sistem perkawinan silang dapat dibagi menjadi dua jenis utama: yang berkerabat dekat (kawin sedarah - perkawinan itu sendiri) dan persilangan antara bentuk-bentuk yang tidak berkerabat (kawin sedarah - perkawinan sedarah). Jika penyerbukan sendiri yang dipaksakan mengarah pada homozigotisasi, maka persilangan yang tidak terkait menyebabkan heterozigotisasi keturunan dari persilangan ini.

Perkawinan sedarah, yaitu penyerbukan sendiri secara paksa dari bentuk penyerbukan silang, selain tingkat homozigositas yang berkembang pada setiap generasi, juga mengarah pada disintegrasi, dekomposisi bentuk asli menjadi sejumlah garis murni. Garis murni seperti itu akan memiliki viabilitas yang berkurang, yang, tampaknya, terkait dengan transisi dari beban genetik ke keadaan homozigot dari semua mutasi resesif, yang di. sebagian besar berbahaya.

Garis murni yang diperoleh sebagai hasil perkawinan sedarah memiliki sifat yang berbeda. Mereka memiliki gejala yang berbeda dengan cara yang berbeda. Selain itu, tingkat penurunan viabilitasnya juga berbeda. Jika garis-garis murni ini disilangkan satu sama lain, maka, sebagai suatu peraturan, efek heterosis diamati.

Heterosis adalah fenomena peningkatan viabilitas, produktivitas, dan fekunditas hibrida generasi pertama, melebihi kedua tetua dalam parameter ini. Sudah dari generasi kedua, efek heterotik memudar. Basis genetik heterosis tidak ditafsirkan secara ambigu, tetapi diasumsikan bahwa heterosis dikaitkan dengan tingkat heterozigositas yang tinggi pada hibrida galur murni (hibrida interline). Produksi bahan jagung murni menggunakan apa yang disebut sterilitas jantan sitoplasma telah dipelajari secara ekstensif dan dikomersialkan di Amerika Serikat. Penggunaannya menghilangkan kebutuhan untuk mengebiri bunga, menghilangkan kepala sari, karena bunga jantan dari tanaman yang digunakan sebagai betina mandul.

Garis murni yang berbeda memiliki kemampuan kombinasi yang berbeda, yaitu, mereka memberikan tingkat heterosis yang tidak sama ketika saling bersilangan. Oleh karena itu, setelah membuat sejumlah besar garis murni, kombinasi persilangan terbaik ditentukan secara eksperimental, yang kemudian digunakan dalam produksi.

Hibridisasi jauh adalah persilangan tanaman milik spesies yang berbeda. Hibrida jauh, sebagai suatu peraturan, steril, yang dikaitkan dengan kandungan dalam genom berbagai kromosom yang tidak berkonjugasi selama meiosis. Akibatnya, gamet steril terbentuk. Untuk menghilangkan penyebab ini, pada tahun 1924 ilmuwan Soviet G. D. Karpechenko mengusulkan untuk menggunakan penggandaan jumlah kromosom pada hibrida jauh, yang mengarah pada pembentukan amphidiploid.

Selain triticale, banyak hibrida jauh yang berharga diperoleh dengan metode ini, khususnya, hibrida rumput gandum-sofa, dll. Dalam hibrida semacam itu, sel-selnya mengandung satu set kromosom diploid lengkap dari satu dan induk lainnya, oleh karena itu kromosom dari setiap orang tua berkonjugasi satu sama lain dan meiosis berlangsung secara normal. Dengan menyilangkan dengan penggandaan berikutnya dari jumlah kromosom blackthorn dan cherry plum, adalah mungkin untuk mengulangi evolusi - untuk menghasilkan resintesis spesies plum domestik.

Hibridisasi semacam itu memungkinkan untuk sepenuhnya menggabungkan dalam satu spesies tidak hanya kromosom, tetapi juga sifat-sifat spesies asli. Misalnya, triticale menggabungkan banyak kualitas gandum (kualitas memanggang tinggi) dan gandum hitam (kandungan asam amino esensial lisin yang tinggi, serta kemampuan untuk tumbuh di tanah berpasir yang buruk).

Ini adalah salah satu contoh penggunaan poliploidi, lebih tepatnya alloploidy, dalam pemuliaan. Autopoliploidi bahkan lebih banyak digunakan. Misalnya, gandum hitam tetraploid dibudidayakan di Belarus, varietas tanaman sayuran poliploid, soba, dan bit gula telah dibiakkan. Semua bentuk tersebut memiliki rendemen yang lebih tinggi dibandingkan dengan bentuk aslinya, kandungan gula (bit), kandungan vitamin dan nutrisi lainnya. Banyak tanaman poliploid alami (gandum, kentang, dll).

Pemuliaan varietas tanaman baru yang sangat produktif memainkan peran penting dalam meningkatkan produktivitas dan menyediakan makanan bagi penduduk. Di banyak negara di dunia ada "revolusi hijau" - intensifikasi tajam produksi pertanian dengan membiakkan varietas tanaman baru dari jenis intensif. Varietas yang berharga dari banyak tanaman pertanian juga telah diperoleh di negara kita.

Dengan menggunakan metode pemuliaan baru, varietas tanaman baru telah diperoleh. Dengan demikian, Akademisi N.V. Tsitsin membiakkan gandum abadi dengan hibridisasi jarak jauh gandum dengan rumput gandum dan poliploidisasi berikutnya. Varietas yang menjanjikan dari triticale tanaman biji-bijian baru diperoleh dengan metode yang sama. Untuk pemilihan tanaman yang diperbanyak secara vegetatif, mutasi somatik digunakan (mereka juga digunakan oleh I.V. Michurin, tetapi ia menyebutnya variasi tunas). Banyak metode I.V. Michurin telah digunakan secara luas setelah pemahaman genetiknya, meskipun beberapa di antaranya belum dikembangkan secara teoritis. Keberhasilan besar telah dicapai dalam menggunakan hasil pemuliaan mutasi dalam pemuliaan varietas baru sereal, kapas dan tanaman pakan ternak. Namun, kontribusi terbesar untuk semua varietas yang dibudidayakan dibuat oleh sampel kumpulan kumpulan gen dunia dari tanaman yang dibudidayakan, yang dikumpulkan oleh N. I. Vavilov dan murid-muridnya.

4. Pemuliaan hewan, metode

Meskipun prinsip-prinsip dasar pemuliaan hewan tidak berbeda secara signifikan dari prinsip-prinsip pemuliaan tanaman, mereka memiliki sejumlah fitur karakteristik. Jadi, pada hewan hanya ada reproduksi seksual, jarang terjadi perubahan generasi (setelah beberapa tahun), jumlah individu pada keturunannya kecil. Pengaruh modifikasi faktor lingkungan sangat menonjol di dalamnya, dan analisis genotipe sulit dilakukan. Oleh karena itu, analisis totalitas fitur eksternal yang menjadi karakteristik breed memperoleh peran penting.

Domestikasi hewan dimulai mungkin 10-12 ribu tahun yang lalu. Itu terjadi terutama di daerah yang sama di mana pusat keanekaragaman dan asal tanaman budidaya berada. Domestikasi menyebabkan melemahnya efek seleksi yang menstabilkan, yang secara tajam meningkatkan tingkat variabilitas dan memperluas jangkauannya. Oleh karena itu, domestikasi segera disertai dengan seleksi. Rupanya, pada awalnya itu adalah seleksi bawah sadar, yaitu pemilihan individu-individu yang terlihat lebih baik, memiliki watak yang lebih damai, dll atau kebutuhan manusia lainnya dalam kondisi alam dan ekonomi tertentu. Pengalaman dari banyak generasi telah memungkinkan untuk menciptakan metode dan aturan untuk seleksi dan seleksi pemuliaan dan membentuk pemuliaan hewan sebagai ilmu.

Jenis persilangan dan metode pemuliaan telah diperkenalkan ke dalam pemuliaan hewan, seringkali dengan ekstrapolasi dari pemuliaan tanaman. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pengenalan pengetahuan genetik ke dalam pemuliaan tanaman dimulai jauh lebih awal daripada ke pemuliaan hewan karena tingginya biaya objek hewan, jumlah mereka yang lebih kecil dalam keluarga, dll. Ekstrapolasi semacam itu, dilakukan tanpa memperhitungkan spesifik dari objek, sering memberikan hasil negatif. Jadi, khususnya, metode perkawinan sedarah diperkenalkan dari pemilihan tanaman penyerbukan sendiri hingga pemilihan hewan sebagai metode utama, meskipun kemudian ditetapkan bahwa penggunaannya secara luas tidak masuk akal, karena breed hewan lebih sesuai dengan varietas-populasi penyerbuk silang. Breed adalah kompleks poliheterozigot kompleks, genotipe di dalamnya diberikan dalam sistem tertentu. Oleh karena itu, jenis persilangan utama adalah outbreeding, meskipun perkawinan sedarah juga digunakan dalam perkawinan - perkawinan sedarah antara saudara laki-laki dan perempuan atau antara orang tua dan anak. Sejak perkawinan sedarah menyebabkan homozigositas, melemahkan hewan, mengurangi ketahanan mereka terhadap kondisi lingkungan, dan meningkatkan kejadian. Namun demikian, ketika membiakkan breed baru, seringkali perlu dilakukan inbreed untuk memperbaiki sifat-sifat karakteristik yang bernilai ekonomis dalam breed, mencegah "pembubaran" mereka, dan menghaluskan persilangan yang tidak terkait. Kadang-kadang dipraktekkan bahkan untuk beberapa generasi untuk mendapatkan beberapa sifat penting dalam bentuk murni, dan kemudian kawin silang harus digunakan dan keturunan heterotik dibiakkan. Persilangan yang tidak berhubungan dalam suatu breed dan bahkan antar breed mengarah pada pemeliharaan dan peningkatan kualitas yang berharga dari breed tersebut, jika persilangan tersebut disertai dengan pemilihan fitur karakteristik.

Contoh yang baik dari perkawinan silang dapat menjadi breed babi Ukraina Stepa Putih yang sangat produktif yang dibiakkan oleh Akademisi M.F. Ivanov dari persilangan babi Ukraina lokal dengan White English yang sangat produktif (pada tahap pertama). Kemudian dilakukan perkawinan silang berulang, beberapa generasi perkawinan sedarah, yang memunculkan beberapa galur murni terpilih yang disilangkan satu sama lain. Jadi, dengan memperhatikan pemilihan produsen awal, kualitasnya, menggabungkan perkawinan sedarah, perkawinan sedarah dan menggunakan seleksi ketat keturunan sesuai dengan karakteristik yang diperlukan, pemulia mewujudkan idenya, rencananya, idenya tentang breed.

Metode utama untuk analisis sifat turun-temurun yang bernilai ekonomis pada hewan pemuliaan adalah analisis eksterior dan evaluasi keturunannya. Untuk mengembangkan jenis hewan baru yang memiliki sifat kompleks yang berharga sesuai dengan rencana pemulia dan persyaratan produksi, pemilihan dan penilaian yang benar terhadap kualitas produsen asli sangat penting. Penilaian dilakukan terutama pada eksterior, yaitu fenotipe. Eksterior dipahami sebagai seluruh rangkaian bentuk dan tanda eksternal hewan, termasuk fisiknya, rasio bagian-bagian tubuh hewan dan bahkan warna dan keberadaan "label" eksteriornya sendiri untuk setiap breed. Pada saat yang sama, untuk peternak berpengalaman, tanda-tanda minat yang tidak signifikan tidak menarik, mereka memilih yang utama. Tetapi pada saat yang sama, dengan memeriksa hubungan korelatif antara sifat-sifat, dimungkinkan, dengan manifestasi fenotipik yang murni eksternal dan tidak signifikan, untuk melacak pewarisan sifat-sifat yang sulit dikendalikan dan bernilai ekonomis yang terkait dengannya.

Karena pemilihan pejantan dalam arti tertentu merupakan faktor penentu, untuk menghindari kesalahan, pemulia sering menggunakan semacam percobaan pendahuluan "menembak", yang intinya adalah mengevaluasi pejantan berdasarkan keturunannya, yang sangat penting ketika mengevaluasi sifat. yang tidak muncul pada pria. Untuk evaluasi, produsen jantan disilangkan dengan beberapa betina, produktivitas dan kualitas keturunan lainnya ditentukan. Untuk menilai kualitas hereditas, misalnya, pejantan untuk lemak susu, ayam jantan untuk produksi telur, dll., sifat-sifat keturunan yang dihasilkan dibandingkan dengan rata-rata breed dan sifat ibu.

Hibridisasi jauh dari hewan domestik kurang produktif daripada di tanaman, karena tidak mungkin untuk mengatasi sterilitas hibrida jauh jika terwujud. Benar, dalam beberapa kasus, hibridisasi jauh spesies dengan set kromosom terkait tidak menyebabkan gangguan meiosis, tetapi mengarah pada fusi normal gamet dan perkembangan embrio pada hibrida jauh, yang memungkinkan untuk memperoleh beberapa keturunan berharga yang menggabungkan fitur yang berguna. dari kedua spesies yang digunakan dalam hibridisasi. Misalnya, breed merino bulu halus telah diperoleh, yang, seperti argali, dapat menggunakan padang rumput pegunungan tinggi yang tidak dapat diakses oleh merino bulu halus. Berhasil menyelesaikan upaya untuk meningkatkan keturunan sapi lokal dengan menyilangkannya dengan zebu dan yak.

Perlu dicatat bahwa tidak selalu perlu untuk mencapai keturunan yang subur dari hibridisasi jauh. Terkadang hibrida steril berguna, seperti, misalnya, bagal telah digunakan selama berabad-abad - hibrida steril kuda dan keledai, dibedakan oleh daya tahan dan daya tahan.

Pemilihan mikroorganisme, metode

Mikroorganisme meliputi, pertama-tama, prokariota (bakteri, actinomycetes, mikoplasma, dll.) Dan eukariota uniseluler - protozoa, ragi, dll. Dari lebih dari 100 ribu spesies mikroorganisme yang dikenal di alam, beberapa ratus sudah digunakan dalam kegiatan ekonomi manusia. , dan jumlahnya terus bertambah. Lompatan kualitatif dalam penggunaannya terjadi dalam 20-30 tahun terakhir, ketika banyak mekanisme genetik untuk pengaturan proses biokimia yang terjadi dalam sel mikroorganisme ditetapkan.

Mikroorganisme memainkan peran yang sangat penting dalam biosfer dan dalam kehidupan manusia. Banyak dari mereka menghasilkan lusinan jenis zat organik - asam amino, protein, antibiotik, vitamin, lipid, asam nukleat, enzim, pigmen, gula, dll., Banyak digunakan di berbagai bidang industri dan kedokteran. Cabang-cabang industri makanan seperti memanggang, produksi alkohol, beberapa asam organik, pembuatan anggur, dan banyak lainnya didasarkan pada aktivitas mikroorganisme.

Industri mikrobiologi memberlakukan persyaratan ketat pada produsen berbagai senyawa yang penting untuk teknologi produksi: pertumbuhan yang dipercepat, penggunaan substrat yang murah untuk aktivitas vital, dan ketahanan terhadap infeksi oleh mikroorganisme. Dasar ilmiah industri ini adalah kemampuan untuk menciptakan mikroorganisme dengan sifat genetik baru yang telah ditentukan sebelumnya dan kemampuan untuk menggunakannya dalam skala industri.

Pemilihan mikroorganisme (berlawanan dengan pemilihan tumbuhan dan hewan) memiliki sejumlah fitur:

peternak memiliki jumlah bahan yang tidak terbatas untuk dikerjakan - dalam hitungan hari, miliaran sel dapat ditumbuhkan dalam cawan Petri atau tabung reaksi pada media nutrisi;

penggunaan proses mutasi yang lebih efisien, karena genom mikroorganisme adalah haploid, yang memungkinkan untuk mendeteksi mutasi apa pun yang sudah ada pada generasi pertama;

organisasi genom bakteri lebih sederhana: ada lebih sedikit gen dalam genom, dan regulasi genetik interaksi gen kurang kompleks.

Fitur-fitur ini meninggalkan jejak mereka pada metode seleksi mikroorganisme, yang dalam banyak hal berbeda secara signifikan dari metode seleksi tumbuhan dan hewan. Misalnya, dalam pemilihan mikroorganisme, biasanya digunakan kemampuan alami mereka untuk mensintesis senyawa apa pun yang berguna bagi manusia (asam amino, vitamin, enzim, dll.). Dalam hal menggunakan metode rekayasa genetika, dimungkinkan untuk memaksa bakteri dan mikroorganisme lain untuk menghasilkan senyawa tersebut, yang sintesisnya dalam kondisi alami tidak pernah melekat di dalamnya (misalnya, hormon manusia dan hewan, senyawa aktif biologis).

Mikroorganisme alami, sebagai suatu peraturan, memiliki produktivitas rendah dari zat-zat yang menarik bagi pemulia. Untuk digunakan dalam industri mikrobiologi, diperlukan galur yang sangat produktif, yang dibuat dengan berbagai metode pemuliaan, termasuk seleksi di antara mikroorganisme alami.

Pemilihan galur yang sangat produktif didahului oleh kerja selektif dari pemulia dengan materi genetik dari mikroorganisme asli. Secara khusus, berbagai metode rekombinasi gen banyak digunakan: konjugasi, transduksi, transformasi, dan proses genetik lainnya. Misalnya, konjugasi (pertukaran materi genetik antara bakteri) memungkinkan untuk membuat strain yang mampu memanfaatkan hidrokarbon minyak. Seringkali mereka menggunakan transduksi (transfer gen dari satu bakteri ke bakteri lain, melalui bakteriofag), transformasi (transfer DNA yang diisolasi dari satu sel ke sel lain) dan amplifikasi (peningkatan jumlah salinan gen yang diinginkan).

Jadi, pada banyak mikroorganisme, gen untuk biosintesis antibiotik atau pengaturnya terletak di plasmid, dan bukan di kromosom utama. Oleh karena itu, peningkatan jumlah plasmid ini dengan amplifikasi dapat secara signifikan meningkatkan produksi antibiotik.

Tahap paling penting dalam pekerjaan pemuliaan adalah induksi mutasi. Eksperimen memperoleh mutasi membuka prospek yang hampir tak terbatas untuk menciptakan bahan awal dalam pemuliaan. Probabilitas (frekuensi) mutasi pada mikroorganisme (10-10 - 10-6) lebih rendah daripada semua organisme lain (10-6 -10-4). Tetapi kemungkinan mengisolasi mutasi untuk gen ini pada bakteri jauh lebih tinggi daripada pada tumbuhan dan hewan, karena cukup sederhana dan cepat untuk mendapatkan jutaan keturunan dalam mikroorganisme.

Untuk mengisolasi mutasi, digunakan media selektif, di mana mutan dapat tumbuh, tetapi individu induk asli dari tipe liar mati. Seleksi juga dilakukan menurut warna dan bentuk koloni, laju pertumbuhan mutan dan bentuk liar, dll.

Seleksi untuk produktivitas (misalnya, produsen antibiotik) dilakukan sesuai dengan tingkat antagonisme dan penghambatan pertumbuhan strain sensitif. Untuk ini, galur produsen ditaburkan di "halaman" dari budaya yang sensitif. Ukuran tempat, di mana tidak ada pertumbuhan galur sensitif di sekitar koloni galur produsen, digunakan untuk menilai tingkat aktivitas (dalam hal ini, antibiotik). Secara alami, koloni yang paling produktif dipilih untuk reproduksi. Sebagai hasil seleksi, produktivitas produsen bisa meningkat ratusan hingga ribuan kali lipat. Misalnya, dengan menggabungkan mutagenesis dan seleksi dalam bekerja dengan jamur Penicillium, hasil antibiotik penisilin meningkat sekitar 10.000 kali dibandingkan dengan strain liar asli.

Peran mikroorganisme dalam mikrobiologi, industri makanan, pertanian dan bidang lainnya hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi. Sangat penting untuk dicatat bahwa banyak mikroorganisme menggunakan limbah industri, produk minyak untuk menghasilkan produk yang berharga dan dengan demikian menghancurkannya, melindungi lingkungan dari polusi.

5.Bioteknologi, rekayasa genetika dan sel

Bioteknologi adalah produksi sadar produk dan bahan yang diperlukan untuk manusia dengan bantuan organisme hidup dan proses biologis.

Sejak dahulu kala, bioteknologi telah digunakan terutama dalam industri makanan dan ringan: dalam pembuatan anggur, pembuatan kue, fermentasi produk susu, dalam pemrosesan rami dan kulit berdasarkan penggunaan mikroorganisme. Dalam beberapa dekade terakhir, kemungkinan bioteknologi telah berkembang pesat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa metodenya lebih menguntungkan daripada yang konvensional karena alasan sederhana bahwa pada organisme hidup, reaksi biokimia yang dikatalisis oleh enzim berlangsung dalam kondisi optimal (suhu dan tekanan), lebih produktif, ramah lingkungan dan tidak memerlukan bahan kimia. yang meracuni lingkungan.

Objek bioteknologi adalah banyak perwakilan dari kelompok organisme hidup - mikroorganisme (virus, bakteri, protozoa, jamur ragi), tumbuhan, hewan, serta sel dan komponen subseluler (organel) yang diisolasi dari mereka, dan bahkan enzim. Bioteknologi didasarkan pada proses fisiologis dan biokimia yang terjadi dalam sistem kehidupan, yang menghasilkan pelepasan energi, sintesis dan pemecahan produk metabolisme, pembentukan komponen kimia dan struktural sel.

Arah utama bioteknologi adalah produksi senyawa aktif biologis (enzim, vitamin, hormon), obat-obatan (antibiotik, vaksin, serum, antibodi yang sangat spesifik, dll.) dengan bantuan mikroorganisme dan sel eukariotik yang dibudidayakan, serta senyawa berharga. (bahan tambahan pakan, misalnya asam amino esensial, protein pakan, dll.). Metode rekayasa genetika telah memungkinkan untuk mensintesis dalam jumlah industri hormon seperti insulin dan somatotropin (hormon pertumbuhan), yang diperlukan untuk pengobatan penyakit genetik manusia.

Salah satu bidang bioteknologi modern yang paling penting juga adalah penggunaan metode biologis untuk memerangi pencemaran lingkungan (pengolahan air limbah secara biologis, tanah yang tercemar, dll.).

Dengan demikian, strain bakteri yang mampu mengakumulasi uranium, tembaga, dan kobalt dapat digunakan secara luas untuk mengekstrak logam dari air limbah. Bakteri lain dari genus Rhodococcus dan Nocardia berhasil digunakan untuk emulsifikasi dan penyerapan minyak hidrokarbon dari lingkungan akuatik. Mereka mampu memisahkan fase air dan minyak, mengkonsentrasikan minyak, dan memurnikan air limbah dari kotoran minyak. Dengan mengasimilasi hidrokarbon minyak, mikroorganisme tersebut mengubahnya menjadi protein, vitamin B, dan karoten.

Beberapa strain halobacteria telah berhasil digunakan untuk menghilangkan bahan bakar minyak dari pantai berpasir. Strain rekayasa genetika juga telah diperoleh yang mampu membelah oktan, kamper, naftalena, xilena, dan efisien memanfaatkan minyak mentah.

Penggunaan metode bioteknologi untuk melindungi tanaman dari hama dan penyakit sangat penting.

Bioteknologi merambah ke industri berat, di mana mikroorganisme digunakan untuk mengekstrak, mengubah, dan memproses sumber daya alam. Sudah di zaman kuno, ahli metalurgi pertama memperoleh besi dari bijih rawa yang diproduksi oleh bakteri besi, yang mampu mengonsentrasikan besi. Sekarang metode telah dikembangkan untuk konsentrasi bakteri dari sejumlah logam mulia lainnya: mangan, seng, tembaga, kromium, dll. Metode ini digunakan untuk mengembangkan tempat pembuangan tambang tua dan endapan buruk di mana metode penambangan tradisional tidak ekonomis.

Rekayasa genetika adalah salah satu metode bioteknologi yang paling penting. Ini melibatkan penciptaan artifisial yang disengaja dari kombinasi tertentu dari bahan genetik yang mampu berfungsi secara normal dalam sel, yaitu, mengalikan dan mengendalikan sintesis produk akhir. Ada beberapa jenis metode rekayasa genetika, tergantung pada tingkat dan fitur penggunaannya.

Rekayasa genetika digunakan terutama pada prokariota dan mikroorganisme, meskipun baru-baru ini mulai diterapkan pada eukariota yang lebih tinggi (misalnya, tanaman). Metode ini mencakup isolasi gen individu dari sel atau sintesis gen di luar sel (misalnya, berdasarkan messenger RNA yang disintesis oleh gen tertentu), penataan ulang yang ditargetkan, penyalinan dan reproduksi gen yang diisolasi atau disintesis (kloning gen), serta sebagai transfer dan penyertaan mereka dalam subjek untuk mengubah genom. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk mencapai penggabungan gen "asing" ke dalam sel bakteri dan sintesis senyawa penting bagi manusia oleh bakteri. Berkat ini, adalah mungkin untuk memperkenalkan gen sintesis insulin dari genom manusia ke dalam genom E. coli. Insulin yang disintesis oleh bakteri digunakan untuk mengobati pasien diabetes.

Perkembangan rekayasa genetika menjadi mungkin berkat penemuan dua enzim - enzim restriksi yang memotong molekul DNA di area yang ditentukan secara ketat, dan ligase yang menjahit potongan molekul DNA yang berbeda menjadi satu. Selain itu, rekayasa genetika didasarkan pada penemuan vektor, yang merupakan molekul DNA sirkular pendek yang bereproduksi secara independen dalam sel bakteri. Dengan bantuan enzim restriksi dan ligase, gen yang diperlukan dimasukkan ke dalam vektor, kemudian mencapai inklusi dalam genom sel inang.

Rekayasa sel adalah metode membangun jenis sel baru berdasarkan budidaya, hibridisasi, dan rekonstruksinya. Ini didasarkan pada penggunaan metode kultur sel dan jaringan. Ada dua bidang rekayasa sel: 1) penggunaan sel yang dikultur untuk sintesis berbagai senyawa yang berguna bagi manusia; 2) penggunaan sel yang dibudidayakan untuk mendapatkan tanaman yang diregenerasi darinya.

Sel tumbuhan dalam kultur merupakan sumber penting dari zat alami yang paling berharga, karena mereka mempertahankan kemampuan untuk mensintesis zat mereka sendiri: alkaloid, minyak esensial, resin, dan senyawa biologis aktif. Dengan demikian, sel-sel ginseng yang dipindahkan ke kultur terus mensintesis, seperti dalam komposisi seluruh tanaman, bahan baku obat yang berharga. Selain itu, manipulasi apa pun dapat dilakukan dengan sel dan genomnya dalam kultur. Dengan menggunakan mutagenesis terinduksi, adalah mungkin untuk meningkatkan produktivitas galur sel yang dikultur dan melaksanakan hibridisasinya (termasuk hibridisasi jauh) jauh lebih mudah dan sederhana daripada di tingkat organisme secara keseluruhan. Selain itu, mereka, serta dengan sel prokariotik, dapat direkayasa secara genetik.

Dengan hibridisasi limfosit (sel yang mensintesis antibodi, tetapi tumbuh dengan enggan dan untuk waktu yang singkat dalam kultur) dengan sel tumor yang memiliki potensi keabadian dan mampu tumbuh tanpa batas dalam lingkungan buatan, salah satu tugas terpenting bioteknologi saat ini tahap telah dipecahkan - sel hibridoma mampu mensintesis antibodi yang sangat spesifik tanpa akhir dari jenis tertentu.

Dengan demikian, rekayasa sel memungkinkan untuk merancang sel jenis baru menggunakan proses mutasi, hibridisasi, dan, terlebih lagi, menggabungkan fragmen individu dari sel yang berbeda (inti, mitokondria, plastid, sitoplasma, kromosom, dll.), sel dari berbagai jenis. , terkait tidak hanya dengan genera yang berbeda, keluarga, tetapi juga dengan kerajaan. Ini memfasilitasi solusi dari banyak masalah teoretis dan sangat penting secara praktis.

Rekayasa seluler banyak digunakan dalam pemuliaan tanaman. Hibrida tomat dan kentang, apel dan ceri telah dibiakkan. Tanaman yang diregenerasi dari sel-sel tersebut dengan hereditas yang berubah memungkinkan untuk mensintesis bentuk baru, varietas yang memiliki sifat berguna dan tahan terhadap kondisi lingkungan dan penyakit yang merugikan. Metode ini juga banyak digunakan untuk "menyelamatkan" varietas berharga yang terkena penyakit virus. Beberapa sel apikal yang belum terinfeksi virus diisolasi dari kecambahnya dalam kultur, dan tanaman sehat diregenerasi darinya, pertama dalam tabung reaksi, kemudian ditransplantasikan ke tanah dan diperbanyak.

Kesimpulan

Untuk menyediakan makanan dan bahan mentah yang ramah bagi dirinya sendiri dan pada saat yang sama tidak membawa planet ini ke bencana ekologis, umat manusia perlu belajar bagaimana mengubah sifat turun-temurun dari organisme hidup secara efektif. Oleh karena itu, bukan kebetulan bahwa tugas utama pemulia di zaman kita adalah memecahkan masalah menciptakan bentuk baru tanaman, hewan, dan mikroorganisme yang beradaptasi dengan baik dengan metode produksi industri, tahan terhadap kondisi buruk secara stabil, menggunakan energi matahari secara efisien. dan, yang paling penting, memungkinkan memperoleh produk biologis murni tanpa pencemaran lingkungan yang berlebihan. Pada dasarnya pendekatan baru untuk memecahkan masalah mendasar ini adalah penggunaan rekayasa genetika dan sel dalam pemuliaan.

Bioteknologi tidak hanya memecahkan masalah spesifik sains dan produksi. Ini memiliki tugas metodologis yang lebih global - ia memperluas dan mempercepat skala dampak manusia pada satwa liar dan berkontribusi pada adaptasi sistem kehidupan dengan kondisi keberadaan manusia, yaitu ke noosfer. Bioteknologi dengan demikian bertindak sebagai faktor kuat dalam evolusi adaptif antropogenik.

Bioteknologi, genetika dan rekayasa sel memiliki prospek yang menjanjikan. Dengan munculnya semakin banyak vektor baru, seseorang akan menggunakannya untuk memperkenalkan gen yang diperlukan ke dalam sel tumbuhan, hewan, dan manusia. Ini secara bertahap akan menyingkirkan banyak penyakit keturunan manusia, memaksa sel untuk mensintesis obat yang diperlukan dan senyawa aktif biologis, dan kemudian langsung protein dan asam amino esensial yang dimakan.

Bibliografi

1. Biologi. / N.P.Sokolova, I.I.Andreeva dan lainnya - M.: Higher School, 1987. 304p.

2. Kolesnikov S.I. Ekologi. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2003. - 384 hal.

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

4. Petrov B.Yu. biologi umum. - St. Petersburg: Kimia, 1999. - 420s

5. Petrov K.M. Interaksi masyarakat dan alam: Buku teks untuk universitas. - St. Petersburg: Kimia, 1998. - 408 hal.

dipostingpadaallbest.ru

Dokumen serupa

Pemuliaan sebagai ilmu tentang cara-cara menciptakan keturunan baru hewan, varietas tanaman, galur mikroorganisme dengan sifat-sifat yang dibutuhkan seseorang. Fitur pemuliaan hewan pada tahap ini, metode dan prinsip yang digunakan, pendekatan, alat dan tujuan.

presentasi, ditambahkan 25/01/2012


Informasi umum dan sejarah pemuliaan - ilmu tentang metode untuk menciptakan dan meningkatkan jenis hewan baru dan yang sudah ada, varietas tanaman, galur mikroorganisme, dengan sifat yang berguna bagi manusia. Prinsip dasar pemuliaan hewan, beberapa fiturnya.

presentasi, ditambahkan 09/06/2016


Penciptaan dan peningkatan varietas tanaman budidaya dan jenis hewan peliharaan, penerapan metode ini dalam produksi tanaman (pemuliaan tanaman) dan peternakan (pemuliaan hewan). Varietas tanaman dan breed hewan dengan sifat biologis yang diinginkan.

presentasi, ditambahkan 25/10/2011


Jenis seleksi dan signifikansinya. Metode seleksi mikroorganisme dan hewan. Bioteknologi, genetika dan rekayasa sel. Maksud dan tujuan pemuliaan sebagai ilmu. Proses domestikasi spesies tumbuhan dan hewan baru untuk memenuhi kebutuhan manusia.

makalah, ditambahkan 09/10/2010


Pemuliaan sebagai ilmu tentang metode untuk menciptakan varietas tanaman yang sangat produktif, keturunan hewan dan strain mikroorganisme. Pusat asal tanaman budidaya. Hukum deret homolog. mutagenesis yang diinduksi. Poliploidi dan hibridisasi dalam pemuliaan.

presentasi, ditambahkan 12/09/2011


Ilmu pemuliaan bentuk-bentuk baru organisme hidup dan tugas pemuliaan untuk meningkatkan kualitas produk, varietas dan keturunan. Keanekaragaman genetik tanaman, hewan dan distribusi geografisnya, heterosis dan perkawinan sedarah, signifikansinya di alam dan seleksi.

presentasi, ditambahkan 17/09/2012


Pemuliaan sebagai ilmu untuk meningkatkan yang ada dan membiakkan varietas baru tanaman, jenis hewan dan strain mikroorganisme dengan sifat-sifat yang diperlukan untuk seseorang, tujuan dan sasarannya, arah pengembangan untuk hari ini. Lingkup penggunaan metode seleksi.

presentasi, ditambahkan 18/04/2013


Pemuliaan sebagai ilmu tentang metode menciptakan dan meningkatkan keturunan hewan, varietas tanaman, strain mikroorganisme, tujuan dan sasarannya, metode dan teknik yang digunakan, pencapaian modern. Konsep dan prinsip hibridisasi. Jenis seleksi dan pentingnya mutogenesis.

presentasi, ditambahkan 15/12/2015


Konsep seleksi sebagai evolusi yang dikendalikan oleh manusia. Pemuliaan varietas tanaman dan hewan baru untuk sifat manusia sebagai tugas utama pemulia. Metode seleksi: seleksi, hibridisasi, mutagenesis. Pusat asal tanaman budidaya.

presentasi, ditambahkan 23/02/2013


Pola hereditas dan variabilitas mutasi sebagai dasar teori seleksi, tugas dan metodenya. Pemuliaan jenis baru hewan, varietas tanaman, mikroorganisme, dengan mempertimbangkan hukum evolusi, peran lingkungan dalam pengembangan dan pembentukan tanda.

Pilihan - adalah ilmu untuk menciptakan dan meningkatkan jenis hewan, varietas tanaman, dan galur mikroorganisme yang baru dan yang sudah ada. Dasar teori seleksi adalah genetika.

tugas seleksi :

Meningkatkan produktivitas tanaman, hewan dan mikroorganisme

Dalam pemuliaan keturunan baru, varietas, galur

Memastikan produksi maksimum dengan biaya minimum

Untuk mengatasi masalah tersebut perlu:

Pengetahuan tentang pola pewarisan sifat

Studi tentang variabilitas herediter

Studi variabilitas modifikasi (pengaruh lingkungan terhadap perkembangan sifat)

Studi tentang varietas, spesies dan keragaman generik tanaman

Pengembangan strategi dan metode seleksi buatan

Breed hewan, varietas tanaman, dan galur mikroorganisme adalah populasi organisme yang diciptakan secara artifisial oleh manusia, dengan serangkaian ciri khas yang ditetapkan secara turun temurun (produktivitas). Strain - keturunan dari satu sel, kultur murni, tetapi strain yang berbeda dapat diperoleh dari satu sel.

Seringkali, tanaman budidaya dan hewan peliharaan tidak dapat hidup tanpa manusia, karena sebagai hasil seleksi, organisme telah diinokulasi dengan sifat-sifat yang bermanfaat bagi manusia, tetapi berbahaya bagi organisme itu sendiri.

Di Rusia, pendiri seleksi dianggap Nikolai Vavilov .

Terpasang 8 pusat asal membudidayakan tanaman, seperti selama ekspedisi ia mempelajari keanekaragaman dan nenek moyang liar mereka di berbagai belahan dunia.

diformulasikan hukum deret homolog hereditas dan variabilitas: spesies dan genera yang dekat secara genetik dicirikan oleh rangkaian variabilitas genetik yang serupa. Mengetahui bentuk variabilitas apa yang diamati pada satu spesies, seseorang dapat meramalkan penemuan bentuk serupa pada spesies terkait. Ini karena spesies terkait berevolusi dari nenek moyang yang sama melalui seleksi alam. Artinya, keturunan yang diwarisi darinya kira-kira set gen yang sama dan mutasi yang dihasilkan harus serupa.

Hukum berlaku untuk tumbuhan dan hewan: albinisme dan kurangnya bulu pada burung; albinisme dan tidak berbulu pada mamalia. Pada tumbuhan, paralelisme diamati dalam hal fitur: biji-bijian telanjang dan tipis, telinga berduri dan tidak bertangkai.

Untuk pembiakan dan pertanian, ini memungkinkan untuk menemukan pada spesies terkait fitur karakteristik yang tidak ada dalam satu, tetapi ada pada yang lain. Kedokteran menerima bahan untuk penelitiannya, karena dimungkinkan untuk mempelajari penyakit manusia menggunakan hewan dengan penyakit homolog. Misalnya diabetes melitus pada tikus, tuli bawaan pada tikus, katarak pada anjing, dll.

Hibridisasi

Proses mendapatkan hibrida didasarkan pada penggabungan materi genetik dari sel dan organisme yang berbeda. Hibrida dapat diperoleh selama proses seksual, dengan menggabungkan sel somatik. Hibridisasi: interspesifik dan intraspesifik (terkait dan tidak terkait)

1) Perkawinan sedarah - persilangan organisme yang terkait erat, dengan nenek moyang yang sama. Ini khas untuk tanaman penyerbukan sendiri dan hewan hermafrodit.

Keras - persilangan kerabat dekat: ibu dan anak, saudara laki-laki dan perempuan

Organisme terkait persilangan lunak dalam 4 dan generasi berikutnya

Dengan setiap generasi, homozigositas hibrida meningkat, dan karena banyak yang berbahaya mutasi berada dalam gen resesif, mereka muncul dalam keadaan homozigot. Konsekuensi dari perkawinan sedarah adalah melemahnya dan degenerasi keturunan. Melalui perkawinan sedarah, garis bersih , fitur langka yang diinginkan telah diperbaiki.

2) Perkawinan sedarah - persilangan organisme yang tidak terkait, tanpa ikatan keluarga selama 6 generasi sebelumnya. Ini adalah persilangan perwakilan dari spesies yang sama, tetapi garis, varietas, ras yang berbeda. Ini digunakan untuk menggabungkan sifat-sifat berharga dari berbagai galur, untuk meningkatkan kelangsungan hidup galur breed atau varietas, yang membantu mencegah degenerasi mereka.

heterosis - sebuah fenomena di mana generasi pertama hibrida telah meningkatkan produktivitas dan kelangsungan hidup dibandingkan dengan bentuk induknya.

Manifestasi penuh heterosis hanya diamati pada generasi pertama, karena sebagian besar alel masuk ke keadaan heterozigot. Kemudian mereka secara bertahap masuk ke keadaan homozigot dan efek heterosis melemah. Ini digunakan dalam pertanian, karena garis murni selalu dipertahankan dalam pemuliaan tanaman. Heterosis tanaman dapat bersifat reproduktif, somatik dan adaptif.

4) Hibridisasi jauh atau interspesifik - persilangan dua individu dari spesies yang berbeda. Ini digunakan untuk menggabungkan kualitas berharga dari individu dari spesies yang berbeda. Jadi hibrida diperoleh: gandum dan rumput gandum, gandum hitam dan gandum = triticale, ceri dan ceri burung = ceropadus, beluga dan sterlet = bester, kuda jantan dan keledai = hinny, polecat dan mink = honorik, hares hare dan hare = manset.

Argali domba liar dan domba merino bulu halus = archaromerinos

Kuda betina dan keledai = bagal, tangguh, kuat, mandul, dengan umur panjang dan vitalitas meningkat.

Masalah - ketidaksuburan hibrida interspesifik. Itu terjadi karena fakta bahwa spesies yang berbeda memiliki jumlah dan struktur kromosom yang berbeda, oleh karena itu, konjugasi dan proses divergensi kromosom selama meiosis terganggu.

Sangat sulit untuk mengatasi infertilitas pada hewan hibrida. Pada tahun 1924 Karpechenko menciptakan hibrida kubis-langka dan untuk pertama kalinya mengatasi ketidaksuburan menggunakan metode poliplodisasi . Dia menyilangkan lobak dan kubis (2n-18; n-9 xp-m). Tetapi selama meiosis, kromosom tidak berkonjugasi dan tidak menyebar, hibridanya steril. Kemudian, dengan menggunakan kolkisin, yang menghalangi pembentukan mikrotubulus gelendong, Karpechenko menggandakan set kromosom hibrida menjadi tetraploid (4 n -36, 2 n -18). Akibatnya, konjugasi, pembentukan gamet dan pemulihan kesuburan menjadi mungkin.

Pada hewan, menjadi mungkin untuk mendapatkan hibrida menggunakan rekayasa sel.

Pilihan

Palsu pilihan - penciptaan keturunan dan varietas baru melalui konservasi sistematis dan reproduksi individu dengan karakteristik tertentu. Pada awalnya, seleksi dilakukan secara tidak sadar: seseorang melakukannya sejak awal domestikasi hewan. Seleksi modern dilakukan secara sadar, berdasarkan pengetahuan tentang seleksi dan genetika, yaitu hukum hereditas dan variabilitas.

Landasan teori dikemukakan oleh Charles Darwin. Dia membuktikan bahwa varietas dan keturunan memiliki satu nenek moyang yang sama dan bukan spesies yang berdiri sendiri. Manusia membentuk varietas dan keturunan menurut kepentingannya sendiri, sering kali merugikan kelangsungan hidup hewan.

- massa bertujuan untuk mempertahankan kelompok. Ini digunakan terutama untuk mikroorganisme dan tanaman penyerbukan silang. Seleksi dilakukan sesuai dengan fenotipe , dengan demikian fitur yang diinginkan semakin berkembang.

- individu ditujukan untuk pelestarian individu. Ini digunakan untuk tanaman yang menyerbuki sendiri (memperoleh garis bersih) dan hewan. Karena jangka waktu untuk memperoleh keturunan pada hewan cukup lama, maka seleksi dilakukan menurut: genotip , untuk reproduksi meninggalkan individu individu.

Mutagenesis

Mutagenesis adalah produksi mutasi dengan bantuan agen fisik dan kimia. Misalnya metode poliplodisasi , efeknya dicapai dengan paparan racun colchicine, yang menghancurkan benang spindel fisi.

Fitur seleksi

1) Tanaman

Dicirikan oleh reproduksi seksual dan aseksual, seleksi massa dengan fenotipe digunakan. berbagai bentuk hibridisasi. Poliploidi digunakan untuk meningkatkan ketahanan varietas dan mengatasi sterilitas hibrida.

michurin – metode mentor : pengaruh arah tanaman inang terhadap sifat-sifat hibrida muda setelah okulasi.

Fitur pengembangbiakan hewan

Hewan hanya bereproduksi secara seksual, yang sangat membatasi metode perkembangbiakan. Metode utama adalah seleksi individu dan berbagai bentuk hibridisasi. Di bidang pertanian, fenomena heterosis dan inseminasi buatan digunakan.

Astaurov - ulat sutera dengan poliplodisasi.

Ivanov – Babi stepa putih Ukraina dengan hibridisasi interspesifik

Fitur pemilihan mikroorganisme

Genom bakteri adalah haploid, diwakili oleh satu molekul DNA melingkar, sehingga setiap mutasi sudah muncul pada generasi pertama. Namun, tingkat reproduksi yang sangat tinggi memudahkan pencarian mutan. Metode utama adalah mutagenesis buatan eksperimental dan pemilihan galur yang paling produktif. Dengan demikian, strain jamur penicillium diperoleh, yang produktivitasnya meningkat beberapa kali.

Metode pemuliaan komplementer modern .

1. Inseminasi Buatan.

2. Super-ovulasi hormonal.

3. Perpindahan embrio.

Pandangan Darwin

Darwin mempelajari metode pemuliaan breed baru dan menetapkan tahapannya: peternak memilih individu dengan sifat yang dia butuhkan; menerima keturunan dari mereka; memilih individu di mana sifat yang diinginkan diekspresikan lebih baik. Setelah beberapa generasi, sifat itu tetap, menjadi stabil, jenis atau varietas baru terbentuk.
Dengan demikian, pemilihan didasarkan pada faktor-faktor berikut:

1. Keanekaragaman awal individu, yaitu variabilitas alami mereka.

2. Keteralihan sifat-sifat melalui pewarisan.

3. Seleksi buatan.

Mengisi aplikasi untuk persiapan ujian biologi atau kimia

Bentuk umpan balik singkat

Subjek– biologi

Kelas- 9 "A" dan "B"

Durasi- 40 menit

Guru - Zhelovnikova Oksana Viktorovna

Topik pelajaran: "Dasar genetik seleksi organisme"

Bentuk proses pendidikan: pelajaran yang keren.

Jenis pelajaran: pelajaran dalam mengkomunikasikan pengetahuan baru.

Target: Untuk mengetahui dasar-dasar genetik seleksi organisme.

Tujuan pelajaran:

1. memperluas pengetahuan tentang seleksi organisme sebagai ilmu;

2. memperkenalkan sejarah singkat seleksi;

3. memperdalam pengetahuan tentang varietas, breed dan strain organisme;

4. untuk membentuk pengetahuan tentang metode utama seleksi organisme;

5. mengungkapkan peran mendasar dari pola dan hukum genetik untuk praktik pemuliaan.

Peralatan: Buku teks presentasi TIK "Fundamentals of selection" yang diedit oleh I.N. Ponomareva,

majalah "Biologi di sekolah" No. 1-1998, tabel "Metode pemuliaan tanaman", "Metode pemuliaan hewan", boneka hibrida tanaman buah.

Selama kelas.

1.Memperbarui pengetahuan siswa:

Peran apa yang dimainkan oleh sifat-sifat umum semua organisme - hereditas dan variabilitas - dalam perkembangan seleksi?

Apa inti dari hukum genetik dan apa perannya dalam seleksi?

2. Mempelajari materi baru

Cerita guru disertai dengan presentasi

geser 1 Tumbuhan dan hewan peliharaan yang dibudidayakan terbentuk pada periode prasejarah. Budidaya tanaman dan domestikasi hewan menyediakan makanan dan pakaian bagi manusia. Upaya pertama untuk menjinakkan hewan dan membudidayakan tanaman dimulai pada milenium 20 - 30 SM. Di Asia Tengah, Transcaucasia, Rusia selatan, gandum dikenal di Zaman Batu. Pada awal milenium ke-7 SM. di pegunungan Kurdistan (Irak) mereka menanam gandum - einkorn liar. Pada milenium ke-10 SM. mulai membudidayakan banyak tanaman dan menjinakkan hewan.

Hewan peliharaan dan tanaman budidaya adalah keturunan dari nenek moyang liar.

Manusia pada awal pembentukannya menjinakkan hewan yang dia butuhkan.

Pertanyaan ke kelas: Hewan apa yang pernah dijinakkan oleh manusia?

ayam bank (ayam) argali (domba) serigala (anjing)

Seorang pria mengumpulkan benih tanaman yang berguna dan menaburnya di dekat tempat tinggalnya, mengolah tanah dan memilih benih terbesar untuk tanaman baru.

Seleksi tumbuhan dan hewan dalam jangka panjang berkontribusi pada munculnya bentuk-bentuk budaya dengan sifat-sifat khusus yang dibutuhkan manusia.

Namun, peran utama dalam evolusi tanaman budidaya dan hewan peliharaan adalah mutasi, seleksi dan seleksi.

Guru: Apa yang Anda pahami tentang seleksi?

Seleksi (lat. "selectio" - seleksi)

Anak berpikir, menjawab, kemudian guru menunjukkan jawaban yang benar. Geser nomor 2

Ini adalah ilmu yang mempelajari dasar-dasar biologis dan metode untuk menciptakan dan meningkatkan breed hewan, varietas tanaman dan strain mikroorganisme.

Ini adalah cabang produksi pertanian yang terlibat dalam pemuliaan praktis varietas baru dan hibrida dari tanaman budidaya, breed hewan dan strain mikroorganisme dengan sifat yang diperlukan untuk manusia.

Guru: Sebutkan tugas-tugas seleksi. ( siswa menjawab)

geser nomor 3

1.meningkatkan hasil varietas tanaman, produktivitas bangsa ternak,

strain mikroorganisme.

2. Penciptaan varietas dan breed yang tahan terhadap penyakit dan kondisi iklim.

3. memperoleh varietas, breed dan strain yang cocok untuk budidaya dan pemuliaan secara mekanis atau industri.

Saat ini, mengingat pertumbuhan populasi dunia, produksi produk pertanian yang lebih luas diperlukan. Peran yang menentukan dalam memecahkan masalah global ini untuk seluruh dunia diberikan pada pemilihan tumbuhan, hewan, mikroorganisme

3. Menit pendidikan jasmani.

1.latihan untuk tulang belakang

2.olahraga untuk mata.

geser 4 BREED, VARIETY, STRAIN - ini adalah populasi hewan, tumbuhan, jamur, dan bakteri yang diperoleh secara artifisial dengan sifat-sifat yang diperlukan untuk manusia.

geser 5 DASAR TEORITIS SELEKSI - genetika. Genetika adalah studi tentang hereditas dan variasi. Sifat-sifat organisme hidup ditentukan oleh GENOTIPE mereka, tunduk pada variabilitas, sehingga perkembangan seleksi didasarkan pada hukum genetika.

geser 6 METODE SELEKSI UMUM SELEKSI BUATAN. HIBRIDISASI. MUTAGENESIS. POLIPLOIDI.

Geser 7 SELEKSI BUATAN adalah pilihan oleh seseorang yang paling berharga baginya individu hewan dan tumbuhan dari spesies, jenis atau varietas tertentu untuk mendapatkan keturunan dari mereka dengan sifat yang diinginkan. Bab Darwin meletakkan dasar teoretis dari metode ini, mengidentifikasi dua bidang: UNCONSCIOUS dan METODOLOGIS (CONSCIOUS)

Geser 8 Seleksi buatan untuk sifat-sifat individu yang menarik bagi seseorang. Seleksi tidak sadar telah dilakukan sejak zaman kuno: menurut tanda-tanda eksternal, yang terbaik dipilih dan disebarkan. Buatan metodis. Seleksi adalah penciptaan bentuk-bentuk baru tanaman dan hewan yang dibudidayakan dengan menggunakan metode pemuliaan dan berbagai teknologi.

Geser 9 Hibridisasi adalah proses menciptakan hibrida dari dua organisme induk yang berbeda dalam genotipe dan bereproduksi secara seksual.

Geser 10 HIBRIDISASI Intraspesifik (dalam spesies yang sama antara individu dari bentuk yang berbeda.) Interspesifik, atau jauh (antara individu dari spesies yang berbeda)

geser 11 HETEROSIS Fenomena keunggulan generasi pertama hibrida atas kedua bentuk tetua dalam beberapa cara disebut HYBRID POWER atau HETEROSIS. - produktivitas yang lebih tinggi dalam peternakan - produktivitas yang lebih tinggi dalam produksi tanaman. - saat melintasi hibrida F 1, efek heterosis melemah dan menghilang. - hibrida yang diperoleh dengan hibridisasi jauh seringkali tidak subur (Bale adalah hibrida kuda dengan keledai.)

geser 12 MUTAGENESIS adalah proses terjadinya perubahan herediter (mutasi) di bawah pengaruh faktor fisik dan kimia (mutagen) MUTASI - alami (spontan) - - buatan (diinduksi)

geser 13 MUTAGENESIS Beberapa mutasi meningkatkan sifat suatu organisme, ternyata menarik dan bermanfaat bagi manusia, dan digunakan dalam pemuliaan.

Geser 14 POLYPLOIDY - perubahan herediter di mana set kromosom haploid meningkat berkali-kali lipat, terjadi sebagai akibat dari pelanggaran divergensi kromosom dalam mitosis atau meiosis di bawah pengaruh faktor lingkungan. - ionisasi - suhu rendah. -zat kimia.

geser 15 POLYPLOIDY Ukuran besar Tahan terhadap kondisi buruk. Kandungan banyak zat yang berharga bagi manusia telah meningkat. Digunakan dalam pemuliaan tanaman.

Pekerjaan mandiri dengan buku teks(mengisi tabel)

Metode Seleksi

			Gunakan dalam pemuliaan
			tanaman		hewan
	terkait (perkawinan sedarah)	intraspesies, interspesies, kawin silang, menyebabkan heterosis menjadi heterozigot populasi dengan tinggi produktifitas		Persilangan keturunan jauh, fitur yang berbeda, menjadi heterozigot populasi dan heterosis. Keturunan mungkin tidak subur
	erat terkait (kawin sedarah)	penyerbukan sendiri penyerbukan silang tanaman oleh palsu membuat garis bersih		Persimpangan antara kerabat dekat menjadi homozigot garis bersih dengan sifat yang diinginkan
Palsu pilihan	massa	Berlaku untuk penyerbukan silang tanaman		Tak dapat diterapkan
	individu	Berlaku untuk tumbuhan yang melakukan penyerbukan sendiri garis bersih menonjol keturunan satu individu yang melakukan penyerbukan sendiri		Seleksi ketat diterapkan untuk nilai ekonomi, daya tahan, eksterior
Pilihan	eksperimental memperoleh poliploid	Digunakan untuk mendapatkan bentuk poliploid yang lebih produktif dan produktif		Tak dapat diterapkan
	Eksperimental mutagenesis	Ini digunakan untuk mendapatkan bahan sumber untuk pemilihan yang lebih tinggi tumbuhan dan mikroorganisme

5. Cerminan Jadi mari kita simpulkan:

1. Apa itu seleksi belajar?

2. Apa yang dimaksud dengan varietas, breed, strain?

3. Tugas kita selanjutnya adalah mengingat metode pemilihan utama.

seleksi buatan(tidak sadar, sadar)

Hibridisasi(intraspesifik, interspesifik)

Mutagenesis(mutasi alami dan buatan)

Poliploidi

6. Pekerjaan rumah: 27, syarat hal 109 pertanyaan 1, 2, 3 secara lisan.

1. Struktur pemuliaan modern

2. Teori proses seleksi

3. Seleksi buatan

4. Sejarah berkembang biak di Rusia

5. Pemuliaan tanaman, hewan, dan mikroorganisme secara pribadi

1. Struktur pemuliaan modern

Seleksi (dari bahasa Latin selectio, seligere - seleksi) adalah ilmu tentang metode untuk menciptakan varietas tanaman yang sangat produktif, keturunan hewan dan strain mikroorganisme.

Pilihan modern - Ini adalah area aktivitas manusia yang luas, yang merupakan perpaduan berbagai cabang ilmu pengetahuan, produksi pertanian, dan pemrosesan kompleksnya.

Selama seleksi, transformasi herediter yang stabil dari berbagai kelompok organisme terjadi. Menurut ekspresi kiasan N.I. Vavilov, "... seleksi adalah evolusi yang diarahkan oleh kehendak manusia." Diketahui bahwa pencapaian seleksi banyak digunakan oleh Charles Darwin dalam memperkuat ketentuan utama teori evolusi.

Seleksi modern didasarkan pada pencapaian genetika dan merupakan dasar dari pertanian dan bioteknologi yang sangat produktif dan efisien.

Tugas pemuliaan modern

Penciptaan varietas baru dan perbaikan, breed dan strain lama dengan fitur yang bermanfaat secara ekonomi.

Penciptaan teknologi sistem biologis yang sangat produktif yang memaksimalkan penggunaan bahan baku dan sumber energi planet ini.

Meningkatkan produktivitas breed, varietas dan strain per satuan luas per satuan waktu.

Meningkatkan kualitas produk konsumen.

Mengurangi pangsa produk sampingan dan pemrosesan kompleksnya.

Mengurangi bagian kerugian dari hama dan penyakit.

Struktur pemuliaan modern

Doktrin seleksi modern adalah rekan senegaranya yang luar biasa - ahli agronomi, ahli botani, ahli geografi, pelancong, otoritas terkenal di dunia di bidang genetika, pemuliaan, penanaman tanaman, kekebalan tanaman, penyelenggara utama ilmu pertanian dan biologi di negara kita - Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943). Banyak sifat yang berguna secara ekonomi secara genotip kompleks, karena aksi gabungan dari banyak gen dan kompleks gen. Penting untuk mengidentifikasi gen-gen ini, untuk menetapkan sifat interaksi di antara mereka, jika tidak, seleksi dapat dilakukan secara membabi buta. Oleh karena itu, N.I. Vavilov berpendapat bahwa genetika adalah dasar teoretis dari seleksi.

N.I. Vavilov memilih bagian seleksi berikut:

1) doktrin varietas asli, spesies dan potensi generik;

2) doktrin variabilitas herediter (pola variabilitas, doktrin mutasi);

3) doktrin peran lingkungan dalam identifikasi karakteristik varietas (pengaruh faktor lingkungan individu, doktrin tahapan perkembangan tanaman dalam kaitannya dengan seleksi);

4) teori hibridisasi baik dalam bentuk yang berhubungan maupun spesies yang jauh;

5) teori proses seleksi (penyerbuk sendiri, penyerbuk silang, perbanyakan tanaman secara vegetatif dan apogami);

6) doktrin arah utama dalam pekerjaan pemuliaan, seperti seleksi untuk kekebalan, untuk sifat fisiologis (tahan dingin, tahan kekeringan, fotoperiodisme), seleksi untuk kualitas teknis, komposisi kimia;

7) pemuliaan tanaman, hewan dan mikroorganisme secara pribadi.

Ajaran N.I. Vavilov tentang pusat asal tanaman budidaya

Doktrin bahan sumber adalah dasar dari pemuliaan modern. Bahan sumber berfungsi sebagai sumber variabilitas herediter - dasar untuk seleksi buatan. N.I. Vavilov menetapkan bahwa ada daerah di Bumi dengan tingkat keragaman genetik tanaman budidaya yang sangat tinggi, dan mengidentifikasi pusat asal utama tanaman budidaya (awalnya, N.I. Vavilov mengidentifikasi 8 pusat, tetapi kemudian mengurangi jumlahnya menjadi 7). Untuk setiap pusat, karakteristik tanaman pertanian yang paling penting telah ditetapkan.

1. pusat tropis - termasuk wilayah tropis India, Indochina, Cina Selatan dan pulau-pulau di Asia Tenggara. Setidaknya seperempat dari populasi dunia masih tinggal di Asia tropis. Di masa lalu, populasi relatif wilayah ini bahkan lebih signifikan. Sekitar sepertiga dari tanaman yang dibudidayakan saat ini berasal dari pusat ini. Ini adalah rumah bagi tanaman seperti beras, tebu, teh, lemon, jeruk, pisang, terong, serta sejumlah besar buah-buahan dan sayuran tropis.

2. Pusat Asia Timur - termasuk daerah beriklim sedang dan subtropis di Cina Tengah dan Timur, Korea, Jepang, dan sebagian besar wilayah lainnya. Taiwan. Sekitar seperempat penduduk dunia juga tinggal di wilayah ini. Sekitar 20% flora budaya dunia berasal dari Asia Timur. Ini adalah tempat kelahiran tanaman seperti kedelai, millet, kesemek, dan banyak tanaman sayuran dan buah lainnya.

3. Pusat Asia Barat Daya - termasuk wilayah pegunungan bagian dalam Asia Kecil (Anatolia), Iran, Afghanistan, Asia Tengah, dan India Barat Laut. Kaukasus juga berbatasan di sini, flora budaya yang, seperti yang telah ditunjukkan oleh penelitian, secara genetik terkait dengan Asia Barat. Tanah air gandum lunak, gandum hitam, gandum, barley, kacang polong, melon.

Pusat ini dapat dibagi lagi menjadi fokus berikut:

a) Kaukasia dengan banyak jenis asli gandum, gandum hitam dan buah. Untuk gandum dan gandum hitam, seperti yang ditunjukkan oleh studi perbandingan, ini adalah fokus dunia yang paling penting dari asal spesies mereka;

b) Asia Barat , termasuk Asia Kecil, Suriah Dalam dan Palestina, Transyordania, Iran, Afghanistan Utara dan Asia Tengah bersama dengan Turkestan Cina;

c) India Barat Laut , yang meliputi, selain Punjab dan provinsi-provinsi yang berdekatan di India Utara dan Kashmir, juga Balochistan dan Afghanistan Selatan.

Sekitar 15% flora budaya dunia berasal dari wilayah ini. Kerabat liar gandum, gandum hitam, dan berbagai buah Eropa terkonsentrasi di sini dalam keanekaragaman spesies yang luar biasa. Sampai sekarang, mungkin untuk melacak di sini untuk banyak spesies rangkaian berkelanjutan dari yang dibudidayakan ke bentuk liar, yaitu, untuk membangun hubungan yang diawetkan antara bentuk liar dan yang dibudidayakan.

4. Pusat Mediterania - termasuk negara-negara yang terletak di tepi Laut Mediterania. Pusat geografis yang luar biasa ini, yang di masa lalu dicirikan oleh peradaban kuno terbesar, telah melahirkan sekitar 10% spesies tanaman yang dibudidayakan. Diantaranya adalah gandum durum, kubis, bit, wortel, rami, anggur, zaitun, dan banyak sayuran dan tanaman pakan ternak lainnya.

5. Pusat Abyssinian . Jumlah total spesies tanaman yang dibudidayakan terkait asal mereka dengan Abyssinia tidak melebihi 4% dari flora budaya dunia. Abyssinia dicirikan oleh sejumlah spesies endemik dan bahkan genus tanaman budidaya. Diantaranya adalah pohon kopi, semangka, sereal teff (Eragrostis abyssinica), tanaman minyak nougat (Guizolia ahyssinica), jenis pisang khusus.

Di Dunia Baru, lokalisasi yang sangat ketat dari dua pusat spesiasi tanaman budidaya utama telah ditetapkan.

6. Pusat Amerika Tengah, meliputi wilayah yang luas di Amerika Utara, termasuk Meksiko bagian selatan. Tiga pusat dapat dibedakan di pusat ini:

a) Gunung Meksiko selatan,

b) Amerika Tengah,

c.Pulau Hindia Barat.

Sekitar 8% dari berbagai tanaman budidaya berasal dari pusat Amerika Tengah, seperti jagung, bunga matahari, kapas pokok Amerika, kakao (pohon coklat), sejumlah kacang-kacangan, labu, banyak buah-buahan (guayava, anone dan alpukat).

7. Pusat Andes, di Amerika Selatan, terbatas pada punggungan Andes. Ini adalah tempat kelahiran kentang dan tomat. Di sinilah pohon kina dan semak coca berasal.

Seperti dapat dilihat dari daftar pusat geografis, pengenalan awal sebagian besar tanaman budidaya ke dalam budaya tidak hanya dikaitkan dengan wilayah floristik yang dibedakan oleh flora yang kaya, tetapi juga dengan peradaban kuno. Hanya sedikit tanaman yang diperkenalkan di masa lalu ke dalam budidaya dari flora liar di luar pusat geografis utama yang terdaftar. Tujuh pusat geografis yang ditunjukkan sesuai dengan budaya pertanian paling kuno. Pusat tropis Asia Selatan dikaitkan dengan budaya India dan Indocina kuno yang tinggi. Penggalian terbaru telah menunjukkan kekunoan yang mendalam dari budaya ini, sinkron dengan Timur Dekat. Pusat Asia Timur dikaitkan dengan budaya Cina kuno, dan pusat Asia Barat Daya dikaitkan dengan budaya kuno Iran, Asia Kecil, Suriah, Palestina, dan Assyro-Babilonia. Mediterania selama ribuan tahun SM memusatkan budaya Etruscan, Hellenic dan Mesir. Budaya khas Abyssinian memiliki akar yang dalam, mungkin bertepatan dengan budaya Mesir kuno. Di Dunia Baru, pusat Amerika Tengah dikaitkan dengan budaya Maya yang hebat, yang mencapai sukses besar dalam sains dan seni sebelum Columbus. Pusat Andes di Amerika Selatan digabungkan dalam pembangunan dengan peradaban pra-Inca dan Inca yang luar biasa.

N.I. Vavilov memilih sekelompok tanaman sekunder yang berasal dari gulma: gandum hitam, gandum, dll. N.I. Vavilov menemukan bahwa "poin penting dalam menilai bahan untuk seleksi adalah kehadiran di dalamnya berbagai bentuk turun-temurun." N.I. Vavilov membedakan kelompok varietas awal berikut: varietas lokal, varietas asing, dan varietas dari daerah lain. Saat mengembangkan teori pengenalan (pelaksanaan) varietas regional dan asing lainnya, “pusat morfogenesis primer harus dibedakan dari pusat morfogenesis sekunder”. Misalnya, di Spanyol, "sejumlah besar varietas dan spesies gandum" ditemukan, tetapi ini karena "daya tarik di sini banyak spesies dari fokus yang berbeda." N.I. Vavilov sangat mementingkan bentuk hibrida baru. Keanekaragaman gen dan genotipe pada N.I. Vavilov menyebut potensi genetik dari bahan sumber.

Perkembangan ajaran N.I. Vavilov tentang pusat asal tanaman budidaya.

Sayangnya, banyak ide dari N.I. Vavilov tidak dihargai dengan baik oleh orang-orang sezamannya. Hanya pada paruh kedua abad ke-20 pusat-pusat besar konservasi kumpulan gen tanaman budidaya dan kerabat liarnya didirikan di Filipina, Meksiko, Kolombia, dan negara-negara asing lainnya.

Pada paruh kedua abad XX. muncul data baru tentang sebaran tanaman budidaya. Memperhatikan data tersebut, Akademisi P.M. Zhukovsky mengembangkan ajaran N.I. Vavilov tentang pusat asal tanaman budidaya. Dia menciptakan teori megacenters (pusat genetik, atau pusat gen), menyatukan pusat primer dan sekunder asal tanaman budidaya, serta beberapa kerabat liar mereka. Dalam bukunya "The World Plant Gene Pool for Breeding" (1970) P.M. Zhukovsky memilih 12 megacenter: Cina-Jepang, Indonesia-Indochina, Australia, Hindustan, Asia Tengah, Asia Barat, Mediterania, Afrika, Eropa-Siberia, Amerika Tengah, Amerika Selatan, Amerika Utara. Pusat mega yang terdaftar mencakup wilayah geografis yang luas (misalnya, seluruh wilayah Afrika di selatan Sahara ditugaskan ke Pusat Afrika). Pada saat yang sama, P.M. Zhukovsky memilih 102 pusat mikro, di mana bentuk individu tanaman ditemukan. Misalnya, kacang manis, tanaman hias yang populer, adalah rumah bagi Fr. Sisilia; bentuk unik gandum berasal dari beberapa daerah di Georgia, khususnya, gandum Zanduri, yang merupakan kompleks supraspesifik yang tahan terhadap banyak penyakit jamur (selain itu, bentuk dengan kemandulan jantan sitoplasma ditemukan di antara gandum ini).

Hukum deret homolog

Mensistematisasikan doktrin materi sumber, N.I. Vavilov merumuskan hukum deret homologis (1920):

1. Spesies dan genera yang dekat secara genetik dicirikan oleh rangkaian variabilitas herediter yang serupa dengan keteraturan sedemikian rupa sehingga, dengan mengetahui jumlah bentuk dalam satu spesies, seseorang dapat memperkirakan terjadinya bentuk paralel pada spesies dan genera lain. Semakin dekat genera dan spesies secara genetik terletak dalam sistem umum, semakin lengkap kesamaan dalam deret variabilitasnya.

2. Seluruh famili tumbuhan umumnya dicirikan oleh siklus variabilitas tertentu yang melewati semua genera dan spesies yang membentuk famili.

Menurut hukum ini, spesies dan genera yang dekat secara genetik memiliki gen serupa yang memberikan serangkaian alel dan varian sifat yang serupa.

Signifikansi teoritis dan praktis dari hukum deret homolog:

N.I. Vavilov dengan jelas membedakan antara variabilitas intraspesifik dan interspesifik. Pada saat yang sama, spesies dianggap sebagai sistem yang integral dan mapan secara historis.

N.I. Vavilov menunjukkan bahwa variabilitas intraspesifik tidak terbatas dan tunduk pada hukum tertentu.

Hukum deret homolog merupakan pedoman bagi pemulia untuk memprediksi kemungkinan variasi sifat.

N. I. Vavilov adalah yang pertama melakukan pencarian yang ditargetkan untuk alel langka atau mutan dalam populasi alami dan populasi tanaman budidaya. Saat ini, pencarian alel mutan untuk meningkatkan produktivitas galur, varietas dan breed terus dilakukan.

Identifikasi tingkat keanekaragaman hayati dan konservasinya

Untuk menemukan pusat keanekaragaman dan kekayaan bentuk tumbuhan, N.I. Vavilov melakukan banyak ekspedisi, yang untuk tahun 1922 ... 1933. mengunjungi 60 negara di dunia, serta 140 wilayah negara kita.

Penting untuk ditekankan bahwa pencarian tanaman budidaya dan kerabat liarnya tidak dilakukan secara membabi buta, seperti di sebagian besar negara, termasuk Amerika Serikat, tetapi didasarkan pada teori ketat tentang pusat asal tanaman budidaya yang dikembangkan oleh N.I. Vavilov. Jika sebelumnya ahli botani-geografi sedang mencari "secara umum" untuk tanah air gandum, maka Vavilov mencari pusat asal spesies individu, kelompok spesies gandum di berbagai wilayah di dunia. Pada saat yang sama, sangat penting untuk mengidentifikasi area distribusi alami (rentang) varietas spesies ini dan untuk menentukan pusat keanekaragaman terbesar bentuknya (metode botani-geografis). Untuk menetapkan sebaran geografis varietas dan ras tanaman budidaya dan kerabat liarnya, N.I. Vavilov mempelajari pusat-pusat budaya pertanian paling kuno, yang awalnya ia lihat di daerah pegunungan Ethiopia, Asia Barat dan Tengah, Cina, India, di Andes Amerika Selatan, dan bukan di lembah lebar sungai besar - Sungai Nil, Gangga, Tigris, dan Efrat, seperti yang diklaim para ilmuwan sebelumnya. .

Sebagai hasil dari ekspedisi, dana berharga sumber daya tanaman dunia dikumpulkan, berjumlah lebih dari 250.000 sampel. Koleksi serupa dibuat di Amerika Serikat, tetapi secara signifikan lebih rendah daripada koleksi Vavilov baik dari segi jumlah spesimen maupun komposisi spesies.

Koleksi sampel yang dikumpulkan di bawah bimbingan N.I. Vavilov, disimpan di Leningrad di All-Union Institute of Plant Industry (VIR), dibuat oleh N.I. Vavilov pada tahun 1930 atas dasar Institut Botani Terapan dan Budaya Baru All-Union (sebelumnya Departemen Botani dan Pemuliaan Terapan, bahkan sebelumnya - Biro Botani Terapan). Selama Perang Patriotik Hebat, selama pengepungan Leningrad, karyawan VIR bertugas sepanjang waktu untuk mengumpulkan benih tanaman biji-bijian. Banyak karyawan VIR meninggal karena kelaparan, tetapi spesies dan kekayaan varietas yang tak ternilai, dari mana para pemulia di seluruh dunia masih mengambil bahan untuk membuat varietas dan hibrida baru, tetap terpelihara.

Pada paruh kedua abad ke-20, ekspedisi baru diselenggarakan untuk mengumpulkan sampel guna melengkapi koleksi VIR; saat ini, koleksi ini mencakup hingga 300.000 spesimen tanaman milik 1.740 spesies.

Untuk menyimpan bahan sumber dalam bentuk hidup, berbagai perkebunan digunakan: pembibitan koleksi, koleksi-uterus, rahim dan perkebunan industri. Berbagai metode digunakan untuk mengawetkan sampel koleksi: penyimpanan benih dengan penaburan kembali secara berkala, penyimpanan sampel beku (stek, tunas), pemeliharaan kultur sel jaringan. Pada tahun 1976, Gudang Benih Nasional untuk kumpulan gen VIR dibangun di Kuban, dengan kapasitas 400.000 sampel. Dalam penyimpanan ini, benih disimpan pada suhu yang ditentukan secara ketat, yang memungkinkan mereka untuk mempertahankan perkecambahan dan mencegah akumulasi mutasi, termasuk. pada suhu nitrogen cair (-196 °С).

Studi sistematis tentang sumber daya tanaman dunia dari tanaman budidaya yang paling penting telah secara radikal mengubah gagasan tentang komposisi varietas dan spesies bahkan tanaman yang dipelajari dengan baik seperti gandum, gandum hitam, jagung, kapas, kacang polong, rami dan kentang. Di antara spesies dan banyak varietas tanaman budidaya yang dibawa dari ekspedisi, hampir setengahnya ternyata baru, belum diketahui sains. Koleksi terkaya yang dikumpulkan dipelajari dengan cermat menggunakan metode seleksi, genetika, bioteknologi paling modern, serta dengan bantuan tanaman geografis.

Penurunan keragaman genetik pada tingkat populasi adalah tanda zaman kita

Banyak varietas tanaman modern (kacang polong, pohon kopi, dll.) berasal dari beberapa individu pendiri. Ratusan jenis hewan peliharaan berada di ambang kepunahan. Misalnya, perkembangan industri peternakan unggas telah menyebabkan penurunan tajam dalam komposisi breed ayam di seluruh dunia: hanya 4 ... 6 dari 600 breed dan varietas yang diketahui yang paling banyak digunakan. Situasi yang sama adalah khas untuk spesies pertanian lainnya. Peran penting dalam proses pengurangan tingkat keanekaragaman dimainkan oleh manajemen ekonomi yang tidak rasional, yang mengabaikan organisasi sistemik yang terbentuk secara evolusioner dari populasi alami dan pertanian, pembagian alami mereka menjadi subpopulasi yang berbeda secara genetik. Ide N.I. Vavilov tentang perlunya mengidentifikasi dan melestarikan keragaman dikembangkan dalam karya-karya A.S. Serebrovsky, S.S. Chetverikov dan ilmuwan domestik lainnya. Metode seleksi yang ditujukan untuk konservasi keanekaragaman hayati akan dibahas di bawah ini.

Saat ini, bahan sumber untuk pemuliaan adalah:

Varietas dan breed saat ini dibudidayakan dan dibiakkan.

Varietas dan breed yang tidak berproduksi, tetapi memiliki nilai genetik dan pemuliaan yang tinggi dalam parameter tertentu.

Varietas lokal dan breed asli.

Kerabat liar dari tanaman budidaya dan hewan peliharaan: spesies, subspesies, ekotipe, varietas, bentuk.

Spesies tumbuhan dan hewan liar, menjanjikan untuk dimasukkan ke dalam budaya dan domestikasi. Diketahui, saat ini hanya 150 spesies tanaman pertanian dan 20 spesies hewan peliharaan yang dibudidayakan. Dengan demikian, potensi spesies besar dari spesies liar tetap tidak dimanfaatkan.

Garis genetik yang dibuat secara eksperimental, hibrida dan mutan yang diperoleh secara artifisial.

Saat ini, secara umum diterima bahwa bahan sumber lokal dan asing harus digunakan sebagai bahan sumber. Bahan sumber harus cukup beragam: semakin besar keragamannya, semakin besar kemungkinan pilihan. Pada saat yang sama, bahan sumber harus sedekat mungkin dengan gambar (model) ideal dari hasil seleksi - varietas, breed, strain (lihat di bawah). Saat ini, pencarian alel mutan untuk meningkatkan produktivitas varietas, breed dan strain terus dilakukan.

mutagenesis yang diinduksi.

Percobaan memperoleh mutasi pada tanaman dan mikroorganisme dan penggunaannya dalam pemuliaan

Metode yang efektif untuk mendapatkan bahan awal adalah metode mutagenesis yang diinduksi – perolehan mutasi secara artifisial. Mutagenesis terinduksi memungkinkan untuk memperoleh alel baru yang tidak dapat ditemukan di alam. Misalnya, galur mikroorganisme yang sangat produktif (penghasil antibiotik), varietas tanaman kerdil dengan peningkatan prekoksitas, dll. telah diperoleh dengan cara ini. Mutasi yang diperoleh secara eksperimental pada tanaman dan mikroorganisme digunakan sebagai bahan untuk seleksi buatan. Dengan cara ini, strain mikroorganisme yang sangat produktif (produsen antibiotik), varietas tanaman kerdil dengan peningkatan prekoksitas, dll. telah diperoleh.

Untuk mendapatkan mutasi yang diinduksi pada tanaman, mutagen fisik (radiasi gamma, sinar-X, dan radiasi ultraviolet) dan supermutagen kimia yang dibuat khusus (misalnya, N-metil-N-nitrosourea) digunakan.

Dosis mutagen dipilih sedemikian rupa sehingga tidak lebih dari 30 ... 50% dari objek yang dirawat mati. Misalnya, saat menggunakan radiasi pengion, dosis kritis seperti itu berkisar antara 1...3 hingga 10...15 dan bahkan 50...100 kiloroentgen. Saat menggunakan mutagen kimia, larutan berairnya dengan konsentrasi 0,01 ... 0,2% digunakan; waktu pemrosesan - dari 6 hingga 24 jam atau lebih.

Pengolahan dikenakan serbuk sari, biji, bibit, kuncup, stek, umbi, umbi dan bagian lain dari tanaman. Tanaman yang tumbuh dari biji yang dirawat (tunas, stek, dll.) disebut M1 (generasi mutan pertama). Pada M1, seleksi sulit karena sebagian besar mutasi bersifat resesif dan tidak muncul dalam fenotipe. Selain itu, bersama dengan mutasi, perubahan yang tidak diwariskan sering terjadi: fenokopi, terate, morfosis.

Oleh karena itu, isolasi mutasi dimulai pada M2 (generasi mutan kedua), ketika setidaknya beberapa mutasi resesif muncul, dan kemungkinan mempertahankan perubahan non-herediter menurun. Biasanya, seleksi berlanjut selama 2-3 generasi, meskipun dalam beberapa kasus dibutuhkan hingga 5-7 generasi untuk menghilangkan perubahan yang tidak diwariskan (perubahan non-herediter seperti itu yang bertahan selama beberapa generasi disebut modifikasi jangka panjang).

Bentuk mutan yang dihasilkan baik secara langsung memunculkan varietas baru (misalnya, tomat kerdil dengan buah kuning atau oranye) atau digunakan dalam pekerjaan pemuliaan lebih lanjut.

Namun, penggunaan mutasi yang diinduksi dalam pemuliaan masih terbatas, karena mutasi mengarah pada penghancuran kompleks genetik yang telah ada secara historis. Pada hewan, mutasi hampir selalu menyebabkan penurunan viabilitas dan/atau infertilitas. Beberapa pengecualian termasuk ulat sutera, yang dengannya pekerjaan pemuliaan intensif dilakukan menggunakan auto- dan allopolyploid (B.L. Astaurov, V.A. Strunnikov).

mutasi somatik. Sebagai hasil dari mutagenesis yang diinduksi, tanaman mutan sebagian (organisme chimeric) sering diperoleh. Dalam hal ini, seseorang berbicara tentang mutasi somatik (ginjal). Banyak varietas tanaman buah, anggur, dan kentang adalah mutan somatik. Varietas ini mempertahankan sifat-sifatnya jika diperbanyak secara vegetatif, misalnya dengan mencangkok pucuk (stek) yang diberi mutagen ke dalam mahkota tanaman non-mutan; dengan cara ini, misalnya, jeruk tanpa biji diperbanyak.

Poliploidi. Seperti yang Anda ketahui, istilah "poliploidi" digunakan untuk merujuk pada berbagai fenomena yang terkait dengan perubahan jumlah kromosom dalam sel.

Autopoliploidi adalah pengulangan beberapa dalam sel dari set kromosom yang sama (genom). Autopoliploidi sering disertai dengan peningkatan ukuran sel, butiran serbuk sari, dan ukuran organisme secara keseluruhan. Misalnya, aspen triploid mencapai ukuran raksasa, tahan lama, dan kayunya tahan terhadap pembusukan. Di antara tanaman yang dibudidayakan, baik triploid (pisang, teh, bit gula) dan tetraploid (gandum hitam, semanggi, soba, jagung, anggur, serta stroberi, pohon apel, semangka) tersebar luas. Beberapa varietas poliploid (stroberi, pohon apel, semangka) diwakili oleh triploid dan tetraploid. Autopolyploid dicirikan oleh kandungan gula yang tinggi, kandungan vitamin yang tinggi. Efek positif poliploidi dikaitkan dengan peningkatan jumlah salinan gen yang sama dalam sel, dan, karenanya, dalam peningkatan dosis (konsentrasi) enzim. Biasanya, autopoliploid kurang subur daripada diploid, tetapi penurunan kesuburan biasanya lebih dari diimbangi dengan peningkatan ukuran buah (apel, pir, anggur) atau peningkatan kandungan zat tertentu (gula, vitamin). Pada saat yang sama, dalam beberapa kasus, poliploidi menyebabkan penghambatan proses fisiologis, terutama pada tingkat ploidi yang sangat tinggi. Misalnya, gandum dengan kromosom 84 kurang produktif dibandingkan dengan gandum kromosom 42.

alopoliploidi - Ini adalah penyatuan set kromosom yang berbeda (genom) dalam sel. Seringkali, allopolyploid diperoleh dengan hibridisasi jauh, yaitu dengan melintasi organisme milik spesies yang berbeda. Hibrida semacam itu biasanya steril (mereka secara kiasan disebut "bagal tanaman"), namun, dengan menggandakan jumlah kromosom dalam sel, kesuburan (kesuburan) mereka dapat dipulihkan. Dengan cara ini, hibrida gandum dan gandum hitam (triticale), prem ceri dan blackthorn, ulat sutra murbei dan jeruk keprok diperoleh.

Poliploidi dalam pemuliaan digunakan untuk mencapai tujuan berikut:

Memperoleh bentuk yang sangat produktif yang dapat langsung dimasukkan ke dalam produksi atau digunakan sebagai bahan untuk seleksi lebih lanjut;

Pemulihan kesuburan pada hibrida interspesifik;

Transfer bentuk haploid ke tingkat diploid.

Dalam kondisi eksperimental, pembentukan sel poliploid dapat disebabkan oleh paparan suhu ekstrem: rendah (0 ... +8 ° C) atau tinggi (+38 ... + 45 ° C), serta dengan memperlakukan organisme atau bagiannya (bunga, biji atau kecambah tanaman, telur atau embrio hewan) oleh racun mitosis. Racun mitosis meliputi: colchicine (alkaloid colchicum musim gugur - tanaman hias terkenal), kloroform, chloral hydrate, vinblastine, acenaphthene, dll.

Dalam pelajaran ini, kita akan melihat bagaimana keteraturan yang ditemukan oleh genetika dalam kedokteran dan pertanian diterapkan dalam praktik, kita akan mempelajari dasar-dasar seleksi organisme, bagaimana seleksi berkontribusi pada pemuliaan keturunan hewan dengan sifat-sifat yang diperlukan untuk manusia.

Tentu saja, kecil kemungkinan tanda seperti itu akan memberikan perjuangan kompetitif dan seleksi alam di lingkungan -zha-yu-schey lingkungan ini. Tapi tanda ini untuk-di-te-re-co-val che-lo-ve-ka, dan ro-da ini dibuat bersama. Selain itu, dari-apakah bentuk buatan sendiri dari yang liar juga memiliki buah yang sangat besar-untuk-vi-itu-stu, ini adalah kualitas utama, demi pria-yang-ke-usia dan mulai menciptakan keturunan ini. Misalnya, telur-tse-hidung-tulang ayam di putih kaki-tanduk adalah sekitar 350 telur per tahun, dan telur-tse-hidung-tulang di-ko-th pre-ka ban-ki-vskoy mereka. ku-ri-tsy menghasilkan 18-20 telur per tahun (Gbr. 2).

Beras. 2. Ayam Leghorn Putih dan Ayam Perbankan ()

Dari contoh-contoh ini, Anda dapat-ve-sti untuk-da-chi pemilihan waktu bersama, kepada mereka dari-no-sit-sya:

1. Po-lu-che-ing baru Anda-dengan-uro-zhai-ny dan tahan-chi-untuk-untuk-bo-le-va-ing ras hewan dan varietas ras -ny.

2. Varietas dan breed plastik eco-lo-gi-che-ski yang lebih baik, yaitu mereka yang dapat hidup di berbagai kondisi eco-logi-che-sky-vi-yah.

3. Po-lu-che-breed dan varietas yang cocok untuk pembersihan tikus-len-no-go you-ra-schi-va-nia dan me-ha-ni-zi-ro-van-noah industri.

Muncul-la-se-ceramah pada awal man-lo-ve-che-stva, sekitar 20-30 ribu tahun yang lalu, ketika orang menjadi cara yang tidak disengaja untuk berpakaian mach-ni-vat zhi-here-nyh, seseorang di sekitar mereka. Kriteria utama adalah bahwa hewan dapat berkembang biak di penangkaran dan memiliki seratus karakter yang akurat tetapi baik , nyaman untuk memeliharanya. Ini berfungsi sebagai pendahulu untuk pengembangan ilmu pemuliaan. Shi-ro-some odo-mash-ni-va-nie na-cha-elk di suatu tempat di abad 8-6 SM, dan pada saat itu mereka semua odo-mash-bukan-kita kali ini, hewan dan okul- balapan tu-re-na, tapi itu masih bukan sains. Pi-o-ne-rum dari ilmu seleksi di negara kita adalah Ni-ko-lai Iva-no-vich Va-vi-lov (Gbr. 3).

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

Va-vi-lov percaya bahwa berdasarkan kuliah os-no-ve terletak pilihan yang tepat untuk ra-bo-you is-mo-no-go ma-te-ri-a-la , keragaman genetik dan pengaruh lingkungan pada manifestasi tanda-tanda sifat turun-temurun dengan 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 hibrida baru Wa-vi-lov or-ga-ni-zo-val di tahun 1920-30 de-syat-ki ex-pe-di-tsy di seluruh dunia. Selama percobaan ini, ia berhasil mengumpulkan lebih dari seribu spesies ras budaya dan varietas co-li-che-stvo yang sangat besar. Pada tahun 1940, sudah ada 300 ribu spesimen dalam ras All-So-Uz-In-sti-tu-te-te-ni-water-stva. Saat ini, kumpulan kuliah ada dalam seratus-yan-tapi setengahnya-adalah-sya dan digunakan-untuk-lu-che-untuk sampah baru -tov di os-tapi-sudah dari- -Barat. Menjelajah di lu-chen-ny selama ex-pe-di-tion ma-te-ri-al, N.I. Va-vi-lov datang ke pembukaan opre-de-len-noy for-co-no-mer-no-sti, seseorang-surga dan menjadi gen-not-ty-che-os -no-howl se -kuliah. Za-ko-no-dimension in-lu-chi-la ini disebut "hukum warisan go-mo-lo-gi-che". For-mu-li-ditch-ka for-to-on ini, seseorang-ruyu menyarankan-lo-tinggal N.I. Va-vi-lov: “Ge-not-ti-che-ski dekat genera dan spesies ha-rak-te-ri-zu-yut-sya kesamaan-kita-mi baris-ya-mi-warisan -noy dari-pria -chi-in-sti dengan benar sehingga, mengetahui sejumlah bentuk di pra-de-lah dari jenis yang sama, Anda dapat meramalkan -keberadaan bentuk paralel dalam spesies dan genera terkait lainnya. Semakin dekat spesies dan genera si-ste-ma-ti-che-ski, semakin lengkap kesamaan dalam jajaran iz-men-chi-vo-sti mereka.

Bentuk kompleks-mu-li-ditch-ku ini dapat menjadi pro-il-lu-stri-ro-vat, pada contoh keluarga evil-to-vyh (Gbr. 4), yang meliputi -dyat ho-ro -sho dari-akankah kamu millet, rye, barley-men, rice, ku-ku-ru-za.

Beras. 4. Keluarga sereal ()

Famili ini memiliki sejumlah tanda, beberapa jejak pada spesies yang berbeda, dari ke famili ini. Untuk tanda-tanda seperti itu dari-tidak-sat-sya pada-apakah musim dingin terbentuk, warna merah pada biji-bijian, misalnya, warna merah bertemu -cha-et-sya dan gandum hitam, dan gandum-ni-tsy, dan ku-ku-ru- zi. Dengan cara yang sama, bentuk musim dingin ditemukan di gandum dan gandum hitam. Hal inilah yang dijadikan sebagai dasar ditemukannya for-to-on ini. Hukum deret go-mo-lo-gi-che tidak hanya berlaku untuk ras, tetapi juga untuk hewan. Jadi, misalnya, yav-le-niya al-bi-niz-ma na-blu-ya-yut-sya di man-ve-ka dan mamalia-ko-pi-ta-yu -shchy, dan bahkan pada burung (Gbr. 5).

Beras. 5. Fenomena albinisme ()

Hukum yang ditemukan oleh Vavilov memiliki makna praktis, dapat dibongkar pada contoh spesifik: pada tanaman, lu-pi-na, buahnya mengandung sejumlah besar - kandungan protein, dan lupin (Gbr. 6) bisa menjadi kawanan pemuja makanan yang sangat berharga, tetapi bijinya mengandung al-ka-lo-id yang beracun dan berbahaya.

Beras. 6. Lupin abadi dengan biji alkaloid beracun ()

Oleh karena itu, tidak mungkin menggunakan lupin sebagai makanan untuk budaya saya. Satu-of-a-tahu-tetapi pra-ratus-vi-the-apakah se-mei-stva bo-bo-vy lainnya: kacang polong, buncis, alfalfa, kedelai - tidak memiliki itu - gen yang mana. Jadi, adalah mungkin untuk memprediksi bahwa lu-pi-na-possibility-m-ta-tion berada dalam bentuk non-al-ka-lo-id. Dan sungguh-tetapi, se-lek-qi-o-ne-ram berhasil mendapatkan-to-chit tanpa-al-ka-lo-id-nuyu bentuk lu-pi-na, dan sekarang lupin aktif tetapi digunakan dalam pertanian sebagai tanaman pakan ternak yang indah (Gbr. 7).

Beras. 7. Pakan varietas lupin ()

Kami memeriksa sejarah kemunculan ilmu seleksi baru, in-the-res-noy, dan yang paling penting, yang sangat berguna dan praktis signifikan, tugas utamanya. Dalam pelajaran berikutnya, kita akan belajar lebih detail tentang metode seleksi dan karya N.I. Wa-wee-lo-wa.

Bibliografi

1. Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biologi. Pola umum. - Bustard, 2009.
2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Dasar-dasar Biologi Umum. Kelas 9: Buku pelajaran untuk siswa di kelas 9 lembaga pendidikan / Ed. prof. DI. Ponomareva. - Edisi ke-2, direvisi. - M.: Ventana-Graf, 2005.
3. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologi. Pengantar Biologi Umum dan Ekologi: Buku Teks Kelas 9, edisi ke-3, stereotip. - M.: Bustard, 2002.

1. Genetika-b.ru ().
2. Situs Google().
3. Moykonspekt.ru ().

Pekerjaan rumah

1. Apa itu seleksi?
2. Apa tugas utama pemilihan bersama?
3. Apa yang dikatakan hukum deret homolog hereditas?