Презентация. Законы селекции

Скачать презентацию




Селекция растений
 


Селекции.  Селекция (от латинского слова selectio — отбор) — это наука о получении новых форм растений, животных и микроорганизмов с ценными для человека свойствами. Селекция – наука о методах создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными для человека признаками.
 


Законы селекции. Человек с древних времен пытался изменить окружающую его природу, приспо­сабливая ее для своих нужд. Он приручал животных и возделывал растения, отбирая для себя только лучшие породы и сорта. Уже на ранних этапах своего развития человек занимался селекцией.
 


Задачи селекции. В настоящее время задача селекции заключается в создании новых и улучшении уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.  Дать характеристику основным методам селекции растений
 


Основные задачи селекции: 1. Повышение продуктивности сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. 2. Изучение разнообразия растений, животных и микроорганизмов, являющихся объектами селекционных работ. 3. Анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе. 4. Исследование роли среды в развитии признаков и свойств организмов. 5. Разработка систем искусственного отбора, способствующих усилению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения. 6. Создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород. 7. Получение сортов,пород и штаммов,пригодных для механизированного выращивания, разведения и уборки.
 


В своей основе селекция содержит законы генети­ки, и как наука появилась первой. Впервые о селек­ции упомянул еще Дарвин в своем учении об изменчивос­ти, наследственности и отборе. Значение селекции: Получение ценных для человека урожайных сортов растений и высокопродуктивных пород животных.
 


Практически во всех странах имеется целая система научных и исследовательских учреждений, которая занимается выведением ценных пород животных и сортов сельскохозяйственных растений. Это и научно-исследо­вательские институты, и племенные хозяйства, и селекционные станции. Кроме того, неоценимый вклад в разви­тие селекции вносят селекционеры-любители, которые за­нимаются ею на своих приусадебных участках и частных фермах.
 


Иван Владимирович Мичурин  (1855–1935) В 1875 году Мичурин, в возрасте всего 20 лет, создал опытно–гибридизационный питомник в городе Козлове Тамбовской губернии и всю жизнь занимался созданием новых сортов плодово–ягодных культур. В 1912 Мичурин был награжден орденом Святой Анны 3–ей степени. В 1913 году отказался от предложения Департамента земледелия США переехать в Америку или продать свою коллекцию растений. В 1917 приветствовал установление Советской власти, получил поддержку от Советского правительства и продолжил плодотворную работу. Иван Владимирович Мичурин вывел более 300 сортов яблок, груш, слив, винограда, абрикосов, ежевики, смородины и табака. Мичурину присвоили звание доктора биологических наук и почетного члена Академии наук. В 1932 году город Козлов Тамбовской губернии, где он работал, переименовали в Мичуринск.
 


Вавилов Николай Иванович (1887–1943) Крупнейший российский биолог, ботаник, генетик и селекционер, академик АН СССР с 1929 года, академик ВАСХНИЛ, ее президент (1929–1935 гг.) и вице–президент (1935–1937 гг.). Родился в Москве. В 1911 году окончил Московский сельско–хозяйственный институт. В 1917–21 годах – профессор Саратовского университета. В 1921 переехал в Петроград (Ленинград), где в 1923–29 годах был директором Всесоюзного Государственного института опытной агрономии, в 1924–1940 годах Вавилов – директор Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур (позднее – Всесоюзный институт растениеводства), в 1930–40 – директор института генетики АН СССР.
 


Вавилов Николай Иванович (1887–1943) С целью изучения растительных ресурсов земного шара им были организованы многочисленные экспедиции в страны Средиземноморья, Северной Африки, Малой и Средней Азии, Китай, Северную и Южную Америки, различные районы СССР. Ученый установил на их территории древние очаги формообразования культурных растений. Собрал крупнейшую в мире коллекцию семян культурных растений, заложил основы сортоиспытания полевых культур. Обосновал учение об иммунитете растений, открыл закон гомологичных рядов и наследственной изменчивости организмов. Мужественно защищал генетику в борьбе с «учением» Т. Д. Лысенко. Необоснованно репрессирован в 1940 году, погиб в тюрьме города Саратова в 1943 году, реабилитирован посмертно.
 


Н.И. Вавилов со своими учениками разработал научные основы селекции и выяснил, что для успешной селекционной работы необходимы: Исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных; Изучение роли мутаций в проявлении и развитии исследуемых признаков; Исследование закономерностей наследования при гибридизации; Применение различных форм искусственного отбора.
 


В результате многолетнего изучения многообразия растений Н.И. Вавилов сделал обобщения и сформулировал их в виде закона гомологических рядов наследственной изменчивости: Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть существование параллельных форм у других видов и родов.
 


Пример: исследуя изменчивость признаков у растений семейства злаковых, Н.И. Вавилов установил 38 признаков характерных для различных видов этого семейства, у ржи – 37, у овса и ячменя – по 35 Данный закон позволяет предсказать = существование диких растений с признаками, ценными для селекционной работы; Данный закон и используется в фармакологии (при изготовлении лекарств), медицине (при изучении наследственных заболеваний)…
 


Селекция растений На первых стадиях своего развития селекция осуществлялась только путем отбора, но со временем позаимствовала многие приемы генетики, биохимии, физиологии и даже математики. Основными же методами селекции растений мож­но назвать подбор удачных родительских пар, гибридиза­цию и искусственный отбор среди потомков.
 


ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ Мы уже знаем, что одним из самых ранних достижений человеческой цивилизации было выведение сортов растений и пород домашних животных от диких предков путем искусственного отбора. Вот некоторые фенотипические признаки, по которым велся отбор. Попробуйте заполнить пропущенные строки: ПРИЗНАК ПРИМЕРЫ Холодостойкость Размеры Раннее созревание Более длительный срок плодоношения Облегчение уборки урожая Длительность хранения Повышенная пищевая ценность Вкусовые качества Устойчивость к болезням
 


ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ ПРИЗНАК ПРИМЕРЫ Холодостойкость Озимая пшеница Размеры Картофель, капуста Раннее созревание Зерновые культуры Более длительный срок Земляника плодоношения Облегчение уборки урожая Горох Длительность хранения Морковь, яблоки Повышенная пищевая ценность Соя и др. Вкусовые качества Плодовые культуры Устойчивость к болезням Зерновые, овощные, плодовые культуры
 


Естественный отбор Аутбридинг (неродствен-ное скрещивание) Перекрестно-опыляемые растения (рожь, кукуруза, подсолнечник) Самоопыляемые растения (пшеница, ячмень, горох) Инбридинг (близкород-ственное скрещивание) Искусственный отбор Массо-вый отбор Индиви-дуальный отбор Отбор Гибридизация Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыленной особи Основные методы селекции растений
 


Селекция Первостепенной задачей селекционера является стремление выбрать из всего многообразия растений именно те, которые впоследствии дадут возможность создать гиб­рид с новыми лучшими качествами. Отобрать растения для эксперимента не так-то просто. Еще Н. И. Вавилов гово­рил о том, что чем разнообразнее исходный материал, ис­пользуемый для селекции, тем выше возможность успеш­ного создания новых сортов, тем эффективнее полученные результаты.
 


Отбор растений Отбор пронизывает практически всю работу ученого по выведению новых сортов растений и пород животных. Этот процесс начинается с отбора исходных форм и подбора пар для скрещивания, продолжается в виде отбора форм с нуж­ными изменениями и заканчивается закреплением наслед­ственности и сохранением качеств полученных сортов.
 


Отбор требует от селекцио­нера проявления наблюдательности, интуиции и даже та­ланта. На помощь ученым приходят также различные точные приборы, изобретаются новые методы определения и измерения тех или иных свойств, производится анализ особей полученных новыми способами.
 


Селекционер должен стремиться к тому, чтобы правиль­но осуществить искусственный отбор среди полученного потомства. Методы отбора при селекции растений зависят от формы размножения того вида растения, кото­рый будет использован для селекции. Основными методами селекции были и остаются отбор и гибридизация. Различают две основные формы искусственного отбора: отбор массовый и отбор индивидуальный. Селекция растений
 


Отбор. Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений, таких, как рожь, кукуруза, подсолнечник. При этом выделяют группу растений, обладающих ценными признаками. В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя даже от одного материнского растения обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления. Основные методы селекции растений ---
 


Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов Например, при создании новых сортов пшеницы поступают следующим образом: У цветков растений одного сорта удаляются пыльники Растения двух сортов накрываются общим изолятором Рядом в сосуде с водой ставятся растения другого сорта В результате получают гибридные семена Перекрестное опыление самоопылителей используется с целью получения новых сортов . Перекрестное опыление самоопылителей
 


Массовый отбор При массовом отборе селекционер выделяет из исход­ного материала целую группу особей, которые обладают определенными признаками. Этот отбор проводится в основном среди перекрестно-опыляемых растений. Массовый отбор не заканчивается выделением растений с однородными признаками, но если использовать его многократно, то он может привести к отличным ре­зультатам. Можно привести такой пример массового отбо­ра: В.С. Пустовойт создавал гибридные популяции подсол­нечника именно этим способом. В 1912 г. семена содержа­ли всего 28—33% масла, а в 1966г. процентное содержание масла в семенах подсолнечника повысилось до 52—55%.
 


Массовый отбор. Результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.
 


7 Индивидуальный отбор эффективен для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха) В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Данная операция сводится к выделению отдельных особей с признаками, интересующими ученого, и к получению по­томства именно от них. При индивидуальном отборе селекционер выбирает из всего многообразия особей толь­ко те, которые обладают нужными признаками. Если та­кой отбор проводится несколько раз, то это приводит к образованию так называемых «чистых линий», в которых отсутствуют рецессивные признаки. Индивидуальный отбор
 


Селекция растений. Гибридизация Одним из основных методов селекции считается гибри­дизация — способ изменения форм жизни благодаря скре­щиванию двух особей с различными признаками.
 


Селекция растений. Гибридизация Гибридизация дает возможность передать свойства од­них организмов другим. Достоинство этого метода заклю­чается, прежде всего, в том, что все признаки передаются вместе с механизмами наследственного обеспечения, поэто­му процесс закрепления их в потомстве не составляет осо­бого труда. Селекционеры разработали огромное количество вариа­ций этого метода.
 


 
 


Гибридизация – это получение гибридов от скрещивания генетически разных организмов. Инбридинг – близкородственное скрещивание, например, путем самоопыления перекрестноопыляемых растений. Позволяет привести рецессивные гены в состояние гомозиготности. Принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений (для достижения однородности генотипа) ИНБРИДИНГ – используется для повышения урожайности (неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние)
 


Аутбридинг – неродственное скрещивание, помогает объединить в одном организме ценные признаки разных форм. Скрещивание разных сортов для получения оптимальных комбинаций признаков
 


ПРИВОДИТ К ГЕТЕРОЗИСУ Гетерозис («жизненная сила») – явление, при котором гибридные особи по своим характеристикам значительно превосходят родительские формы.
 


Селекция растений. Гетерозис. В селекции растений также широко применяется такой метод, как гетерозис.  Это свойство гибридных растений было впервые подмечено в 1914 г. американским ученым В. Шеллом.  Он назвал гетерозис гибридной силой, которая выра­жается в увеличении мощности, жизнестойкости и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родителями.
 


. Гетерозис. Каков механизм гетерозиса, почему при скрещивании потомство получается мощнее родительской пары, до сих пор не выявлено, но это свойство все же нашло самое ши­рокое применение в селекции. Гетерозис используют в основном для выведения новых сортов самоопыляющихся растений. Было издавна замечено, что самоопыление ведет к зак­реплению наследственных свойств, но в то же время жиз­нестойкость организмов, и их плодовитость снижается. Для гетерозиса необходимо сначала получить чистые линии ка­кого-нибудь растения, в которых нужные свойства закреп­лены наследственностью.
 


Гетерозис. После этого чистые линии скре­щивают и получают удивительное: утерянная в процессе самоопыления мощность восстанавливается и даже превышает родительскую во много раз. Шелл проводил опыты на кукурузе. Известно, что кукуруза растение перекрестноопыляющееся. Однако его можно принудить к самоопылению, поместив початки во время цветения в изоляционные мешки. Семена в этом случае завяжутся слабо и образуются только у некото­рых изолированных растений.
 


Гетерозис. Из таких семян вырастает кукуруза с пониженной жизнеспособностью, ослаблением роста молодых побегов, уменьшением числа семян в початке. Но, тем не менее, таким образом удается получить чистые линии с нужными селекционеру качествами. При скрещивании таких линий между собой Шелл получил гибриды более мощные и высокоурожай­ные, чем тем растения, что были взяты для получения чистых линий.
 


Однако, при гетерозисе повышенной урожайностью и жизнеспособностью обладает лишь первое поколение, потом эффект постепенно снижается. Закрепить гетерозис пока не представляется возможным.  Поэтому селекционе­ры поступают следующим образом: создают большое чис­ло самоопыляющихся линий, проводят скрещивание между ними и опытным путем определяют те комбинации, которые дают наибольший эффект. Эти линии сохраняют и между ними проводят постоянное скрещивание для по­лучения семян, используемых в сельском хозяйстве. Мо­жет показаться, что этот путь несколько сложен, но он дает превосходные результаты и не так трудоемок.
 


Эффект гетерозиса – первое гибридное поколение обладает превосходством. Это следствие перехода многих генов в гетерозиготное состояние а так же результат взаимодействия доминантных генов. Дальнейшее размножение межленейных гибридов уменьшает гетерозис за счет повышения гетерозиготности.
 


СОРТ ПШЕНИЦЫ 1 (прочный стебель, устойчива к полеганию, легко поражается ржавчиной) СОРТ ПШЕНИЦЫ 2 (тонкая и слабая соломина, устойчива к ржавчине) СОРТ ПШЕНИЦЫ 3 - гибрид (устойчив к полеганию и ржавчине)
 


Гипотеза доминирования - гетерозис зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии: чем больше пар генов будут иметь доминантные гены, тем больше эффект гетерозиса Гипотеза сверхдоминирования - гетерозиготное состояние по одному или нескольким парам генов дает гибриду превосходство над родительскими формами (сверхдоминирование) AAbbCCdd x aaBBccDD AaBbCcDd АА х аа Аа Объясняют эффект гетерозиса две гипотезы: Инбридинг, эффект гетерозиса
 


Полиплоидия. Полиплоиды – растения, у которых произошло увеличение хромосомного набора, кратное гаплоидному. У растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Естественные полиплоиды – пшеница, картофель и др., выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы. Полиплоидия Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Колхицин разрушает веретено деления и количество хромосом в клетке удваивается.
 


Селекция растений Однако не стоит за­бывать, что и среди таких растений могут происходить мутации, что вновь приведет к образованию гетерозигот — растений с несколькими признаками, некоторые из кото­рых находятся в рецессивном состоянии. Отбор осуществляется селекционером и посредством удаления особей, обладающих ненужными или даже вред­ными для селекции качествами.  Отбор такого вида имеет место и в живой природе, когда особи, мало приспособлен­ные к среде обитания, погибают.
 


Поразительных резуль­татов в отборе такого вида добился американский селек­ционер Л. Бербанк. Он производил всевозможные скре­щивания растений, которые имели хоть какой-то намек на нужные ему свойства, потом он делал массовые посе­вы, а после появления всходов удалял все особи, которые не соответствовали его замыслу. Результаты такой рабо­ты были просто поразительными: ученый создал какту­сы, не имеющие колючек, орехи, обладающие тончайшей скорлупой и др. Искусственный отбор, служащий для селекционера ос­новным средством изменения сорта, всегда сочетается с естественным. Селекция растений
 


Селекция растений При выращивании культурные растения так же, как и дикие, подвергаются воздействию внешних факторов окружающей среды: температуры, влажности, осве­щения и др. Слабые, неприспособленные растения погиба­ют, выживают только сильнейшие. Таким образом, есте­ственный отбор действует в паре с искусственным и тем самым повышает приспособленность растений к услови­ям внешней среды.
 


Селекция растений. При этом проводится гибридизация культурных ви­дов с дикими, а также скрещивание особей, относящихся к разным культурным видам или родам.  Несмотря на многообразие выведенных культурных сор­тов растений, число диких все же превышает их во много раз, причем дикие сородичи обладают множеством самых разнообразных признаков, которые слабо выражены или далее совершенно отсутствуют у культурных растений.
 


К таким признакам можно отнести и устойчивость к раз­ным экстремальным условиям обитания: жаре, холоду, засухе, болезням, вредителям. Культурные же растения часто бывают более «изнеженными», для того, чтобы вы­растить их, требуется гораздо больше труда и определен­ные условия произрастания. Вот почему селекционеры часто обращаются к диким родственникам культурных растений. Например, сорта сахарной свеклы часто поражаются желтухой, корневой гнилью и другими болезнями, а дикие виды к ним очень устойчивы. Поэтому их целесообразно использовать для гибридизации.
 


Селекция растений. В настоящее время известно огромное количество сор­тов пшеницы, но, тем не менее, она все же нуждается в улучшении способности преодолевать неблагоприятные условия выращивания. Селекционеры обратили внимание на дикого сородича пшеницы — пырея сизого. Пырей, в отличие от пшеницы, является многолетним растением, он отлично произрастает на засоленной почве, переносит зим­ние температуры до минус 50 "С и устойчив к грибным болезням.
 


Селекция растений. Кроме того, содержание белка в зерне пырея очень высоко, а многоцветковость колоса и хорошая озерненность может дать возможность получать отличный урожай. Поэтому предпринимаются попытки скрестить пы­рей с пшеницей, ведь полученный гибрид можно будет высаживать даже на плохих почвах в неблагоприятных климатических условиях. Для повышения зимостойкости озимой пшеницы и уве­личения белка в зерне ее скрещивают с озимой рожью. Учеными выявлен дикий вид пшеницы, обладающий иммунитетом ко всем болезням культурной пшеницы, по­этому и его используют в гибридизации для передачи этих ценных свойств.
 


Селекция растений. Культурный картофель обладает целым рядом негатив­ных признаков с точки зрения огородника: он поражается фитофторой, нематодой, колорадским жуком.   Для приоб­ретения картофелем иммунитета к этим заболеваниям и вредителям предпринимаются попытки скрещивания его с дикими видами.  Полученные гибриды не только устойчи­вы к перечисленным заболеваниям, но вдобавок обладают морозостойкостью и раннеспелостностью.
 


 
 


 
 


Центры происхождения культурных растений 1. Рис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений)._________________________ 2. Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня и др. (20% культурных растений). ______________ 3. Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений). ____________________________ 4. Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений)._____________________________ 5. Ячмень, кофейное дерево, бананы, сорго, арбуз. _____________________________ 6. Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник. ______________ 7. Картофель, ананас, хинное дерево ______________ Задание: впишите названия центров
 


Картофель Южноамериканский центр
 


Слива Восточноазиатский центр
 


Арбуз Абиссинский (Эфиопский) центр
 


Капуста Средиземноморский центр
 


Пшеница Юго-Западназиатскийский центр
 


Баклажан Южноазиатский тропический центр
 


Тыква Центральноамериканский центр
 


Рис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений). ЮЖНОАЗИАТСКИЙ ТРОПИЧЕСКИЙ Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня и др. (20% культурных растений). ВОСТОЧНОАЗИАТСКИЙ Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений). ЮГО-ЗАПАДНОАЗИАТСКИЙ Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений). СРЕДИЗЕМНОМОРСКИЙ Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, бананы, сорго. АБИССИНСКИЙ Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник. ЦЕНТРАЛЬНОАМЕРИКАНСКИЙ Картофель, ананас, хинное дерево. ЮЖНОАМЕРИКАНСКИЙ Центры происхождения культурных растений
 


. Порода, сорт, штамм - популяция особей определенного вида, искусственно созданная человеком, которая характеризуется определенным генофондом, наследственно закрепленным морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности, обладающая определенными признаками, отвечающими потребностям человека и уровню производительных сил общества.
 


Гибридный сорт Бельфлер-китайка
 


Межвидовой гибрид Ренклод реформа
 


Отдаленная гибридизация -между разными видами или родами В 1924 году советский ученый Г.Д.Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид. Он скрестил редьку (2n = 18 редечных хромосом) и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида 2n = 18 хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но он стерилен, не образует семян. С помощью колхицина Г.Д.Карпеченко получил полиплоид, содержащий 36 хромосом. При мейозе редечные (9 + 9) хромосомы конъюгировали с редечными, капустные (9 + 9) с капустными. Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Отдаленная гибридизация
 


Отдаленная гибридизация служит для того, чтобы обогатить какой-то сорт растения отдельными свойства­ми. Селекция растений.
 


Селекция растений. С помощью гибридиза­ции возможно восстановить утраченные растениями спо­собности бороться с вредителями и болезнями, хорошо про­израстать в неблагоприятных условиях.  Этот метод позво­ляет также наделять растения новыми признаками, кото­рыми они прежде не обладали. Однако отдаленная гибридизация не такой простая опе­рация, как может показаться на первый взгляд. В процессе эволюции были сформированы меха­низмы, которые препятствовали скрещиванию между раз­ными видами.
 


При отсутствии этого меха­низма, который препятствовал бы скрещиванию между раз­ными видами, виды не смогли бы сохранить свою индивидуальность, а в природе встреча­лись бы ужасные химеры. В животном мире соединения между видами не происходит по причине отсутствия вле­чения к представителям другого вида.
 


Селекция растений. Растения, как и животные, также не подвергаются в при­роде межвидовому скрещиванию.  Этому способствует, преж­де всего, географическая изоляция видов.  Строение цветков и их органов также является препятствием для вза­имного переопыления растений разных видов.  Пыльца одного вида растении попросту не прорастет на рыльце дру­гого. В редких случаях прорастания пыльцевые трубки растут так медленно, что оплодотворения не происходит. Нормальное семя не образуется в любом случае.
 


 Но, несмотря на все эти биологические препятствия, уче­ным все же удается производить межвидовую гибридиза­цию, хотя полученные гибриды имеют чрезвычайно низ­кую плодовитость, а то и совсем бесплодны. Чтобы понять причины такого бесплодия, ученый гене­тик Г.Д. Карпеченко проводил целый ряд исследований.  Он заметил, что особенно плохо соединяются между собой растения с разным количеством хромосом в наборе.   Селекция растений.
 


Селекция растений. По­этому для своих экспериментов он использовал капусту и редьку, обладающих одинаковым числом хромосом — 18, таким образом, в гаметах растений имеются по 9 хромо­сом. Полученные при скрещивании гибриды имели тот же набор хромосом (18), (но при этом оставались стерильны­ми т.е бесплодными ). Ученый попытался выяснить, чем это было вызвано. Как оказалось, бесплодие гибридов объяснялось неправиль­ным расхождением хромосом во время мейоза.
 


Селекция растений. Несмотря на то, что и у капусты, и у редьки в гаметах было по 9 хро­мосом, они не встречали своих аналогов при соединении, а значит и не могли образовать правильную цепочку. Таким образом, образующиеся гаметы становились нежиз­неспособными. Для получения действенного гибрида Карпеченко ввел в гаметы еще по одному ядру и таким образом удвоил в них число хромосом.
 


Селекция растений. В результате в данном растении ока­залось 36 хромосом, что создало нормальные условия для мейоза, ведь в этом случая каждая хромосома находила себе пару: «капустные» хромосомы соединялись с «капустными», а «редечные» — с «редечными». Полученный этим способом гибрид не был похож ни на капусту, ни на редьку, стручок растения состоял из двух половинок, одна из которых напоминала стручок редьки, а вторая — стручок капусты.
 


Селекция растений. Было установлено, что бесплодие у гиб-ридов можно преодолеть путем искусственного удвоения хромосом. Так был открыт новый путь создания гибридов растений путем межвидового скрещивания. Так, например, были получены гибриды пшеницы с пыреем, пшеницы с рожью и др. Отдаленная гибридизация широко применя­ется также и в плодоводстве. В селекции растений широко используется и другой спо­соб получения новых сортов — мутагенез.
 


Отдаленная гибридизация. Зиброид и лигер
 


Селекция растений. Мутации. Естественные мутации широко распространены в природе и известны человеку очень давно.  Так уже повелось, что практически весь процесс выращивания культурных растений сводится к обнаружению этих мутаций и закреплению их каким-либо способом.  Так, например, был получен новый сорт риса, который был назван «императорским».  Еще в XVII в. им­ператор Канг-Хи обнаружил на поле растение, не похожее на остальные.
 


Мутант отличался отличными качествами зерна и высокой скороспелостью. По приказу императора его стали выращивать на императорских полях.  Мутанты имеются также у древесных и плодовых культур, что вы­ражается в изменении цвета, формы плода, окраски листьев и др.  Мутации в естественных условиях возникают очень ред­ко.  Большинство мутированных растений не­жизнеспособно. Селекция растений. Мутации.
 


Еще один минус — на тысячу вредных мутаций приходится только одна полезная, поэтому в природе этот процесс образования хорошей мутации и закрепления ее в потомках является очень длительным.  Возможность отбирать среди растений те, которые обладали лучшими мутациями, использовалась человеком на протяжении тысячелетий. Возможно ли таким образом создать новые признаки у растений? Ученые долго работали над этим вопросом.
 


Селекция растений. Мутации. Первооткрывателями в данной области можно считать русских исследователей Г.А. Надсона и Г.С. Филиппова. Еще в 1925 г. они опубликовали статью, в которой расска­зывали, как им удалось вызвать мутации у дрожжей пу­тем воздействия на них радиоактивными веществами. Как оказалось, при использовании радиоактивных веществ му­тации возникают практически у всех организмов.
 


Селекция растений. Мутации. Радиа­ция также дает возможность многократно усилить число мутаций. Радиация представляет собой очень сильную энергию, которая отдается в виде порций и концентрируется в от­дельных точках. В месте попадания энергии создается вы­сокая температура, которая вызывает свертываемость белка, а это, в свою очередь, ведет к биологическому поражению.
 


Селекция растений. Мутации. Но попасть радиацией в какое-то определенное место в клет­ке совсем не просто, поэтому радиационный луч «бьет» наугад. Конечно, энергией может быть поражена молекула белка, выполняющая важную функцию. Но это особого опасения не вызывает, т.к. в клетке имеется множество совершенно одинаковых молекул. Если исчезнут молеку­лы воды или соли, это также не отразится на клетке, но вот поражение генов станет главной причиной изменения, силь­ное же облучение может вызвать даже гибель клетки.
 


Селекция растений. Мутации. Задача селекционера — отобрать среди всех мутаций, по­лученных с помощью радиации только те, которые облада­ют ценными свойствами, а мутантов с вредными признаками уничтожить. Когда искусственные мутации проводятся у растений лучших сортов, мутанты с лучшими признаками сразу пус­каются в производство. Иногда мутации используются толь­ко в качестве подготовки растений для скрещивания.
 


Селекция растений. Мутации. Все это позволяет получить растения, более устойчивые к раз­личным заболеваниям, к холоду и засухе, а также облада­ющие большей урожайностью.  Работы в этой области ведутся и сейчас.  Так были полу­чены, например, мутанты пшеницы с высокими крупными колосьями, неполегающие и устойчивые к грибковым за­болеваниям.  Ученый Г. Штуббе провел серию очень инте­ресных опытов по улучшению мелкоплодного томата.  
 


Селекция растений. Мутации. Исследователями было открыто, что мутации могут про­исходить и под действием химических веществ. При обработке культурных растений некоторыми химическими препаратами возникают мутации, число которых ничуть не меньше, чем при воздействии на растении радиации. При помощи мутагенеза этого вида были созданы самые разнообразные сорта культурных растений. Таким образом, например, был получен карликовый мутант риса, устойчи­вый к полеганию, нечувствительный к продолжительности светового дня и чрезвычайно урожайный.
 


Селекция Животных Селекционеры, занимающиеся выведением новых пород животных, избрали для себя более неблагодарный труд, чем селекционеры-растениеводы. Если агроном, создавая новый сорт, может быстро получить урожай, а при неудачном опы­те — легко избавиться от ненужных объектов, то для жи­вотновода задача сильно усложняется. Ведь для того, чтобы определить, хорошее или плохое животное получено, нужно ждать, когда оно вырастет и начнет давать продукцию. На это обычно уходит несколько лет, а если результаты в чем-то не устраивают ученого, нужно все начинать сначала.
 


Основные методы селекции животных: гибридизация и индивидуальный отбор К основным направлениям селекции животных относятся: сочетание высокой продуктивности с приспособленностью пород к условиям среды конкретных природных зон - повышение роли качественных показателей продуктивности животных (жирномолочность ,соотношение мяса,жира и качество меха и т.д.)? выведение пород интенсивного типа,снижающих экономические затраты - выведение устойчивости к заболеваниям. Методы селекции животных
 


Селекция Животных Селекция животных, как и растений, содержит в своей основе наследственную изменчивость и отбор, но не следует забывать, что в этом виде селекции скрещивают живых существ, а значит, методы проведения селекции во многом отличаются. На пути открытий генетики у животных было немало трудностей и разочарований.
 


Селекция Животных Прежде всего, было установлено, что все признаки у жи­вотных можно разделить на качественные (окраска, рост, тип шерсти) и количественные (удой молока, его жирность, настриг шерсти, яйценосность). Качественные признаки обычно контролируются всего одним или несколькими ге­нами. Количественные же обусловлены влиянием многих генов, а также внешней средой.
 


Селекция Животных Селекция животных развивалась по удивительным за­конам. В 20-е гг. прошлого столетия еще не существовало большого разнообразия в расцветке меха кроликов, лисиц, норок, песцов. Но на одной из французских ферм родился кролик с удивительно красивым — под плюш — мехом. Возникновение такого животного можно объяснить только мутацией. Кролика с необычным мехом назвали рексом.
 


Селекция Животных Мехом рекса заинтересовались не только производствен­ники, но и генетики. Они пришли к выводу, что характер наследования меха обусловлен действием рецессивного гена. Значит, если кролика с особым мехом скрестить с кроликами типа реке, то в потомстве первого поколения эти признаки не проявятся, т.к. рецессивный ген будет по­давлен доминантным. А вот в следующем поколении по­явление кроликов реке в численном соотношении 1:3 в со­ответствии с законом Менделя произойдет непременно.
 


Селекция Животных Русский генетик А.С. Серебровский решил при­вести в Россию животных с ценным мехом и заняться разведением этой породы. Серебровский решил импортировать не кроликов реке, оцени­вающихся чрезвычайно высоко, а только их ген, который и обусловил появление такого редкого меха.
 


Селекция Животных Серебровский вырастил кролика-сам­ца с необычным мехом и отдал его в животноводческий колхоз. Но полученное потомство было невзрачным и ни одного рекса среди них не было. У потомства второго поколения : родилось множество кроль­чат имеющих плюшевый мех. Так состоялся первый импорт гена за границу.
 


Селекция Животных Еще в 30-тые гг. селекционеры, используя естествен­ные мутации и законы генетики, стали выводить пушных зверей с мехом необычной окраски. Так в Норвегии у рыжей лисы произошло наследственное изменение, в ре­зультате чего родился зверек с платиновым мехом. Опи­раясь на законы генетики и приемы селекции, ученые вско­ре развели платиновых лис.
 


Селекция Животных Затем, были выведены каракулевые овцы с необычной серой окраской меха — ширази. Но при разведении таких овец животно­воды жаловались на сильный падеж ягнят.
 


Селекция Животных На помощь пришли генетики, которые, как ни странно, воспользовались знаниями, полученными при генетике дро­зофилы. У дрозофилы были выявлены мутантные гены особого вида, которые всегда приводили к смерти. Вот и у ширази были обнаружены сходные летальные гены, от чего зависело недоразвитие желудочно-кишечного тракта овец, что в конечном итоге вело к смерти. Генетик-селек­ционер Б.Н. Васин обнаружил, что ген-убийца тесно свя­зан с геном, награждающим животных красивой густой шерстью, но приводит к летальному исходу он только тог­да, когда находится в гомозиготном (явном) состоянии. Васин предложил животноводам скрещивать между со­бой овец-ширази с черными каракулевыми овцами.
 


Селекция Животных В ре­зультате половина ягнят рождались с черным мехом, а половина — с серым. Все они оставались живы и прекрас­но развивались. Гены-убийцы присутствуют у многих искусственно вы­веденных пород животных, причем они могут привести к смерти на разных этапах их развития. Только у домаш­них животных выявлено более 100 таких генов. Они ока­зывают большое влияние на размножение, т.к. передаются из поколения в поколение. Опасность распространения та­ких генов увеличивается в связи с тем, что в сельском хо­зяйстве часто практикуется искусственное осеменение.
 


Селекция Животных Если такой ген находится у самца-производителя в гетерозигот­ном (скрытом) состоянии, то он обязательно перейдет по­ловине его потомства и в дальнейшем может явиться при­чиной их смерти. Поэтому генетики-селекционеры ста-ра-ются заранее выявить подобный ген и не допустить его распространения. В селекции животных большую роль играет также ге­нетика пола. Природа распорядилась так, что на свет все­гда появляется приблизительно одинаковое количество особей мужского и женского пола.( На 100-девочек при рождении приходится 104-мальчика.)  Такое равновесие необ­ходимо для продолжения жизни.
 


Селекция Животных Но для животновода со­всем небезразлично, особей какого пола будет рождаться больше.  Например, при разведении крупного рогатого скота же­лательно получать больше телок, чем бычков, т.к. молоко получают только от коров.   При разведении кур на мясо выгоднее держать петушков, которые вырастают быстрее курочек и больше весят, а у яйценосных пород важнее по­лучать одних несушек.  С баранов настригают в два раза больше шерсти, чем с овец, а коконы тутового шелкопряда-самца дают намного больше шелка, чем коконы самок.  Поэтому для селекционера важно научиться управлять полом.  Известно, что половые клетки всех животных, т.к. и че­ловека, отличаются только в одной хромосоме.  
 


Селекция Животных Наибольших успехов в этой области ученые достигли при работе с тутовым шелкопрядом. Коконы мужских особей намного продуктивнее женских, поэтому целесооб­разнее выращивать только самцов.
 


Селекция Животных Этот опыт был перенесен и в разведение бройлерных кур на мясо. Эффективно выращивать только петушков, т.к. уже через 15 дней после своего рождения их масса превышает массу курочек на 20%. Ученые постарались использовать наследственные признаки, связанные с полом. Было выяснено, что ген В полосатости оперения домини­рует над геном Ъ черной окраски. Используя генетические законы, селекционеры добились того, что при скрещива­нии черного петуха породы минорка с полосатой курицей плимутрок выводятся полосатые петушки и черные курочки.
 


Селекция Животных Таким образом очень легко определить пол ново­рожденных цыплят сразу же после их вылупления, т.е по­является возможность тут же рассортировать их. А вот работа по регулированию пола у крупного рогато­го скота до сих пор не закончена. Ученые пытаются ис­пользовать различные методы разделения спермы, но все применяемые ими способы до сих пор оказывались мало­эффективными.
 


Селекция Животных При селекции животных большое внимание также уде­ляется отбору, но здесь выбирается, прежде всего, племен­ной производитель. Ценность родоначальника заключается в том, что в нем накоплены многие гены, которые обес­печат рождение потомства с высокой продуктивностью. При получении потомства от ценного производителя также производится отбор. Животноводы под­бирают особей, сходных с родителями по внешнему типу или продуктивности. Они и составляют племенные линии животных.
 


Селекция Животных В настоящее время, когда в животноводстве широко используется искусственное осеменение, проблема отбора производителей еще более возросла. Дело в том, что для испытания быков по продуктивности каждого из них нуж­но скрестить с сотней коров, дождаться потомства и оце­нить количество молока у всех дочерей после того, как они вырастут. На это уходит 4—5 лет, все это время при­ходится ждать результатов, а если они окажутся отрица­тельными, получается, что быка кормили зря все это вре­мя. Одновременно проводится отбор среди нескольких десятков быков.
 


Селекция Животных Как видите, содержать такое большое стадо, большая часть которого может оказать выбракованной, экономи­чески невыгодно. На помощь животноводам опять пришло достижение науки. Было доказано, что замороженная сперма ничуть не теряет своих свойств и отлично хранится в течение дли­тельного времени. Животноводы смогли получать от каж­дого племенного быка за год такое количество спермы, ко­торого хватило бы на осеменение 10—15 тыс. коров. Те­перь стало не обязательно содержать животных продол­жительное время, дожидаясь окончания испытаний. После проверки потомства законсервированную сперму лучших племенных быков направляют в животноводческие хозяй­ства, а всю остальную попросту уничтожают.
 


Селекция Животных Но как же отобрать лучших производителей из числа всех остальных животных? Как показала практика, оцен­ка племенных качеств по внешнему виду и по продуктив­ности явно недостаточна.  Для селекции большое значе­ние имеет также исследование родословной и определе­ние наследственной изменчивости.  Были разработаны ко­эффициенты наследуемости различных признаков, так, на­пример, было установлено, что у коров наследуется содер­жание жира в молоке, но никак не величина удоя, а у кур по наследству передается величина яйца, но не яйценоскость. Поэтому при отборе производителей селекционеры должны учитывать также и коэффициент наследуемости.  После того, как отобраны лучшие производители, зада­чей животновода является сохранить эти качества в потомстве.
 


Селекция Животных Как известно, чистые линии возможно получить только при скрещивании самцов и самок, обладающих оди­наковыми признаками. Это возможно только в пределах одной семьи — инбридинге. Однако широко известно, что такое скрещивание приводит к угасанию жизнеспособнос­ти и в конечном итоге не идет на пользу. Еще Дарвин говорил о вреде тесного кровосмешения.
 


Селекция Животных Но даже инбридинг был поставлен на службу науки, этот метод был назван топкроссингом. При данном методе се­лекции используются самцы, полученные от скрещивания близких родственников. Они накапливают в себе нужные для селекционера качества, и при сведении их с неродствен­ными самками возможно получить положительные резуль­таты: потомство обладает всеми признаками, накопленны­ми в чистой имбредной линии, но в то же время имеет большую жизнестойкость.
 


Селекция Животных В селекции животных, также как и в растениеводстве, большее значение имеет гетерозис. На деле было доказано, что потомство от скрещивания животных разных видов, пород и чистых имбредных линий обладает хорошей вы­носливостью и продуктивностью. Как и растения, выведенные человеком породы живот­ных очень чувствительны к неблагоприятным условиям среды. Это вызвано, прежде всего, тем, но на протяжении очень долгого времени человек создавал им лучшие усло­вия жизни, чем они имели бы на свободе. Селекционеры ста­раются получить более выносливых и менее чувствитель­ных к погодным условиям животных.
 


Селекция Животных Такая отдаленная гибридизация была успешно осуще­ствлена, например, при создании казахской породы свиней. Маток двух выдающихся пород — крупной белой и кеме­ровской — искусственно осеменили спермой дикого каба­на. Потомство вновь скрестили, теперь уже с домашними животными. Так селекционерам удалось получить гибрид, который быстро рос, не реагировал на летнюю жару и зим­ний холод, сочетал в себе высокую мясную продуктивность с отличной плодовитостью.
 


Селекция Животных Отдаленная гибридизация осуществлялась еще за 2 тыс. лет до н.э. С глубокой древности известны мулы — живот­ные, получаемые при скрещивании ослов и лошадей. В ка­честве отцовской формы используется осел, а материнс­кой — лошадь.  При скрещивании же ослиц и жеребцов получались гибриды, названные лошаками.
 


Гетерозис. В селекции животных также широко применяется такой метод, как гетерозис.  Это свойство было впервые подмечено в 1914 г. американским ученым В. Шел­лом.  Он назвал гетерозис гибридной силой, которая выра­жается в увеличении мощности, жизнестойкости и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родителями.
 


. Гетерозис. Каков механизм гетерозиса, почему при скрещивании потомство получается мощнее родительской пары, до сих пор не выявлено, но это свойство все же нашло самое ши­рокое применение в селекции. Гетерозис используют в основном для выведения новых пород. Для гетерозиса необходимо сначала получить чистые линии, в которых нужные свойства закреп­лены наследственностью. После этого чистые линии скре­щивают и получают удивительное: утерянная мощность восстанавливается и даже превышает родительскую во много раз
 


Однако, при гетерозисе повышенной жизнеспособностью обладает лишь первое поколение, потом эффект постепенно снижается. Закрепить гетерозис пока не представляется возможным.  Поэтому селекционе­ры поступают следующим образом: создают большое чис­ло линий, проводят скрещивание между ними и опытным путем определяют те комбинации, которые дают наибольший эффект. Этот путь несколько сложен, но он дает превосходные результаты.
 


Селекция Животных. Гетерозис. Скрещивание между этими двумя видами приводит к тому, что потом­ство отличается хорошей выносливостью, устойчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к условиям кормле­ния, продолжительность жизни у них в 2—3 раза дольше, чем у лошадей, т.е. у данных гибридов резко выражено явление гетерозиса.  
 


Селекция Животных. Но гибридная мощь, как правило, тесно связана с дру­гим качеством — бесплодностью. В качестве сельскохо­зяйственного животного мулы незаменимы, но потомство получить от них нельзя.  Путем отдаленной гибридизации также получены и зеб­роиды — продукты скрещивания лошади и зебры.  Успе­хом увенчались также опыты по скрещиванию осла и зеб­ры, кулана и зебры, домашней лошади и лошади Прже­вальского.  
 


Селекция Животных. Хорошо скрещиваются также и все виды подсемейства быковых, причем их потомство отличается плодовитостью.   Практическое значение получили помеси яков и коров (сарлыки), которые превосходят родителей по массе тела, упитанности и жирности молока.  
 


Селекция Животных. Эти гибриды ограниченно плодовиты, у них стерильными являются только самцы.   Известны также нары — помеси одногорбного и двугорбного верблюда.  Нары отличаются высокой жизнестойкос­тью и большой плодовитостью, однако уже во втором по­колении они вырождаются и дают мелких и слабосильных потомков.  
 


Селекция Животных. Поэтому в дальнейшем наров скрещивают с чи­стыми линиями двугорбых верблюдов.  Все описанные методы селекции животных действенны и высокопродуктивны, и, тем не менее, очень важно про­должать исследования в этой области и находить все но­вые и новые пути получения разных пород животных, ко­торые могут быть поставлены на службу человеку.  
 


Селекция микроорганизмов Селекция микроорганизмов Разговор о селекции был бы неполным, если бы в этой книге не был упомянут такой важнейший раздел науки, как селекция микроорганизмов. Микроорганизмы играют очень важную роль в жизни людей.
 


Селекция микроорганизмов Многие бактерии из­давна широко использовались в быту, хотя до поры до вре­мени люди даже не подозревали об этом. Испечь вкусный хлеб возможно было только при наличие дрожжей, а при получении кисломолочных продуктов или квашеных ово­щей в действие вступали молочнокислые бактерии.
 


Селекция микроорганизмов. Теперь же микроорганизмы широко используются не только в пищевой промышленности, но в медицине, в жи­вотноводстве и многих других областях. Микроорганизмы дали возможность получать такие вещества, как глицерин, этиловый спирт, ацетон, витамины. Было налажено произ­водство антибиотиков. Микроорганизмы стали использоваться для получения вакцин, лечебных гормонов, белкового корма, аминокислот.
 


Селекция микроорганизмов Исключительное значение для человека имеют анти­биотики. Данные особые вещества получаются при деятельности некоторых микроорганизмов и грибов. Микроорганизмов и грибы способны убивать болезнетворные микробы и вирусы, что делает их просто незаменимыми при лечении разных болезней.
 


Селекция микроорганизмов Еще в 1928 г. английский ученый А. Флеминг от­крыл замечательные качества грибка из рода пенициллиум. Он установил, что при росте этого грибка выраба­тывается вещество, оказывающее губительное воздействие на микробы. Это вещество, названное пенициллином, получило мировое призвание.
 


Селекция микроорганизмов Конечно, ученым не сразу удалось добыть нужное количе­ство этого лекарства в удобном для использования виде. Пер­вый штамм пенициллиума рос на поверхности специальной питательной среды и выделял очень мало нужного вещества. Чтобы получить антибиотик для лечения всего одного боль­ного, требовалось вырастить грибок на питательной среде площадью 50 кв. м. Впоследствии методами селекции грибок был улучшен, теперь он стал расти в глубинных культу­рах и производить в 25 раз больше пенициллина.
 


Селекция микроорганизмов При производстве этого антибиотика ученые столкну­лись еще с одной трудностью. Полученное вещество име­ло желтый цвет, что препятствовало его усвоению челове­ческим организмом, а очистка его стоила очень дорого. И снова на помощь микробиологам пришла селекция. Штаммы грибка были облучены рентгеновскими лучами для получения мутаций.
 


Селекция микроорганизмов Были выбраны новые микроор­ганизмы, которые не вырабатывали желтого пигмента, причем некоторые из них не только не уступали по про­изводству пенициллина предыдущим микроорганизмам, но и во много раз превосходили их. В итоге были получены штаммы, производящие 3 тыс. международных еди­ниц пенициллина на 1 кв. см, а это превышало первоначальный результат в 300 раз!
 


Селекция микроорганизмов Ученые нашей страны достигли больших успехов в этой области. Например, С.И. Алиханян получил новый гибрид пенициллина, продуцирующий 5 тыс. единиц, путем ради­ационной генетики были получены также штаммы других микроорганизмов, производящие антибиотики. Таким об­разом, была создана целая индустрия антибиотиков, а с по­мощью селекции микроорганизмов стали выпускаться пре­параты против вирусов, бактерий, грибков и опухолей.
 


Селекция микроорганизмов Селекция микроорганизмов была применена также и в животноводстве. Известно, что для многих животных ос­новным продуктом питания является белок. Основной источник белка для них — это высокобелковые растения, та­кие как соя, клевер, рапс, люцерна. Но для выращивания этих культур требуются огромные площади, и даже при больших посевах лишь небольшое количество животных может быть полностью обеспечены белком.
 


Микробиология Микробиология обратила внимание и на эту проблему. В настоящее время производится больше 1 млн т кормового микробелкового компонента, который содержит 60% белка. Данный белок включают в состав корма животных и птицы, которые хорошо растут и дают отличный привес.
 


Микробиология Преимущество синтеза микробиологического белка в том, что он очень дешев. Один промышленный аппарат спосо­бен производить в сутки до 15 т перевариваемого белка, а в год — 5 тыс. т. Для примера — столько белка содержится в горохе, выращенном на площади 18 тыс. га.
 


Микробиология Для выра­ботки же микробного белка используются отходы нефте­промышленности— жидкие парафины. При этом из 1 т сырья получается 600 кг микробного белка и вдобавок к ним — ценные витамины. Как кормовой белок, употребля­ются так же и высушенные штаммы дрожжей. В качестве природного сырья для производства белка возможно использовать так же природный газ и отходы растениеводства.
 


Микробиология Пищевой белок годится и для употребления в пищу лю­дей. Некоторые, конечно, будут возмущены тем, что им пред­лагают питаться колбасой или молоком из нефти. Но на самом деле производство такого белка намного выгоднее с экономической точки зрения, а, применяя различные вку­совые добавки, можно добиться того, что микробный белок не будет ничем отличаться от белка мяса, молока или пше­ницы.
 


Микробиология Уже сейчас микробиологам с помощью селекции удалось вывести штаммы микроорганизмов, которые спо­собны синтезировать белок мяса цыплят и белок женского молока. В пищевой промышленности с помощью микробных фер­ментов налажен выпуск заменителей сахара. Создан пол­ноценный заменитель сахара из кукурузы и из древесины.
 


Микробиология Наряду со всеми перечисленными веществами микро­биологическая промышленность вырабатывает амино­кислоты, обеспечивающие повышенную усвояемость белка организмом, а значит незаменимые в сельском хозяй­стве, и витамины. Не следует забывать и целой серии антибиотиков, без чего медицина не достигла сегодняш­него уровня.
 


Микробиология И, наконец, микробиологические технологии нашли свое применение и в промышленности. Это, прежде всего, связа­но с извлечением металлов из разбавленных растворов. Учеными было замечено, что многие бактерии способны накапливать в себе достаточно большое количество тяже­лых металлов: меди — до 17%, свинца — до 5%, кадмия — до 8%, цинка— до 1,5% по отношению к своей биомассе.
 


Микробиология Некоторые микроорганизмы могут также поглощать из среды растворенный уран. Все поглощенные микроорга­низмами металлы возможно извлечь впоследствии путем промывания в растворе соды.
 


Микробиология Поэтому на предприятиях широко используют микробы для выщелачивания меди, марганца, золота, урана из руд, содержащих эти металлы. Микробиологическая технология также широко применя­ется при добыче нефти. В лабораториях создаются вязкие микробные слизи, которыми впоследствии сгущают буриль­ные растворы и таким образом способствуют улучшению бурения.
 


Мутагенез На фотографии стеклянная игла проникает в ядро клетки. Создается новое трансгенное растение - рододендрон с новыми признаками, оно изображено справа. Получена уже морозоустойчивая свекла, светящаяся в сумерках газонная трава и банан, съев который получишь прививку от тропических болезней и т.д. Но еще точно не изучено какими опасными свойствами обладают трансгенные (генномодифициро- ванные) организмы. Один из видов мутации – полиплоидия.
 


Клеточная инженерия. Основана на культивировании отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах. Такие клеточные культуры используются для синтеза ценных веществ, производство незараженного посадочного материала, получения клеточных гибридов. Метод гибридизации клеток приобретает все большее значение в селекции. Оказалось, что если взять клетки разных органов и тканей или клетки разных организмов, объединить их с помощью специальных приемов, разработанных учеными в одну, то образуется новая, гибридная клетка. Свойства этой клетки существенно отличаются от свойств родительских клеток. Таким путем можно получать клетки, выделяющие необходимые человеку лекарства.
 


Клеточная инженерия. Успехи клеточной инженерии могут открыть новые возможности в селекции животных. В 1997 г. научная общественность была взбудоражена сообщением, что в Англии были проведены успешные эксперименты по генетическому клонированию овцы. Для этого использовали ядра соматических клеток, полученных из ткани молочной железы взрослой овцы. Из яйцеклетки удалялось ядро и замещалось ядром соматической клетки. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента. Через 148 дней приемная мама родила живую овечку, её назвали Долли.
 


Схема генетического клонирования овцы
 


Клонирование: ЗА! против ?
 


«Мы не должны снимать с людей копии поскольку нам следует относится к каждому ребенку как к индивидууму, а не как к копии другого человека» Йен Вельмут против!
 


«Klon» в переводе с греческого – веточка, побег, черенок. Клонирование растений известно уже более 40 тысяч лет.
 


Клонирование постоянно происходит в живой природе, когда рождаются однояйцовые или идентичные близнецы. Просто развитие нескольких зародышей из одной оплодотворенной яйцеклетки происходит редко и непредсказуемо.
 


В современном понимании клон человека или животного – это отстроченный во времени идентичный близнец другого человека или животного
 


Механизм клонирования Лягушка-альбинос Яйцеклетка с ядром Удаление ядра Головастик Соматическая клетка Перемещение ядра в яйцеклетку Развитие зародыша Взрослая лягушка-клон головастика
 


Первые опыты на амфибиях Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была доказана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях американскими исследователями. Проблемы: ядра различных типов клеток одного и того же вида генетически идентичны, но в процессе дифференцировки теряют способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток .
 


Неудачи экспериментов с мышами Опыты на мышах начались в конце 70-х годов, однако получить взрослых клонированных мышей не удалось. Связано это с очень ранней, уже на стадии 2 клеток, активацией генома зародыша.
 


Задачи, стоящие перед клонированием: Клонирование органов и тканей Возможность бездетным людям иметь детей Помощь людям, страдающим тяжкими генетическими заболеваниями Клонирование человеческих генов, терапевтических белков для лечения больных в сельскохозяйственных животных
 


Выдающиеся люди ценны во многих отношениях, как культурных так и финансовых. Это могут быть знаменитые актеры, писатели, выдающиеся представители интеллигенции, ученые Клониролвание исключительных личностей
 


Клонирование великих личностей и умерших Если образец ткани заморожен должным образом, человека можно клонировать через длительное время после его смерти. В перспективе возможно создание клонов из образцов волос, костей, зубов известных людей прошлого.
 


Одной из конечных целей клонирования является клонирование человека. Однако, одна из главных проблем обозначившихся на пути клонирования : быстрое старение клонов относительно других представителей того же вида, достигая возраста организма из которого они были клонированы. Другой проблемой является то, что пока клонирование не удается с первого раза ( например, для клонирования Долли понадобилось 277 попыток ) . Многие вопросы до сих пор остаются нераскрытыми, неизвестно каким образом ДНК клетки вымени способны управлять развитием всего нового организма и будет ли это выполняться для других животных и человека.
 


Тенденции дальнейших исследований в области клонирования. В 1997 году чикагский ученый — медик Р. Сид Объявил по национальному радио о намерении создать первую в США и мире клинику клонирования человека и обещал потомство бездетным родителям. Несмотря на разразившийся скандал, юристы доказали, что запретов на создание клиники нет.
 


Тенденции дальнейших исследований в области клонирования. Английские ученые так же готовы приступить к клонированию человека. Правительство Британии дает "добро" на проведение данных опытов в медицинских целях. Специальная комиссия во главе с гл. врачом Британии Лаймом Дональдсоном пришли к заключению : клонирование необходимо для "дублирования" отдельных органов, клеток и тканей. Как утверждают ученые — оптимисты в скором будущем можно будет выращивать органы про запас, что поможет искоренить неизлечимые болезни, т.к. интерес к исследованиям по клонированию человека растет.
 


Ученые – селекционеры: Пустовойт В.С. – Цицин Н.В., Лукьяненко П.П. – Хаджиев С.Н. – Иванова И.Г. -
 

< <       > >