Основные методы селекции. Искусственный отбор

Селекцией растений и животных люди занимались с давних времен. Например, ахалтекинцы, красивая порода верховых лошадей, были выведены на территории современной Туркмении, вероятно, 5000 лет назад. Намного раньше, 10 000 лет назад, в так называемом «плодородном полумесяце», протянувшемся от Египта до Месопотамии, были одомашнены дикие растения, — началась земледельческая революция. Но вплоть до XIX селекция была интуитивной, опиралась на опыт, ведь люди еще ничего не знали о генетике. Наукой она начала становиться после открытий Грегора Менделя. А первую половину XX века можно назвать революционной, идеи селекции захватили многие умы. Сегодня селекция опирается на знание тонких генетических механизмов и действует большим набором методов, как старых, так и суперсовременных, например, клонирования.

Ключевые методы современной селекции

1.      Искусственный отбор.

2.      Гибридизация.

3.      Гетерозис.

4.      Полиплоидия.

5.      Искусственный мутагенез.

6.      Искусственное осеменение.

7.      Клонирование.

8.      Полиэмбриония.

9.      Использование соматических мутаций.

10. Получение соматических гибридов.

11. Гормональная суперовуляция и трансплантация эмбрионов.

12. Клонирование.

13. Испытание производителей по потомству.

14. Методы генной инженерии.

15. Методы клеточной инженерии.

Рассмотрим первые пять ключевых методов селекции.

Искусственный отбор

Ведущий метод селекции. Чарльз Дарвин установил, что различные породы и сорта берут начало от единственного или же нескольких диких видов, например, от яблони лесной появились культурные сорта яблони садовой.

Дарвином определены две формы искусственного отбора — бессознательный и сознательный (методический). На ранних этапах одомашнивания действовал бессознательный отбор — человек случайно, по комплексу признаков (рост, выносливость и пр.), отбирал диких животных, способных размножаться под его контролем. Сознательный отбор — это следующий этап искусственного отбора по строго определенным критериям устойчивости и качества организмов.

В настоящее время различают две главные формы сознательного искусственного отбора: массовый и индивидуальный. В ЕГЭ по биологии часто встречаются вопросы об этих формах отбора.

Массовый отбор

Более применим в селекции растений и микроорганизмов, так как их потомство многочисленное. Считается, что данный отбор осуществляется в популяциях по внешним, фенотипическим признакам (отбор по фенотипу).

Пример массового отбора — в поле из 1000 растений выбирают 50 лучших, далее собирают их семена, и все растения вместе высевают на следующий год. Если урожайность увеличилась, можно судить об эффективности массового отбора.

1.      Недостаток метода в том, что не всегда можно определить лучший генотип.

2.      Данный отбор эффективен при анализе качественных признаков (фиолетовый или белый околоцветник, рогатая или безрогая корова). Такие признаки наследуются просто, у них всего пара вариантов фенотипа.

3.      Метод массового отбора используется в селекции перекрестноопыляемых растений (подсолнечник, кукуруза, рожь).

Индивидуальный отбор

Главный его принцип — отбор растений и животных по потомству. Например, также из 1000 выбирают 50 лучших растений, получают их семена, но на следующий год семена каждого растения высевают не вместе, а отдельно. Далее оценивают потомство по необходимым признакам от каждого растения. В этом случае имеет место оценка генотипа.

1.      Индивидуальный отбор эффективен при отборе по количественным признакам, которые наследуются сложно (жирность молока, число зерен в колосе и т. д.). В этом случае генотип очень важен, особенно те аллели генов, которые отвечают за самые большие семена или высокий рост растения.

2.      Селекционеры ведут борьбу за каждый количественный показатель признака, по сути, за сохранение в генотипе уникальных аллелей ценных признаков.

3.      Индивидуальный отбор в основном актуален для селекционирования самоопыляемых растений (ячмень, фасоль, пшеница, горох).

4.      Потомство в данном случае сберегает признаки родительской формы, оно гомозиготно и получило название «чистая линия». Итак, чистая линия — это потомки одной самоопыленной особи, гомозиготы.

5.      Поскольку мутационные процессы идут безостановочно, совершенно гомозиготных особей в природе не найти.

6.      Мутации в большинстве случаев рецессивны.

7.      Лишь тогда, когда гены особи переходят в гомозиготное состояние, они попадают под контроль естественного и искусственного отборов.