Valinnan perusteet. Kasvatusmenetelmät
Valinta on yksi tärkeimmistä genetiikan käytännön soveltamisen alueista, eli genetiikka on valinnan teoreettinen perusta, koska genetiikka auttaa rationaalisesti suunnittelemaan valintatyötä. perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden laeista ja tietyn piirteen periytymisen erityispiirteet.
Lisäksi valinta perustuu muiden tieteiden saavutuksiin, esimerkiksi kasvien systematiikan ja maantieteen, sytologian, embryologian, kasvien ja eläinten biokemian ja fysiologian, molekyylibiologian jne.
Jalostus on tiedettä menetelmistä, joilla luodaan ja parannetaan olemassa olevia kotieläinrotuja sekä viljelykasvilajikkeita ja mikro-organismikantoja.
Valintaon evoluutioprosessi, jossa ihminen on pääasiallinen aktiivinen tekijä ja ohjaa koko prosessia tarpeidensa mukaisesti.
Rotu, lajike, kantaon ihmisen keinotekoisesti luoma organismien populaatio, jolle on ominaista tietyt perinnölliset ominaisuudet. Kaikilla lajikkeen, rodun tai kannan yksilöillä on samanlainen genotyyppi, fenotyyppi ja samantyyppinen reaktio ympäristötekijöiden vaikutuksiin, esimerkiksi lypsykarjaroduilla on eroja maidon tuoton, rasvapitoisuuden ja maidon proteiinipitoisuuden suhteen.
Lajikkeen arvomääräytyy sadon, ravitsemuksellisten ja rehuominaisuuksien perusteella.
Rotuarvo määräytyy vastaanotettujen tuotteiden laadun ja määrän perusteella.
Valinnan päätehtävät:
- tuottavuuden kasvu viljelykasvien lajikkeet, kotieläinrotujen ja mikro-organismien tuottavuuden lisääminen;
- laadun parantaminen tuotteet (pellavan ominaisuudet, jyvien gluteenipitoisuus, sokerijuurikkaan määrä jne.);
- fysiologinen paraneminen ominaisuudet (varhaisuus, pakkaskestävyys jne.);
- edistäminen kehityksen intensiteetti (kasveille - ruokintaan, eläimille - elinolosuhteisiin).
Menestyksen edellytyksetvalintatyöt:
Lähdemateriaali (lajike, rotu tai laji);
Mutaatioiden roolin tutkiminen tietyn piirteen esiintymisessä;
Hybridisaation aikaisten periytymismallien tutkimus;
Ympäristön rooli piirteen kehittymisessä;
Keinotekoisen valinnan soveltaminen.
(Ilmeä esimerkki markkinoiden tarpeet huomioivasta valinnasta on turkistarhaus, sillä minkki- ja soopelikettujen viljely seuraa muuttuvaa muotia. Erityisen tärkeää on hyönteisten valinta biologisiin torjuntamenetelmiin. Pehmeitä vehnälajikkeita tarvitaan tehdä keksejä, ja pastan valmistukseen tarvitaan kovia lajikkeita. On kehitetty kanarotuja, jotka eivät vähennä tuottavuutta siipikarjatilojen runsauden olosuhteissa. Valko-Venäjälle on tärkeää luoda kasvilajikkeita, jotka ovat tuottavia lumettomissa olosuhteissa, pakkaset talvet ja myöhäiset pakkaset.)
Jalostustyön menestys on erittäin hyväriippuu voimakkaasti alkuperäisen organismiryhmän geneettisestä monimuotoisuudesta.Nykyisten rotujen ja lajikkeiden geenipooli on paljon pienempi kuin luonnonvaraisten lajien geenipooli.
Viljelykasvien monimuotoisuuden ja maantieteellisen levinneisyyden tutkimiseksi N. I. Vavilov suoritti useita tutkimusmatkoja ympäri maailmaa, keräsi valtavaa siemenmateriaalia ja eristiviljeltyjen kasvien alkuperäkeskukset:
1) eteläaasialainen ( Intia ) - riisin, banaanien, sitrushedelmien, sokeriruo'on syntymäpaikka;
2) Itä-Aasialainen(Kiina) - soijapapujen, kasteen, tattari, omenan, päärynän syntymäpaikka;
3) lounais-aasia(Keski-Aasia) - vehnän, herneiden, viinirypäleiden syntymäpaikka;
4) Välimeren- kaalin, punajuurien, oliivien kotimaa;
5) Abessinialainen(Afrikka) - durumvehnän, ohran, kahvipuun syntymäpaikka;
6) Keski-Amerikan(Meksiko) - maissin, kaakaon, paprikan, papujen, puuvillan syntypaikka;
7) Etelä-amerikkalainen(Etelä-Amerikka) - perunoiden, tupakan, auringonkukkien syntymäpaikka.
Vavilovin tutkimus antaa kasvattajille mahdollisuuden nopeasti valita lähdemateriaalia ja jossain määrin ennustaa tuloksia.
Raaka materiaali:
Luonnonvaraiset muodot (niille on ominaista useita hyödyllisiä ominaisuuksia, esimerkiksi kestävyys ilmastotekijöiden jyrkille vaihteluille, sairauksille, niillä on korkea hedelmällisyys, mutta ne ovat tuottavuudessa huonompia kuin viljellyt);
Keinotekoisesti saadut mutanttimuodot;
Kombinatiivisen vaihtelun tuloksena saadut muodot;
Muissa ilmasto-oloissa saadut lajikkeet ja rodut.
Perusvalintamenetelmät:
- - hybridisaatio;
- puhtaiden linjojen saaminen;
- heteroosi-ilmiön käyttö;
- indusoitu mutageneesi;
- polyploidisten muotojen käyttö;
- keinotekoinen valinta.
G hybridisaatio
A) sukusiitos - läheisesti liittyvä risteytys;
b) ulkosiitos - ei liity risteykseen eli saman tai eri rodun tai saman tai eri lajikkeen yksilöiden risteyttäminen.
Keinotekoinen valinta on prosessi, jolla paremmin sopeutuneet yksilöt säilyvät lisääntymään.
Ihmisen evoluution alkuvaiheessa valinta oli tajuton, se alkoi kesyttäminen, eli aluksi se todennäköisesti toteutettiin valinta käyttäytymisen perusteella(ne yksilöt, jotka pystyivät saamaan yhteyttä ihmisiin, selvisivät), ja myöhemmin muut merkit alkoivat vaikuttaa, parhaat yksilöt jätettiin heimolle.
Tällä hetkellä niitä käytetään jalostuksessa menetelmällinen valinta:
A) massa- suoritetaan ulkoisten fenotyyppisten ominaisuuksien mukaan kasvattajan valitsemaan suuntaan, sen haittana on, että se ei tuota geneettisesti homogeenista materiaalia, toistuva valinta on aina tarpeen;
b) yksilöllinen- perustuu genotyyppiarviointiin.
Keinotekoisella valinnalla hybridiin vaikuttaa samanaikaisesti luonnonvalinta, mikä lisää sen sopeutumiskykyä tiettyihin ympäristöolosuhteisiin.
Tällä hetkellä niitä käytetään yhä enemmän jalostuksessaindusoitunut mutageneesi, joka koostuu mutaatioiden määrän lisääntymisestä, joka johtuu altistumisesta erilaisille mutageeneille kehossa.
Kasvinjalostuksessa merkittävä paikka on pääasiassa hankinnallapolyploidisia muotoja, koska niille on ominaista suurempi saanto, käytetään yleensä kolkisiinia, joka tuhoaa karalangat ja estää homologisten kromosomien eroamisen meioosin aikana.
Jalostusprosessi tulossa matkalla: lähdemateriaali → valinta → hybridisaatio → valinta → hybridisaatio → valinta jne.
Kasvijalostus:
1) tietyn tehtävän asettaminen;
2) lähdemateriaalin valinta, (jos tarvittavia vanhempien muotoja ei ole mahdollista löytää, käytetään keinotekoista mutageneesiä ja ilmaantuvien mutaatioiden joukosta löytyy hyödyllisiä, joita käytetään jatkotyössä);
3) hybridisaatio- on hybridien tuotantoa geneettisesti monimuotoisten organismien risteyttämisestä.
a) se perustuu tavallisesti ristipölyttävien kasvien keinotekoiseen pölytykseen omalla siitepölyllään, tällainen pölytys johtaa homotsygoottisuuden lisääntymiseen ja perinnöllisten ominaisuuksien lujittumiseen, ja yhdestä homotsygoottisesta kasvista itsepölytyksellä saatu jälkeläinen puhdas linja.
Puhdas linja on erilainen heikentynyt elinkelpoisuus ja heikentynyt sato.
Jos sitten ylittää kaksi puhdasta linjaa keskenään - linjojen välinen hybridisaatio, sitten ymmärrämme ilmiön heteroosi
Heteroosi selitti useimpien geenien siirtymä V heterotsygoottinen tila. Heteroosiilmiö voidaan korjata vegetatiivisen lisääntymisen avulla;
b) ulkosiitos- ylitys toisiinsa liittymättömät organismit kuitenkin tällainen hybridisaatio suoritetaan vaikeuksien kanssa, ja interspesifiset ja geneeriset hybridit ovat steriilejä, koska eri lajien tai sukujen kromosomien konjugointi on mahdotonta meioosin aikana. Ensimmäistä kertaa Karpechenko onnistui voittamaan lajienvälisten hybridien steriilyyden, joka sai kaalin ja retiisin hybridin (9 "harvinaista" ja 9 "kaali" kromosomia), joka oli steriili, sitten tiedemies sai hybridin polyploidisen muodon, joissa oli 18 "harvinaista" ja "kaali" kromosomia, tuli kaalin homologisten kromosomien konjugaatio "kaalin" kanssa ja retiisissä "kaali" kanssa on mahdollista, ja jokaisessa sukusolussa oli 18 kromosomia (9 "harvinaista" ja 9 "kaali") , sellaisesta hybridistä tuli hedelmällinen. Näin ollen polyploidiasta on tullut yksi keino palauttaa hedelmällisyyttä lajienvälisissä kasvihybrideissä.
Kaukohybridisaatio sallii yhdistää eri lajien ja jopa sukujen arvokkaita ominaisuuksia yhteen organismiin.
Vaikeuksia etähybridisaation suorittamisessa:
Jalostusjaksojen yhteensopimattomuus;
Siitepölyputkien yhteensopimattomuus.
Selviytymismenetelmät:
Vegetatiivisen lähentymisen menetelmä (lajin alustava varttaminen toiseen) (pihlajan ja päärynän hybridi);
Pölytys siitepölyseoksella (omena + päärynä);
Välimenetelmä (villilajin hybridi luonnonvaraisen lajin kanssa, sitten viljellyn kanssa pakkaskestävyyden lisäämiseksi).
4) keinotekoinen valinta koostuu lisäyskasvien säilyttämisestä, joilla on halutut ominaisuudet:
A) massavalinta
b) yksilöllinen valinta
Keinotekoisella valinnalla lajike vaikuttaa samanaikaisesti luonnonvalinta, mikä lisää kasvien sopeutumiskykyä tiettyihin ympäristöolosuhteisiin.
Luotu monimuotoisuus on tulosta ihmisen toiminnasta ja ympäristöstä.
Uusien korkeasatoisten kasvilajikkeiden kehittäminen mahdollistaa maataloustuotannon voimakkaan tehostamisen.
Menestystä kasvatustyössä:
Akateemikko P. P. Lukyanenko - talvivehnä Bezostaya 1 - sato jopa 100 c/ha, Aurora;
Shekhurdin ja Mamontova - Saratovskaja 29, Saratovskaja -36;
Akateemikko N.V. Tsitsyn - vehnän ja rukiin hybridi - ruisvehnä - korkeat jauhatusominaisuudet yhdistyvät kykyyn kasvaa köyhillä maaperällä;
Akateemikko V. S. Pustovoit - auringonkukkalajike, jonka öljypitoisuus siemenissä on yli 20%;
A. N. Lutkov - uudet sokerijuurikaslajikkeet, joilla on lisääntynyt sokeripitoisuus ja tuottavuus;
M.I. Khadzhinov - korkeasatoiset maissilajikkeet;
P.I. Aismik - korkeatuottoiset perunalajikkeet - Temp, Ogonyok, Lasunak, Sintez jne.;
A. L. Semenov - monivuotiset yrtit;
A. G. Voluznev - mustaherukkalajikkeet: Valkovenäjän makea, Katyusha, Partizanka, punaherukka: rakas, karviainen: Shchedry
Suuri panos kasvinjalostukseen osallistuja I.V. Michurin(1855-1935), omistettu 60 vuotta uusien lajikkeiden jalostukseen, työskenteli Kozlovin kaupungissa (nykyisin Michurinsk), Tambovin alueella. Toimintansa alussa hän yritti sopeuttaa eteläisiä lajikkeita kovettamalla pohjoisilla alueilla, mutta ne jäätyivät, sitten hän käytti valintamenetelmiä. Hänen työnsä perustuu kolmen päämenetelmän yhdistelmään:
- hybridisaatio;
- valinta;
- ympäristöolosuhteiden vaikutus hybridien kehittämiseen (niiden "kasvatus" haluttuun suuntaan.
Michurin kiinnitti paljon huomiota alkutekstin valinta vanhempien muotoja hybridisaatiota varten. Hän risteyttää paikalliset pakkasenkestävät lajikkeet eteläisten lajikkeiden kanssa ja altisti saadut taimet tiukka valinta ja sisältyvät siihen suhteellisen ankara ehdot. Tällä menetelmällä saatiin Slavyanka-lajike, Antonovkan ja eteläisen Ranet-ananaksen hybridi.
Michurin piti sitä erityisen tärkeänä maantieteellisesti kaukaisten muotojen ylittäminen, ei kasva alueella, jossa hybridisaatio tapahtuu. Tällä menetelmällä kehitettiin Bellefleur-Kiinan lajike, Siperiasta peräisin olevan kiinalaisen omenapuun ja amerikkalaisen Bellefleur yellow -lajikkeen hybridi.
Michurin laajalti käytetty kaukainen hybridisaatio:
Hän tuotti hybridejä vadelmista ja karhunvatukoista;
Pihlaja ja orapihlaja.
Michurin käytetty voittaa etähybridisaatiossa seuraavat tekniikat:
- vegetatiivinen lähentymismenetelmä(yhden lajin alustava siirtäminen toiseen johtaa kudosten, myös sukuelinten, kemiallisen koostumuksen muutokseen, mikä lisää siitepölyputkien itämisen todennäköisyyttä emessä) (pihlajan ja päärynän hybridi);
- pölytys siitepölyseoksella stimuloida siitepölyputkien itämistä, eli "oma" siitepöly ärsyttää emen leimaa ja se havaitsee "vieraan" siitepölyn (omena + päärynä);
- välittäjämenetelmä(villin lajin hybridi villin kanssa, sitten viljellyn kanssa pakkaskestävyyden lisäämiseksi).
Suurin osa Michurinin kasvattamista lajikkeista on monimutkaisia heterotsygootit, joten he käyttävät niitä säästääkseen vain kasvullinen lisäys(kerrostus, rokotukset).
Eläinten kasvatus:
Peruslähestymistavat eivät eroa kasvinjalostuksen lähestymistavista, mutta niitä on erityispiirteet:
a) eläimet lisääntyvät vain seksuaalisesti;
b) murrosikä tapahtuu melko myöhään;
c) pieni määrä jälkeläisiä.
1) tietyn tehtävän asettaminen;
2) vanhempien parien valinta, Eläimiä kasvatettaessa on tärkeää ottaa huomioon ulkopuoli- tämä on joukko eläinten ulkoisia ominaisuuksia, niiden ruumiinrakennetta ja kehon osien suhdetta. Eri eläinrodut epätasa-arvoisesti reagoida ulkoisten olosuhteiden muutoksiin, esimerkiksi liharoduilla, parantunut ravitsemus johtaa ruumiinpainon nousuun ja maitoroduilla - maidontuotannon kasvuun;
3) hybridisaatio- on hybridien tuotantoa geneettisesti monimuotoisten organismien risteyttämisestä.
A) sukusiitos - läheisesti liittyvä risteytys, se perustuu yhden sukupolven yksilöiden tai vanhempien ja jälkeläisten risteytykseen, joka johtaa lisääntyneeseen homotsygoottisuuteen ja perinnöllisten ominaisuuksien lujittumiseen. Pitkäaikainen sisäsiitos johtaa heikkenemiseen ja jopa kuolemaan, koska homotsygoottisessa tilassa havaitaan monia resessiivisiä mutaatioita; näiden ongelmien voittamiseksi useiden sisäsiitosten jälkeen käytetään ulkosiitosta lisäämään heterotsygoottisuus;
Jos sitten ylittää kaksi puhdasta linjaa keskenämme - silloin saamme ilmiön heteroosi tai hybridivoima - tämä on lisääntynyt elinkelpoisuus ja hedelmällisyys ensimmäisen sukupolven hybrideissä, jotka vähenee seuraavissa sukupolvissa.
Heteroosia on 3 tyyppiä:
- lisääntyvä- suurempi hedelmällisyys kuin vanhempien;
- somaattinen- kasvullisen massan kasvu;
- mukautuva- hybridit osoittautuvat paremmin sopeutuneiksi.
Heteroosi selitti useimpien geenien siirtymä V heterotsygoottinen tila, koska heterotsygoottisessa tilassa mutanttialleeleja ei esiinny.
Heteroosi-ilmiö voidaan korjata risteyttämällä vuorotellen hybridi jonkin alkuperäisen muodon kanssa.
b) ulkosiitos- eri rotujen yksilöiden risteyttäminen;
4) keinotekoinen valinta koostuu sellaisten eläinten säilyttämisestä lisääntymistä varten, joilla on halutut ominaisuudet:
A) massavalinta- valitaan ryhmä organismeja, joilla on halutut ominaisuudet ja hankitaan jälkeläisiä, ja valinta toistetaan sukupolvelta toiselle, koska yksilöt voivat jakautua;
b) yksilöllinen valinta- kasvattamalla yhden yksilön jälkeläisiä, valinta tapahtuu nopeammin, mutta jälkeläisten määrä on pienempi.
Keinotekoisella valinnalla rotu vaikuttaa samanaikaisesti luonnonvalinta, mikä lisää eläinten sopeutumiskykyä tiettyihin ympäristöolosuhteisiin;
5) menetelmä jälkeläisten isien laadun määrittämiseksi(maidon määrä ja rasvapitoisuus, kananmunien tuotanto).
Luotu rotu on ihmisen toiminnan ja ympäristön tulos.
Uusien erittäin tuottavien kotieläinrotujen kasvattaminen voi merkittävästi lisätä elintarvikkeiden määrää ja laatua.
Menestystä kasvatustyössä:
M. F. Ivanov - valkoinen steppi ukrainalainen sika;
Hienovillalammasrodut;
Hevosen ja aasin steriilit hybridit - muulit;
M. P. Grin - valikoima mustavalkokarjaa;
V. T. Gorin - sikojen valinta;
- lajien väliset hybridit- muuli (tamman ja aasin hybridi - steriili, mutta kestävä, vahva, pitkäikäinen), belugan ja sterletin hybridi, karpin ja ristikarpin hybridi, härän ja jakin hybridi.
Biotekniikka on elävien organismien ja biologisten prosessien ihmisten käyttö eri tuotteiden teolliseen tuotantoon.
Bioteknologiassa käytetään mikro-organismeja (prokaryootit - bakteerit ja sinilevät) ja eukaryootteja - sieniä, mikroskooppisia leviä.
Mikro-organismien käyttö prosesseissa, kuten viininvalmistuksessa, leivän leivonnassa, juustonvalmistuksessa jne., on ollut tiedossa muinaisista ajoista lähtien, mutta moderni biotekniikka syntyi 1970-luvun puolivälissä.
Mikro-organismien valinnan ominaisuudet ovat, että tiedemiehiä ei käytännössä rajoita aika tai tila, koska mikro-organismit:
b) on yksinkertainen sääntely geeniaktiivisuus;
c) erittäin nopeasti jäljentää;
d) on haploidi setti, siksi mikä tahansa mutaatio ilmenee jo ensimmäisessä sukupolvessa;
e) pienessä määrässä koeputkia ja petrimaljoja voidaan kasvattaa miljoonia yksilöitä muutamassa päivässä, eli helppo saada useita sukupolvia organismeja lähes lyhyessä ajassa.
Niitä käytetään mikro-organismien valinnassa luonnollisia kykyjä syntetisoida ihmisille hyödyllisiä aineita.
Valinnan vaiheet:
Tarvittavia yhdisteitä syntetisoivien mikro-organismien eristäminen luonnonvaraisesta luonnosta;
Tuottavimpien kantojen valinta;
Indusoitu mutageneesi ja käyttö valikoiva media(elatusaine, jolla mutantit kasvavat hyvin, mutta alkuperäiset villityypin vanhemmat kuolevat);
Valinta tuottavuuden mukaan.
Kuten ravintoalusta Mikro-organismeille käytetään muita kuin elintarviketuotteita: öljyn nestemäisiä fraktioita, synteettisiä alkoholeja, puunjalostusteollisuuden jätettä jne.
Tällä hetkellä bioteknologian merkitys on kasvanut suureksi solu- ja geenitekniikan menetelmät, jotka avaavat laajat mahdollisuudet genomin uudelleenjärjestelylle haluttujen ominaisuuksien omaavien organismien saamiseksi:
Siten insuliinin muodostuksesta vastaava geeni sisällytettiin Escherichia colin genomiin;
Öljytuotteita tuhoavia bakteerikantoja on rakennettu ja niitä käytetään veden puhdistamiseen öljyvuotojen aikana;
Rakennettiin bakteerikantoja, jotka tuottavat suuria määriä aminohappoja, vitamiineja, interferonia jne.
Menetelmä geenitekniikka- Tämä uusien geneettisten rakenteiden rakentaminen ennalta määrätyn suunnitelman mukaan
Geenitekniikan menetelmä sisältää:
- jakaminen yksittäisten geenien soluista tai geenien synteesi solujen ulkopuolella;
- synteesi tai geenien kloonaus tai näiden geenien siirtäminen ja integrointi genomiin käyttämällä vektoreita;
- rekombinanttigenomia sisältävien solujen valinta.
Tämä menetelmä tuli mahdolliseksi entsyymien löytämisen seurauksena restriktioentsyymi, jotka leikkaavat DNA-molekyylin oikeaan paikkaan ja entsyymejä ligaasi jotka yhdistävät paloja eri DNA-molekyylistä ja avoimista vektoreista.
Vektori on lyhyt pyöreä DNA-molekyyli, joka voi itsenäisesti lisääntyä bakteerisolussa (virus, bakteriofagi, erityisesti rakennettu plasmidi). Ensin vaadittu geeni insertoidaan tällaiseen vektoriin ja sitten isäntäsolun genomiin.
Siirtogeeniset kasvit ja eläimet- organismit, joiden genomi on muutettu geenitekniikan avulla.
Solutekniikka avulla voit rakentaa kokonaisia soluja sekä niiden yksittäisiä fragmentteja niiden viljelyn, hybridisoinnin ja rekonstruoinnin perusteella
- kehon solut siirretään viljelmään, ja nämä solut syntetisoivat ihmisille välttämättömiä aineita, esimerkiksi viljelmään siirretyt ginsengsolut syntetisoivat lääkeraaka-aineita, ja tällaisten solujen kanssa voidaan suorittaa indusoitua mutageneesiä tai etähybridisaatiota niiden tuottavuuden lisäämiseksi, esimerkiksi vasta-aineita syntetisoivien solujen hybridoomia. syöpäsolujen kanssa, jotka kykenevät jatkuvaan synteesiin;
- alkaen regeneroidut kasvit saadaan viljellyistä ja hybridisoiduista soluista esimerkiksi tomaatin ja perunan, omenan ja kirsikan hybridit.
(Genomitason manipulaatiot voivat kuitenkin johtaa sellaisten kantojen syntymiseen, joilla on arvaamattomia ominaisuuksia, joten edistykselliset tutkijat pitivät konferenssin, jossa vaadittiin geenitekniikan työn keskeyttämistä; tutkijat alkoivat työskennellä sellaisten mutanttikantojen saamiseksi, jotka eivät voi elää luonnollisessa ympäristössä ja tällaisia organismeja saatiin, ne voivat elää vain ravintoalustalla eivätkä ole vaarallisia eläville organismeille).
Itse termi "valinta" tulee latinan sanasta "valinta". Tämä tiede tutkii tapoja ja menetelmiä luoda uusia ja parantaa olemassa olevia organismiryhmiä (populaatioita), joita käytetään tukemaan ihmiskunnan elämää. Puhumme viljelykasvien lajikkeista, kotieläinroduista ja mikro-organismikannoista. Pääkriteerinä on uusien ominaisuuksien ja ominaisuuksien arvo ja pysyvyys käytännön toiminnassa.
Kasvien ja eläinten kasvatus: pääsuunnat
- Kasvilajikkeiden korkeat sadot, eläinrotujen hedelmällisyys ja tuottavuus.
- Tuotteiden laatuominaisuudet. Kasvien osalta tähän voi kuulua maku, hedelmien, marjojen ja vihannesten ulkonäkö.
- Fysiologiset merkit. Kasveissa kasvattajat kiinnittävät useimmiten huomiota varhaisuuteen, kuivuudenkestävyyteen, talvikestävyyteen, sairauksien, tuholaisten ja ilmasto-olosuhteiden haitallisiin vaikutuksiin.
- Intensiivinen kehityspolku. Kasveille tämä on positiivista kasvun ja kehityksen dynamiikkaa lannoitteita levitettäessä, kastettaessa, ja eläimille se on "maksu" ruoasta jne.
Valinta tässä vaiheessa
Eläinten, kasvien ja mikro-organismien nykyaikainen valinta tehokkuuden lisäämiseksi ottaa välttämättä huomioon maataloustuotteiden markkinoiden tarpeet, mikä on erityisen tärkeää tietyn tuotannon tietyn toimialan kehittämiselle. Esimerkiksi korkealaatuisen hyvänmakuisen, joustavan murun ja rapean murenevan kuoren leipominen tulee valmistaa vahvoista (lasimaisista) pehmeän vehnän lajikkeista, jotka sisältävät runsaasti proteiinia ja elastista gluteenia. Korkeammat keksit valmistetaan jauhoisista pehmeän vehnän lajikkeista, kun taas durumvehnälajikkeet sopivat parhaiten pastan valmistukseen.
Kummallista kyllä, eläinten ja mikro-organismien valinta liittyy toisiinsa. Tosiasia on, että jälkimmäisen tuloksia käytetään patogeenien biologiseen torjuntaan eläimissä sekä erilaisten viljelykasvien lajikkeissa.
Merkittävä esimerkki markkinoiden tarpeiden huomioimiseen perustuvasta valinnasta on turkistarhaus. Kasvavat turkista kantavat eläimet, jotka eroavat toisistaan eri genotyypeissä, jotka vastaavat turkin väristä ja sävystä, riippuvat muotitrendeistä.
Teoreettinen perusta
Yleisesti ottaen valinnan tulisi kehittyä genetiikan lakien perusteella. Juuri tämä perinnöllisyyden ja vaihtelun mekanismeja tutkiva tiede mahdollistaa erilaisten vaikutusten kautta vaikuttamisen genotyyppiin, josta puolestaan riippuu organismin ominaisuuksien ja ominaisuuksien joukko.
Myös valinnan metodologiassa hyödynnetään muiden tieteiden saavutuksia. Näitä ovat systematiikka, sytologia, embryologia, fysiologia, biokemia, molekyylibiologia ja yksilön kehityksen biologia. Edellä mainittujen luonnontieteen alueiden korkean kehitysvauhdin ansiosta jalostuksessa avautuu uusia näkymiä. Jo tänään genetiikan tutkimus on nousemassa uudelle tasolle, jossa eläinrotujen, kasvilajikkeiden ja mikro-organismikantojen tarvittavien ominaisuuksien ja ominaisuuksien kohdennettu mallintaminen on mahdollista.
Genetiikalla on ratkaiseva rooli jalostusongelmien ratkaisuprosessissa. Se mahdollistaa perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden lakeja käyttäen valintaprosessin suunnittelemisen siten, että otetaan huomioon tiettyjen ominaisuuksien periytymisen erityispiirteet.
Geneettisen lähdemateriaalin valinta
Eläinten, kasvien ja mikro-organismien valinta voi olla tehokasta vain, jos lähtöaine valitaan huolellisesti. Toisin sanoen alkuperäisten rotujen, lajikkeiden, lajien oikea valinta määräytyy niiden alkuperän ja kehityksen tutkimuksen perusteella niiden ominaisuuksien ja ominaisuuksien yhteydessä, jotka on annettava ehdotetulla hybridillä. Tarvittavien muotojen etsinnässä otetaan huomioon koko globaali geenipooli tiukassa järjestyksessä. Siksi ensisijaisena on käyttää paikallisia muotoja, joilla on tarvittavat ominaisuudet ja ominaisuudet. Seuraavaksi houkutellaan muilla maantieteellisillä tai ilmastovyöhykkeillä kasvavia muotoja, eli käytetään tulo- ja sopeutumismenetelmiä. Viimeinen keino on turvautua kokeellisen mutageneesin ja geenitekniikan menetelmiin.
Eläinten jalostus: menetelmät
Tällä tieteenalalla kehitetään ja tutkitaan tehokkaimpia menetelmiä uusien kotieläinrotujen kasvattamiseksi ja olemassa olevien parantamiseksi.
Eläinten valinnalla on omat erityispiirteensä, mikä johtuu siitä, että eläimillä ei ole kykyä lisääntyä vegetatiivisesti ja aseksuaalisesti. Niille on ominaista vain seksuaalinen lisääntyminen. Tästä seikasta seuraa myös se, että jälkeläisten kasvattamiseksi yksilön on saavutettava sukukypsyys, mikä vaikuttaa tutkimuksen ajoitukseen. Valintamahdollisuuksia rajoittaa myös se, että yksilöiden jälkeläisiä on pääsääntöisesti vähän.
Päämenetelmiä uusien eläinrotujen ja kasvilajikkeiden jalostukseen voidaan kutsua valinnaksi ja hybridisaatioksi.
Uusien rotujen kehittämiseen tähtäävässä eläinvalinnassa käytetään useimmiten yksilövalintaa massavalinnan sijaan. Tämä johtuu siitä, että niiden hoito on yksilöllisempää kuin kasvien hoito. Erityisesti noin 10 ihmistä huolehtii 100 eläimen karjasta. Alueella, jolla kasvaa satoja ja tuhansia kasviorganismeja, työskentelee 5-8 kasvattajaa.
Hybridisaatio
Yksi johtavista menetelmistä on hybridisaatio. Tässä tapauksessa eläimen valinta suoritetaan sisäsiitoksen, riippumattoman risteyttämisen ja etähybridisaation avulla.
Sukusiitos tarkoittaa saman lajin eri rotuihin kuuluvien yksilöiden hybridisaatiota. Tällä menetelmällä voidaan saada uusia ominaisuuksia omaavia organismeja, joita voidaan sitten käyttää uusien rotujen jalostuksessa tai vanhojen parantamisessa.
Termi "siitos" tulee englannin sanoista, jotka tarkoittavat "sisäsiitos" ja "siitos". Toisin sanoen suoritetaan yhden populaation läheisesti sukulaismuotoihin kuuluvien yksilöiden risteyttäminen. Eläinten tapauksessa puhumme lähisukuisten organismien (äiti, sisar, tytär jne.) inseminaatiosta. Sukusiitosten tarkoituksenmukaisuus perustuu siihen, että tietyn ominaisuuden alkuperäinen muoto on hajotettu useiksi puhtaiksi linjoiksi. Niiden elinkelpoisuus on yleensä heikentynyt. Mutta jos nämä puhtaat linjat risteytetään myöhemmin toistensa kanssa, havaitaan heteroosia. Tämä on ilmiö, jolle on ominaista tiettyjen ominaisuuksien lisääntyminen ensimmäisen sukupolven hybridiorganismeissa. Näitä ovat erityisesti elinvoimaisuus, tuottavuus ja hedelmällisyys.
Eläinvalinnassa, jonka menetelmissä on melko laajat rajat, käytetään myös etähybridisaatiota, joka on suoraan päinvastainen prosessi kuin sisäsiitos. Tässä tapauksessa eri lajien yksilöt risteytetään. Kaukohybridisaation tavoitteena on saada eläimiä, jotka kehittävät arvokkaita suorituskykyominaisuuksia.
Esimerkkejä ovat aasin ja hevosen ylittäminen, jakki ja kiertue. On huomattava, että hybridit eivät usein tuota jälkeläisiä.
M. F. Ivanovin tutkimus
Kuuluisa venäläinen tiedemies M.F. Ivanov oli kiinnostunut biologiasta lapsuudesta lähtien.
Eläinvalinnasta tuli hänen tutkimuksensa kohteena, kun hän tutki vaihtelevuuden ja perinnöllisyyden mekanismien piirteitä. Kiinnostuttuaan tästä aiheesta vakavasti, M.F. Ivanov kehitti myöhemmin uuden sikarodun (valkoinen ukrainalainen). Sille on ominaista korkea tuottavuus ja hyvä sopeutumiskyky ilmasto-olosuhteisiin. Risteytykseen käytettiin paikallista ukrainalaista rotua, joka sopeutui hyvin arojen elinoloihin, mutta jolla oli alhainen tuottavuus ja huonolaatuinen liha, ja englantilaista valkoista rotua, jolla oli korkea tuottavuus, mutta ei sopeutunut paikallisiin olosuhteisiin. Käytettiin metodologisia tekniikoita sukusiitosta, toisiinsa liittymättömästä risteyttämisestä, yksilöllisestä massavalinnasta ja kasvatuksesta pidätysolosuhteissa. Pitkäjänteisen huolellisen työn tuloksena saatiin positiivinen tulos.
Jalostuksen kehitysnäkymät
Jokaisessa kehitysvaiheessa jalostuksen tieteena päämäärät ja tavoitteet määräytyvät maatalous- ja karjankasvatustekniikan erityisvaatimusten, kasvinviljelyn ja kotieläintuotannon teollistumisvaiheen mukaan. Venäjän federaation kannalta on erittäin tärkeää luoda kasvilajikkeita ja eläinrotuja, jotka säilyttävät tuottavuuden erilaisissa ilmasto-olosuhteissa.
Kasvinjalostuksen ominaisuudet
Tietoisen toiminnan alusta lähtien ihminen pyrki valitsemaan käyttöönsä kasveja, jotka täyttävät ihmisen tarpeet. Tämä koski kasvien eri ominaisuuksia. Joihinkin tarkoituksiin vaadittiin tiettyjä makuominaisuuksia, toisille kasvin tiettyä ulkonäköä, toisille kestävyyttä haitallisille ympäristötekijöille. Haluttujen ominaisuuksien omaavien kasvien saamiseksi syntyi sellainen tieteellisen ja käytännön toiminnan ala kuin jalostus.
Määritelmä 1
Valinta on joukko ihmisen toiminnan menetelmiä, joilla pyritään luomaan uusia ja parantamaan olemassa olevia elävien organismien lajikkeita (kasvilajikkeita, eläinrotuja ja mikro-organismeja).
Kasvivalinnan erikoisuus on, että kasvillisuus ja hedelmät kypsyvät ympäri vuoden. Yksi kasvi voi tuottaa suuren määrän siemeniä. Tämä tarkoittaa, että kokeellista työtä organisoimalla saadaan vuodessa suuria määriä tuloksia, jotka voidaan helposti valita fenotyypin mukaan ja käsitellä tilastollisesti.
Kasvinjalostusmenetelmien yleiset ominaisuudet
Kuten tiedetään, tärkeimmät valintamenetelmät ovat hybridisaatio ja keinotekoinen valinta. Näitä menetelmiä käytetään samanaikaisesti ja ne täydentävät toisiaan.
Hybridisaatio mahdollistaa tietyn genotyypin omaavien organismien hankkimisen, ja keinotekoinen valinta voit valita organismeja, joilla on tietyt ulkoiset ominaisuudet (fenotyyppi), ja jatkaa niiden konsolidointia.
Lisäksi sitä käytetään kasvinjalostuksessa oksastusmenetelmä . Tämä mahdollistaa eri kasvien osien keinotekoisen yhdistämisen jatkojalostusta varten.
Jalostustyön tehokkuus riippuu lähdemateriaalin monimuotoisuudesta. Kasvinjalostus voi ratkaista tämän ongelman. Käyttämällä erilaisia hybridisaatiomuotoja yhdessä keinotekoisen mutageneesin kanssa. Jälkimmäisen käytön ja mutanttimuotojen valinnan lisäämisen ansiosta syntyi satoja uusia vehnän, rukiin, ohran ja muiden viljelykasvien lajikkeita. Tutustutaan nyt kasvinjalostusmenetelmiin tarkemmin.
Hybridisaatio
Kasvinjalostuksessa käytetään erilaisia hybridisaatiomuotoja: lajinsisäinen (lähisukuinen ja ei-sukulainen) ja lajien välinen risteytys.
- Tämän katsotaan liittyvän läheisesti ylitys , kun ristetyillä yksilöillä on yhteiset läheiset esi-isät. Tällä menetelmällä voit saada puhtaita kasvilinjoja, joilla on suuri homotsygoottisuusprosentti useimpien ominaisuuksien osalta.
- Liittymätön risteytys suoritetaan saman lajin kasvien välillä, mutta ilman yhteisiä esi-isiä. Sen avulla voit yhdistää saman lajin erilaisia ominaisuuksia hybrideissä.
- Lajien välinen risteytys suoritetaan eri lajeihin kuuluvien kasvien välillä.
Mutta melko usein lajien väliset hybridit ovat steriilejä. Syynä on kromosomien lukumäärä organismien karyotyypissä. Mutta moderni tiede on oppinut voittamaan lajienvälisten hybridien steriiliyden. Esimerkiksi I.V. Michurin käytti välittäjämenetelmää. Voittaakseen kahden kasvilajin ristiriittämättömyyden hän otti kolmannen kasvin, risti sen ensimmäisen ja risteytti tuloksena olevan hybridin toisen kasvin kanssa.
Polyploidia
Määritelmä 2
Polyploidia on ilmiö, joka lisää kromosomien määrää kasvisolujen ytimessä.
Tämä saavutetaan monin eri tavoin. Jos kromosomien kaksinkertaistumiseen ei liity solujen jakautumista, voimme saada diploidisen sukusolun ja sitten triploidisen hybridin. On myös tapoja saada aikaan polyploidian ilmiö - somaattisten solujen tai niiden tumien fuusio; sukusolujen muodostuminen, joissa on vähentynyt kromosomien määrä meioosin häiriön vuoksi.
Geneetikko G.D. Karpechenko käytti menetelmää karaan vaikuttamiseen erilaisilla mutageeneilla (kemikaalit, ionisoiva säteily, kriittiset lämpötilat) saadakseen sukusoluja, joissa oli diploidinen kromosomisarja, ja saada tetraploidinen hybridi.
Käytetään myös mutaatioita, jotka johtavat moninkertaiseen kromosomien määrän vähenemiseen. Tämä tekee mahdolliseksi saada nopeasti kasvimuotoja, jotka ovat homotsygoottisia useimmille geeneille.
Rokotusmenetelmä
Yksi klassisista kasvinjalostusmenetelmistä on eri kasvien osien keinotekoinen yhdistäminen. Toisen kasvin osa (silmu, verso) vartetaan kasvavaan kasviin (perusrunkoon). Vartettua kasvin osaa kutsutaan vartokseksi. Varttaminen ei ole oikeaa hybridisaatiota. Se johtaa vain ei-perinnöllisiin muutoksiin yhdistetyn kasvin fenotyypissä muuttamatta alkuperäisten muotojen genotyyppiä. Mutta varttaminen edistää yhdistyneiden kasvien biokemiallisten ja fysiologisten prosessien lähentymistä. Tämän menetelmän tarkoituksena on tehostaa haluttuja fenotyypin muutoksia, jotka johtuvat varsi- ja perusrungon ominaisuuksien yhdistämisestä (esimerkiksi pohjoisen perusrungon pakkasenkestävyys ja eteläisten varsinaisten lajikkeiden maukkuus tai perusrungon taudinkestävyys) . Lisäksi varttamisen seurauksena voi ilmaantua uusia ominaisuuksia, joita voidaan hyödyntää jatkojalostustyössä.
Jotkut viljelykasvien lajikkeet, kun ne lisääntyvät siemenillä, palaavat nopeasti esi-isiensä fenotyyppeihin – ne "menevät villiin". Siksi ainoa tapa ylläpitää tällaisia lajikkeita on joko kasvullinen lisääminen tai niiden varttaminen villieläimiin.
Ihminen valitsee jatkuvasti kotieläimiä jättäen parhaat, hänen vaatimuksiaan (taloudelliset, esteettiset jne.) parhaiten vastaavat ja käyttää vähemmän arvokkaita kulutustarkoituksiin. Näin ilmestyi eläimen valinta, joka oli alun perin tajuton, mutta alkoi vähitellen saada primitiivisen menetelmällisen valinnan luonnetta.
Lemmikkieläinten alkuperä
Kaikki kotieläimet polveutuvat luonnonvaraisista esivanhemmista. Ennen muita eläimiä koira kesytettiin kivikauden puolivälissä; sen esi-isät ovat susi ja mahdollisesti šakaali.
Kivikauden lopussa siat, lampaat, vuohet, karja ja myöhemmin hevoset kesytettiin. Siat tulevat Euroopan ja Aasian villisioista, lampaat - Euroopan villilampaista, vuohet - metsäkurista, karja - aurocheista, hevoset - tarpanista ja Przewalskin hevosesta.
Valinnan ominaisuudet
Tuhansia vuosia kestäneen valinnan ansiosta on muodostunut lukuisia paikallisia rotuja, jotka ovat sopeutuneet erilaisten ihmisten elinympäristöjen erityisolosuhteisiin ja niiden tarpeisiin. Tällä hetkellä kasvattajat käyttävät uusia kotieläinrotuja jalostettaessa ja parantaessaan periaatteessa samoja menetelmiä kuin kasvintuotannossa.
Mutta eläinten valinnassa on useita ominaisuuksia:
- Ne lisääntyvät seksuaalisesti, joten jokainen rotu on monimutkainen heterotsygoottinen järjestelmä;
- arvioida urosten ominaisuuksia, joita ei voida ulkoisesti todentaa (munantuotanto, rasvaisen maidon tuotanto), jälkeläisten ja vanhempien perusteella;
- joissakin lajeissa murrosikä tapahtuu melko myöhään;
- jälkeläisiä syntyy vähän.
Tuottajien valinta taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien ja eläinten ulkonäön perusteella on erittäin tärkeää. Ulkopuoli on joukko eläinten fenotyyppisiä ominaisuuksia. Kehon osien fysiikka ja kokosuhde otetaan huomioon. Ulkonäön huomioiminen on tärkeää, koska vartalo edustaa yhtä kokonaisuutta. Kehon toiminnot ja sen tuottavuus liittyvät läheisesti kehon rakenteeseen.
Jalostettaessa hevosia, sikoja, lampaita ja lihanautakarjaa tuottajat arvioidaan fenotyypin (ulkopuolisen) ja jälkeläisten laadun perusteella.
Lypsykarjaa kasvatettaessa valinta tehdään kolmessa vaiheessa. Sonnien alustava valinta perustuu tietoihin emojen, isoäitien, sisarusten maidontuotannosta ja ulkoisista ominaisuuksista. Sen jälkeen sonnit arvioidaan niiden jälkeläisten tuottavuuden perusteella.
Lopuksi paremmiksi tunnistetut isät risteytetään tyttärien kanssa, jotta nähdään, onko heillä tappavia tai muita ei-toivottuja geenejä. Jotta arvokkaimmista isoista saadaan lisää jälkeläisiä, käytetään keinosiemennystä.
Nykyaikaisia saavutuksia
Eläinjalostuksessa käytetään monenlaisia menetelmiä arvokkaiden rotujen jalostukseen. Käytössä on vanhoja, testeillä todistettuja ja uusia, 1900-luvulla kehitettyjä menetelmiä, solutekniikkaa pidetään uusimpana ja lupaavimpana. Se perustuu perinnöllisen tiedon välittämiseen somaattisten solujen kautta. Karjankasvattajat kasvattavat klooneja, joista voi tulla tarkka kopio esi-isästä, jolla on joukko sopivia ominaisuuksia. Vuonna 1997 tutkijat onnistuivat kasvattamaan Dolly-lammas ja useita muita eläimiä kloonauksen avulla.
Tsigai lampaat Eläinten valinta on auttanut tuottamaan useita arvokkaita rotuja, joista esimerkkejä ovat:
- Tsigai-lammas - on korkea hedelmällisyys ja tuottaa noin 100 litraa maitoa neljässä kuukaudessa;
- mustavalkoinen nautatyyppi - tuottaa jopa 5 tonnia maitoa vuodessa (rasvapitoisuus - 3,6-3,8%);
- Ascanian lammas - ominaista nopea kasvu (se saavuttaa aikuisen koon puolessatoista vuodessa). Villasato on 20-30 kg yhdestä pässistä.
Muuttuvuuden tyypit eläinjalostuksessa
Variaatio on eroja, jotka syntyvät saman tai eri lajin edustajien, esivanhempien ja jälkeläisten välillä genotyypin ja ympäristön vaikutuksesta.
Vaihtuvuutta on kahdenlaisia:
- perinnöllinen - ilmenee jälkeläisten geneettisen tiedon muutoksena.
- ei-perinnöllinen - ilmenee fenotyypin muutoksena ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta.
Perinnöllinen vaihtelevuus jaetaan mutaatioon ja kombinatiiviseen.
Mutaatiovaihtelu- tapahtuu, kun geneettinen materiaali altistuu mutageenisille tekijöille. Ne syntyvät spontaanisti tai lämpötilan, säteilyn ja kemikaalien vaikutuksesta.
Kombinatiivinen vaihtelu- ominaista erityinen geeniyhdistelmä, joka siirtyy vanhemmilta jälkeläisille. Uuden rodun saamiseksi otetaan aluksi useita rotuja, joiden risteyttämisen jälkeen saadaan suunnitellussa järjestyksessä lajit, joilla on haluttu geenisarja.
menetelmät
Kasvattajat käyttävät seuraavia menetelmiä hankkiakseen uusia lajeja: sisäsiitos (sisäsiitos), risteytys (siitossiitos), heteroosi, isien testaus jälkeläisillä ja keinosiemennys.
Sukusiitos(siitossiitos) - eläinjalostuksessa niitä käytetään rodun ominaisuuksien säilyttämiseen ja parantamiseen. Käytännössä valitaan parhaiten menestyvät lajit ja teurastetaan rodut, jotka eivät täytä vaatimuksia.
Sukusiitosparit valitaan risteytyksiin, joilla on läheiset perhesiteet: veljet ja sisaret, vanhemmat ja heidän jälkeläisensä. Näin saadaan homotsygoottisia lajeja, joilla on arvokkaita ominaisuuksia. Menetelmän haittapuolena on eläinten heikkeneminen, sopeutumiskyvyn ja sairauksien vastustuskyvyn heikkeneminen.
Outbringing - eri rotuihin ja lajeihin kuuluvien eläinten risteyttäminen. Tämä risteytystapa johtaa heteroosiin. Menetelmän tavoitteena on luoda uusia rotuja, jotka ovat edelleen tiukalla valinnalla.
Outbringingin avulla saatiin saksanpaimenkoira, jota käytetään kaikenlaisissa palveluissa, hyvin rakennettu ja helppo kouluttaa.
Heteroosi - havaitaan risteyttäessä eri rotujen edustajia ensimmäisessä sukupolvessa. Tuloksena olevilla eläimillä on useita etuja emomuotoihin verrattuna. Ne kasvavat nopeammin ja tuottavat enemmän maitoa tai lihaa. Esimerkiksi kahden lihatyypin risteyttämisen jälkeen saadaan broilereita, jotka voivat lihoa tehokkaasti.
Isien testaus jälkeläisillä - He valitsevat uroksia, joilla ei ole tiettyjä ominaisuuksia, ja risteyttävät ne tyttärien kanssa. Näin syntyneiden jälkeläisten laatua arvioidaan emollisiin verrattuna.
Keinotekoinen siemennys - Menetelmää käytetään naaraiden hedelmöittämiseen tuottavimpien urosten siemennesteellä. Sukusolut pysyvät elävinä alhaisissa lämpötiloissa pitkään.
Taulukko 54. Perusvalintamenetelmät (T.L. Bogdanova. Biologia. Tehtävät ja harjoitukset. Opas yliopistoihin hakijoille. M., 1991)
| menetelmät | Eläinten kasvatus | Kasvijalostus |
| Vanhempainparien valinta | Taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien ja ulkonäön perusteella (joukko fenotyyppisiä piirteitä) | Niiden alkuperäpaikan mukaan (maantieteellisesti kaukana) tai geneettisesti kaukana (ei sukua) |
| Hybridisaatio: a) riippumaton (siitossiitos) | Risteytetään kaukaisia rotuja, joilla on vastakkaiset ominaisuudet heterotsygoottisten populaatioiden saamiseksi ja heteroosin ilmenemiseksi. Tuloksena on hedelmätön jälkeläinen | Lajiensisäinen, lajienvälinen, geneerinen risteytys, joka johtaa heteroosiin heterotsygoottisten populaatioiden saamiseksi sekä korkean tuottavuuden |
| b) lähisukulainen (sukusiitos) | Lähisukulaisten risteytys homotsygoottisten (puhtaiden) linjojen tuottamiseksi toivotuilla piirteillä | Itsepölytys ristipölyttävissä kasveissa keinotekoisella vaikutuksella homotsygoottisten (puhtaiden) linjojen saamiseksi |
| Valinta: a) massiivinen | Ei sovellettavissa | Soveltuu ristipölyttäville kasveille |
| b) yksilö | Jäykkää yksilövalintaa käytetään taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien, kestävyyden ja ulkonäön vuoksi | Sitä käytetään itsepölyttäviin kasveihin, puhtaat linjat eristetään - yhden itsepölyttävän yksilön jälkeläiset |
| Jälkeläisten isien testausmenetelmä | He käyttävät keinosiemennysmenetelmää parhaista urosisistä, joiden ominaisuudet tarkastavat lukuisat jälkeläiset | Ei sovellettavissa |
| Polyploidien kokeellinen tuotanto | Ei sovellettavissa | Käytetään genetiikassa ja jalostuksessa tuottavampien, tuottavampien muotojen saamiseksi |
Kasvinjalostuksessa hybridisaatiota ja valintaa käytetään laajalti - massa ( ottamatta huomioon genotyyppiä) ja yksilö. Kasvinviljelyssä ristipölyttävien kasvien yhteydessä käytetään usein massavalintaa. Tällä valinnalla vain toivotut ominaisuudet omaavat kasvit säilyvät kylvössä. Uudelleenkylvössä valitaan uudelleen kasvit, joilla on tietyt ominaisuudet. Yksilöllinen valinta perustuu yksittäisten yksilöiden valitsemiseen ja jälkeläisten hankkimiseen heiltä. Yksilöllinen valinta johtaa puhtaan linjan valintaan - ryhmään geneettisesti homogeenisia (homotsygoottisia) organismeja. Valikoimalla on kehitetty monia arvokkaita viljelykasvilajikkeita. Arvokkaiden geenien tuomiseksi luodun kasvilajikkeen tai eläinrodun geenipooliin ja optimaalisten ominaisuuksien yhdistelmien saamiseksi käytetään hybridisaatiota ja sen jälkeen valintaa. Eri eläinrotuja tai kasvilajikkeita risteyttäessä sekä lajien välisissä risteytyksissä ensimmäisen sukupolven hybrideissä elinkelpoisuus lisääntyy ja voimakasta kehitystä havaitaan. Tätä ilmiötä kutsutaan hybridivoimaksi tai heteroosiksi. Se selittyy monien geenien siirtymisellä heterotsygoottiseen tilaan ja suotuisten hallitsevien geenien vuorovaikutuksella. Myöhemmät hybridien risteytykset toistensa kanssa heikentyvät homotsygoottien erottumisen vuoksi.
Käytetään myös polyploidia, jonka ansiosta jalostetaan korkeatuottoisia polyploidisia sokerijuurikkaan, puuvillan, tattarilajikkeita jne. Tällä tavalla G. D. Karpechenko (1935) sai lajien välisen kaali-retiisi hybridin. Jokaisella alkuperäisellä muodolla oli 9 kromosomia sukusoluissa. Tässä tapauksessa niistä saaduilla hybridin soluilla oli 18 kromosomia. Mutta jotkut munat ja siitepölyjyvät sisälsivät kaikki 18 kromosomia (diploideja), ja kun ne risteytettiin, syntyi 36 kromosomin kasvi, joka osoittautui hedelmälliseksi. Siten mahdollisuus käyttää polyploidia risteyttämättömyyden ja hedelmättömyyden voittamiseksi etähybridisaation aikana osoitettiin.
Yksi valintatekniikoista on puhtaiden linjojen jalostus kasvien toistuvan pakotetun itsepölyttämisen avulla: tällaisen kasvin jälkeläisistä tulee homotsygoottisia kaikille geeneille; Myöhemmin kahden puhtaan linjan yksilöt risteytetään, mikä lisää jyrkästi ensimmäisen sukupolven hybridien satoa ja niiden elinkelpoisuutta. Tätä ilmiötä kutsutaan heteroosiksi. Seuraavissa sukupolvissa heteroosi kuitenkin vähenee ja sato laskee, ja siksi käytännössä käytetään vain ensimmäisen sukupolven hybridejä.
P. P. Lukyanenkon risteyttämis- ja yksilövalintamenetelmiä käyttäen kehitettiin erittäin tuottavia Kuban-vehnälajikkeita: Bezostaya 1, Aurora, Kaukasus; V.N. Remeslo Ukrainassa sai Mironovskaya 808 -lajikkeen ja sitten tuottavammat lajikkeet Yubileinaya 50, Kharkovskaya 63 jne. V. S. Pustovoit ja hänen työntekijänsä loivat näitä menetelmiä käyttäen Kubanissa auringonkukkalajikkeen, jonka siemenissä oli jopa 50–52 % öljyä. .
Lajienvälisten hybridien hedelmättömyyden voittaminen. Ensimmäistä kertaa tämä onnistui vuonna. 20-luvun alussa Neuvostoliiton geneetikko G.D. Karpechenko risteyttäessään retiisiä ja kaalia. Tämä hiljattain luotu kasvi ei ollut retiisi eikä kaali. Palkot olivat eräänlaisessa väliasennossa ja koostuivat kahdesta puolikkaasta, joista toinen muistutti kaalipalkoa ja toinen retiisiä.
Keinotekoinen mutageneesi. Luonnollisia mutaatioita, joihin liittyy ihmisille hyödyllisten ominaisuuksien ilmaantumista, esiintyy hyvin harvoin. Sinun täytyy käyttää paljon aikaa ja vaivaa niiden etsimiseen. Mutaatioiden esiintymistiheys kasvaa jyrkästi, kun altistuu mutageeneille. Näitä ovat tietyt kemikaalit sekä ultravioletti- ja röntgensäteily. Nämä vaikutukset häiritsevät DNA-molekyylien rakennetta ja lisäävät mutaatioiden esiintymistiheyttä jyrkästi. Haitallisten mutaatioiden ohella löydetään usein hyödyllisiä mutaatioita, joita tutkijat käyttävät jalostustyössä. Altistumalla mutageeneille kasvinviljelyssä saadaan polyploidisia kasveja, joille on ominaista suurempi koko, korkea sato ja aktiivisempi orgaanisten aineiden synteesi. Säteilysäteilytys, jota seurasi valikointi, loi arvokkaita herne-, papu- ja tomaattilajikkeita.
Erityinen paikka hedelmä- ja marjasatojen parantamiskäytännössä on I. V. Michurinin valintatyöllä. Hän piti erittäin tärkeänä vanhempien parien valintaa risteytystä varten. Samanaikaisesti hän ei käyttänyt paikallisia villilajikkeita (koska niillä oli pysyvä perinnöllisyys ja hybridi yleensä poikkesi villivanhemman suuntaan), vaan otti kasveja muista, kaukaisista maantieteellisistä paikoista ja risteytti ne keskenään. Samankaltaisilla menetelmillä kehitettiin sellaisia arvokkaita lajikkeita kuin talvi Bere Michurina -päärynä (eteläisen Bere Royal -päärynälajikkeen ja luonnonvaraisen Ussuri-päärynän risteyttämisestä) ja Bellefleur-kiinalainen omenapuu (vanhemmat: amerikkalainen lajike Bellefleur yellow ja kiinalainen omenapuu alun perin Siperiasta).
Tärkeä lenkki Michurinin työssä oli hybriditaimien kohdennettu koulutus: niiden tietyllä kehitysjaksolla luotiin olosuhteet toisen vanhemman ominaisuuksien hallitsemiselle ja toisen ominaisuuksien tukahduttamiselle, eli tehokkaalle hoidolle. ominaisuuksien dominanssi (erilaiset maanmuokkausmenetelmät, lannoitus, varttaminen muiden kasvien latvaan jne.). Käytettiin myös mentorimenetelmää - perusrungolla koulutusta. Poikana hän otti sekä nuoren kasvin että silmut kypsästä hedelmää kantavasta puusta. Tällä menetelmällä oli mahdollista antaa haluttu väri kirsikka-kirsikkahybridin hedelmille nimeltä "Pohjolan kauneus". Michurin käytti myös etähybridisaatiota. Hän sai ainutlaatuisen kirsikka- ja lintukirsikkahybridin - cerapaduksen sekä piikki- ja luumu-, omena- ja päärynä-, persikan ja aprikoosin hybridin. Kaikkia Michurin-lajikkeita ylläpidetään kasvullisen lisäyksen avulla.
Pöytä. I. V. Michurinan valinta- ja geneettisen työn menetelmät (T. L. Bogdanova. Biologia. Tehtävät ja harjoitukset. Opas yliopistoihin hakijoille. M., 1991)
| menetelmät | Menetelmän ydin | Esimerkkejä |
| Biologisesti etähybridisaatio: a) lajien välinen | Eri lajien edustajien risteyttäminen haluttujen ominaisuuksien omaavien lajikkeiden saamiseksi | Vladimir cherry X Winkler valkoinen kirsikka = Pohjoisen kirsikka (hyvä maku, talvenkestävyys) |
| b) geneerinen | Eri sukujen edustajien risteyttäminen uusien kasvien saamiseksi | Cherry X lintukirsikka = Cerapadus |
| Maantieteellisesti kaukainen hybridisaatio | Kontrastisten luonnonvyöhykkeiden ja maantieteellisesti kaukaisten alueiden edustajien ylittäminen, jotta hybridiin saadaan tarvittavat ominaisuudet (maku, vakaus) | Villi Ussuri-päärynä X Bere royal (Ranska) = Bere winter Michurina |
| Valinta | Monipuolinen, kova: koko, muoto, talvikestävyys, immuuniominaisuudet, laatu, maku, hedelmien väri ja säilyvyys | Monia hyvänmakuisia ja korkeasatoisia omenapuita on edistetty pohjoiseen |
| Mentori menetelmä | Hybriditaimessa haluttujen ominaisuuksien vaaliminen (dominanssin lisääminen), jota varten taimi vartetaan emokasviin, josta nämä ominaisuudet halutaan saada. Mitä vanhempi, voimakkaampi ja pidempi mentori on, sitä vahvempi hänen vaikutusvaltansa on. | Kiinalainen omenapuu (ulvomisen alla) X hybridi (kiinalainen X Kandil-sinap) = Kandil-sinap (pakkaskestävä) Bellefleur-chinese (hybridijuurirunko) X Chinese (scion) = Bellefleur-chinese (pitkäaikainen myöhään kypsyvä lajike) |
| Välittäjämenetelmä | Kaukohybridisaatiossa luonnonvaraisen lajin käyttäminen välittäjänä ylittämättömyyden voittamiseksi | Villi Mongolian Almond X Wild David's Peach = Mantelivälittäjä Viljelty persikka X manteli Intermediary = hybridi persikka (edistynyt pohjoiseen) |
| Altistuminen ympäristöolosuhteille | Nuorten hybridien kasvatuksessa kiinnitettiin huomiota siementen säilytystapaan, ravinnon luonteeseen ja asteeseen, alhaisille lämpötiloille altistumiseen, huonoravinteiseen maaperään ja tiheään istutuksiin. | Hybriditaimen kovettuminen. Valinta kestävimmistä kasveista |
| Siitepölyn sekoitus | Lajien välisen yhteensopimattomuuden (yhteensopimattomuuden) voittamiseksi | Emokasvin siitepöly sekoittui isän siitepölyn kanssa, sen oma siitepöly ärsytti leimautumista, ja se havaitsi vieraita siitepölyjä |
Eläinten valinta eroaa kasvien valinnasta: eläimet tuottavat vähän jälkeläisiä, ne saavuttavat sukukypsyyden myöhemmin, eivät lisäänty vegetatiivisesti ja niiltä puuttuu itsehedelmöitys. Kuitenkin hybridisaatiota ja valintaa, sekä massaa että yksilöä, käytetään myös eläinvalinnassa. Niissä otetaan huomioon vanhempaparien ulkoiset ominaisuudet, tuottajien sukutaulu ja tarkistetaan rodun puhtaus. Sisäsiitos (sisäsiitos) saadaan puhtaita linjoja, kun kaikista tai useimmista geeneistä tulee homotsygoottisia.
Valkoisten arojen ukrainalaisen sikojen luominen, akateemikko. M.F. Ivanov otti risteyttämisen alkumuodoiksi erittäin tuottavan englantilaisen villisian ja hedelmällisen ukrainalaisen sian (uterus), joka ei ollut vaatimaton pidätysolosuhteisiin nähden. Sitten hän risteytti saadut hybridit saman karjun kanssa. Näin jalostettiin erinomaisen rakenteen omaava karju Ascanius I (paino 479 kg), jonka hän sitten risteytti sisartensa, tyttäriensä ja tyttärentyttärensä kanssa. Tämän sisäsiittolinjan rinnalla saatiin muita samanlaisia linjoja. Huolimatta siitä tosiasiasta, että jokaisessa sisäsiittolinjassa syntyi yksilöitä, joilla oli alentunut elinkyky ja muita ei-toivottuja ominaisuuksia, useimmat geenit siirrettiin homotsygoottiseen tilaan. Ristittämällä edelleen kaksi puhdasta linjaa keskenään, mitä seurasi toistuva yksilövalinta, saatiin arovalkoinen ukrainalainen sikarotu, jossa yhdistyi korkea tuottavuus, hedelmällisyys ja stabiilisuus.
Ensimmäisen sukupolven hybrideille, jotka on saatu kahden sisäsiitoslinjan yksilöiden risteyttämisestä, on yleensä ominaista selvä heteroosi. Tätä käytetään laajalti karjanhoidossa taloudellisesti arvokkaiden muotojen saamiseksi.
Muiden sukulaisten risteyttämistä kutsutaan ulkosiitoksiksi. Se suoritetaan saman eläinlajin eri rotujen yksilöiden välillä ja jopa eri sukujen ja lajien sisällä, eli etähybridisaation aikana. Tällä tavalla saatiin aasin ja hevosen hedelmätön hybridi - muuli, yksikypärän ja kaksikypärän kamelin hybridi, jakin ja karjan hybridi (niiden urokset ovat hedelmättömiä ja naaraat hedelmällisiä ). Näille hybrideille on ominaista heteroosi eli lisääntynyt elinvoimaisuus, niillä on pitkäikäisyys ja suurempi kestävyys vanhempiinsa.