ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ

Селекция — это наука, изучающая биологические основы и ме­тоды создания и совершенствования пород животных, сортов ра­стений и штаммов микроорганизмов. Она объединяет теоретичес­кие подходы и конкретные приемы и рекомендации.

Благодаря методам селекции появились сорта растений и по­роды животных, которые не только могут существовать при не­благоприятных условиях окружающей среды, но и позволяют по­лучать высокий выход сельскохозяйственной продукции. Напри­мер, известны сорта ячменя, плодоносящие при поливе морской водой; тритикале — растущие на почвах с высоким значением рН и повышенной концентрацией солей металлов. Выводятся разно­видности насекомых и микроорганизмов, используемых для биологической борьбы с вредителями и возбудителями болезней сель­скохозяйственных животных и растений.

Объекты селекции испытывают действие как естественного, так и искусственного отбора. Обычно устойчивость к неблагопри­ятным условиям среды находится в зоне действия естественного отбора. При этом, как правило, приспособленность особей повы­шается. В результате применения искусственного отбора, цели и направление которого задает человек, у получающихся сортов и пород увеличение приспособленности наблюдается не всегда. Ис­кусственный отбор осуществляется за возможно короткое время и в условиях ограниченной численности популяции, поэтому его ведут не по многим признакам, а лишь по нескольким, наиболее важным в данный момент. Вследствие перечисленных причин все сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов представляют собой результат одновременного действия обоих видов отбора. Как естественный, так и искусственный отбор не­возможны без наследственной изменчивости. Она служит источ­ником тех вариаций, которые подхватываются отбором.

Источниками наследственной изменчивости, используемыми в селекции, являются мутации, гибридизация и полиплоидизация. В се­лекции растений и животных важную роль играют и спонтанные, и индуцированные мутации, способы выделения которых хорошо разработаны. В ряде случаев поиск необходимых мутаций облегча­ется применением закона гомологических рядов наследственной изменчивости, который может указать, где и какие наследствен­ные изменения следует ожидать. У растений многие высокопро­дуктивные сорта получены в результате полиплоидизации — увели­чения числа наборов хромосом. При автополиплоидии умножается набор хромосом одного вида. В результате возникают триплоидные (содержащие тройной набор хромосом), тетраплоидные (содер­жат четыре гаплоидных набора хромосом) и т.д. формы. При аллополиплоидии в одном геноме сочетаются хромосомные наборы раз­ных видов. Аллополиплоидизация обычно является результатом отдаленной гибридизации. Особенно успешно она используется в селекции растений, которые могут размножаться вегетативным путем, например плодовых культур. Однако этим способом полу­чают новые сорта и других видов сельскохозяйственных растений. Примером могут служить гексаплоидные и тетраплоидные виды и формы пшениц (результат древней межвидовой и межродовой гибридизации исходных форм пшениц с близкими к ним злаками эгилопсами), сорта тритикале (возникшие на основе гибридов пшеницы и ржи), пшенично-пырейные гибриды и др.

В селекции используют два вида искусственного отбора: массо­вый и индивидуальный. Массовый отбор проводится по фенотипи­ческим характеристикам групп особей. Он эффективен в отноше­нии признаков, которые контролируются малым количеством

генов. Индивидуальный отбор подразумевает оценку генотипа от­дельных животных или растений. Как правило, для этого требует­ся получить потомство от отбираемого организма и изучить его показатели. У растений для этого используют анализ в семьях, при­меняя самоопыление, у животных — близкородственные скрещива­ния (инбридинг). В результате таких действий популяция распадает­ся на отдельные гомозиготные линии. Чем больше близкородствен­ных скрещиваний проводится и чем ближе степень родства скре­щиваемых форм, тем эффективнее получаются такие линии и тем меньше в них изменчивость по селектируемым признакам.

К противоположным результатам приводят скрещивания не­родственных особей, относящихся к разным линиям. Такие скре­щивания носят название аутбридинга. Они приводят к увеличе­нию гетерозиготности потомства и, следовательно, изменчивос­ти. При аутбридинге растений и животных разных линий, форм, рас, сортов возникает явление гетерозиса, которое проявляется в виде "гибридной мощности" — превосходстве гибрида над обеими родительскими формами. Гетерозис широко используется в се­лекции. Противоположный ему эффект носит название инбредной депрессии. Как правило, депрессия связана с увеличением гомози­готности, а гетерозис — с увеличением гетерозиготности. Эффект гетерозиса постепенно затухает в ряду поколений. Для того, чтобы его продлить, у растений используют вегетативное размножение, размножение при помощи апомиксиса или полиплоидизации.

В селекции микроорганизмов наряду с традиционными методами важная роль отводится молекулярно-генетическим подходам, вов­лекающим клонирование и выделение индивидуальных генов, и методам биотехнологии. Результатом селекции микроорганизмов становятся штаммы, продуцирующие необходимые человеку ве­щества, например антибиотики, а также соединения, генные пос­ледовательности которых были специально введены в бактериаль­ные клетки, например гормоны млекопитающих.