ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ.

Селекция как наука разрабатывает теорию и методы создания и совершенствования существующих пород животных и сортов растений, соответствующих уровню производительных сил общества.

У селекции как науки, есть свой предмет и методы исследования. Предметом её изучения является исследование специфических закономерностей эволюции домашних животных и возделываемых растений, направляемой человеком.

Главная цель и задача селекции состоит в создании высокопродуктивных пород животных и сортов растений, которые наилучшим образом повышают производительность труда в животноводстве и растеневодстве.

Породой и сортом называют популяцию организмов, исскуственно созданную человеком и имеющую определенные наследственные особенности. Все особи внутри породы и сорта имеют очень сходные наледственно закрепленные показатели продуктивности, биологические свойства и морфологические признаки. Например, курам породы Леггорн свойственна определенная конституция и экстерер – они имеют небольшой вес, но высокую яйценоскость. Для кур этой породы характерно, что при улучшении условий содержания и кормления у них повышается яйценоскость, без существенного изменения живого веса.

Каждая порода или сорт создаются для получения от них определенного вида продукта. Ценность сорта определяется пищевыми и кормовыми свойствами растения, либо качеством получаемого сырья для промышленности, приспособлением сорта к технике механизированного возделывания и уборки данной культуры, отзывчивостью на вносимые удобрения и т.д. У животных также продуктивность определяется качеством и количеством получаемого продукта. Например, породы крупного рогатого скота молочного направления характеризуются: величиной удоя, процентом жира и белка в молоке, живым весом и т.д. Породы же мясного направления: темпом роста, убойным весом. Породы овец различаются по выходу шерсти, её качеству, а также по плодовитости и живому весу. Породы кур характеризуются яйценоскостью, весом яиц, скороспелостью и т.д.

Изменчивость исходного материала это основа для создания новых пород животных и сортов растений. При этом имеют значение все типы изменчивости: комбинативная, мутационная и полиплоидия.

Зная закономерности наследования отдельных свойств и признаков, селекционер может по своему желанию сочетать их путем скрещивания, получая результаты у потомков. Например, наследование окраски у пушных зверей (норка и лисица), у грызунов (кроликов) изучено хорошо, что позволяет теперь в пушном звероводстве заранее планировать получение потомства с различной окраской меха, проводя определенные скрещиваний. Так, при скрещивании платиновых норок с алеутскими (каждая из этих окрасок определяется одним мутантным геном) гибрид будет иметь окраску меха дикого типа. При скрещивании гетерозиготных норок между собой в F₂ будет типичное расщепление при дигибридном скрещивании – 9:3:3:1 или 56% норок будут иметь дикую окраску меха, 19% - алеутскую, 19% - платиновую и 6% сапфировую окраску меха. Последние оказываются гомозиготные по обоим рецессивным генам.

Примером применения менделевских закономерностей в селекции может служить получение автосексных пород кур. Пол цыплят этой породы кур можно определить в суточном возрасте, что облегчает ранний отбор петушков для откорма. Сейчас выведено около десяти пород таких кур.

Комбинативная изменчивость чаще используется в селекции в виде сочетаний генетических особенностей характеризующих отдельные сорта и породы. Например, последовательное скрещивание сортов растений с направленным отбором приводит к синтезу новых генотипов. П.П. Лукьяненко вывел озимую пшеницу сорта Безостая 1 на основе комбинации ценных наследственных качеств ряда сортов и форм пшеницы. Например, от аргентинской яровой пшеницы Клейн 33 были взяты признаки низкорослости, скороспелости, устойчивость к ржавчине; от украинского сорта озимой пшеницы Лютесценс – 17 озимость и т.д. Путем такой же сложной гибридизации и отбора были созданы лучшие мировые сорта пшеницы и др. зерновых культур. Например, получены сорта яровой пшеницы Саратовская – 29, Саратовская – 210 селекционером Мамонтовой В.Н.

Значение комбинативной наследственной изменчивости в синтезе генотипов все больше возрастает по мере изучения частной генетики культурных растений. Примером этого может служить кукуруза. В настоящее время для кукурузы установлено более 40 генных мутаций, изменяющих биохимические свойства эндосперма. Значительная часть этих мутаций касается углеводного состава эндосперма. В частности ген SU ₁ – сахарный, в серии множественных аллелей оказывается специфичным. Он вызывает накопление значительного количества водорастворимых полисахаридов, другие аллели этого же гена и другие гены не вызывают подобного эффекта. Взаимодействие аллелей SU ₁, а также сочетание их с другими генами влияющими на синтез углеводов, дает значительное повышение количества углеводов. Например, тройная комбинация SU₁ SU₂dU – дает 35% водорастворимых полисахаридов в эндосперме. Следовательно, за счет комбинации различных мутаций можно создать исходный материал для селекции.

Важным источником комбинативной изменчивости для селекции растений и животных является отдаленная гибридизация. При отдаленной гибридизации используются комбинации отдельных генов и хромосом из разных геномов. Наибольшие значение отдаленная гибридизация получила в селекции растений. Её широко использовали И.В. Мичурин, Л. Бербанк и другие селекционеры для выведения сортов плодовых и ягодных растений, совмещающих в себе ряд таких ценных качеств как морозостойкость, устойчивость к заболеваниям. Отдаленную гибридизацию применяли для селекции зерновых культур Мейстер, Цицин, Жербак. Например, широкие исследования были проведены Н.В. Цициным и его сотрудниками по гибридизации озимой пшеницы с различными видами пырея. При этом ставилась задача совместить у гибридов высокую морозостойкость, засухостойкость и многолетность пырея с высокой уражайностью и хорошим качеством у пшеницы.

Однако первоисточником наследственной изменчивости является мутационный процесс. В популяции каждой породы или сорта диплоидных организмов спонтанно возникают разнообразные мутации. Под «защитой» доминантных генов эти мутации накапливаются и сохраняются в гетерозиготном состоянии. По мере повышения концентрации мутантных аллелей в популяции возникает вероятность их проявления в гомозиготном состоянии и увеличивается возможность комбинативной изменчивости. В природе судьбу этих мутаций определяет естественный отбор. При искусственном отборе судьбу сохранения таких мутаций определяет селекционер.

Породы и сорта отличаются от диких предков по своим наследственным особенностям. Если одомашнить дикие формы и создать им благоприятные условия произрастания или содержания, то они не воспроизведут продуктивности и качества своих «культурных» сородичей. Как бы мы не кормили Банкивских кур, мы не смогли бы без длительного многолетнего отбора получить у них годовую яйценоскость в 300-350 яиц в год, а также имеющееся разнообразие у пород кур по окраске пера, живому весу, скороспелости и т.д. Также нельзя у муфлона или архара без длительной селекции получить шерсть типа мериносовой, а у лошади Пржевальского – признаки современных скакунов с их разнообразными особенностями. На основе искусственного отбора спонтанных мутаций и их комбинаций путем скрещиваний при соответствующих условиях содержания и кормления человеку удалось в ряду многих сотен поколений вылепить новые формы животных и растений.

Поиски спонтанно возникших мутаций И.В. Мичурин назвал «кладоискательством». Это было верно для того периода селекции, когда не были изучены закономерности мутационного процесса и не были разработаны методы получения мутаций. Генетика выводит селекцию из состояния кладоискательства к сознательному овладению закономерностями мутационного процесса и дает в руки селекционера методы искусственного получения мутаций, как у растений, так и у животных.

В качестве примера можно привести историю создания «сладкого» люпина. Все виды Люпина имеют семена, содержащие ядовитые алкалоиды, а корни этих растений являются носителями клубеньковых азотофиксирующих бактерий. Поэтому долгое время Люпин считался не пригодным на корм скоту растением и его использовали как зеленое удобрение. У других видов бобовых существуют формы с безалкалоидными семенами и исходя из закона о гомологических рядах, можно было полагать, что подобные мутации должны встречаться и у люпина. Для обнаружения мутаций со сладкими семенами была применена упрощенная методика определения безалкалоидных семян, что дало возможность проанализировать огромный материал и найти растение с безалкалоидными семенами. Однако найденные растения сладкого Люпина имели другое отрицательное качество, а именно: створки боба у него раскрывались до уборки урожая и семена осыпались. В дальнейшем, среди 10 мил. проверенных растений, все же было найдено одно растение, у которого створки не раскрывались, но у этого растения бобы при созревании опадали. Размножив потомков этого растения, среди них стали искать мутантные формы с семенами, имеющими высокое содержание белка, также растения с высоким положением соцветия, хорошей урожайностью и т.д. Все эти этапы работы строились исследователями на подборе соответствующих мутантов встречаемость которых можно было предположить, согласно закону Гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Изучив мировые растительные ресурсы Земного шара, побывав в разных уголках Земли Н.И. Вавилов выяснил мировые очаги или центры происхождения важнейших культурных растений. На основании определения ареала вида, изучения общей системы изменчивости с применением видового разнообразия Н.И. Вавилов установил первичные и вторичные центры происхождения культурных растений. Первичные центры связаны с древними очагами цивилизации и местом древнего земледелия, а вторичные – с последующими периодами культуры земледелия. Этот метод исследований исходного материала был назван Н.И. Вавиловым Ботанико-географическим. Н.И. Вавилов выделил восемь самостоятельных мировых очагов происхождения важнейших культурных растений.

Рекомендуемая литература:М.Е. Лобашев и др.«Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц. и др. «Общая и медецинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.