انتخاب و انتخاب مصنوعی روش های اصلی اصلاح گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها (هیبریداسیون، انتخاب، پلی پلوئیدی، جهش زایی مصنوعی) تلاقی طبیعی یا مصنوعی

و انتخاب مصنوعیتنوع ارثی موجودات نهفته است. در نتیجه انتخاب طبیعی، اشکال جدیدی از موجودات زنده ایجاد می شود - گونه ها، و با انتخاب مصنوعی - گونه های جدیدی از گیاهان و نژادهای حیوانی.

انتخاب مصنوعی - روشی برای انتخاب توسط انسان به منظور ایجاد نژادهای حیوانی و گونه های گیاهی. پرورش دهنده افراد دارای ویژگی های مفید را انتخاب می کند و بقیه را دور می اندازد. نژادها و گونه های ایجاد شده توسط انتخاب مصنوعی تنها به لطف مراقبت انسان می توانند وجود داشته باشند، آنها در طبیعت می میرند. انتخاب مصنوعی اخیراً به وجود آمد - از زمانی که انسان شروع به پرورش حیوانات اهلی کرد و به کشاورزی مشغول شد. انتخاب افراد با تغییرات ارثی لازم برای فرد منجر به ایجاد موجودات کاملاً جدیدی می شود که قبلاً هرگز در طبیعت وجود نداشته اند. این اشکال دارای ویژگی‌ها و ویژگی‌هایی برای مصالح انسان است.

انتخاب مصنوعی هم می تواند خود به خود (ناخودآگاه) و هم روشی (انبوه یا فردی) باشد. در مقاله انتخاب مصنوعی، یک عمل هزار ساله بشری خلاصه شده است و این آموزه مبنای نظری انتخاب مدرن شده است.

داروین معتقد بود که تمرین‌کنندگان به خوبی از چگونگی دست‌یابی به نژادهای جدید حیوانات اهلی و انواع گیاهان پرورشی آگاه هستند، بنابراین ابتدا علل، نژادها و گونه‌ها و سپس گونه‌ها را در حالت طبیعی‌شان در نظر گرفت و معتقد بود که با این رویکرد ایده‌های او به این نتیجه خواهد رسید. آشکارتر در دهه 40 قرن گذشته، تعداد زیادی از نژادهای گاو (لبنیات، گوشت، گوشت و لبنیات)، اسب (کامیون های سنگین، مسابقه) خوک، سگ و مرغ شناخته شد. تعداد گونه های گندم از 300، انگور - 1000 تجاوز کرد. نژادها و گونه های متعلق به یک گونه اغلب آنقدر با یکدیگر متفاوت هستند که می توان آنها را با گونه های مختلف اشتباه گرفت. هر نژاد یا هر گونه، با توجه به ویژگی های خود، همیشه منافع شخصی را که برای آن پرورش می دهد، برآورده می کند. بسیاری از حامیان دکترین پایداری و تغییر ناپذیری گونه ها معتقد بودند که هر نژاد، هر گونه از یک گونه وحشی جداگانه سرچشمه می گیرد. داروین به تفصیل به این نتیجه رسید که انسان خود همه تنوع آنها و همچنین انواع گیاهان کشت شده را ایجاد کرده است که در جهات مختلف یک یا چند گونه وحشی والدین را تغییر می دهد.

انتخاب- علمی که تئوری و روش های اصلاح نژاد و اصلاح نژادهای حیوانی، گونه های گیاهی و گونه های میکروارگانیسم ها را توسعه می دهد. انتخاب با اراده انسان هدایت می شود. مبانی نظری انتخاب عبارتند از نظریه، ژنتیک، زیست شناسی مولکولی، اقتصاد و جغرافیای کشاورزی.

روش های انتخاب، ماهیت آنها:

1. انتخاب انبوه - انتخاب گروهی از افراد با ویژگی های مورد نظر (به عنوان یک قاعده، به طور مکرر در تعدادی از نسل ها استفاده می شود).
2. انتخاب فردی- انتخاب افراد با صفات مورد نظر. بیشتر برای حیوانات و گیاهان خود گرده افشان کاربرد دارد.
3. بین خطی - عبور از دو خط خالص برای به دست آوردن هتروزیس (هتروز یک پدیده بسیار بالا و حیاتی در نسل اول هیبریدی است)
4. هیبریداسیون از راه دور- عبور از اشکال غیر نزدیک و حتی گونه های مختلف. برای به دست آوردن ترکیبات غیر معمول از ژن ها برای انتخاب بعدی استفاده می شود.
5. پلی پلوئیدی - افزایش تعداد مجموعه های کروموزوم. در اصلاح نباتات برای افزایش بهره وری و غلبه بر ناباروری در طول تلاقی بین گونه ای استفاده می شود.
6. مهندسی سلول - رشد سلول های خارج از بدن (در کشت بافت). اجازه نگهداری سلول های جسمی (غیر جنسی) را می دهد.
7. مهندسی (بازآرایی مصنوعی ژنوم. به شما امکان می دهد ژن های یک گونه دیگر را در ارگانیسم یک گونه جاسازی کنید.

مبحث 3.3. ژنتیک و انتخاب

وظیفه 13. ژنتیک - مبنای نظری انتخاب. آموزه های N.I. واویلف در مورد مراکز تنوع و منشاء گیاهان کشت شده. روش های اصلی انتخاب

هدف:برای ایجاد دانش اولیه در مورد انتخاب به عنوان یک علم، برای تعیین اهداف و مقاصد آن.

? 13.1 یک خلاصه مرجع تهیه کنید "تعلیمات N.I. واویلف در مورد مراکز تنوع و منشاء گیاهان کشت شده"

دستورالعمل های روش شناختی برای تکمیل کار:

هنگام تدوین چکیده پشتیبان، از توصیه های انجام کار مستقل استفاده کنید (بند 4.6. تدوین چکیده پشتیبان. چکیده آزاد).

? 13.2 جملات را با پر کردن عبارات و مفاهیم لازم به جای نقطه کامل کنید.

1. مجموعه ای از روش ها برای ایجاد انواع جدید گیاهی، نژادهای حیوانی و گونه هایی از میکروارگانیسم ها با ویژگی هایی که یک فرد به آن نیاز دارد ...

2. مجموعه ای از گیاهان کشت شده از یک گونه که به طور مصنوعی توسط انسان ایجاد شده و با ویژگی های ارثی خاصی مشخص می شود - ... ..

3. تلاقی افراد نزدیک به گیاهان و حیوانات با کاهش زنده ماندن فرزندان حاصل معمولاً به دنبال این، - ....

4. فرزندان همگن از نظر ژنوتیپی که از یک فرد خود گرده افشانی از طریق انتخاب به دست می آیند - ...

5. توسعه قدرتمند هیبریدهای به دست آمده از عبور از خطوط خالص -….

6. عبور از افراد یک گونه که به طور مستقیم با هم مرتبط نیستند - ...

7. تلاقی طبیعی یا مصنوعی افراد متعلق به واریته‌ها، نژادها، گونه‌ها، جنس‌های گیاهان یا حیوانات - ....

کتاب درسیسیوگلازوف V.I. زیست شناسی: زیست شناسی عمومی. سطح پایه: کتاب درسی. برای 10-11 سلول. / در و. سیوگلازوف، I.B. آگافونوا، زاخارووا E.T. - ویرایش پنجم، - M.: Bustard، 2009. - §3.18، pp.176-180.

زیست شناسی عمومی: کتاب درسی 10 تا 11 سلولی. جمع اوه / ویرایش D. K. Belyaeva، G. دیمشیتس - چاپ ششم. - م: روشنگری، 2014 . §34-37, pp.129-142

بخش 4. دکترین تکاملی.

مبحث 4.1. نظریه تکامل.

وظیفه 14. تاریخچه توسعه ایده های تکاملی. اهمیت آثار C. Linnaeus, J.B. لامارک در توسعه ایده های تکاملی در زیست شناسی. آموزه های تکاملی چ داروین.-1 ساعت.

هدف:مفهوم مفاد اصلی نظریه تکاملی چ.داروین را تشکیل می دهد. نقش دانشمندان برجسته را در توسعه علوم زیستی نشان می دهد.

وظیفه برای کارهای فوق برنامه مستقل:

? 14.1 عبارات صحیح را انتخاب کنید:

1. لامارک بهترین سیستم مصنوعی را ایجاد کرد.

2. لینه معتقد بود که گونه ها وجود دارند و تغییر نمی کنند.

3. لامارک اولین نظریه تکاملی را ایجاد کرد.

4. لامارک معتقد بود که موجودات از ساده به پیچیده تغییر می کنند.

5. لینه تمام حیوانات را به 5 طبقه تقسیم کرد.

6. لامارک تنوع گونه ها را رد کرد.

7. لامارک معتقد بود که صفاتی که گونه ها در طول زندگی به دست می آورند به فرزندان به ارث می رسند.

8. Linnaeus استفاده از نامگذاری دوتایی (دوگانه) را برای گونه ها تثبیت کرد.

? 14.2 جدول "اشکال انتخاب طبیعی" را پر کنید.

? 14.3 جدول "مقایسه انتخاب طبیعی و مصنوعی" را پر کنید.

اصلاح نژاد علم بهبود و اصلاح نژادهای جدید جانوران، گونه های گیاهی و همچنین فعالیت های عملی انسان در این زمینه هاست.

انتخاب مدرن از روش های مختلفی استفاده می کند. اصلی ترین آنها عبارتند از:

مطالعه تنوع گونه ها، نژادها و گونه های موجود در طبیعت برای استفاده از آنها به عنوان ماده اولیه برای پرورش.

انتخاب مصنوعی افراد با ویژگی های مهم برای پرورش دهنده.

یکی از روش های اصلی پرورش، انتخاب مصنوعی است که شامل حفظ و تولیدمثل موجوداتی با ویژگی های ارزشمند و مفید برای انسان است. دو نوع انتخاب مصنوعی معمولا استفاده می شود. انتخاب انبوه بدون در نظر گرفتن ژنوتیپ موجودات فقط بر اساس انجام می شود نشانه های ظاهری، یعنی بر اساس فنوتیپ، بنابراین ارگانیسم های انتخاب شده از نظر ژنتیکی ناهمگن هستند. روش انتخاب انبوه همیشه نیاز به انتخاب مجدد دارد و کند است. انتخاب فردی شامل مطالعه ژنوتیپ ارگانیسم های والدین، تجزیه و تحلیل فرزندان، انجام همخونی و به دست آوردن خطوط خالص است که با یکنواختی ژنتیکی مشخص می شود.

به دست آوردن مصنوعی جهش با قرار گرفتن در معرض عوامل جهش زا.

عواملی که تأثیر آنها بر بدن منجر به ظهور جهش می شود، جهش زا نامیده می شوند. به طور کلی جهش زاها به سه گروه تقسیم می شوند. برای تولید مصنوعی جهش ها از جهش زاهای فیزیکی و شیمیایی استفاده می شود.

نام گروه موتاژن:

الف) اشعه ایکس فیزیکی، اشعه گاما، اشعه ماوراء بنفش، دماهای بالا و پایین و غیره.

ب) نمکهای شیمیایی فلزات سنگین، آلکالوئیدها، DNA و RNA خارجی، آنالوگهای بازهای نیتروژنی. اسیدهای نوکلئیکبسیاری از ترکیبات آلکیله کننده و غیره

ب) ویروس های بیولوژیکی، باکتری ها

جهش زایی القایی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا امکان ایجاد مواد منبع با ارزش برای پرورش را ممکن می کند و همچنین راه هایی را برای ایجاد ابزارهایی برای محافظت از انسان در برابر عملکرد عوامل جهش زا نشان می دهد.

هیبریداسیون؛

در اصلاح نژاد مدرن، هیبریداسیون به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد (از هیبریس یونانی - تلاقی) - تلاقی طبیعی یا مصنوعی افراد که در ویژگی های آنها متفاوت هستند و به گونه ها، نژادها، گونه ها، گونه های مختلف تعلق دارند. انواع مختلفی از عبور وجود دارد، از جمله مرتبط و غیر مرتبط:

1. تلاقی نزدیک، یا همخونی (در گیاهان گرده افشانی متقابل - خود گرده افشانی اجباری). همخونی باعث هموزیگوت شدن فرزندان می شود، یعنی. درجه موجودات هموزیگوت افزایش می یابد. اینگونه است که خطوط خالص موجودات زنده که به طور گسترده در پرورش استفاده می شوند، به دست می آیند. با تلاقی بیشتر افراد از دو لاین خالص، که یکی از آنها برای ژن های غالب هموزیگوت است، و دیگری برای ژن های مغلوب، هیبریدهای نسل اول F1 اغلب از ارگانیسم های والدین اصلی به روش های مختلفی بهتر عمل می کنند - عملکرد و زنده ماندن به شدت افزایش می یابد. در اصلاح نباتات و حیوانات این پدیده جایگاه ویژه ای دارد و به آن قدرت هیبرید یا هتروزیس می گویند. با این حال، در نسل های بعدی، هتروزیس کاهش می یابد، انحطاط فرزندان مشاهده می شود، بنابراین، تنها هیبریدهای F1 معمولا در عمل استفاده می شود. این به دلیل این واقعیت است که فرزندان به طور فزاینده ای شروع به تجمع و بروز جهش های مغلوب می کنند.

2. تلاقی نامرتبط، یا زاد و ولد. آنها از ارگانیسم های متعلق به خطوط مختلف در یک واریته (یا نژاد)، به گونه ها (یا نژادها)، گونه ها یا حتی جنس های مختلف تلاقی می کنند. در دو مورد آخر، ما در مورد هیبریداسیون دور صحبت می کنیم. تلاقی موجودات متعلق به انواع متفاوتو حتی بیشتر از آن برای زایمان، بسیار دشوار است، زیرا. ارگانیسم های والدین در مواد ژنتیکی، خصوصیات فیزیولوژیکی یا مورفولوژیکی متفاوت هستند. اغلب، چنین تلاقی منجر به تشکیل هیبریدهای استریل (یعنی عدم تولید فرزندان) می شود. این به این دلیل است که در یک ارگانیسم هیبریدی کروموزوم‌های والدینی وجود دارد که از نظر مورفولوژیکی و اغلب از نظر تعداد بسیار ناهمگون هستند که قادر به پیوند نیستند، این امر منجر به اختلال در روند میوز و در نتیجه میکروب طبیعی می‌شود. سلول ها تشکیل نمی شوند (گامت). با این حال، توانایی گیاهان در تولید مثل رویشی و همچنین توسعه روش‌های ویژه برای غلبه بر ناباروری در هیبریدهای دوردست، در برخی موارد امکان شکل‌گیری اشکال جدیدی را فراهم می‌کند که دارای ویژگی‌های ارزشمند خاصی هستند که مشخصه گونه‌های مختلف است. توسعه سریع روش های تحقیقاتی جدید در ژنتیک، گسترش و تعمیق درک ما از ساختار و قوانین سازماندهی دستگاه ارثی سلول منجر به ایجاد و توسعه روش های اساساً جدید شد. مفاهیم و جهات جدید ژنتیک مدرن متولد شد: مهندسی سلولی، کروموزوم و مهندسی ژنتیک. در عین حال، تفاوت اساسی بین این روش‌ها و روش‌هایی که به‌طور سنتی در اصلاح استفاده می‌شوند، در گسترش هدفمند و نه تصادفی مرزهای تنوع ژنوتیپ، در تنوع برنامه‌ریزی شده مواد منبع برای اصلاح است. این روش های مدرن تاکنون در اصلاح نباتات کاربرد بیشتری داشته است. مهندسی سلول با کشت تک تک سلول ها یا بافت ها بر روی محیط های مصنوعی خاص مرتبط است. نشان داده شده است که اگر تکه‌هایی از بافت یا سلول‌های فردی را از اندام‌های مختلف، مثلاً گیاهان، بگیرید، اگرچه این کار در حیوانات نیز امکان‌پذیر است، و آن‌ها را روی محیط‌های مخصوص حاوی نمک‌های معدنی، اسیدهای آمینه، هورمون‌ها و سایر اجزای تغذیه‌ای پیوند بزنید. آنها قادر به رشد هستند. این بدان معنی است که تقسیم سلولی در چنین بافت ها و سلول های جدا شده از بدن ادامه می یابد. اما مهم‌ترین و جالب‌ترین چیز این بود که سلول‌های گیاهی منفرد (برخلاف سلول‌های حیوانی) در چنین شرایط مصنوعی دارای قدرت کامل هستند، یعنی. قادر به بازسازی (تشکیل) گیاهان تمام عیار است. از این توانایی آنها برای انتخاب در جهات مختلف استفاده شد.

دومین روش جدید انتخاب سلول در گیاهان که قبلاً تأثیر زیادی داشته است، روش هاپلوئید است (جاندارانی با تعداد کروموزوم های نصف شده که در آن از هر جفت کروموزوم همولوگ مشخصه آن فقط یک کروموزوم در هسته سلول وجود دارد. دیپلوئیدها.) برای مثال، اگر ذرت دارای گیاهان دیپلوئیدی باشد، دارای 10 جفت کروموزوم (در مجموع 20) است، در حالی که گیاهان هاپلوئید فقط 10 کروموزوم دارند. گامت ها، از جمله نر (دانه های گرده)، دارای مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید هستند. این واقعیت برای به دست آوردن گیاهان هاپلوئید مورد استفاده قرار گرفت.

اکنون روشی برای جوانه زدن دانه های گرده بر روی محیط های مغذی مصنوعی در لوله های آزمایش و به دست آوردن گیاهان هاپلوئید کامل از آنها ابداع شده است. این بر اساس هیبریداسیون است که منجر به ارگانیسم های هتروزیگوت می شود و سپس هموزیگوت شدن طولانی مدت تا نسل هشتم، یعنی. به دست آوردن فرم های بدون شکاف پایدار ایجاد تنوع با این روش بیش از 10 سال طول می کشد. با کمک هاپلوئیدها می توان این دوره را 2 برابر کاهش داد. برای این کار هیبریدهایی به دست می آید، گرده از آنها گرفته می شود، گیاهان هاپلوئیدی از آن روی محیط های غذایی در لوله های آزمایش باززایی می کنند و سپس تعداد کروموزوم آنها دو برابر می شود و بلافاصله گیاهان دیپلوئیدی کاملا هموزیگوت به دست می آیند. کل این روش به جای 6-8 سال 2-3 سال طول می کشد. از آنجایی که ما گرده گیاهان هیبرید را می گیریم و بلافاصله گیاهان دیپلوئید هموزیگوت را از طریق گیاهان هاپلوئید بدست می آوریم، تنها ارزیابی آنها و سپس تکثیر بهتر آنها باقی می ماند.

مهندسی کروموزومی.در حال حاضر، در درجه اول با امکان جایگزینی (جایگزینی) کروموزوم های فردی در گیاهان یا افزودن کروموزوم های جدید همراه است. مشخص است که در سلول های هر ارگانیسم دیپلوئیدی جفت کروموزوم همولوگ وجود دارد. به چنین ارگانیسمی دیزومی می گویند. اگر یک کروموزوم همولوگ در هر جفت کروموزوم باقی بماند، آنگاه یک کروموزوم تک زومی به دست می آید. هنگامی که یک کروموزوم همولوگ سوم اضافه می شود، یک تریزومی رخ می دهد و زمانی که یک جفت کروموزوم همولوگ در ژنوم وجود نداشته باشد، یک نولیسومیک ایجاد می شود. چنین دستکاری‌هایی با کروموزوم‌ها، جایگزینی یک یا هر دو کروموزوم همولوگ، مثلاً، از یک رقم گندم را با همان جفت کروموزوم، اما از واریته دیگر، ممکن می‌سازد. بنابراین، او می تواند یک صفت را که به نظر او در یک واریته معین ضعیف به نظر می رسد، با همان ویژگی اما قوی تر از واریته دیگر جایگزین کند. بنابراین، او به ایجاد یک تنوع "ایده آل" نزدیک می شود، که در آن تمام ویژگی های مفید به حداکثر میزان بیان می شود. همین هدف با روش جایگزینی کروموزوم‌های فردی یک گونه با کروموزوم‌های گونه‌ای دیگر، نزدیک به منشا دنبال می‌شود.

مهندسی ژنتیک.مهندسی ژنتیک معمولاً به عنوان انتقال مصنوعی ژن‌های ضروری از یک گونه از موجودات زنده (باکتری‌ها، حیوانات، گیاهان) به گونه‌ای دیگر که اغلب در منشأ بسیار دور هستند، درک می‌شود. برای انجام انتقال ژن (یا تراریخت)، عملیات پیچیده زیر باید انجام شود:

جداسازی از سلول های باکتری ها، حیوانات یا گیاهان آن دسته از ژن هایی که برای انتقال برنامه ریزی شده اند. گاهی اوقات این عمل با سنتز مصنوعی ژن های لازم جایگزین می شود، در صورت امکان.

ایجاد ساختارهای ژنتیکی ویژه (وکتورها) که در آن ژن‌های مورد نظر وارد ژنوم یک گونه دیگر می‌شوند. چنین سازه‌هایی، علاوه بر خود ژن، باید شامل هر چیزی که برای کنترل عملکرد آن ضروری است (موج‌دهنده، پایان‌دهنده) و ژن‌های «گزارش‌گر» باشد که گزارش می‌دهند که انتقال با موفقیت انجام شده است؛ معرفی ناقل‌های ژنتیکی ابتدا به سلول، و سپس وارد ژنوم یک گونه دیگر و کشت سلول ها به موجودات کامل (باززایی). گیاهان و جانورانی که ژنوم آنها در اثر این گونه عملیات مهندسی ژنتیک تغییر می کند، گیاهان یا جانوران تراریخته نامیده می شوند.

وقتی فردی گیاهان یا حیواناتی را انتخاب می کند که ویژگی های مورد علاقه خود را دارند. تا قرن 16-17، انتخاب به طور نامنظم و بدون روش انجام می شد: بهترین میوه ها (برای کاشت) یا افراد (برای تولیدمثل) برای کاشت انتخاب می شدند و فقط روی تکرار نتیجه حساب می کردند.

فقط در قرن های اخیر، که هنوز قوانین ژنتیک را نمی دانستند، آنها شروع به استفاده آگاهانه و هدفمند از انتخاب کردند و از نمونه هایی با خواص مفید برجسته عبور کردند.

با این حال، با روش انتخاب، فرد نمی تواند اساساً خواص جدیدی را در موجودات پرورش یافته به دست آورد، زیرا در طول انتخاب، تنها ژنوتیپ هایی که از قبل در جمعیت وجود دارند قابل تشخیص هستند. بنابراین، برای به دست آوردن نژادها و گونه های جدید جانوران و گیاهان، از هیبریداسیون، تلاقی گیاهان با صفات مطلوب و متعاقباً انتخاب آن دسته از فرزندان از فرزندان استفاده می شود. ویژگی های مفیدبرجسته ترین به عنوان مثال، یک رقم گندم دارای ساقه قوی است و در برابر خوابیدن مقاوم است، در حالی که گونه ای با کاه نازک به زنگ ساقه آلوده نمی شود. هنگامی که گیاهان از دو گونه تلاقی می کنند، ترکیبات مختلفی از صفات در فرزندان ظاهر می شود. اما دقیقاً آن گیاهانی هستند که انتخاب می شوند که به طور همزمان دارای نی قوی هستند و از زنگ ساقه رنج نمی برند. این گونه است که تنوع جدیدی ایجاد می شود.

انتخاب و ژنتیک

انتخابچگونه علم فقط در دهه های اخیر شکل گرفته است. در گذشته بیشتر یک هنر بود تا علم. مهارت ها، دانش و تجربه خاص، که اغلب طبقه بندی می شوند، دارایی مزارع فردی بود که از نسلی به نسل دیگر منتقل می شد. فقط نابغه داروین توانست این همه تجربه گسترده و نامتجانس گذشته را تعمیم دهد و ایده انتخاب طبیعی و مصنوعی را به عنوان عامل اصلی تکامل همراه با وراثت و تنوع مطرح کند.

اطلاعات کلی

اساس نظری پرورش ژنتیک است، زیرا دانش قوانین ژنتیک است که به شما امکان می دهد به طور هدفمند تثبیت جهش ها را مدیریت کنید، نتایج تلاقی را پیش بینی کنید و هیبریدها را به درستی انتخاب کنید. در نتیجه به کارگیری دانش در علم ژنتیک، ایجاد بیش از 10 هزار رقم گندم بر اساس چندین گونه وحشی اولیه، به دست آوردن سویه های جدید میکروارگانیسم هایی که پروتئین های غذایی، مواد دارویی، ویتامین ها و غیره را ترشح می کنند، امکان پذیر شد.

وظایف اصلاح نژاد مدرن شامل ایجاد انواع جدید و بهبود گونه های گیاهی موجود، نژادهای حیوانی و گونه هایی از میکروارگانیسم ها است.

سالها کار پرورشی این امکان را به وجود آورده است که ده ها نژاد مرغ اهلی را که با تولید تخم مرغ زیاد، وزن زیاد، رنگ های روشن و غیره متمایز می شوند، بیرون بیاورند و جد مشترک آنها مرغ بانکی آسیای جنوب شرقی است. نمایندگان وحشی جنس انگور فرنگی در خاک روسیه رشد نمی کنند. با این حال، بر اساس گونه های انگور فرنگی منحرف شده، که در غرب اوکراین و قفقاز یافت می شود، بیش از 300 گونه به دست آمده است که بسیاری از آنها میوه های عالی در روسیه دارند.

یک متخصص ژنتیک و پرورش دهنده برجسته، آکادمیک N. I. Vavilov، نوشت که پرورش دهندگان باید عوامل اصلی زیر را در کار خود مطالعه کرده و در نظر بگیرند: تنوع اولیه و تنوع گونه ای گیاهان و جانوران. تنوع ارثی؛ نقش محیط در رشد و تجلی صفات مورد نیاز پرورش دهنده؛ الگوهای وراثت در طول هیبریداسیون. اشکال انتخاب مصنوعی با هدف جداسازی و تثبیت ویژگی های لازم.

اصلاح نباتات

روش های اصلی اصلاح به طور کلی و اصلاح نباتات به طور خاص عبارتند از انتخاب و هیبریداسیون. برای گیاهان گرده افشانی متقاطع از انتخاب انبوه افراد با خواص مورد نظر استفاده می شود. در غیر این صورت، به دست آوردن مواد برای عبور بیشتر غیرممکن است. به این ترتیب، به عنوان مثال، انواع جدیدی از چاودار به دست می آید. این گونه ها از نظر ژنتیکی همگن نیستند. اگر مطلوب به دست آوردن یک خط خالص - یعنی یک تنوع ژنتیکی همگن باشد، از انتخاب فردی استفاده می شود که در آن، با گرده افشانی خود، فرزندان از یک فرد با ویژگی های مورد نظر به دست می آیند. بسیاری از انواع گندم، کلم و غیره با این روش به دست آمد.

برای امنیت مفید خواص ارثیلازم است هموزیگوسیتی واریته جدید افزایش یابد. گاهی برای این کار از خود گرده افشانی گیاهان گرده افشانی متقاطع استفاده می شود. در این حالت، اثرات نامطلوب ژن های مغلوب ممکن است به صورت فنوتیپی آشکار شود. دلیل اصلی این امر انتقال بسیاری از ژن ها به حالت هموزیگوت است. در هر موجود زنده ای، ژن های جهش یافته نامطلوب به تدریج در ژنوتیپ تجمع می یابند. آنها اغلب مغلوب هستند و از نظر فنوتیپی ظاهر نمی شوند. اما در طی خود گرده افشانی، آنها به حالت هموزیگوت می روند و یک تغییر ارثی نامطلوب رخ می دهد. در طبیعت، در گیاهان خودگرده افشانی، ژن‌های جهش یافته مغلوب به سرعت به حالت هموزیگوت می‌رسند و چنین گیاهانی می‌میرند و توسط انتخاب طبیعی از بین می‌روند.

با وجود اثرات نامطلوب خود گرده افشانی، اغلب در گیاهان گرده افشانی متقاطع برای به دست آوردن خطوط هموزیگوت ("خالص") با صفات مورد نظر استفاده می شود. این منجر به کاهش عملکرد می شود. با این حال، سپس گرده افشانی متقاطع بین خطوط مختلف خود گرده افشانی انجام می شود و در نتیجه در برخی موارد، هیبریدهای پرمحصولی به دست می آیند که دارای خواص مورد نیاز پرورش دهنده هستند. این یک روش هیبریداسیون بین خطی است که در آن اثر هتروزیس اغلب مشاهده می شود: هیبریدهای نسل اول دارای عملکرد بالا و مقاومت در برابر اثرات نامطلوب هستند. هتروزیس برای هیبریدهای نسل اول معمول است که نه تنها با عبور از خطوط مختلف، بلکه انواع مختلف و حتی گونه ها نیز به دست می آیند. اثر قدرت هتروزیگوت (یا هیبرید) تنها در اولین نسل هیبرید قوی است و در نسل های بعدی به تدریج کاهش می یابد. علت اصلی هتروزیس از بین بردن تظاهرات مضر ژنهای مغلوب انباشته شده در هیبریدها است. دلیل دیگر ترکیب ژنهای غالب افراد والدین در هیبریدها و تقویت متقابل اثرات آنهاست.

در اصلاح نباتات، پلی پلوئیدی تجربی به طور گسترده ای استفاده می شود، زیرا پلی پلوئیدها متفاوت هستند رشد سریع، اندازه بزرگ و عملکرد بالا. در عمل کشاورزی از چغندر قند تری پلوئید، شبدر چهار پلویید، گندم چاودار و دوروم و همچنین گندم نرم شش پلویید استفاده زیادی می شود. بدست آوردن پلی پلوئیدهای مصنوعی با استفاده از مواد شیمیایی، که دوک شکافت را از بین می برند و در نتیجه کروموزوم های تکراری نمی توانند پراکنده شوند و در یک هسته باقی می مانند. یکی از این مواد کلشی سین است. استفاده از کلشی سین برای تولید پلی پلوئیدهای مصنوعی یکی از نمونه های جهش زایی مصنوعی است که در اصلاح نباتات استفاده می شود.

با جهش زایی مصنوعی و انتخاب بعدی جهش یافته ها، ارقام پرمحصول جدیدی از جو و گندم به دست آمد. با استفاده از همین روش ها می توان گونه های جدیدی از قارچ ها را به دست آورد که 20 برابر بیشتر از انواع اولیه آنتی بیوتیک تولید می کنند. در طول 70 سال گذشته، بیش از 2250 گونه از گیاهان کشاورزی با استفاده از جهش زایی فیزیکی و شیمیایی ایجاد شده است. اینها انواع برنج، گندم، جو، پنبه، کلزا، آفتابگردان، گریپ فروت، سیب، موز و بسیاری از گیاهان دیگر هستند. از این تعداد 70 درصد مستقیماً جهش یافته و 30 درصد حاصل جهش متقاطع هستند. جهش زایی شیمیایی نسبتاً به ندرت استفاده می شود، پرتو گاما (64٪) و اشعه ایکس (22٪) اغلب استفاده می شود.

هنگام ایجاد انواع جدید با استفاده از جهش زایی مصنوعی، محققان از قانون سری همولوگ N.I. Vavilov استفاده می کنند. ارگانیسمی که در اثر جهش خواص جدیدی دریافت کرده باشد، جهش یافته نامیده می شود. بیشتر جهش‌یافته‌ها قابلیت زنده‌مانی کمتری دارند و در فرآیند انتخاب طبیعی از بین می‌روند. برای تکامل یا انتخاب نژادها و واریته‌های جدید، به آن دسته از افراد نادری نیاز است که دارای جهش‌های مطلوب یا خنثی هستند.

یکی از دستاوردهای ژنتیک و اصلاح نژاد مدرن، غلبه بر ناباروری هیبریدهای بین گونه ای است. برای اولین بار، G.D. Karpechenko موفق شد این کار را هنگام به دست آوردن هیبرید کلم-تربچه انجام دهد. در نتیجه هیبریداسیون دور، یک گیاه کشت شده جدید به دست آمد - تریتیکاله - ترکیبی از گندم و چاودار. هیبریداسیون از راه دور به طور گسترده در پرورش میوه استفاده می شود.

پرورش حیوانات

ویژگی های خاص

اصول اولیه پرورش حیوانات هیچ تفاوتی با اصول اصلاح نباتات ندارد. با این حال، انتخاب حیوانات دارای برخی ویژگی ها است: آنها فقط با تولید مثل جنسی مشخص می شوند. تغییر نسل ها عمدتاً بسیار نادر (در اکثر حیوانات پس از چند سال). تعداد افراد در فرزندان کم است. بنابراین، در کار اصلاح نژاد با حیوانات، تجزیه و تحلیل شجره نامه، کیفیت فرزندان و مجموع ویژگی های بیرونی، یا ظاهر بیرونی، مشخصه یک نژاد خاص، اهمیت زیادی دارد.

اهلی شدن

یکی از مهمترین دستاوردهای انسان در طلوع شکل گیری و تکامل خود (10-12 هزار سال پیش) ایجاد منبع غذایی ثابت و نسبتاً قابل اعتماد توسط اهلی کردن حیوانات وحشی بود. عامل اصلی اهلی کردن، انتخاب مصنوعی موجوداتی است که نیازهای انسان را برآورده می کنند. حیوانات اهلی دارای ویژگی های فردی بسیار توسعه یافته هستند که اغلب برای وجود آنها در شرایط طبیعی بی فایده یا حتی مضر است، اما برای انسان مفید است. به عنوان مثال، توانایی برخی از نژادهای مرغ برای تولید بیش از 300 تخم در سال، فاقد معنای بیولوژیکی است، زیرا مرغ قادر به جوجه کشی چنین تعداد تخمی نخواهد بود. بنابراین، در شرایط طبیعی، اشکال اهلی شده نمی توانند وجود داشته باشند.

اهلی شدن منجر به تضعیف اثر تثبیت کننده انتخاب شد که به شدت سطح تنوع را افزایش داد و دامنه آن را گسترش داد. در عین حال، اهلی‌سازی با انتخاب، ابتدا ناخودآگاه (انتخاب افرادی که ظاهر بهتری داشتند، حالت آرام‌تری داشتند، دارای ویژگی‌های ارزشمند دیگری برای انسان بودند)، سپس آگاهانه یا روشمند همراه بود. استفاده گسترده از انتخاب روشمند با هدف تشکیل در حیوانات با کیفیت های خاصی است که انسان را راضی می کند.

روند اهلی کردن حیوانات جدید برای رفع نیازهای انسان در زمان ما ادامه دارد. به عنوان مثال، برای به دست آوردن خزهای شیک و با کیفیت، شاخه جدیدی از دامپروری ایجاد شده است - پرورش خز.

انتخاب و انواع تقاطع

انتخاب اشکال والدین و انواع تلاقی حیوانات با در نظر گرفتن هدف تعیین شده توسط پرورش دهنده انجام می شود. این می تواند به دست آوردن هدفمند یک نمای بیرونی خاص، افزایش تولید شیر، محتوای چربی شیر، کیفیت گوشت و غیره باشد. حیوانات پرورشی نه تنها با علائم بیرونی، بلکه با منشاء و کیفیت فرزندان نیز ارزیابی می شوند. بنابراین لازم است شجره نامه آنها را به خوبی بشناسیم. در مزارع پرورشی، هنگام انتخاب تولیدکنندگان، شجره نامه ها همیشه در نظر گرفته می شود، که در آن ویژگی های بیرونی و بهره وری اشکال والدین در چندین نسل ارزیابی می شود. با توجه به صفات اجداد، به ویژه در خط مادری، می توان با احتمال خاصی در مورد ژنوتیپ تولید کنندگان قضاوت کرد.

در کار اصلاح نژاد با حیوانات عمدتاً از دو روش تلاقی استفاده می شود: همخونی و همخونی.

زاد و ولد، یا تلاقی نامرتبط بین افراد از همان نژاد یا نژادهای مختلف حیوانات، با انتخاب دقیق بیشتر، منجر به نگهداری می شود. کیفیت های مفیدو در نسل های بعدی تقویت شود.

هنگام همخونی، برادر و خواهر یا والدین و فرزندان (پدر-دختر، مادر-پسر، پسر عمو و غیره) به عنوان اشکال اولیه استفاده می شوند. تا حدی، چنین تلاقی شبیه به خود گرده افشانی در گیاهان است که همچنین منجر به افزایش هموزیگوسیتی و در نتیجه تثبیت صفات با ارزش اقتصادی در فرزندان می شود. در عین حال، هموزیگوت شدن برای ژن‌هایی که صفت مورد مطالعه را کنترل می‌کنند، هر چه سریع‌تر رخ دهد، تلاقی نزدیک‌تر برای همخونی استفاده می‌شود. با این حال، هموزیگوت شدن در طول همخونی، مانند گیاهان، منجر به ضعیف شدن حیوانات، کاهش مقاومت آنها در برابر تأثیرات محیطی و افزایش عوارض می شود. برای جلوگیری از این امر، انتخاب دقیق افراد با ویژگی های اقتصادی ارزشمند ضروری است.

در اصلاح نژاد، همخونی معمولاً تنها یک مرحله در بهبود یک نژاد است. این امر با عبور از هیبریدهای بین لاین مختلف دنبال می شود، در نتیجه آلل های مغلوب ناخواسته به حالت هتروزیگوت منتقل می شوند و اثرات مضر همخونی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

در حیوانات اهلی، و همچنین در گیاهان، پدیده هتروزیس مشاهده می شود: در هنگام تلاقی یا تلاقی بین گونه ای، هیبریدهای نسل اول توسعه بسیار قدرتمند و افزایش زنده ماندن را تجربه می کنند. یک مثال کلاسیک از تظاهرات هتروزیس، قاطر است - ترکیبی از مادیان و الاغ. این یک حیوان قوی و مقاوم است که می تواند در شرایط بسیار دشوارتر از اشکال والدین استفاده شود.

هتروزیس به طور گسترده در پرورش طیور صنعتی (به عنوان مثال جوجه های گوشتی) و پرورش خوک استفاده می شود، زیرا نسل اول هیبریدها مستقیماً برای اهداف اقتصادی استفاده می شود.

هیبریداسیون از راه دور هیبریداسیون حیوانات اهلی از راه دور کارایی کمتری نسبت به گیاهان دارد. هیبریدهای بین گونه ای حیوانات اغلب عقیم هستند. در عین حال، بازیابی باروری در حیوانات کار دشوارتری است، زیرا دستیابی به پلی پلوئیدها بر اساس ضرب تعداد کروموزوم ها در آنها غیرممکن است. درست است، در برخی موارد، هیبریداسیون دور با همجوشی گامت طبیعی، میوز طبیعی و پیشرفتهای بعدیجنین، که امکان به دست آوردن برخی از نژادها را فراهم می کند که ویژگی های ارزشمند هر دو گونه مورد استفاده در هیبریداسیون را ترکیب می کند. به عنوان مثال، در قزاقستان، بر اساس هیبریداسیون گوسفندان پشم‌ریز با آرگالی گوسفند کوهی وحشی، نژاد جدیدی از آرگالی ریزپزدار ایجاد شد که مانند آرگالی، در مراتع کوهستانی مرتفعی که برای مرینوس‌های ریزپزدار غیرقابل دسترسی است چرا می‌کنند. . اصلاح نژادهای گاو محلی.

دستاوردهای دامداران روسی و بلاروسی

پرورش دهندگان در روسیه موفقیت قابل توجهی در ایجاد و بهبود نژادهای موجود حیوانات به دست آورده اند. بنابراین، نژاد گاو Kostroma با بهره وری بالای شیر - بیش از 10 هزار کیلوگرم شیر در سال، متمایز می شود. نوع سیبری نژاد گوسفند گوشت و پشم روسی با بهره وری بالای گوشت و پشم مشخص می شود. میانگین وزن قوچ های پرورشی 110-130 کیلوگرم و متوسط ​​برش پشم در الیاف خالص 6-8 کیلوگرم است. همچنین دستاوردهای بزرگی در انتخاب خوک، اسب، مرغ و بسیاری از حیوانات دیگر وجود دارد.

در نتیجه یک گزینش و پرورش طولانی و هدفمند، دانشمندان و پزشکان بلاروس نوعی گاو سیاه و سفید را پرورش دادند. گاوهای این نژاد شرایط خوبتغذیه و نگهداری تولید شیر 4-5 هزار کیلوگرم شیر با محتوای چربی 3.6-3.8٪ در سال را فراهم می کند. پتانسیل ژنتیکی تولید شیر در نژاد سیاه و سفید 6.0-7.5 هزار کیلوگرم شیر در هر دوره شیردهی است. حدود 300 هزار راس از این نوع گاو در مزارع بلاروس وجود دارد.

نژادهای خوک سیاه و سفید و بزرگ سفید بلاروس توسط متخصصان مرکز پرورش موسسه تحقیقات دامپروری بلاروس ایجاد شد. چنین نژادهایی از خوکها با این واقعیت متمایز می شوند که حیوانات در پرواربندی کنترل با میانگین افزایش روزانه بیش از 700 گرم در 178-182 روز به وزن زنده به 100 کیلوگرم می رسند و فرزندان آن 9 تا 12 خوک در هر پرورش است.

تلاقی های مختلف جوجه ها (به عنوان مثال، بلاروس-9) با تولید تخم مرغ بالا مشخص می شود: برای 72 هفته زندگی - 239-269 تخم مرغ با وزن متوسط ​​هر 60 گرم، که مطابق با شاخص های صلیب های بسیار پربار در مسابقات بین المللی است. .

کار پرورش برای بزرگ شدن، افزایش زودرس و کارایی اسب های گروه پیشروی بلاروس، بهبود پتانسیل تولیدی گوسفند از نظر برش پشم، وزن زنده و باروری، ایجاد خطوط و تلاقی اردک های گوشتی، غازها، نژادهای بسیار پربار ادامه دارد. از کپور و دیگران.