Презентация по биологии на тему "Классические методы селекции" (11 класс, биология)

Методы селекции Основными методами селекции являются гибридизация и отбор.Основой селекционной работы является искусственный отбор, позволяющий в короткое время и при ограниченном числе особей получить нужный сорт, породу или штамм Методы отбора Массовый отбор: Применяется для получения сортов перекрестноопыляе- мых растений. Все потомки гетерозигот- ны. Результаты неустойчивые из-за случайного пере- крестного опыления Применяется для самоопыляемых расте- ний. Отбираются отдельные растения и от них получают потомство, которое генетически однородно. Получают чистые Естественный Отбор: Формируется устойчивость к среде обитания. Получают районированные сорта и породы Индивидуальный Отбор: линии

Основные методы селекции Отбор Гибридизация Естественный отбор Искусственный отбор Массо- вый отбор Индиви- дуальны й отбор Аутбридинг (неродствен- скрещивани ное е) Инбридинг (близкород- ственное скрещивание ) Перекрестно- опыляемые растения (рожь, кукуруза, подсолнечник) Самоопыляемы е растения (пшеница, ячмень, горох) Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыленной особи

ИНБРИДИНГ – близкородственное скрещивание, которое приводит к повышению гомозиготности. Применяется для получения чистых линий. Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Часто приводит к снижению общей жизнестойкости из-за накопления вредных рецессивных аллелей. Единственный метод, используемый для сохранения сорта или породы в чистом виде. Способствует закреплению наследственных свойств. Сорт яблок «Бужбон» Буденовская порода лошадей

Инбридинг • Как правило, инбридинг  сопровождается  депрессией,  обусловленной  гомозиготным  состоянием  неблагоприятных  рецессивных аллелей.  Инбредное вырождение у  кукурузы; Р – сорт до начала  инбридинга, J1 –J7 – поколения,  полученные в результате  самоопыления  (из С.М. Гершензона, 1979)

Аутбридинг. • Аутбридинг повышает уровень гетерозиготности  потомства.  • К последствиям аутбридинга относится явление  гетерозиса (гибридной силы), которое проявляется в  превосходстве гибрида над обеими родительскими  формами.  Проявление гетерозиса в  различных поколениях  гибридной кукурузы. 1,2 –  исходные родительские  формы, 3 – гибриды F1, 4­ 10 – гибриды  последующих поколений (из Г.В. Гуляева, 1977)

ГЕТЕРОЗИС – (греч. «изменение») гибридная мощь, явление повышенной урожайности, жизнеспособности, высокой плодовитости гибридов первого поколения от скрещивания разных чистых линий. Потомки превышают по этим показателям обоих родителей. У гибридов второго поколения гетерозисный эффект почти исчезает. Гетерозис объясняется переходом большинства генов в гетерозиготное состояние, взаимодействием генов. Очень широко применяется для получения с/х продукции в растениеводстве и животноводстве. Для его продления используют у растений вегетативное размножение, а у животных скрещивание гибридов первого поколения с новой

Гетерозис («жизненная сила») – явление, при котором гибридные особи по своим характеристикам значительно превосходят родительские формы.

К гетерозисным организмам у животных можно отнести бройлерных кур, которых получают в результате скрещивания гомозиготных мясных кур. Бройлерные куры быстрее растут, быстрее набирают массу и крупнее, нежели их родители. Но, как в случае и растений, явление гетерозиса постепенно, из поколения в поколение затухает.

Объясняют эффект гетерозиса гипотезы: AAbbCCdd x aaBBccDD AaBbCcDd АА х аа Аа Гипотеза доминирования - гетерозис зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии: чем больше пар генов будут иметь доминантные гены, тем больше эффект гетерозиса Гипотеза сверхдоминирования - гетерозиготное состояние по одному или нескольким парам генов дает гибриду превосходство над родительскими формами (сверхдоминирование)

ПОЛИПЛОИДИЯ – наследственные изменения, связанные с кратным увеличение основного числа хромосом в клетках растений, приводящее к мощному развитию вегетативных органов, плодов, семян и вкусовых качеств. Иногда встречается в естественных условиях (картофель, табак, томаты). Большинство культурных растений – полиплоиды. Типы полиплоидии Автополиплоидия: Внутривидовая; кратное увеличение набора хромосом (генома) 2n – 4n – 8n – 16n – 32n Аллополиплоидия: Межвидовая; суммирование геномов разных видов, а затем их кратное увеличение 1n (14) + 1n (7) = 2n (21) – 4n (42)

• Различают :автополиплоиды и аллополиплоиды • Автополиплоиды-виды,у которых кратно умножен один и тот же геном. Диплоидная рожь имеет 14хромосом,можно получить рожь с набором 28 и т.д • Аллополиплоиды-в результате отдаленной гибридизации в одном организме объединяются разные геномы, а потом кратно умножаются . • Твердая и мягкая пшеница –естественные • Твердая –геном ААВВ- 2n =28, мягкая-ААВВСС- аллоплоиды: 2n =42

Полиплоидия Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином(этиленимин,азотистый иприт). Колхицин разрушает веретено деления и количество хромосом в клетке удваивается.

ОТДАЛЕННАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ – скрещивание растений и животных разных видов, а иногда и родов. Полученные таким образом гибриды бесплодны, т.к. хромосомы разных видов негомологичны и не могут конъюгировать при мейозе (не происходит образования гамет). В 1924 г. Г.Д. Карпеченко нашел способ преодоления бесплодия у таких гибридов растений – путем удвоения числа хромосом и получения полиплоида. В результате у каждой хромосомы появляется свой гомолог. У животных это достигается путем сложных заводских скрещиваний, т.к. все полиплоиды у них гибнут в эмбриональном состоянии. Применяется для получения высоких и стабильных урожаев растений и продуктивности животных.

Использование полиплоидии • Например, в результате  гибридизации пшеницы и  ржи был получен целый  ряд новых форм,  объединенных названием  тритикале. Тритикале  обладают хорошей  зимостойкостью,  устойчивостью к  болезням и высокой  урожайностью. Колосья пшенично ржаного  диплоида тритикале (2) и  исходных видов пшеницы (1) и  ржи (3). (из www. dooksite.ru)

Отдаленная гибридизация В 1924 году советский ученый Г.Д.Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид. Он скрестил редьку (2n = 18 редечных хромосом) и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида 2n = 18 хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но он стерилен, не образует семян. С помощью колхицина Г.Д.Карпеченко получил полиплоид, содержащий 36 хромосом, при мейозе редечные (9 + 9) хромосомы конъюгировали с редечными, капустные (9 + 9) с капустными. Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др.

Отдаленная гибридизация • Отдаленная гибридизация – это скрещивание животных, относящихся к разным видам. Отдаленная гибридизация, как и у растений, имеет очень большой минус. Потомство, полученное от такого метода бесплодно. Но все-таки селекционеры смогли преодолеть эти проблемы, и создан ряд живых организмов, которые являются вот такими отдаленными гибридами. Мул получен от скрещивания кобылы и осла.

Есть и обратный гибрид. Он носит название лошак, полученный от скрещивания ослицы и коня. Но эти животные не получили никакого распространения, потому что при достаточно высоком росте, как у коня, они имеют абсолютно упрямый, ослиный характер, и совершенно непригодны для сельского хозяйства.

Бестер • Так же, с помощью отдаленной гибридизации, был получен новый, можно сказать, вид – порода бестер, полученная в результате скрещивания белуги и стерляди. Эта рыба очень быстро набирает в весе и имеет прекрасные

ЦМС (ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МУЖСКАЯ СТЕРИЛЬНОСТЬ) В 1929 г. генетик М.И. Хаджинов нашел в посевах кукурузы растения с мужской стерильностью и предложил использовать это явление для получения гибридных семян у обоеполых и самоопыляемых растений. Стерильность обусловлена взаимодействием особого типа цитоплазмы S и генов rf. В практике используются лишь семена гибридных растений первого поколения от скрещивания двух чистых линий, дающее урожайность на 20-30% выше. результат Стерильно Гены ядра rf rf S Rf Rf Rf rf Фертильно Фертильно Схема наследования ЦМС Внедрение гетерозисных гибридов растений приносит значительный чистый доход производителям продукции с/х

ИСКУССТВЕННЫЙ МУТАГЕНЕЗ ИМ – искусственное получение мутаций путем воздействия радиационного излучения и химических веществ на семена растений, приводящее к изменению генов. Таким методом создаются новые сорта томатов, картофеля, кукурузы, хлопчатника, пшеницы. Пшеница Новосибирская 7 R Пшеница Новосибирская 67 Низкорослая, устойчивая к полеганию Урожайность 30-40 ц/га Очень широко искусственный мутагенез используется в селекции микроорганизмов

Использование мутаций • Особенно интенсивно индуцированный  мутагенез применяют в селекции  микроорганизмов. В частности,  московской школе генетиков и  селекционеров под руководством С.И  Алиханяна удалось путем обработки  актиномицетов различными мутагенами  получить целый ряд форм, активно  продуцирующих антибиотики.

• Таким образом, все основные  традиционные разделы генетики:  гибридизация, мутационный процесс,  генетика популяций и др. находят свое  применение в селекции.