Lidé chovali rostliny a zvířata od pradávna. Například Akhal-Teke, krásné plemeno jezdeckého koně, bylo vyvinuto na území dnešního Turkmenistánu pravděpodobně před 5000 lety. Mnohem dříve, před 10 000 lety, v takzvaném „úrodném půlměsíci“ táhnoucím se od Egypta po Mezopotámii, byly divoké rostliny domestikovány a začala zemědělská revoluce. Ale až do XNUMX. století byl výběr intuitivní, založený na zkušenostech, protože lidé ještě nevěděli nic o genetice. Vědou se to začalo stávat po objevech Gregora Mendela. A první polovinu XNUMX. století lze nazvat revoluční, myšlenky selekce zaujaly mnoho myslí. Dnes je selekce založena na znalosti jemných genetických mechanismů a využívá velké spektrum metod, starých i ultramoderních, například klonování.
Klíčové metody moderního šlechtění
5. Umělá mutageneze.
6. Umělé oplodnění.
9. Využití somatických mutací.
10. Získávání somatických hybridů.
11. Hormonální superovulace a transplantace embrya.
13. Testování plemeníků podle potomků.
14. Metody genetického inženýrství.
15. Metody buněčného inženýrství.
Podívejme se na ty první pět klíčových metod chovu.
umělý výběr
Hlavní výběrová metoda. Charles Darwin zjistil, že různá plemena a odrůdy pocházejí z jednoho nebo několika divokých druhů, například z jabloně lesní se objevily pěstované odrůdy zahradních jabloní.
Darwin definoval dvě formy umělého výběru – nevědomou a vědomou (metodologickou). V raných fázích domestikace fungovala nevědomá selekce – člověk náhodně na základě souboru vlastností (výška, vytrvalost atd.) vybíral divoká zvířata schopná reprodukce pod jeho kontrolou. Vědomá selekce je další fází umělé selekce podle přesně definovaných kritérií stability a kvality organismů.
V současné době existují dvě hlavní formy vědomého umělého výběru: Hmotnost и individuální. V Jednotné státní zkoušce z biologie se často setkáváme s otázkami ohledně těchto forem výběru.
Hromadný výběr
Je více použitelný při šlechtění rostlin a mikroorganismů, protože jejich potomci jsou četní. Předpokládá se, že tato selekce se provádí v populacích podle vnějších, fenotypových charakteristik (selekce podle fenotypu).
Příklad hromadné selekce – na poli o 1000 rostlinách se vybere 50 nejlepších, následně se sesbírají jejich semena a další rok se zasejí všechny rostliny dohromady. Pokud se výnos zvýšil, můžeme posoudit účinnost hromadné selekce.
1. Nevýhodou metody je, že ne vždy lze určit tu nejlepší genotyp.
2. Tento výběr efektivní při analýze kvalitativních znaků (fialová nebo bílá periant, rohatá nebo bezrohá kráva). Takové vlastnosti se jednoduše dědí, mají jen několik fenotypových variant.
3. V chovu se používá metoda hromadného výběru cizosprašné rostliny (slunečnice, kukuřice, žito).
Individuální výběr
Jeho hlavním principem je selekce rostlin a živočichů podle potomků. Například 1000 nejlepších rostlin se také vybere z 50 a získají se jejich semena, ale další rok se semena každé rostliny vysévají nikoli společně, ale samostatně. Dále se potomci posuzují podle nezbytných vlastností z každé rostliny. V tomto případě probíhá hodnocení genotypu.
1. Individuální výběr je účinný při výběru podle kvantitativní znaky, které se obtížně dědí (obsah mléčného tuku, počet zrn v klasu atd.). V tomto případě je velmi důležitý genotyp, zejména ty genové alely, které jsou zodpovědné za největší semena nebo nejvyšší růst rostlin.
2. Chovatelé bojují o každý kvantitativní ukazatel znaku, vlastně pro zachování jedinečných alel cenných znaků v genotypu.
3. Individuální výběr je důležitý především pro chov samosprašné rostliny (ječmen, fazole, pšenice, hrách).
4. Potomek si v tomto případě zachovává vlastnosti rodičovské formy, je homozygotní a nazývá se „čistá linie“. Tak, čistá linie – to jsou potomci jednoho samooplozeného jedince, homozygoti.
5. Od mutační procesy Jdou nepřetržitě, zcela homozygotní jedinci se v přírodě nevyskytují.
6. Mutace ve většině případů recesivní.
7. Teprve když se geny jedince stanou homozygotními, dostanou se pod kontrolu přirozeného a umělého výběru.
Selekce je věda, která vyvíjí metody pro získávání nových a zlepšování stávajících plemen zvířat, odrůd rostlin a kmenů mikroorganismů.
- zvýšení produktivity organismů;
- zlepšení kvality produktu (chuť, vzhled, chemické složení);
- zlepšení hospodářsky důležitých fyziologických vlastností (odolnost vůči chorobám a škůdcům, reakce na hnojiva nebo krmiva).
Сорт , plemeno , kmenů je uměle vytvořená stabilní skupina (populace) živých organismů, která má určité dědičné vlastnosti.
Všichni jedinci takové skupiny mají podobné morfologické a fyziologické vlastnosti, stejný typ reakce na změny faktorů prostředí a určitou úroveň produktivity.
1. umělý výběr slouží k zachování a reprodukci jedinců s požadovanou kombinací vlastností. Rozlišovat Hmotnost и individuální výběr.
na hromadný výběr Zároveň je vybráno velké množství jedinců s požadovaným znakem, zbytek je vyřazen. Jedná se o selekci založenou na fenotypu, neprodukuje geneticky homogenní materiál. Mnohokrát opakované.
na individuální výběr (podle genotypu) vyberou jednoho jedince s potřebnými vlastnostmi a získají z něj potomstvo.
2. V chovatelské práci se používají: hybridizační metody : inbreeding, outbreeding a vzdálená hybridizace.
Inbreeding zahrnuje křížení potomků s rodičovskými formami nebo potomky stejných rodičů. Tento typ křížení se používá k získání čisté linie , tj. přenos většiny genů do homozygotního stavu a upevnění cenných vlastností. Nežádoucím důsledkem příbuzenské plemenitby je inbrední deprese – snížená produktivita a životaschopnost potomků v důsledku projevu recesivních mutací.
Při nesouvisejícím křížení lze pozorovat účinek heteróza ( hybridní výkon ) – zvýšení životaschopnosti a produktivity hybridů ve srovnání s rodičovskými formami. Heteróza se projevuje u hybridů první generace a je způsobena přechodem většiny genů do heterozygotního stavu. V tomto případě se nechtěné recesivní mutace skryjí. Během pohlavního rozmnožování v dalších generacích se stupeň heterozygotnosti snižuje a efekt hybridní vitality mizí. Může být zachována pouze vegetativním množením.
Provádí se obtížně a výsledné hybridy jsou sterilní kvůli obtížnosti konjugace chromozomů různých druhů v profázi (I) meiózy. Byly vyvinuty metody k překonání neplodnosti.
3. Umělé ( indukovaný ) mutageneze slouží ke zvýšení rozmanitosti zdrojových materiálů. Mutageneze je způsobena působením mutagenních faktorů, například rentgenového záření. Mutace jsou neřízené, takže chovatel vybírá organismy s novými prospěšnými vlastnostmi.
Genomová mutace je polyploidie , tj. mnohonásobné zvýšení počtu sad chromozomů. Používá se při šlechtění rostlin. Většina moderních odrůd zemědělských rostlin je polyploidní. Jejich výnos může být několikanásobně vyšší než u původních diploidních forem. Polyploidie navíc umožňuje překonat neplodnost hybridů získaných mezidruhovou hybridizací.
Polyploidie je uměle způsobena ošetřením rostlin kolchicin . Tato látka narušuje průběh meiózy – zabraňuje tvorbě vřetenových závitů, což zabraňuje divergenci homologních chromozomů.
Hledání zdrojového materiálu to usnadňuje zákon homologické řady dědičné variability , OTEVŘENO N. I. Vavilov .
Příbuzné rody a druhy živých organismů se vyznačují podobnou řadou dědičné variability.
Pokud jsou známy formy variability jednoho druhu, pak lze předpokládat, že podobné formy budou existovat i u dalších blízce příbuzných druhů.
N.I. Vavilov také založil sedm centra původu pěstované rostliny a zakládal světová sbírka semen pěstované rostliny a jejich divoké příbuzné.
