Слайд 1Выделение новых и улучшения существующих сортов растений и штаммов микроорганизмов .
Автор:
учитель биологии и химии Галиуллина Динара Данисовна
Слайд 2
Селекция – это комплексная наука, теоретической основой которой является генетика.
Основоположником теоретической
селекции является Н.И. Вавилов, который и определил основные задачи этой науки.
С 1924 и по 1939 годы Н.И. Вавилов организовал 180 экспедиций с целью изучения многообразия и географичес-
кого распространения культурных растений. В ходе экспедиций было собрано более 250000 образцов растений из различных регионов земного шара, которые до сих пор используются в качестве исходного материала для выведения новых сортов растений. Экспедиции позволили Вавилову выявить мировые очаги (центры происхождения) культурных растений.
Слайд 3Центры происхождения культурных растений: 1 – Тропический центр;
2 – Восточноазиатский; 3 – Среднеазиатский; 4 – Переднеазиатский; 5 – Средиземноморский; 6 – Абиссинский; 7 – Центральноамериканский; 8 – Южноамериканский.
Слайд 4Тропический центр
Включает территорию тропической Индии, Индо-Китая и островов Юго-Восточной Азии.
Из этого центра ведет начало около 30% возделываемых в настоящее время растений. Более 1 млрд. человек до сих пор проживает на этой территории.
Здесь родина риса, сахарного тростника, большого количества тропических плодовых и овощных культур (цитрусовые, баклажан, огурец и др.)
Слайд 6Восточнокитайский центр
Включает умеренные и субтропические части Центрального Китая, Корею, Японию и
о. Тайвань. Около 20% всей мировой культурной флоры ведет начало из Восточной Азии.
Это родина таких растений, как соя, проса, многих овощных и плодовых культур (яблоня, груша, слива, вишня и др.)
Слайд 7Среднеазиатский центр: включает территории Ирана, Афганистана, Средней Азии и Северо-Западной Индии.
Это родина: пшеницы, фасоли, гороха, ржи, льна, конопли, лука, чеснока, винограда, дыни, тюльпанов и роз (14%). Переднеазиатский центр: территория Малой Азии и Кавказ. Родина шпината, грецкого ореха, миндаля, пшеницы, ржи, граната, хурмы.
Слайд 8Дыня
Роза
Чеснок
Среднеазиатский центр
Слайд 9Переднеазиатский центр
Шпинат
Грецкий орех
Слайд 10Средиземноморский центр: включает страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр
дал начало 10-11% видов культурных растений. Среди них такие, как маслины, капуста, спаржа, петрушка, свекла и кормовые травы (клевер и др.)
Слайд 12Абиссинский центр
Включает территории Эфиопии, части Судана, Сомали и юга Аравийского полуострова.
Здесь много эндемичных растений: нуг, кофейное дерево, особый вид банана, арбуз, твердая пшеница, ячмень, сорго (всего 3-4%)
Слайд 14Центральноамериканский центр: охватывает большую территорию Мексики и Центральной Америки. Из этого
центра ведет начало около 8% различных культурных растений, таких как кукуруза, подсолнечник, хлопчатник, фасоль, тыква, какао, авокадо, табак.
Слайд 15 Кукуруза
Белая акация
Подсолнечник
Земляника
Слайд 16Южноамериканский центр: территория западного побережья Южной Америки – Колумбии, Перу и
Чили.
Это родина картофеля, томата, арахиса, ананаса, хинного дерева и кокаинового куста.
Слайд 18Большой вклад в развитие селекции растений внесли работы И.В. Мичурина.
Мичурин скрещивал
местные морозостойкие сорта с южными, а полученные сеянцы подвергал строгому отбору и содержанию в суровых условиях. Так были получены сорта яблонь Антоновка, Славянка.
Он предложил метод ментора, при котором признаки гибрида изменяются под влиянием привоя или подвоя. Таким путем был получен сорт яблони Бельфлер-китайка.
Для преодоления нескрещива-емости видов он преложил: 1. Метод предварительных прививок; 2. Метод посредника; 3. Опыление смесью пыльцы.
Слайд 191. Метод предварительных прививок: изменение химического состава привоя (рябина на груше
опыление гибрид)
2. Метод посредника: культурный персик + монгольский миндаль гибрид (посредник) + культурный персик морозостойкий персик.
3. Опыление смесью пыльцы: пыльцевые трубки с различным генотипом стимулируют друг друга для прорастания и оплодотворения.
Полученные Мичуриным сорта культурных растений являются гетерозиготными, поэтому для сохранения сортовых качеств, применяют вегетативное размножение – прививками, отводками и черенками.
Применяя метод гибридизации, И.В. Мичурин получил гибриды малины и ежевики, рябины и боярышника, терна и сливы.
Слайд 20Антоновка полуторафунтовая. Получен в виде почковой вариации на одной из
ветвей старого сорта Антоновки могилевской белой.
Слайд 21
Актинидия ананасная Мичуринская. Прекрасный сорт получен путем селекции от третьей генерации
Актинидии коломикты Макс.
Вишня Краса севера. Получена от опыления вишни Владимирской пыльцой черешни Винклера белая.
Слайд 22Груша Бере зимняя Мичурина. Получена от скрещивания Уссурийской дикой груши (
слева вверху) и иностранной груши Бере рояль.
Бельфлер – китайка. Получена от скрещивания китайской яблони (слева внизу) и Бельфлера желтого американского (слева вверху).
Слайд 23Кандиль- китайка. Получена от скрещивания китайки (слева вверху) и Крымского сорта
Кандиль-синап.
Северный бужбон. Получен путем опыления сорта Бужбона смесью пыльцы сортов Эдельротер и Эдельбемер.
Слайд 24
Слива Ренклод реформа (справа). Получена путем гибридизации Ренклода зеленого (слева вверху)
и тернослива (внизу)
Чернослив Козловский. Получен путем гибридизации терносливы и венгерки Анна Шпет
Слайд 25Рябина Мичуринская десертная. Лучший сорт по вкусовым качествам. Получен от скрещивания
рябины Ликерной с мушмулой.
Шафран – китайка. Сорт получен путем опыления Ренета орлеанского пыльцой китайской садовой яблони.
Слайд 26Малина техас. Ягоды до 4 см длины и весом до 10
г. Получена путем отбора из сеянцев американской ежевики Логан
Абрикос лучший Мичуринский. Сорт произошел от отборного сеянца монгольского абрикоса.
Слайд 27В селекции растений очень широко используется отдаленная гибридизация.
Впервые в 1760 г. И.Г. Кёльрёйтер вывел межвидовой гибрид табака. В 1888 г. немецкий селекционер Ришпау получил гибрид пшеницы и ржи, названный тритикале. Сейчас много сортов тритикале: Житница 1, Ставропольская 1, ВОСЕ 1.
Научную методику получения плодовитых межвидовых гибридов предложил в 1924 г. Г.Д. Карпеченко. Для скрещивания редьки и капусты он с помощью колхицина удвоил набор хромосом и плодовитость восстановилась. Был получен гибрид Рафанобрассика.
Использование полиплоидии для преодоления стерильности гибридов очень широко используется в селекции растений. Н.В. Цицин таким путем скрестил пшеницу с пыреем ползучим и получил многолетнюю пшеницу.
Размеры зерна у диплоидной ржи (слева) и тетраплоидной ржи (справа)
Слайд 28Достижения селекции растений
Академик П.П. Лукьяненко создал ряд высокоурожайных сортов озимой пшеницы:
Безостая 1 (50 ц/га), Аврора и Кавказ (100 ц/га)
Академик В.В. Ремесло создал сорта яровой пшеницы: Мироновская 264 и 808 (60-70 ц/га) и Ильичевка (100 ц/га).
В.Н. Мамонтов и А.П. Шехурдин создали яровой сорт пшеницы Саратовская 29 (до 80-90 ц/га)
Академик В.С. Пустовойта вывел сорт подсолнечника, содержащего до 50% масла в семенах.
Яровая пшеница Новосибирская 67 (до 45 ц/га в Западной Сибири) была получена путем искусственного мутагенеза.
Получен сорт картофеля дающий урожай почти в 1000 ц/га, что в 4 раза выше среднего урожая по стране.
Слайд 29
ИНБРИДИНГ – близкородственное скрещивание, которое приводит к повышению гомозиготности. Применяется для
получения чистых линий.
Часто приводит к снижению общей жизнестойкости из-за накопления вредных рецессивных аллелей.
Единственный метод, используемый для сохранения сорта или породы в чистом виде.
Буденовская порода лошадей
Сорт яблок «Бужбон»
Слайд 30ГЕТЕРОЗИС – (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 чистой линией, а их потомков с исходными породами.
Слайд 31ПОЛИПЛОИДИЯ – 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
Аутополиплоидия:
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)
Слайд 32
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.
S
rf
rf
Rf
Rf
Rf
rf
Стерильно
Фертильно
Фертильно
Схема наследования ЦМС
Внедрение гетерозисных гибридов растений приносит значительный чистый доход производителям продукции с/х
Гены ядра
результат
Слайд 33ИСКУССТВЕННЫЙ 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.
R
Очень широко искусственный мутагенез используется в селекции микроорганизмов
Слайд 34 ГЕННАЯ И КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Клеточная инженерия – метод получения
новых клеток и тканей на искусственных питательных средах. В основе метода лежит высокая способность растительных клеток к регенерации и из одной клетки вырастает целое растение.
Генная инженерия основана на пересадке генов из одних организмов в другие. Этапы генной инженерии:
С помощью ферментов
рестриктаз выделяют
гены из клеток
бактерий,
растений и животных
С помощью ферментов
лигаз соединяют
отдельные фрагменты
ДНК в единую молекулу
в составе плазмиды
Полученную конструк-
цию вводят в клетку
хозяина, где она
репрецируется и
передается потомству
Растения и животные, геном которых изменен таким путем, называются трансгенными. Около 40% культурных растений, выращиваемых на Западе являются трансгенными.
Слайд 35Направления генной инженерии
1. Производство пищи: Трансгенные растения содержат все необходимые аминокислоты,
микроорганизмы производят все необходимые ферменты, витамины и дешевый белок, а продуктивность животных увеличилась в 3-5 раз. Стало возможным производство пищи минуя животноводство и растениеводство, только из микроорганизмов. Пока остается главным - генная селекция растений, животных и бактерий с целью повышения продуктивности, устойчивости к болезням и абиотическим факторам и внедрения генов животных в гены растений.
Новые растения: Соккура (соя + кукуруза), сотаба (соя + табак), картомидор (картофель + помидор).
2. Производство источников энергии и новых материалов: бензин заменяют этиловым спиртом, полученный бактериями из растительного сырья. Использование «биогаза», искусственной нефти, солярки из бытовых отходов. Производство искусственных тканей с помощью микроорганизмов. Получение пластмасс путем синтеза окиси пропилена.
3. Генная инженерия в медицине: производство лекарств (инсулин, интерферон, соматотропин, антибиотики, вакцины, витамины), генная терапия: выделение поврежденного гена и переноса нормального в клетку (генные болезни обмена веществ)