Генетические основы селекции организмов

С давних времён человек стремился улучшать растения и животных, которые использует в своей жизни. Так возникла селекция — наука и практическая деятельность по созданию новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Основой современной селекции являются знания генетики, науки о наследственности и изменчивости организмов.

Что такое селекция

Селекция — это наука о методах выведения и улучшения организмов с полезными для человека признаками. К таким признакам относятся высокая урожайность, устойчивость к болезням, быстрый рост, высокая продуктивность и хорошая приспособленность к условиям среды.

Селекция тесно связана с генетикой, так как все признаки организмов передаются по наследству с помощью генов.

Роль генетики в селекции

Генетика изучает закономерности наследования признаков и причины их изменчивости. Эти знания позволяют селекционерам:

• прогнозировать результаты скрещиваний;

• отбирать нужные признаки;

• закреплять полезные качества в потомстве;

• создавать новые формы организмов.

Без понимания законов наследственности селекция была бы невозможна.

Наследственность и изменчивость

Основой селекции являются два важнейших свойства живых организмов:

• наследственность — способность передавать признаки потомству;

• изменчивость — способность организмов отличаться друг от друга.

Селекция использует наследственную изменчивость, которая возникает в результате мутаций и новых сочетаний генов.

Искусственный отбор

Одним из главных методов селекции является искусственный отбор. В отличие от естественного отбора, который происходит в природе, искусственный отбор осуществляется человеком.

Сущность искусственного отбора заключается в том, что человек:

• выбирает особей с нужными признаками;

• допускает их к размножению;

• устраняет особей с нежелательными качествами.

Со временем полезные признаки накапливаются и закрепляются в популяции.

Формы искусственного отбора

Различают две основные формы искусственного отбора:

• массовый отбор — выбирают лучших особей по внешним признакам;

• индивидуальный отбор — оценивают каждую особь по потомству и генотипу.

Индивидуальный отбор считается более точным и эффективным.

Гибридизация

Гибридизация — это скрещивание организмов, различающихся по наследственным признакам. В результате гибридизации возникают новые сочетания генов.

Гибридизация позволяет:

• объединять полезные признаки разных форм;

• получать гибриды с высокой жизнеспособностью;

• выводить новые сорта и породы.

Особенно широко гибридизация применяется в селекции растений.

Гетерозис

При скрещивании генетически разных форм иногда наблюдается явление гетерозиса — превосходства гибридов первого поколения над родительскими формами. Гибриды могут отличаться:

• быстрым ростом;

• высокой урожайностью;

• устойчивостью к болезням.

Гетерозис активно используется в сельском хозяйстве.

Мутации в селекции

Мутации — это изменения в ДНК, приводящие к появлению новых признаков. Они могут возникать спонтанно или вызываться искусственно.

В селекции используют мутационную изменчивость для получения новых форм растений и микроорганизмов. Затем с помощью отбора закрепляют полезные мутации.

Полиплоидия

В селекции растений широко применяется полиплоидия — увеличение числа хромосом. Полиплоидные растения часто отличаются:

• крупными плодами;

• высокой урожайностью;

• повышенной устойчивостью.

Полиплоидия является важным генетическим механизмом улучшения растений.

Селекция животных

В селекции животных основное внимание уделяется:

• продуктивности;

• устойчивости к заболеваниям;

• скороспелости;

• качеству продукции.

Скрещивание, отбор и закрепление признаков проводятся с учётом генетических закономерностей.

Селекция микроорганизмов

Селекция микроорганизмов используется в медицине и промышленности. С её помощью получают:

• антибиотики;

• витамины;

• ферменты;

• полезные бактерии.

Значение генетических основ селекции

Генетические знания позволяют сделать селекцию:

• более точной;

• более быстрой;

• научно обоснованной.

Это особенно важно для решения продовольственных и экологических проблем.

Значение селекции для человека

Селекция обеспечивает:

• повышение урожайности сельскохозяйственных культур;

• улучшение пород животных;

• получение новых лекарственных препаратов;

• продовольственную безопасность.

Заключение

Селекция организмов основывается на законах генетики — наследственности и изменчивости. Искусственный отбор, гибридизация, мутации и другие генетические механизмы позволяют человеку целенаправленно изменять живые организмы.