Valinta

Jalostus ( latinaksi  seligere - "valita") on  tiedettä menetelmistä luoda ja parantaa olemassa olevia eläinrotuja , kasvilajikkeita ja mikro- organismikantoja. Selektiossa kehitetään menetelmiä vaikuttaa kasveihin ja eläimiin niiden perinnöllisten ominaisuuksien muuttamiseksi ihmiselle tarpeelliseen suuntaan [1] . Jalostusta kutsutaan myös maatalouden alaksi, joka kehittää uusia viljelykasvien ja eläinrotujen lajikkeita ja hybridejä .

Historia

Aluksi valinta perustui keinotekoiseen valintaan , kun henkilö valitsee kasveja tai eläimiä, joilla on häntä kiinnostavia piirteitä. 1500-1600-luvuille asti valinta tapahtui epäsäännöllisesti ja epämetodisesti: parhaat hedelmät (istutusta varten) tai yksilöt (lisäystä varten) valittiin kylvämiseen, yksinkertaisesti laskemalla tuloksen toistoon.

Vasta viime vuosisatojen aikana, tietämättä vielä genetiikan lakeja, he alkoivat käyttää valintaa tietoisesti ja määrätietoisesti risteyttäen näytteitä, joilla oli selvät hyödylliset ominaisuudet.

Valikoimalla ihminen ei kuitenkaan voi saada pohjimmiltaan uusia ominaisuuksia kasvatetuissa organismeissa, koska valinnan aikana voidaan eristää vain populaatiossa jo olemassa olevia genotyyppejä . Siksi uusien eläin- ja kasvirotujen ja -lajikkeiden saamiseksi käytetään hybridisaatiota , jossa risteytetään haluttuja ominaisuuksia omaavia kasveja ja valitaan sen jälkeen jälkeläisistä ne yksilöt, joiden hyödylliset ominaisuudet ovat selkeimpiä. Esimerkiksi yhdellä vehnälajikkeella on vahva varsi ja se kestää isostumista, kun taas ohuella oljella ei ole varren ruostetartuntaa. Kun kahden lajikkeen kasveja risteytetään, jälkeläisissä esiintyy erilaisia ​​ominaisuuksien yhdistelmiä. Mutta juuri ne kasvit valitaan, joilla on samanaikaisesti vahva olki ja jotka eivät kärsi varren ruosteesta. Näin syntyy uusi lajike .

Valinta ja genetiikka

Genetiikan kehityksen yhteydessä valinta sai uuden sysäyksen kehitykseen. Geenitekniikka mahdollistaa organismien tarkoituksellisen muuntamisen. Lopuksi parhaiden valinta on jo tehty, mutta keinotekoisesti luotujen genotyyppien joukossa .

Valinta tieteenä muotoutui vasta viime vuosikymmeninä. Aiemmin se oli enemmän taidetta kuin tiedettä. Usein luokitellut taidot, tiedot ja erityinen kokemus olivat yksittäisten tilojen omaisuutta, ja ne siirtyivät sukupolvelta toiselle. Vain Darwinin nero onnistui yleistämään kaiken tämän laajan ja erilaisen menneisyyden kokemuksen esittäen ajatuksen luonnollisesta ja keinotekoisesta valinnasta evoluution päätekijänä perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden ohella.

- N. I. Vavilov . Genetiikan, jalostuksen ja siementen tuotannon kurssin rakentaminen // Vernalization . - 1939. - Nro 1 . - S. 131-135 . [2]

Yleistä tietoa

Jalostuksen teoreettinen perusta on genetiikka , koska juuri genetiikan lakien tunteminen mahdollistaa mutaatioiden kiinnittymisen määrätietoisen hallinnan , risteytysten tulosten ennustamisen ja hybridien oikean valinnan . Genetiikan tiedon soveltamisen seurauksena oli mahdollista luoda yli 10 tuhatta vehnälajiketta useiden alkuperäisten luonnonvaraisten lajikkeiden perusteella, saada uusia mikro-organismikantoja, jotka erittävät ruokaproteiineja, lääkeaineita, vitamiineja jne.

Nykyaikaisen jalostuksen tehtäviin kuuluu uusien luominen ja olemassa olevien kasvilajikkeiden, eläinrotujen ja mikro-organismikantojen parantaminen.

Monien vuosien jalostustyö on mahdollistanut useiden kymmenien kotikanarotujen kasvattamisen, joille on ominaista korkea munatuotanto, korkea paino, kirkkaat värit jne. Ja heidän yhteinen esi-isänsä on Kaakkois-Aasiasta kotoisin oleva pankkikana . Karviaismarja -suvun luonnonvaraiset edustajat eivät kasva Venäjän alueella . Länsi-Ukrainassa ja Kaukasiassa löydettyjen karviaisten poikkeavien lajien perusteella on kuitenkin saatu yli 300 lajiketta, joista monet kantavat erinomaisia ​​hedelmiä Venäjällä.

Erinomainen geneetikko ja jalostaja, akateemikko N. I. Vavilov kirjoitti, että jalostajien tulee tutkia ja ottaa työssään huomioon seuraavat päätekijät: kasvien ja eläinten alkuperäinen lajike- ja lajidiversiteetti; perinnöllinen vaihtelu; ympäristön rooli kasvattajan vaatimien ominaisuuksien kehittymisessä ja ilmentymisessä; periytymismallit hybridisaation aikana ; keinotekoisen valinnan muodot, joiden tarkoituksena on eristää ja kiinnittää tarvittavat ominaisuudet.

Kasvinjalostus

Tärkeimmät jalostusmenetelmät yleensä ja kasvinjalostus erityisesti ovat valinta ja hybridisaatio . Ristipölytetyille kasveille käytetään yksilöiden massavalintaa, joilla on halutut ominaisuudet. Muuten on mahdotonta saada materiaalia myöhempää ylitystä varten. Tällä tavalla saadaan esimerkiksi uusia ruislajikkeita . Nämä lajikkeet eivät ole geneettisesti homogeenisia. Jos on toivottavaa saada puhdas linja  - toisin sanoen geneettisesti homogeeninen lajike, käytetään yksilöllistä valintaa, jossa itsepölytyksellä saadaan jälkeläisiä yhdestä yksilöstä, jolla on halutut ominaisuudet. Tällä menetelmällä saatiin monia vehnä-, kaali- jne. lajikkeita.

Hyödyllisten perinnöllisten ominaisuuksien vahvistamiseksi on tarpeen lisätä uuden lajikkeen homotsygoottisuutta . Joskus tähän käytetään ristipölytysten kasvien itsepölytystä . Tässä tapauksessa resessiivisten geenien haitalliset vaikutukset voivat ilmetä fenotyyppisesti. Pääsyy tähän on monien geenien siirtyminen homotsygoottiseen tilaan. Missä tahansa organismissa epäsuotuisat mutanttigeenit kerääntyvät vähitellen genotyyppiin. Ne ovat useimmiten resessiivisiä eivätkä esiinny fenotyyppisesti. Mutta kun ne pölyttävät itse, ne menevät homotsygoottiseen tilaan ja tapahtuu epäsuotuisa perinnöllinen muutos. Luonnossa itsepölyttävissä kasveissa resessiiviset mutanttigeenit siirtyvät nopeasti homotsygoottiseen tilaan, ja tällaiset kasvit kuolevat luonnollisen valinnan seurauksena.

Huolimatta itsepölyttämisen haitallisista vaikutuksista, sitä käytetään usein ristipölytetyissä kasveissa homotsygoottisten ("puhtaiden") linjojen saamiseksi, joilla on halutut ominaisuudet. Tämä johtaa sadon laskuun. Tällöin kuitenkin suoritetaan ristipölytystä eri itsepölyttävien linjojen välillä, ja sen seurauksena joissakin tapauksissa saadaan korkeatuottoisia hybridejä, joilla on jalostajan tarvitsemat ominaisuudet. Tämä on interline-hybridisaatiomenetelmä, jossa usein havaitaan heteroosin vaikutus : ensimmäisen sukupolven hybrideillä on korkea saanto ja vastustuskyky haittavaikutuksille. Heteroosi on tyypillistä ensimmäisen sukupolven hybrideille, jotka saadaan risteyttämällä paitsi eri linjoja, myös erilaisia ​​​​lajikkeita ja jopa lajeja. Heterotsygoottisen (tai hybridi) voiman vaikutus on voimakas vain ensimmäisessä hybridisukupolvessa ja vähenee vähitellen seuraavissa sukupolvissa. Heteroosin pääasiallinen syy on kumuloituneiden resessiivisten geenien haitallisen ilmentymisen eliminointi hybrideissä. Toinen syy on vanhempien yksilöiden hallitsevien geenien yhdistäminen hybrideissä ja niiden vaikutusten keskinäinen tehostaminen.

Kasvinjalostuksessa kokeellista polyploidiaa käytetään laajalti , koska polyploideille on ominaista nopea kasvu, suuri koko ja korkea tuotto. Maataloudessa käytetään laajasti triploidista sokerijuurikasta , neliploidista apilaa , ruista ja durumvehnää sekä kuusiploidista pehmeää vehnää. Keinotekoisia polyploideja saadaan käyttämällä kemikaaleja, jotka tuhoavat jakautumiskaran , minkä seurauksena kaksinkertaiset kromosomit eivät voi hajota ja jäävät yhteen ytimeen. Yksi tällainen aine on kolkisiini . Kolkisiinin käyttö keinotekoisten polyploidien tuottamiseen on yksi esimerkki kasvinjalostuksessa käytetystä keinotekoisesta mutageneesistä .

Keinotekoisella mutageneesillä ja sitä seuranneella mutanttien valinnalla saatiin uusia korkeasatoisia ohra- ja vehnälajikkeita. Samoilla menetelmillä saatiin aikaan uusia sienikantoja, jotka tuottavat 20 kertaa enemmän antibiootteja kuin alkuperäiset muodot. Viimeisten 70 vuoden aikana on jalostettu yli 2250 maatalouskasvilajiketta, jotka on luotu fysikaalisella ja kemiallisella mutageneesillä. Nämä ovat riisin, vehnän, ohran, puuvillan, rapsin, auringonkukan, greipin, omenoiden, banaanien ja monien muiden kasvien lajikkeita. Näistä 70 % on suoria mutantteja ja 30 % on seurausta mutanttien risteyttämisestä. Kemiallista mutageneesiä käytetään suhteellisen harvoin, useimmiten gammasäteilyä (64 %) ja röntgensäteilyä (22 %) [3] .

Luodessaan uusia lajikkeita keinotekoisella mutageneesillä tutkijat käyttävät N. I. Vavilovin homologisten sarjojen lakia. Organismia, joka on saanut uusia ominaisuuksia mutaation seurauksena, kutsutaan mutantiksi . Useimmilla mutantteilla on heikentynyt elinkelpoisuus ja ne karsitaan pois luonnollisen valinnan aikana. Uusien rotujen ja lajikkeiden evoluutioon tai valintaan tarvitaan niitä harvinaisia ​​yksilöitä, joilla on suotuisia tai neutraaleja mutaatioita.

Yksi modernin genetiikan ja jalostuksen saavutuksista on lajienvälisten hybridien hedelmättömyyden voittaminen. Ensimmäistä kertaa G.D. Karpechenko onnistui tekemään tämän hankkiessaan kaali-retiisi-hybridin. Kaukohybridisaation tuloksena saatiin uusi viljelykasvi - ruisvehnä  - vehnän ja rukiin hybridi. Etähybridisaatiota käytetään laajalti hedelmänviljelyssä.

Eläinkasvatus

Ominaisuudet

Eläinjalostuksen perusperiaatteet eivät eroa kasvinjalostuksen periaatteista. Eläinten valinnassa on kuitenkin joitain piirteitä: niille on ominaista vain seksuaalinen lisääntyminen; enimmäkseen hyvin harvinainen sukupolvien vuorottelu (useimmissa eläimissä muutaman vuoden kuluttua); yksilöiden määrä jälkeläisissä on pieni. Siksi eläinten jalostustyössä sukutaulun, jälkeläisten laadun ja ulkoisten piirteiden kokonaisuuden tai tietylle rodulle ominaisen ulkonäön analysointi on erittäin tärkeää.

Kesyttäminen

Yksi ihmisen tärkeimmistä saavutuksista muodostumisen ja kehityksen kynnyksellä (10-12 tuhatta vuotta sitten) oli jatkuvan ja melko luotettavan ravinnonlähteen luominen kesyttämällä villieläimiä. Päätekijä kesyttämisessä on ihmisen vaatimukset täyttävien organismien keinotekoinen valinta. Kotieläimillä on pitkälle kehittyneet yksilölliset ominaisuudet, jotka ovat usein hyödyttömiä tai jopa haitallisia niiden olemassaololle luonnollisissa olosuhteissa, mutta hyödyllisiä ihmisille. Esimerkiksi joidenkin kanarotujen kyvyllä tuottaa yli 300 munaa vuodessa on vailla biologista merkitystä, koska kana ei pysty haudottamaan tällaista määrää munia. Siksi luonnollisissa olosuhteissa kesyjä muotoja ei voi olla olemassa.

Kesyttäminen johti vakauttavan valinnan vaikutuksen heikkenemiseen, mikä lisäsi jyrkästi vaihtelua ja laajensi sen spektriä. Samaan aikaan kesyttämiseen liittyi valinta, aluksi tiedostamaton (niiden yksilöiden valinta, jotka näyttivät paremmalta, olivat rauhallisempia, joilla oli muita ihmisille arvokkaita ominaisuuksia), sitten tietoisia tai menetelmällisiä. Metodisen valinnan laajan käytön tavoitteena on saada eläimiin tiettyjä ihmisiä tyydyttäviä ominaisuuksia.

Uusien eläinten kesyttäminen ihmisten tarpeisiin jatkuu meidän aikanamme. Esimerkiksi muodikkaiden ja laadukkaiden turkisten saamiseksi on luotu uusi karjankasvatusala - turkiskasvatus.

Ylitysten valinta ja tyypit

Eläinten vanhempainmuotojen ja risteytystyyppien valinta tehdään kasvattajan asettaman tavoitteen mukaisesti. Tämä voi olla tietyn ulkonäön tarkoituksellista saamista, maidontuotannon, maidon rasvapitoisuuden, lihan laadun jne. lisäämistä. Siitoseläimiä ei arvioida pelkästään ulkoisten merkkien, vaan myös jälkeläisten alkuperän ja laadun perusteella. Siksi heidän sukutaulunsa on tunnettava hyvin. Jalostustiloilla tuottajia valittaessa otetaan aina huomioon sukutaulut, joissa emämuotojen ulkonäköä ja tuottavuutta arvioidaan useiden sukupolvien ajan. Esi-isien ominaisuuksien mukaan, varsinkin äidin linjalla, voidaan tietyllä todennäköisyydellä arvioida tuottajien genotyyppiä.

Jalostustyössä eläinten kanssa käytetään pääasiassa kahta risteytysmenetelmää: ulkosiitos ja sisäsiitos.

Ulkosiitos eli saman rodun yksilöiden tai eri eläinrotuisten yksilöiden väliset risteytykset edelleen tiukalla valinnalla johtaa hyödyllisten ominaisuuksien säilymiseen ja niiden vahvistumiseen seuraavissa sukupolvissa.

Sukusiitostuksessa alkumuotoina käytetään veljiä ja siskoja tai vanhempia ja jälkeläisiä (isä-tytär, äiti-poika, serkut, sisaret jne.). Jossain määrin tällainen risteytys muistuttaa kasvien itsepölytystä, mikä johtaa myös homotsygoottisuuden lisääntymiseen ja sen seurauksena taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien lujittumiseen jälkeläisissä. Samanaikaisesti homotsygotisoituminen tutkittua ominaisuutta sääteleville geeneille tapahtuu mitä nopeammin, mitä läheisempää risteytystä käytetään sukusiitostukseen. Kuitenkin homotsygotisoituminen sukusiitoksen aikana, kuten kasvien tapauksessa, johtaa eläinten heikkenemiseen, vähentää niiden vastustuskykyä ympäristön vaikutuksille ja lisää sairastuvuutta. Tämän välttämiseksi on tarpeen suorittaa tiukka valinta yksilöistä, joilla on arvokkaita taloudellisia ominaisuuksia.

Jalostuksessa sisäsiitos on yleensä vain yksi askel rodun parantamisessa. Tätä seuraa erilaisten linjojen välisten hybridien risteyttäminen, jonka seurauksena ei-toivotut resessiiviset alleelit siirtyvät heterotsygoottiseen tilaan ja sisäsiitosten haitalliset vaikutukset vähenevät merkittävästi.

Kotieläimissä, kuten kasveissa, havaitaan heteroosilmiö: risteytyksen tai lajien välisten risteytysten aikana ensimmäisen sukupolven hybridit kokevat erityisen voimakkaan kehityksen ja elinkelpoisuuden lisääntymisen. Klassinen esimerkki heteroosin ilmentymisestä on muuli - tamman ja aasin  hybridi . Tämä on vahva, kestävä eläin, jota voidaan käyttää paljon vaikeammissa olosuhteissa kuin vanhempien muotoja.

Heteroosia käytetään laajalti teollisessa siipikarjankasvatuksessa (esimerkiksi broilerit) ja sikojen kasvatuksessa, koska ensimmäisen sukupolven hybridejä käytetään suoraan taloudellisiin tarkoituksiin.

kaukainen hybridisaatio. Kotieläinten etähybridisaatio ei ole yhtä tehokasta kuin kasvien. Eläinten väliset hybridit ovat usein steriilejä. Samaan aikaan eläinten hedelmällisyyden palauttaminen on vaikeampi tehtävä, koska on mahdotonta saada polyploideja niiden kromosomien lukumäärän kertomisen perusteella. Totta, joissakin tapauksissa etähybridisaatioon liittyy normaali sukusolujen fuusio, normaali meioosi ja alkion jatkokehitys, mikä mahdollisti joidenkin rotujen saamisen, joissa yhdistyvät molempien hybridisaatiossa käytettyjen lajien arvokkaat ominaisuudet. Esimerkiksi Kazakstanissa luotiin hienovillalampaiden hybridisaatioon luonnonvaraisten vuorilammas-argalin kanssa uusi hienovillainen argali , joka, kuten argali , laiduntaa korkeilla vuoristolaitumilla, joihin hienovillainen merino ei pääse. . Parannetut paikalliset nautarodut.

Venäläisten ja valkovenäläisten karjankasvattajien saavutukset

Venäjän kasvattajat ovat saavuttaneet merkittävää menestystä uusien eläinrotujen luomisessa ja parantamisessa. Siten Kostroman nautarotu erottuu korkeasta maidon tuottavuudesta - yli 10 tuhatta kiloa maitoa vuodessa. Venäläisen liha- ja villalammasrodun siperialaiselle tyypille on ominaista korkea lihan ja villan tuottavuus. Jalostuspässien keskipaino on 110-130 kg ja villan keskimääräinen leikkaus puhtaassa kuidussa on 6-8 kg. Hienoja saavutuksia on myös sikojen, hevosten, kanojen ja monien muiden eläinten valinnassa.

Pitkän ja määrätietoisen valinta- ja jalostustyön tuloksena Valko-Venäjän tutkijat ja harjoittajat ovat kasvattaneet mustavalkokarjatyyppiä. Tämän rodun lehmät tuottavat hyvissä ruokinta- ja pitooloissa 4-5 tuhatta kiloa maitoa, jonka rasvapitoisuus on 3,6-3,8 % vuodessa. Mustavalkoisen rodun maidon tuottavuuden geneettinen potentiaali on 6,0-7,5 tuhatta kiloa maitoa laktaatiota kohden. Valko-Venäjän tiloilla on noin 300 tuhatta tämäntyyppistä karjaa.

Valko-Venäjän eläintuotannon tutkimuslaitoksen jalostuskeskuksen asiantuntijat loivat Valko-Venäjän mustavalkoisten ja suurten valkoisten sikojen rodut. Tällaisille sikarotuille on tunnusomaista se, että eläimet saavuttavat 100 kg:n elopainon 178-182 päivässä kontrollilihotuksella ja keskimääräinen päivälisäys on yli 700 g, ja jälkeläisiä on 9-12 porsasta porsitusta kohden.

Eri kanojen risteyksille (esimerkiksi Valko-Venäjä-9) on ominaista korkea munatuotanto: 72 elinviikon aikana - 239-269 munaa, joiden keskimääräinen paino on 60 g, mikä vastaa erittäin tuottavien risteytysten indikaattoreita kansainvälisissä kilpailuissa .

Jalostustyö laajenee edelleen, lisää Valko-Venäjän vetoryhmän hevosten varhaisvarmuutta ja tehokkuutta, parantaa lampaiden tuotantopotentiaalia villan leikkaamisen, elopainon ja hedelmällisyyden suhteen, luoda linjoja ja risteyksiä lihaankoista, hanhista, erittäin tuottavista roduista. karppia ja muita.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Mustafin A.G. Biologia. Koulusta valmistuneille ja yliopistoihin tuleville / toim. prof. V. N. Yarygin. — 16. painos, stereotyyppinen. - M. : KNORUS, 2015. - S. 146. - 584 s. - ISBN 978-5-406-04138.
  2. ↑ Vavilov N. I. Valinnan teoreettiset perusteet. — M .: Nauka , 1987. — S. 482. — 512 s. - 4500 kappaletta.
  3. ↑ Henk J. Schouten, Evert Jacobsen. Ovatko geneettisesti muunnettujen kasvien mutaatiot vaarallisia?  // Journal of Biomedicine and Biotechnology. - 1.1.2007. - T. 2007 . — ISSN 1110-7243 . - doi : 10.1155/2007/82612 . Arkistoitu alkuperäisestä 8. maaliskuuta 2021.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa