Генетические основы селекции

1.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ

2.

Селекция
наука, разрабатывающая пути создания новых и улучшения
существующих сортов растений, пород животных и штаммов
микроорганизмов.

3.

Сорт, порода и штамм
устойчивая группа организмов, искусственно созданная
человеком и имеющая определенные наследственные
особенности.

4.

Основные направления селекции:
۞высокая урожайность сортов растений, плодовитость и
продуктивность пород животных;
۞улучшение качества продукции;
۞физиологические свойства;
۞выведение стрессоустойчивых пород;
۞пушное звероводство;
۞рыбоводство.

5.

Отличие культурных форм от диких
Культурные формы
Дикие формы
развиты признаки, полезные для человека и наличие признаков, неудобных для
часто вредные в естественных условиях
человека (агрессивность, колючесть и т. п.)
высокая продуктивность
низкая продуктивность (мелкие плоды;
низкая масса, яйценоскость, удойность)
хуже адаптируются к меняющимся
условиям среды
высокая адаптивность
наличие естественных защитных
не имеют средств защиты от хищников и
приспособлений , повышающих
вредителей (горьких или ядовитых веществ,
жизнестойкость, но неудобных для человека
шипов, колючек и т. п.)

6.

Основные методы селекции
۞подбор родительских пар
۞отбор
۞гибридизация
۞искусственный мутагенез

7.

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ

8.

Подбор родительских пар
Выведение новой породы — процесс длительный,
требующий больших материальных затрат.
• Разводимые животные оцениваются не только по внешним
признакам, но и по происхождению и качеству потомства.
• Это может быть целенаправленное получение определенного
экстерьера (совокупности фенотипических признаков), повышение
молочности, жирности молока, качества мяса и т. д.

9.

Отбор
Искусственный отбор — сохранение для дальнейшего размножения
особей с интересующими селекционера признаками.
Массовый отбор — устранение из размножения особей, не имеющих
ценные признаки, либо имеющих нежелательные признаки (например,
агрессивных).
Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с интересующими
человека признаками и получение от них потомства.
Интуитивный (бессознательный) отбор — самая древняя форма отбора,
используемая ещё древним человеком: отбор особей по фенотипу, т.е. с
наиболее полезными сочетаниями признаков.
Методический отбор — отбор для размножения особей с чётко
определёнными признаками, согласно цели и с учетом их фенотипов и
генотипов.

10.

Гибридизация
Инбридинг — скрещивание
близкородственных форм: в качестве
исходных форм используются братья
и сестры или родители и потомство.
Аутбридинг — неродственное
скрещивание между особями одной
породы или разных пород животных
в пределах одного вида.
Отдалённая гибридизация —
получение межвидовых и
межродовых гибридов.
Гетерозис — явление повышенной
жизнеспособности, урожайности,
плодовитости гибридов первого поколения,
превышающих по этим параметрам обоих
родителей.
Мул
Лошак

11.

Искусственный мутагенез
Полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом в клетках
организма, кратное гаплоидному (одинарному) числу хромосом;
тип геномной мутации.
Метод основан на применении физических и химических
мутагенов для получения форм растений с выраженными
мутациями. Такие формы в дальнейшем используются для
гибридизации или отбора.
Половые клетки большинства организмов гаплоидны (содержат один набор
хромосом — n), соматические — диплоидны (2n). Организмы, клетки которых
содержат более двух наборов хромосом, называются полиплоидами, три
набора — триплоидами (3n), четыре — тетраплоидами (4n) и т. д. Наиболее
часто встречаются организмы с числом хромосомных наборов, кратным двум,
— тетраплоиды, гексаплоиды (6n) и т. д.
Полиплоиды с нечётным числом наборов хромосом (триплоиды,
пентаплоиды и т. д.) обычно не дают потомства (стерильны), т. к. образуемые
ими половые клетки содержат неполный набор хромосом — не кратный
гаплоидному.
Цветки капусты

12.

Искусственный мутагенез
Полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом в клетках
организма, кратное гаплоидному (одинарному) числу хромосом;
тип геномной мутации.
Метод основан на применении физических и химических
мутагенов для получения форм растений с выраженными
мутациями. Такие формы в дальнейшем используются для
гибридизации или отбора.
Г. Д. Карпеченко: гибрид-тетраплоид
редьки и капусты
Б. Л. Астауров, гибрид-тетраплоид
тутового шелкопряда

13.

Генная инженерия
искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с
целью получения культур с заранее заданными свойствами.
Исследования в области генной инженерии распространяются не только на
микроорганизмы, но и на человека. Они особенно актуальны при лечении
болезней, связанных с нарушениями в иммунной системе, в системе
свертывания крови, в онкологии.
Основной метод генной инженерии: выделение необходимых генов, их
клонирование и введение в новую генетическую среду. Например, введение
определённых генов с помощью плазмиды в организм бактерии для синтеза
ею определённого белка.

14.

Генная инженерия
Основные этапы решения генноинженерной задачи следующие:
1.
2.
3.
4.
5.
Получение изолированного гена.
Введение гена в вектор
(плазмиду) для переноса в
организм.
Перенос вектора с
геном (рекомбинантной
плазмиды) в модифицируемый
организм.
Преобразование клеток
организма.
Отбор генетически
модифицированных организмов
и устранение тех, которые не
были успешно
модифицированы.

15.

Клеточная инженерия
это направление в науке и селекционной практике,
которое изучает методы гибридизации соматических
клеток, принадлежащих разным видам, возможности
клонирования тканей или целых организмов из
отдельных клеток.
• Включает культивирование и клонирование клеток
на специально подобранных средах, гибридизацию
клеток, пересадку клеточных ядер и другие
микрохирургические операции по «разборке» и
«сборке» (реконструкции) жизнеспособных клеток
из отдельных фрагментов.
• На данный момент удалось получить гибриды
между клетками животных, далёких по
систематическому положению, например мыши и
курицы. Соматические гибриды нашли широкое
применение как в научных исследованиях, так и в
биотехнологии.

16.

Клонирование животных
ещё один метод клеточной
инженерии: ядро соматической
клетки пересаживают в
лишённую ядра яйцеклетку с
последующим выращиванием
зародыша во взрослый организм.
Преимущество клеточной
инженерии в том, что она
позволяет экспериментировать
с клетками, а не с целыми
организмами.
Методы клеточной инженерии
часто применяют в сочетании с
генной инженерией.

17.

Клонирование животных
Статья об овечке Долли:
https://dtf.ru/s/auf/892751-desyat-interesnyh-faktov-pro-klonirovannuyu-ovechku-dolli

18.

Биотехнология
наука, изучающая возможность модификации биологических организмов для обеспечения
потребностей человека.
Применение биотехнологии:
производство лекарств, удобрений, средств биологической защиты растений;
биологическая очистка сточных вод;
восстановление ценных металлов из морской воды;
коррекция и исправление генетических патологий.
Методы, используемые в биотехнологии
Генная инженерия
Клеточная инженерия

19.

ВАВИЛОВ Н.И.

20.

Николай Иванович Вавилов — российский генетик, растениевод, географ.
1. Организовал 180 экспедиций по самым
труднодоступным и опасным районам земного
шара с целью изучения многообразия и
географического распространения культурных
растений.
2. Собрал уникальную, самую крупную в мире
коллекцию культурных растений (300 000
образцов).
3. Создал учение об иммунитете растений.

21.

Николай Иванович Вавилов — российский генетик, растениевод, географ.
4. Закон гомологических рядов наследственной
изменчивости.
5. Установил, что наибольшее разнообразие
форм вида сосредоточено в тех районах, где
этот вид возник.
6. Выделил 8 центров происхождения культурных
растений.

22.

Центры происхождения культурных растений
географические области, являющиеся родиной дикорастущих
предков культурных растений.
Центры происхождения важнейших культурных растений связаны с
древними очагами цивилизации и местом первичного
возделывания и селекции растений. Подобные очаги
одомашнивания (центры доместикации) выявлены и у домашних
животных.

23.

Центры происхождения культурных растений

24.

Таблица. Центры происхождения культурных растений
Восточноазиатский
Южноазиатский
Юго-западноазиатский
Переднеазиатский
Средиземном
орский
Абиссинский
Центральноамериканский
Южноамериканский