Селекція рослин

Слово «селекція «походить від латів. «selectio », що у перекладі позначає вибір, відбір ». Селекція це наука, яка розробляє нові шляхи і методи отримання сортів рослин i їх гібридів, порід тварин. Це і галузь сільського господарства, що займається виведенням нових сортів і порід з потрібні людини властивостями: високої продуктивністю, певними якостями продукції, несприйнятливих до «хвороб, добре пристосованих до тим чи іншим умовам зростання. Теоретична основа селекції - генетика і розроблювані нею закономірності спадкоємності та мінливості організмів. Еволюційна теорія Чарльза Дарвіна, закони Грегорі Менделя, вчення про чистих лініях і мутаціях дозволили селекціонерам розробити методи управління спадковістю рослинних і тваринами організмів. Велику роль селекційної практиці грає гибридологический анализ.

Селекційний процес розбивається втричі галузі: селекція в рослинництві, селекція у тваринництві та селекція мікроорганізмів. Відшукати певний ген, витягти його з клітки, вживити до іншої і отримати абсолютно новий організм, ідеально відповідальний всі вимоги, — про такий можна тільки мріяти. Знайди потрібне поєднання генів, й картопля перестане боятися колорадського жука, пшениця — дощів і приморозків, соя дасть небачені врожаї, в помідорах буде ще більше бета-каротину, капуста брокколі почне гальмувати зростання ракових клітин, кури ощасливлять нас яйцями, багатими полиненасыщенными жирними кислотами, що є лише у рибі. Так мало чого ще можна домогтися, маніпулюючи генним кодом!

Селекція в растениеводстве.

Примітивна селекція рослин виникла разом з землеробством. Почавши обробляти рослини, людина стала відбирати, удається зберігати й розмножувати кращі їх. Багато культурні рослини оброблялися приблизно за 10 тисячі років до нашої ери. Селекціонери давнини створили прекрасні сорти плодових рослин, винограду, багато сорти пшениці, баштанних культур. Але значний вплив в розвитку селекції рослин справила робота західноєвропейських селекционеров-практиков 18 століття, наприклад, англійських учених Галлета, Ширефа, німецького вченого Римпау. Вони створили кілька сортів пшениці, розробили способи виведення нових сортів. У 1774 біля Парижа заснована селекційна фірма «Вильморен», селекціонери якої перші почали оцінювати що відбираються рослини по нащадку. Вони змогли вивести сорти цукрової свёклы, які містили майже 3 рази більше цукру, ніж вихідні. Ця робота довела значний вплив селекції зміну природи рослин, у потрібну людині бік. З розвитком капіталізму наприкінці 18 — початку 19 століть у Європі та Північній Америці виникають промислові насіннєві фірми і великі селекційно-насінницькі підприємства; зароджується промислова селекція рослин, в розвитку якої велике вплив надали досягнення ботаніки, мікроскопічної техніки і мн. ін. І на Росії І.В. Мічурін почав роботи з селекції плодових культур. Успішно застосувавши низку інших оригінальних методів, він створив багато сортів плодових і ягідних культур. Важливе значення для теорії та практики селекції рослин мали його роботи з гібридизації географічно віддалених форм. У цей час у США Л. Бёрбанк шляхом ретельного проведення схрещувань і досконалого відбору створив низку нових сортів різних сільськогосподарських культур. Деякі їх ставилися до форм, раніше не встречавшимся у природі (бескосточковая зливу, неколючие сорти ожини). У селекції рослин особливе значення мають розвиток наукових основ добору, і гібридизації, методи створення вихідний матеріал — полиплоидия, експериментальний мутагенез, гаплоидия, клітинна селекція, хромосомная і генна інженерія, гібридизація протопластів, культура зародкових і соматичних клітин та тканин рослин; вивчення генетичних і физиологобіохімічних основ імунітету, успадкування найважливіших кількісних і якісних ознак (білка та її аминокислотного складу, жирів, крохмалю, цукрів). У сучасному селекції рослин, у ролі вихідного матеріалу використовують природні і гібридні популяції, самоопыленные лінії, штучні мутанти і полиплоидные форми. Більшість сортів сільськогосподарських рослин створено методом добору, і внутрішньовидовий гібридизації. Отримано мутантні і полиплоидные сорти зернових, технічних і кормових культур. Успіх гібридизації значною мірою визначається правильним добором для схрещування вихідних батьківський пар, особливо з эколого-географическому принципу. За необхідності поєднати у гибридном прийдешнім ознаки кількох батьківських форм використовують ступінчасту гібридизацію. Цей метод широко застосовують у весь світ. Для посилення в гибридном прийдешнім бажаних властивостей котрогось із батьків застосовують поворотні схрещування. Для поєднання щодо одного сорт ознак і властивостей різних видів чи самих пологів рослин застосовують віддалену гибридизацию.

Мічурін та його робота І. У. Мічурін — видатний учёный-селекционер, одного з засновників науки про селекцію плодових культур. Він жив і у повітовому місті Козлове (Тамбовська губернія), перейменованому на 1932 р. в Мічурінськ. Праця у саду з юних літ була її улюбленою справою. Він поставив метою свого життя збагатити сади Росії новими сортами та домігся цієї мрії, попри неймовірні труднощі й лишения.

Їм розробили оригінальні практичні методи отримання гібридів з новими, корисними в людини властивостями, і навіть зроблено дуже важливі теоретичні висновки. Поставивши собі завдання просування південних сортів плодових дерев в середню смугу Росії, Мічурін спочатку намагався розв’язати цю проблему шляхом акліматизації зазначених сортів за умов. Але вирощені їм південні сорти зимою вымерзали. Тільки зміну умов існування організму неспроможна змінити филогенетически выработавшийся стійкий генотип, притому в певний бік. Переконавшись в непридатності методу акліматизації, Мічурін присвятив свою життя про селекційну роботу, у якій використав три основні види на природу рослини: гібридизацію, виховання що розвивається гібрида у різних умовах і відбір. Гібридизація, т. е. отримання сорти з новими, поліпшеними ознаками, найчастіше здійснювалася шляхом схрещування місцевого сорти з південним, обладавшим вищими смаковими якостями. У цьому спостерігалося негативне явление—доминирование у гібрида ознак місцевого сорти. Причина цього полягала у історичної пристосованості місцевого сорти до певним умовам існування. Однією з основних умов, сприяють успіху гібридизації, Мічурін вважав добір батьківських пар. У одних випадках він брав для схрещування батьків, віддалених зі свого географічному місцеві проживання. Якщо батьківських форм умови існування відповідають їх звичайним, розмірковував він, то одержані від них гібриди мають можливість легше пристосуватися до нових чинникам, бо станеться одностороннього домінування. Тоді селекціонер зможе управляти розвитком гібрида, приспосабливающегося до нових умов. Таким методом було виведено сорт груші Бере зимова Мічуріна. Як матері було взято уссурийская дика груша, знана дрібними плодами, але зимостойкая, як батька — південний сорт Бере рояль з великими соковитими плодами. Для обох батьків умови середньої смуги Росії було незвичними. У гібрида проявилися потрібні селекціонерові якості батьків: плоди були великі, лежкие, мали високими смаковими якостями, а саме гібридне рослина переносило холод до — 36°. За інших випадках Мічурін підбирав місцеві морозостійкі сорти і схрещував його з південними теплолюбивыми, але з іншими відмінними якостями. Старанно відібрані гібриди Мічурін виховував в спартанських умовах, вважаючи, що у іншому разі вони з’являться риси теплолюбивости. Так було отримано сорт яблуні Слов’янка від схрещування Антонівки з південним сортом Ранетом ананасным. Крім схрещування двох форм, які стосуються однієї систематичної категорії (яблуні з яблунею, груші з грушею), Мічурін керувався і гібридизацію віддалених форм: отримував міжвидові і межродовые гібриди. Їм отримані гібриди між вишнею і черемшиною (церападусы), між абрикосом і сливою, сливою і терном, горобиною і сибірським глодом та інших. У природничих умовах чужорідна пилок іншого виду не сприймається материнським рослиною і схрещування немає. Для подолання нескрещиваемости при віддаленій гібридизації Мічурін застосовував кілька методов.

Метод попереднього вегетативного сближения.

Однолетний живець гібридного сеянца горобини (привой) прищеплюється в крону рослини іншого ґатунку або роду, наприклад до груші (подвой). Після 5—6- літнього харчування з допомогою речовин, вироблюваних подвоем, відбувається певна зміна, зближення фізіологічних і біохімічних властивостей привоя. Під час цвітіння горобини її квіти запилюють пилком подвоя. У цьому здійснюється скрещивание.

Метод посредника.

Застосовувався Мичуриным під час здійснення гібридизації культурного персика з диким монгольським мигдалем бобовником (з метою просування персика на північ). Оскільки пряме схрещування зазначених форм не вдавалося, Мічурін схрестив бобовник з полукультурным персиком Давида. Їх гібрид скрещивался з культурним персиком, защо був названо посредником.

Метод запилення сумішшю пыльцы.

І. У. Мічурін застосовував різні варіанти суміші пилку. Змішувалося небагато пилку материнського рослини з пилком батьківського. У цьому випадку своя пилок дратувала рильце маточки, яке здатним сприйняти і чужорідну пилок. При запиленні квіток яблуні пилком груші до останнього додавали трохи пилку яблуні. Частина семяпочек запліднювалася своєї пилком, другу частину — чужій (грушевої). Переборювалася нескрещиваемость і за запиленні квіток материнського рослини сумішшю пилку різних видів не додаючи пилку свого сорти. Ефірні оливи й інші секрети, виділені чужій пилком, дратували рильце материнського рослин та сприяли її сприйняттю. Усім своїм багаторічною працею виведення нових сортів рослин І. У. Мічурін показав важливість що настане після схрещуванням виховання молодих гібридів. При вихованні що розвивається гібрида Мічурін звертав увагу склад грунту, метод зберігання гібридних насіння, часту пересадку, характері і ступінь харчування сіянців та інші факторы.

Метод ментора.

З іншого боку, Мічурін широко застосовував розроблений їм метод ментора. Для виховання в гибридном сеянце бажаних рис сеянец прищеплюється до рослині, котрий володіє цими рисами. Подальший розвиток гібрида йде під впливом речовин, вироблюваних растением-воспитателем (ментором); у гібрида посилюються шукані якості. У разі у розвитку гібридів відбувається зміна властивостей домінантності. Ментором може бути як подвой, і привой. У такий спосіб Мічурін вивів два сорта—Кандиль-китайку і Бельфлёр-китайку. Кандиль-китайка — результат схрещування Китайки з кримським сортом Кандильсинап. Спочатку гібрид став ухилятися убік південного батька, що могло б розвинути у ньому недостатню холодостойкость. Щоб розвинути також закріпити ознака морозотривкість, Мічурін прищепив гібрид в крону матері Китайки, що володіла цими рисами. Харчування переважно її речовинами виховало в гібриді потрібне якість. Виведення другого сорти Бельфлёр-китайки було пов’язане з деяким ухилянням гібрида убік морозоустойчивой і раннеспелой Китайки. Плоди гібрида було неможливо витримувати довгого зберігання. Щоб виховати в гібриді властивість лежкости, Мічурін прищепив в крону гібридного сеянца Бельфлёр-китайки кілька черешків позднеспелых сортів. Результат виявився хорошим — плоди Бельфлёр-китайки придбали бажані якості — позднеспелость і лежкость. Метод ментора зручний тим, що його можна регулювати такими прийомами: 1) співвідношенням віку ментора і гібрида; 2) тривалістю дії ментора; 3) кількісним співвідношенням листя ментора і гібрида. Наприклад, інтенсивність дії ментора буде вищою, що старшими його вік, крона багатшими листям і що триваліша він діє. У селекційної роботі Мічурін надавав важливе значення відбору, який проводився багаторазово і дуже жорстко. Гібридні насіння відбиралися з їхньої крупности і округлості: гібриди — по конфігурації і товщині листовий платівки і черешка, формі втечі, розташуванню бічних нирок, по зимостойкости і опірності до грибкових захворювань, шкідників тощо ознаками і, нарешті, за якістю плоду. Результати роботи І. У. Мічуріна вражають. Їм було створено сотні нових сортів рослин. Ряд сортів яблунь і ягідних культур просунутий далеко північ. Вони мають високими смаковими якостями й те водночас чудово пристосовані до місцевих умов. Новий сорт Антонівка шестисотграммовая дає врожай з однієї дерева до 350 кг. Мічурінський виноград витримував зиму без присипки лоз, що відбувається навіть у Криму, і водночас не знизив своїх товарних показників. Мічурін своїми роботами показав, що творчі можливості людини безграничны.

Сучасний взгляд.

У принципі так, жодних знахідок в ідеї отримання модифікованих продуктів немає. У природі у процесі еволюції створювала нові організми і постачала створені раніше новими властивостями. Щоправда, цього йшли тисячоліття. Людина вирішив прискорити цей процес і створив науку про виведення нових сортів рослин i порід тварин — селекцію. Вчені схрещували організми з необхідними властивостями, з отриманого потомства відбирали які вдалися зразки і знову схрещували їх між собою, домагаючись повної генетичної чистоти. Були потрібні десятиліття, щоб за допомогою такого методу отримати морозостойкую пшеницю чи породу корів, що дає семиразові надої. Кілька десятиліть проти тисячоліттям — ніщо, проте нетерплячому людству і це здалося занадто довгим. Учені знайшли ще більше швидкий спосіб отримання організмів з певним набором генів. Живі клітини піддавали жорсткому радіаційному впливу, викликаючи випадкові мутації, — з думкою, хоч пара клітин мутує у потрібному напрямку. І хоча небажаних результатів у своїй методі селекції було, ніж при звичайному схрещуванні, строки одержання бажаного скоротилися до 10−15 років. Застосування радіаційного мутагенезу викликало серед учених бурю — але у склянці води. Суперечки велися, але за дверима, щоб не залучати уваги громадськості. У порівняні з радіаційними методами технологія пересадки фрагмента ДНК, застосовується генної інженерією, здається верхом делікатності. По крайнього заходу, вона вже практично виключає ризик отримання не бажаних результатів. Яблуком розбрату стало оригінальне генетичне творіння — помідор з зябрами, котрому задля морозостойкости вживили ген північноамериканської камбали. Ніхто, звісно, гадки не мав, що буде внаслідок. Хто знає, які ще сюрпризи піднесуть людям трансгенні продукти? Екологів, наприклад, дуже хвилює, ніж стануть харчуватися колорадские жуки, тоді як світі не залишиться немодифицированного картоплі. Але виробники картоплі не поспішають розподілити їх тривогу: картопля, стійка до шкідників, вирощується тепер повсеместно.

Медиків насторожує інший бік питання: як позначаться модифіковані продукти на людини? Не чи сприйме він клітини тієї ж картоплі з вживленим у яких фрагментом ДНК капусти як алергени? І взагалі - наскільки добре засвоїться така їжа, чи дасть вона у обсязі необхідні організму речовини? Навряд суперечки навколо трансгенних продуктів быстроразрешимы. Швидше за все, поки вчені будуть тихо мирно шукати золотої середини між «корисно» і «шкідливо», модифіковані продукти непомітно, самі собою віллються у наш ужиток. Нині вони вже роблять це. Блискучі яблука, морквина одна лише до, один в один, зимові помідори… Марно також думати, що врожай з власного городу непричетний до генної інженерії. Використані дачниками насіння, можливо, теж дітища науки. Однак у деяких випадках трансгенні продукти не небезпечніше і навіть від звичайних. Приміром, вийшло з соєю — першим генномодифицированным продуктом, котрий одержав Росії державне реєстраційне посвідчення, що дозволяє безперешкодно вирощувати і використати цю культуру. Вчені дійшли висновку, що трансгенну сою більш екологічна і безпечна, ніж звичайна. Для боротьби з бур’янами і шкідниками, вражаючими цукристі, традиційно застосовували пестициди, гербіциди і інсектициди, а трансгенну сою сама впоратися з усіма напастями. Тобто ми маємо хоч не зовсім натуральний, зате екологічно чистий продукт.

У Штатах Америки дозволяється використовувати генномодифицированные продукти без жодних обмежень (і навіть без вказівки, що це дітище генної інженерії). У Євросоюзу продаж модифікованих продуктів дозволили з вимогою забезпечувати їх спеціальної етикеткою. У нашій демократичній країні кожен продукт зі зміненим геном повинен мати державне реєстраційне посвідчення, що підтверджує його безпеку. Все виглядає щодо благополучно. Але практично все набагато складніше. Продукт може містити лише компонент, отриманий з трансгенного сировини. Хто нам скаже, модифікований він тепер чи ні. Зважаючи на це обставина, медики і з харчуванню наполягають, щоб кожна така продукт мав спеціальну етикетку, де б вказувалося, яка модифікована складова у якій пропорції у ньому міститься. Кожен проти неї знати, що де лежить у його тарелке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таке явище як селекція стало продуктом розвитку людської цивілізації. Тут є й світло погані і актори гарні боку, але факту дітися. Отже потрібно отримувати користь з відкриття. Лише Мічурін ввійшов у науку як творець понад 300 видів рослин. Страшно уявити потім здатні сучасні вчені. Сподіватимемося, що не зашкодять самі собі, що й неодноразово случалось…

1. Шикман О. П., Діячі вітчизняної історії. Біографічний довідник. М., 1997 р. 2. Біологічний енциклопедичний словник, М., 1989 р. 3. Сільськогосподарський енциклопедичний словник, М., 1989 р. 4. Серебровский О. С., Селекція рослин та тварин, М., 1969 р. 5. З. І. Ісаєв, «Селекція як еволюція, керована людиною », 1994 г.