Селекция — это процесс направленного изменения и улучшения генетического состава организмов для получения новых сортов или пород с желаемыми признаками. Основные методы селекции включают в себя как традиционные, так и современные подходы, и их можно разделить на несколько категорий в зависимости от используемых технологий и объектов селекции. Рассмотрим их подробнее.
1. Классификация методов селекции
1.1. Механизмы селекции:
Модификационная селекция — это метод, при котором отбираются организмы с желаемыми признаками, изменяющимися под влиянием внешней среды, без изменения их генетического материала. Например, в растеневодстве можно отбирать растения, дающие лучшие урожаи в определенных климатических условиях.
Наследственная селекция — основное направление, в котором происходит изменение генетического состава. Здесь выбор основан на наследуемых признаках, и работа ведется с учетом генного набора организма. Этот метод применяется как в животноводстве, так и в растеневодстве.
1.2. Методы селекции по типу скрещивания:
Инбридинг (близкородственное скрещивание) — это метод, при котором происходит скрещивание особей, между которыми существует высокая степень родства. Он может быть использован для закрепления признаков в потомках и увеличения гомозиготности. Однако при избыточном инбридинге увеличивается вероятность проявления рецессивных заболеваний и ослабляется иммунитет.
Аутбридинг (неродственное скрещивание) — противоположность инбридингу, при котором происходит скрещивание неродственных особей. Это позволяет увеличивать генетическое разнообразие потомства и улучшать жизнеспособность животных и растений. Аутбридинг используется для повышения устойчивости к болезням, улучшения физической силы и других признаков.
Гибридизация — это скрещивание организмов разных видов или пород для получения гибридов, обладающих сочетанием выгодных признаков обоих исходных родителей. Такой метод широко применяется в животноводстве (например, скрещивание разных пород крупного рогатого скота) и растениеводстве.
Прямое и обратное скрещивание — это специфические методы, используемые в селекции, чтобы повысить частоту определенного аллеля в потомстве. Прямое скрещивание включает объединение конкретных признаков у одного родителя, а обратное — использование обратного пути для скрещивания.
1.3. Методы селекции по типу использованного материала:
Молекулярная селекция — относительно новый и высокоэффективный метод, который использует методы молекулярной биологии для отслеживания и отборов по генетическим маркерам, связанным с определенными признаками (например, устойчивость к болезням или повышенная урожайность). Он позволяет ускорить процесс селекции и повысить точность отбора.
Классическая селекция — традиционные методы, такие как отбор и скрещивание, при которых особи с нужными признаками отбираются на основе фенотипа (внешних признаков). Это наиболее широко используемый метод в сельском хозяйстве.
1.4. Методы селекции по характеру воздействия на организм:
Отбор — это основной метод, при котором из всего генетического материала выбираются особи с наиболее выраженными желаемыми признаками. Отбор может быть:
Естественный — отбор в природе, который происходит в условиях естественного отбора.
Искусственный — отбор, проводимый человеком в интересах улучшения какого-либо признака в популяции.
Мутагенез — это метод, в котором используются физические или химические мутагены для создания изменений в ДНК организмов, что может привести к возникновению новых признаков, которые затем могут быть отобраны. Это метод позволяет ускорить получение новых сортов и пород, но требует тщательного контроля, чтобы не создать нежелательных или вредных мутаций.
1.5. Методы по типу обработки генетического материала:
Генетическая модификация (ГМО) — это метод, при котором в геном растения или животного вводятся чуждые гены с использованием методов генной инженерии. Это позволяет создавать организмы с совершенно новыми свойствами, которых не существует в природе. Например, создание трансгенных растений, устойчивых к вредителям или гербицидам.
Соматическая гибридизация — метод, при котором сливаются клетки двух различных организмов (например, растительных клеток) для получения новых гибридных организмов. Этот метод используется для создания новых видов растений с улучшенными свойствами.
2. Основные этапы селекционного процесса
Сбор исходного материала — на первом этапе отбираются растения или животные, которые обладают желаемыми признаками. Это могут быть как природные формы, так и уже существующие сорта или породы.
Определение цели селекции — необходимо четко сформулировать, какие признаки нужно улучшить: урожайность, сопротивляемость болезням, мясная продуктивность, молочная продуктивность и т. д.
Выполнение скрещивания и отбор — в зависимости от цели, выбираются методы скрещивания и начинается отбор потомства. Особо удачные особи, обладающие желаемыми признаками, становятся родителями следующего поколения.
Испытания и доработки — полученные гибриды или новые сорта испытываются в разных условиях для определения их устойчивости, продуктивности и других характеристик.
Закрепление признаков — после того как необходимая генетическая основа создана, закрепляются полезные признаки, чтобы они передавались последующим поколениям.
Регистрация и распространение — после успешного испытания сорт или порода может быть зарегистрирована и распространяться среди сельхозпроизводителей.
3. Примеры применения селекции
В растеневодстве: Селекция растений ведется с целью создания сортов с высокой урожайностью, устойчивых к болезням и неблагоприятным погодным условиям. Например, селекция пшеницы для устойчивости к засухе или создание новых сортов томатов с улучшенными вкусовыми качествами.
В животноводстве: В области скотоводства селекция направлена на улучшение продуктивных качеств животных — мясной и молочной продуктивности, роста, устойчивости к болезням. Например, скрещивание пород крупного рогатого скота для получения животных с высокой мясной продуктивностью.
В микроорганизмах: Селекция микроорганизмов используется для создания новых штаммов, которые могут производить полезные вещества (например, антибиотики) или расщеплять отходы (например, в биоремедиации).
Заключение
Селекция является мощным инструментом для улучшения и создания новых форм живых существ с целым рядом преимуществ. Традиционные методы, такие как отбор и скрещивание, по-прежнему играют важную роль, но современные подходы, такие как молекулярная селекция и генная инженерия, открывают новые горизонты в селекционном процессе. Важно, чтобы выбор метода соответствовал цели селекции, а также учитывал возможные экологические и этические последствия.
