Селекция

Селекция – это наука о выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Возникновение селекции тесно связано с развитием человеческой цивилизации. Селекция стала развиваться одновременно с началом одомашнивания животных и искусственного разведения растений. С момента выращивания растений и разведения животных человек отбирал наиболее продуктивные экземпляры – так были выведены первые сорта растений и породы животных. С развитием цивилизации значение селекции постоянно возрастало, т.к. требовались новые, более продуктивные группы организмов, и с конца XVIII в. зарождается промышленная селекция.
В селекции любых организмов основное направление – увеличение урожая или продуктивности. Это главный критерий сорта или породы. Наряду с этим, в последнее время все большее значение приобретают качественные показатели: содержание различных веществ,  устойчивость к вредителям и неблагоприятным условиям и т.д.

 Центры происхождения культурных растений
Н. И. Вавиловым было выделено 8 центров происхождения культурных растений. Все они совпадают с древнейшими очагами цивилизации.

  1. Южноамериканский: фасоль, томат, арахис, картофель.
  2. Среднеамериканский: кукуруза, фасоль, табак, какао, красный перец, тыква.
  3. Африканский: кофе, арбуз, хлопчатник.
  4. Средиземноморский: оливковое дерево, капуста, брюква.
  5. Переднеазиатский: пшеница, рожь, ячмень, овес, чечевица.
  6. Среднеазиатский: горох, морковь, лук, виноград, лен.
  7. Индонезийско-индокитайский: банан, сахарный тростник.
  8. Китайско-японский: рис, просо, соя.

 Методы селекции
Искусственный отбор – это основной метод селекции. Изучая сорта и породы, Дарвин сделал вывод, что они произошли от одного или нескольких видов диких предков. Ч.Дарвин различал два вида искусственного отбора – бессознательный и методический.

Бессознательный (стихийный) отбор действовал на самых ранних этапах одомашнивания. Первые попытки одомашнивания начинались, вероятно, со случайного выращивания диких животных. Те из них, которые оказались способными контактировать с человеком и существовать в условиях неволи, выживали.
Сознательный (методический) — это следующий этап искусственного отбора: применение различных методов с целью улучшения растений и животных по различным факторам. Выделяют два типа сознательного отбора – массовый и индивидуальный. Массовый отбор проводится по внешним, фенотипическим признакам в популяциях растений и животных. Например, есть поле с 1000 растений. Внимательно обследовав каждое растение, учтя его продуктивность, устойчивость и другие характеристики, выбирают 50 лучших по всем показателям. Далее собирают семена от этих 50 растений и на следующий год высевают только их. Если урожайность выше, следовательно, массовый отбор был эффективен. Недостаток заключается в том, что по внешним признакам не всегда можно определить лучший генотип. Индивидуальный отбор введен в селекцию в XIX в. Главный принцип этого отбора — оценка отбираемых растений или животных по потомству. Например, возьмем то же поле с 1000 растений. Внимательно обследовав каждое растение, учтя все необходимое, опять выберем 50 лучших по всем показателям. Но на следующий год семена каждого из 50 посеем не вместе, а отдельно и оценим потомство по всем необходимым признакам от каждого растения. Те растения, которые дают лучшее потомство, и будут использоваться в дальнейшем.
Преимущество индивидуального отбора над массовым заключается в точности оценки генотипа при анализе индивидуальных потомков. Массовый отбор эффективен, когда выделяют особей по качественным, просто наследуемым признакам (белый или красный цветок, безрогое или рогатое животное и т.п.). Но при отборе по количественным, сложно наследуемым признакам (число зерен в колосе, жирность молока и т.п.), которые определяются действием многих генов, более эффективен индивидуальный отбор, т.к. здесь нужна предельно точная оценка генотипа.
Творческая роль искусственного отбора заключается в том, что его результатом является многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений.

Гибридизация – это скрещивание разных организмов с целью получения признаков, необходимых человеку. При этом подбирают необходимые родительские пары, используя в качестве исходного материала дикие формы или искусственно выведенные группы.
Существует близкородственное (инбридинг) и неродственное скрещивание. При близкородственном скрещивании повышается гомозиготность особей, что закрепляет нужные признаки. Однако иногда при таком скрещивании у потомства проявляются рецессивные мутации и снижается жизнеспособность. Неродственное скрещивание (или отдаленная гибридизация) – это скрещивание организмов, относящихся к разным видам и даже родам. Таким способом получен мул (гибрид лошади и осла) и т. д.
При гибридизации иногда имеет место явление гетерозиса – повышенная жизнеспособность и урожайность (плодовитость) потомков по сравнению с родительскими формами.

Полиплоидизация – это получение полиплоидных организмов. В основном этот метод используется в селекции растений. Полиплоидные растения более урожайны, у них выше устойчивость к неблагоприятным факторам, они более жизнеспособны. Также полиплоидию используют для восстановления плодовитости гибридов, полученных при отдаленной гибридизации. В 1924 г. Г.Д. Карпеченко с помощью полиплоидии создал капустно-редечный гибрид. С использованием полиплоидии был создан пшенично-ржаной гибрид – тритикале.

Искусственный мутагенез – это получение и использование мутаций в селекции. Объекты обрабатывают химическими реагентами или различными видами излучений. Среди мутаций, полученных таким путем, многие являются полезными и используются в дальнейшей селекции.