Селекция
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-26374.zip (117kb [zip], Скачиваний: 164) скачать |
Все есть и не есть, потому что хотя и настанет момент, когда оно есть, но оно тут же перестаёт быть… Одно и тоже и молодо и старо, и мёртво и живо, то изменяется в это, это, изменяясь, снова становится тем.
Гераклит
Содержание:
I. Введение.
II. Основные методы применимые в селекции.
1. Отбор.
2. Гибридизация.
3. Полиплоидия.
4. Мутагенез.
III. Селекция в растениеводстве.
IV. Селекция в животноводстве.
V. Биотехнология.
VI. Мичурин и его работа.
1. Метод предварительного вегетативного сближения.
2. Метод посредника.
3. Метод опыления смесью пыльцы.
4. Метод ментора.
VII. Селекция в России.
a. Наследие царской России.
b. Советская селекция после Октябрьской революции.
c. В годы Великой Отечественной войны.
VIII. Современный взгляд.
IX. Заключение.
X. Приложения.
· Иван Владимирович Мичурин
XI. Список использованной литературы.
Слово "селекция" произошло от лат. "selectio", что в переводе обозначает выбор, отбор". Селекция это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста. Теоретическая основа селекции – генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и мутациях позволили селекционерам разработать методы управления наследственностью растительных и животными организмов. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ.
Селекционный процесс разбивается на три отрасли: селекция в растениеводстве, селекция в животноводстве и селекция микроорганизмов.
Отыскать определенный ген, извлечь его из клетки, вживить в другую клетку и получить абсолютно новый организм, идеально отвечающий всем требованиям, – о таком можно только мечтать. Найди нужное сочетание генов, и картофель перестанет бояться колорадского жука, пшеница – дождей и заморозков, соя даст невиданные урожаи, в помидорах будет вдвое больше β-каротина, капуста брокколи начнет тормозить рост раковых клеток, куры осчастливят нас яйцами, богатыми полиненасыщенными жирными кислотами, которые есть только в рыбе. Да мало ли чего еще можно добиться, манипулируя генным кодом!
II. Основные методы применимые в селекции.
1. Отбор.
Основа любого сорта растений или породы животных – родоначальник. Его ценность в накоплении многих генов, обусловливающих высокую продуктивность или другие нужные качества в генотипе. Потомство от выдающегося родоначальника, сходное с ним по фенотипу и генотипу составляет линии животных или растений. Они поддерживаются целенаправленным отбором. Особенно отбор применяется в животноводстве, где отбор производителей играет первостепенную роль в племенном деле. В народе говорят: "Производитель – половина стада".
2. Гибридизация.
Гибридизацией называют скрещивание организмов с
различной наследственностью. В результате получают новый организм, сочетающий
наследственные задатки родителей. Для первого поколения гибридов часто
характерен ге
терозис.
При гетерозисе при скрещивании организмов с разной наследственностью происходит
биохимическое обогащение гибрида, у него усиливается обмен веществ. В
последующих поколениях эффект гетерозиса постепенно затухает. У вегетативно
размножаемых растений (картофель, плодовые и ягодные культуры) возможно
закрепление гетерозиса в потомстве. Гибридизацию применяют для получения ценных
форм растений и животных. Скрещивание особей, принадлежащих к разным видам,
называют отдаленной гибридизацией, а скрещивание подвидов, сортов растений или
пород животных – внутривидовой. В зоотехнии[1]
различают собственно гибридизацию и межпородное скрещивание животных, потомство
от которых называется помесным, помесями. Помеси легко скрещиваются между собой
и дают потомство.
Процесс гибридизации, преимущественно естественной наблюдали очень давно. Гибриды от скрещивания лошади с ослом (мул, лошак) существовали уже за 2000 лет до н.э. Искусственные гибриды (при скрещивании гвоздик) впервые получил английский садовод Т. Фэрчайлд в 1717 году. Большое число опытов по гибридизации провел Чарльз Дарвин.
Гибридизацию, особенно форм и сортов в пределах одного вида широко используют в селекции растений, с помощью метода гибридизации создано большинство современных сортов сельскохозяйственных культур.
3. Полиплоидия.
В 1892 году русский ботаник И.И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление – изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом – полииплоидов.
В природе хорошо отлажены механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочерних строго распределяет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в два раза числа хромосом, или, как назвали ученые редукционное деление клетки, при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом – т.е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки диплоидны. У них два набора хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.
4. Мутагенез.
В 20-х годах стало развиваться мутационная генетика – учение о возникновении мутаций, т.е. таких изменений признаков организмов, которые передаются по наследству. Мутации возникают в половых клетках.
Советский ученый Н.И. Вавилов установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения, например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Н.И. Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.
Изменчивость организмов – одно из важнейших проявлений жизни. В природе не существует двух весьма сходных особей. Различия обусловлены наследственными и внешними факторами. Поэтому изменчивость организмов выражается в двух формах: наследственной и модификационной.
Внешний вид окружающих нас организмов – это результат сложного взаимодействия их наследственной основы и факторов окружающей среды. Каждое растение в разных условиях выглядит по-разному. Например, во влажный год у растений крупные, мясистые листья, а в засушливый – мелкие, тонкие. Если бы листья в сухих условиях оставались такими же крупными, избыточное испарение влаги привело бы к их гибели. Свойство организмов реагировать на изменение окружающей среды названо нормой реакции.
Модификационная изменчивость играет огромную роль в сохранении и распространении вида. Эволюция происходит за счет наследственных изменений, мутаций и рекомбинаций наследственных факторов.
У одного и того же организма стабильность генов различна: один ген может мутировать в несколько раз чаще другого. Различия в мутабельности отмечены не только между разными генами, но и разными формами вида. Склонность к мутированию не одинакова и у разных видов. На частоту мутирования оказывают влияние физиологические и биохимические изменения, происходящие в клетке под влиянием внешних условий. Под действием некоторых внешних факторов количество мутаций увеличивается в сотни раз.
Мутации появляются в клетках любых тканей многоклеточного организма. Если они возникли в половых клетках, их называют генеративными, в клетках других тканей тела соматическими. Ценность мутации различна, она обусловлена типом размножения организма. Генеративные мутации проявляются у зародышей следующего поколения, а соматические – только у той особи, у которой они возникли, и по наследству другому поколению не передаются.
Разновидность соматических мутаций у растений – почковые мутации, появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Развившийся из этой клетки побег полностью имеет мутантный признак. Раньшеэти мутации называли спортами. Из такого спорта, обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая, И.В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони также были созданы использованием почковых мутаций. Целый ряд ценных сортов картофеля также происходит из спонтанно возникших форм с соматическими мутациями.
К мутациям принято относить разного рода генетические преобразования, связанные с ядром и цитоплазмой клетки. Причиной мутации могут быть химические изменения гена, мелкие и крупные перестройки хромосом, изменение числа хромосом, а также изменения органелл цитоплазмы. Отсюда название разных типов мутаций. Генные или точковые мутации затрагивают изменения молекулярной структуры молекулы ДНК. Происходит замена или включение одной пары азотистых оснований, а также выпадении нескольких их пар. Результат действия генных мутаций – образование белка нового типа или отсутствие белка из-за препятствия его синтеза. Мутации, связанные с разрывами и перестройками хромосом, называют хромосомными.
Причиной возникновения мутаций в естественных условиях пока с полной достоверностью не установлены. Мутации, проводимые искусственным путем, происходят за счет воздействия радиацией, действием химических веществ.
III. Селекция в растениеводстве.
Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, сохранять и размножать лучшие из них. Многие культурные растения возделывались примерно за 10 тысяч лет до нашей эры. Селекционеры древности создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, бахчевых культур. Но значительное влияние на развитие селекции растений оказала работа западноевропейских селекционеров-практиков 18 века, например, английских ученых Галлета, Ширефа, немецкого ученого Римпау. Они создали несколько сортов пшеницы, разработали способы выведения новых сортов. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», селекционеры которой первыми стали оценивать отбираемые растения по потомству. Им удалось вывести сорта сахарной свёклы, которые содержали почти в 3 раза больше сахара, чем исходные. Эта работа доказала огромное влияние селекции на изменение природы растений в нужную человеку сторону. С развитием капитализма в конце 18 – начале 19 веков в Европе и Северной Америке возникают промышленные семенные фирмы и крупные селекционно-семеноводческие предприятия; зарождается промышленная селекция растений, на развитие которой большое влияние оказали достижения ботаники, микроскопической техники и мн. др.
И
в России И.В. Мичурин начал работы по селекции плодовых культур. Успешно
применив ряд новых оригинальных методов, он создал много сортов плодовых и ягодных
культур. Большое значение для теории и практики селекции растений имели его работы
по гибридизации географически отдаленных форм. В это же время в США Л. Бёрбанк
путем тщательного проведения скрещиваний и совершенного отбора создал целый ряд
новых сортов различных сельскохозяйственных культур. Некоторые из них относились
к формам, ранее не встречавшимся в природе (бескосточковая слива, неколючие
сорта ежевики).
В селекции растений особое значение имеют развитие научных основ отбора и гибридизации, методы создания исходного материала – полиплоидия, экспериментальный мутагенез, гаплоидия, клеточная селекция, хромосомная и генная инженерия, гибридизация протопластов, культура зародышевых и соматических клеток и тканейрастений; изучение генетических и физиолого-биохимических основ иммунитета, наследование важнейших количественных и качественных признаков[2]. В современной селекции растений в качестве исходного материала используют естественные и гибридные популяции, самоопыленные линии, искусственные мутанты и полиплоидные формы. Большинство сортов сельскохозяйственных растений создано методом отбора и внутривидовой гибридизации. Получены мутантные и полиплоидные сорта зерновых, технических и кормовых культур. Успех гибридизации в значительной степени определяется правильным подбором для скрещивания исходных родительский пар, особенно по эколого-географическому принципу. При необходимости объединить в гибридном потомстве признаки нескольких родительских форм используют ступенчатую гибридизацию. Этот метод широко применяется во всем мире. Для усиления в гибридном потомстве желаемых свойств одного из родителей применяют возвратные скрещивания. Для сочетания в одном сорте признаков и свойств разных видов или родов растений применяют отдаленную гибридизацию.
В сельском хозяйстве нашей страны усиленно применяется селекция для вывода новых сортов растений. Благодаря этой науке удалось в десятки раз, по сравнению с 1917 годом повысить урожайность многих видов растений на единицу площади. Растения, выведенные нашими селекционерами, успешно выращиваются не только в России, но и за ее пределами. Сорта интенсивного типа, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая-1, Аврора, Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская-808, Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.), с урожайностью в производственных условиях 50-100 центнеров с гектара занимает в нашей стране и за рубежом миллионы гектаров.
IV. Селекция в животноводстве.
Благодаря
работам советских селекционеров в животноводстве выведены ценные высокопродуктивные
породы крупного рогатого скота – костромская, казахская белоголовая; овец,
асканийская, красноярская, казахский архаромеринос и др. С помощью селекции
получены каракульские овцы, дающие шкурки различной окраски. В птицеводстве
созданы линии, используемые для получения скороспелых гибридов мясного
(бройлеры) и яичного направлений. Усиливаются работы по селекции новых видов и
пород животных, отвечающих требованиям индустриальных технологий животноводства,
совершенствуются племенные и продуктивные качества скота и птицы.
V. Биотехнология.
Под биотехнологией понимают совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы с целью производства для народного хозяйства и медицины различных веществ.
В биотехнологических процессах широко применяют микроорганизмы (бактерии, нитчатые грибы, актиномицеты, дрожжи). В огромных биореакторах (ферментерах) на специально подобранных питательных средах они нарабатывают белок, лекарственные препараты, ферменты и др.
Большую роль играют микроорганизмы в обеспечении животноводства полноценными кормовыми белками. На отходах нефтяной промышленности, а также на метаноле, этаноле, метане растут бактерии и дрожжи. Они создают большую массу белка, используемого как полноценные кормовые добавки. Этот белок богат незаменимой аминокислотой лизином, которого часто не хватает в растительной пище, вследствие чего задерживается рост животных.
Большое значение в биотехнологии приобретают методы, получившие название клеточной инженерии. Предварительно клетки искусственно выделяют из организма и переносят на специально созданные питательные среды, где они в стерильных условиях продолжают жить и размножаться. Такие клеточные культуры (или культура тканей) могут служить для продукции ценных – веществ 126. Например, культура клеток растения женьшень продуцирует лекарственное вещество, как и целое растение.
Клеточные культуры используют и для гибридизации клеток. Применяянекоторыеспециальные приемы, можнообъединить клетки разного происхождения организмов, обычная гибридизация которых половым путем невозможна. Метод клеточной инженерии открывает принципиально новый способ создания гибридов на основе соединения в единую систему не половых, а соматических клеток. Уже получены гибридные клетки и организмы картофеля и томатов, яблони и вишни и некоторые другие. Открываются огромные перспективы для создания человеком новых форм культурных растений.
У животных получение гибридных клеток также открывает новые перспективы, главным образом для медицины. Например, в культуре получены гибриды между раковыми клетками (обладающими способностью к неограниченному росту) и некоторыми клетками кровилимфоцитами. Последние вырабатывают вещества, обусловливающие иммунитет (невосприимчивость) к инфекционным, в том числе вирусным, заболеваниям. Используя такие гибридные клетки, можно получать ценные лекарственные вещества, повышающие устойчивость организма к инфекциям.
В биотехнологии широко применяют метод генной (генетической) инженерии. Успехи молекулярной биологии и генетики открывают широкие перспективы управления основными жизненными процессами путем перестройки генотипа. Исследованиями по перестройке генотипа занимается генная инженерия. Методы ее очень сложны. Сущность некоторых их них сводится к тому, что в генотип организма встраиваются или исключаются из него отдельные гены или группы генов. Такие эксперименты проводятся преимущественно на прокариотных организмах (бактериях) и вирусах, но имеются уже некоторые данные, показывающие возможность применения методов генной инженерии и на эукариотных организмах.
В результате встраивания в генотипранее отсутствовавшего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые она раньше не синтезировала. Например, в генотип бактерии кишечной палочки удалось ввести ген из генотипа человека, контролирующий синтез инсулина – гормона в углеводном обмене. Инсулин широко используется в медицине при лечении нарушений функции поджелудочной железы (диабет). В настоящее время промышленный синтез инсулина будет осуществляться при посредстве кишечной палочки с встроенным геном инсулина.
Хорошо известно, какое огромное значение для урожайности сельскохозяйственных культур имеют неорганические соединения азота. Существуют некоторые виды бактерий, обладающих замечательной способностью фиксировать атмосферный азот, переводя его в связанный азот почвы. Поставлена задача – гены, контролирующие фиксацию атмосферного азота, ввести в генотип почвенных бактерий, которые не имеют этих генов. Решение задачи будет иметь первостепенное значение для растениеводства, совершенно по-новому встанет вопрос об удобрении почв.
Значение биотехнологии огромно, поскольку с ее помощью решаются серьезные проблемы. На базе микробиологии родилась и быстро развивается целая отрасль – микробиологическая промышленность. Активно участвуя в решении Продовольственной программы СССР, она выпускает средства интенсификации сельского хозяйства: высокоэффективные кормовые добавки и препараты[3]. Налажен выпуск микробиологических средств защиты растений от вредителей и болезней, бактериальных удобрений, а также препаратов для нужд пищевой, текстильной, химической и других отраслей промышленности и для научных целей.
VI. Мичурин и его работа.
Выдающийся учёный-селекционер, один из основателей науки о селекции плодовых культур – И. В.
Мичурин. Он жил и работал в уездном городе Козлове (Тамбовская губерния),
переименованном в
Им были разработаны оригинальные практические методы получения гибридов с новыми, полезными для человека свойствами, а также сделаны весьма важные теоретические выводы.
Поставив перед собой задачу продвижения южных сортов плодовых деревьев в среднюю полосу России, Мичурин сначала пытался решить ее путем акклиматизации указанных сортов в новых условиях. Но выращенные им южные сорта зимою вымерзали. Одно лишь изменение условий существования организма не может изменить филогенетически выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону.
Убедившись в непригодности метода акклиматизации, Мичурин посвятил свою жизнь селекционной работе, в которой использовал три основных вида воздействия на природу растения: гибридизацию, воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор.
Гибридизация, т. е. получение сорта с новыми, улучшенными признаками, чаще всего производилась путем скрещивания местного сорта с южным, обладавшим более высокими вкусовыми качествами. При этом наблюдалось отрицательное явление-доминирование у гибрида признаков местного сорта. Причина этого заключалась в исторической приспособленности местного сорта к определенным условиям существования.
Одним из основных условий, способствующих успеху гибридизации, Мичурин считал подбор родительских пар. В одних случаях он брал для скрещивания родителей, отдаленных по своему географическому месту обитания. Если для родительских форм условия существования не соответствуют их обычным, рассуждал он, то полученные от них гибриды будут иметь возможность легче приспособиться к новым факторам, так как не произойдет одностороннего доминирования. Тогда селекционер сможет управлять развитием гибрида, приспосабливающегося к новым условиям.
Таким методом был выведен сорт груши Бере зимняя Мичурина. В качестве матери была взята уссурийская дикая груша, отличающаяся мелкими плодами, но зимостойкая, в качестве отца - южный сорт Бере рояль с крупными сочными плодами. Для обоих родителей условия средней полосы России были необычными. У гибрида проявились нужные селекционеру качества родителей: плоды были крупные, лежкие, обладали высокими вкусовыми качествами, а само гибридное растение переносило холод до - 36°.
В других случаях Мичурин подбирал местные морозостойкие сорта и скрещивал их с южными теплолюбивыми, но с иными отличными качествами. Тщательно отобранные гибриды Мичурин воспитывал в спартанских условиях, считая, что в противном случае у них появятся черты теплолюбивости. Так был получен сорт яблони Славянка от скрещивания Антоновки с южным сортом Ранетом ананасным.
Кроме скрещивания двух форм, относящихся к одной систематической категории (яблони с яблоней, груши с грушей), Мичурин применял и гибридизацию отдаленных форм: получал межвидовые и межродовые гибриды.
Им получены гибриды между вишней и черемухой (церападусы), между абрикосом и сливой, сливой и терном, рябиной и сибирским боярышником и др.
В естественных условиях чужеродная пыльца другого вида не воспринимается материнским растением, и скрещивания не происходит. Для преодоления не скрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял несколько методов.
1.
Метод предварительного вегетативного сближения. Однолетний черенок
гибридного сеянца рябины (привой) прививается в крону растения другого вида или
рода, например к груше (подвой). После 5 - 6-летнего питания за счет веществ,
вырабатываемых подвоем, происходит некоторое изменение, сближение физиологических
и биохимических свойств привоя.
Во время цветения рябины ее цветки опыляют пыльцой подвоя. При этом осуществляется скрещивание.
2. Метод посредника. ПрименялсяМичуриным при осуществлении гибридизации культурного персика с диким монгольским миндалем бобовником (в целях продвижения персика на север). Поскольку прямое скрещивание указанных форм не удавалось, Мичурин скрестил бобовник с поликультурным персиком Давида. Их гибрид скрещивался с культурным персиком, за что и был назван посредником.
3. Метод опыления смесью пыльцы. И. В. Мичурин применял различные варианты смеси пыльцы. Смешивалось небольшое количество пыльцы материнского растения с пыльцой отцовского. В этом случае своя пыльца раздражала рыльце пестика, которое становилось способным воспринять и чужеродную пыльцу. При опылении цветков яблони пыльцой груши, к последней, добавляли немного пыльцы яблони. Часть семяпочек оплодотворялась своей пыльцой, другая часть - чужой (грушевой).
Преодолевалась не скрещиваемость и при опылении цветков материнского растения смесью пыльцы разных видов без добавления пыльцы своего сорта. Эфирные масла и другие секреты, выделяемые чужой пыльцой, раздражали рыльце материнского растения и способствовали ее восприятию.
Всей своей многолетней работой по выведению новых сортов растений И. В. Мичурин показал важность последующего за скрещиванием воспитания молодых гибридов.
При воспитании развивающегося гибрида Мичурин обращал внимание на состав почвы, метод хранения гибридных семян, частую пересадку, характер и степень питания сеянцев, и другие факторы.
4. Метод ментора. Кроме того, Мичурин широко применял разработанный им метод ментора. Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств сеянец прививается к растению, обладающему этими качествами. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором); у гибрида усиливаются искомые качества. В данном случае в процессе развития гибридов происходит изменение свойств доминантности.
Ментором может быть как подвой, так и привой. Таким способом Мичурин вывел два сорта Кандиль-китайку и Бельфлер-китайку.
Кандиль-китайка - результат скрещивания Китайки с крымским сортом Кандиль-синап. Поначалу гибрид стал уклоняться в сторону южного родителя, что могло развить в нем недостаточную холодостойкость. Чтобы развить и закрепить признак морозоустойчивости, Мичурин привил гибрид в крону матери Китайки, обладавшей этими качествами. Питание в основном ее веществами воспитало в гибриде нужное качество. Выведение второго сорта Бельфлёр-китайки было сопряжено с некоторым уклонением гибрида в сторону морозоустойчивой и раннеспелой Китайки. Плоды гибрида не могли выдерживать долгого хранения. Чтобы воспитать в гибриде свойство долгого хранения, Мичурин привил в крону гибридного сеянца Бельфлёр-китайки несколько черенков позднеспелых сортов. Результат оказался хорошим - плоды Бельфлёр-китайки приобрели желаемые качества - позднеспелость и долгое хранение.
Метод ментора удобен тем, что его действие можно регулировать следующими приемами:
1) соотношением возраста ментора и гибрида;
2) продолжительностью действия ментора;
3) количественным соотношением листвы ментора и гибрида.
Например, интенсивность действия ментора будет тем выше, чем старше его возраст, крона богаче листвой и чем дольше он действует. В селекционной работе Мичурин придавал существенное значение отбору, который производился многократно и весьма жестко. Гибридные семена отбирались по их крупности и округлости: гибриды - по конфигурации и толщине листовой пластинки и черешка, форме побега, расположению боковых почек, по зимостойкости и сопротивляемости к грибковым заболеваниям, вредителям и многим другим признакам и, наконец, по качеству плода.
Результаты работы И. В. Мичурина поразительны. Им были созданы сотни новых
сортов растений. Ряд сортов яблонь и ягодных культур продвинут далеко на север.
Они обладают высокими вкусовыми качествами и в то же время прекрасно приспособлены
к местным условиям. Новый сорт Антоновка шестисотграммовая дает урожай с одного
дерева до
VII. Селекция в России.
a) Наследие царской России. Началом научной селекции в России считается 1903 год, когда Д. Л. Рудзинский организовал селекционную станцию при Московском сельскохозяйственном институте (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева). Немного позднее были созданы другие опытные станции – Харьковская, Саратовская, Безенчукская, Одесская. Но работа на них велась очень вяло, медленно. В то же время начали появляться селекционеры- одиночки, которые и создали научную и практическую базу для развития селекции в России.
b) Советская селекция после Октябрьской революции. Больших успехов достигла селекция после Октябрьской революции. Открытый Н. И. Вавиловым закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, учение об исходном материале стали широко использоваться в селекционной практике. В развитие генетических основ селекции животных крупный вклад внесли М. Ф. Иванов и П. Н. Кулешов. С именами Г. Д. Карпеченко и И. В. Мичурина связана разработка теории отдаленной гибридизации, которую впоследствии развил Н. В. Цицин. Большой вклад внесли члены Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина (ВАСХНИЛ), созданной после революции.
c) В годы Великой Отечественной войны. Сложившаяся обстановка в начальный период войны поставила наше сельское хозяйство в очень тяжелые условия: потеря богатейших житниц – сельскохозяйственных районов Украины, Северного Кавказа, части Центрально-Черноземных областей не могла не сказаться на валовом сборе сельскохозяйственных культур. Возникла настоятельная необходимость расширения посевных площадей и повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур в районах Поволжья, Урала, Сибири, Средней Азии и Казахстана. А для этого необходимо было усилить в этих зонах работу научных учреждений по созданию сортов зерновых и других культур, разработке эффективных приемов их возделывания, обеспечивающих повышение урожайности и качества получаемой продукции.
Для решения этих задач в первые годы войны из Москвы в Западную Сибирь (г. Омск) была эвакуирована ВАСХНИЛ.
Ученые ВАСХНИЛ вместе с учеными Академии наук СССР, приехавшими в восточные
районы нашей страны, провели большую работу по выявлению пригодных для земледелия
площадей в районах Поволжья, Урала, Сибири, Казахстана и Средней Азии. Летом
Общее руководство этими работами осуществляли Л. И. Прасолов и И. П. Герасимов. Проведенные здесь работы позволили выявить в Казахстане дополнительные значительные массивы пахотных земель, помогли вовлечь в сельскохозяйственный оборот новые площади и определить наиболее эффективные агротехнические мероприятия по их освоению.
Аналогичные работы были проведены в Узбекистане и других республиках Средней Азии. Большая заслуга в этом деле принадлежит академику Д. Н. Прянишникову. Им было намечено для освоения 13 млн. гектаров земель находившихся под залежами и перелогами. Освоение их позволило увеличить здесь производство зерна и других продуктов земледелия.
Большое практическое значение для районирования сельскохозяйственных культур в районах Западной Сибири имела составленная почвоведом профессором Омского сельскохозяйственного института, впоследствии академиком ВАСХНИЛ, К. П. Горшениным почвенная карта этой территории.
Ученые ВАСХНИЛ разрабатывали также применительно к особенностям отдельных районов Урала, Сибири, Казахстана и Средней Азии эффективные приемы семеноводства и агротехники с целью получения в этих районах высоких урожаев масличных, кормовых культур, сахарной свеклы, картофеля.
Большую работу вели ученые-селикционеры, создавая для восточных районов страны новые высокопродуктивные сорта культурных растений.
Селекционеры ВАСХНИЛ совместно с учеными Сибирского НИИ зернового хозяйства
создали ряд ценных сортов зерновых, кормовых и других культур. Здесь, в частности,
селекционерами Л. В. Катиным-Ярцевым и Л. И. Ивановым были выведены три новых
сорта картофеля, эффективных для возделывания в условиях Сибири. В
В годы войны известный селекционер нашей страны А. П. Шехурдин, работая в Институте зернового хозяйства Юго-востока (город Саратов), создал новые сорта яровых пшеницы, которые в условиях засушливого Поволжья превышали по урожайности, ранее районированные сорта на 2-3 ц./га. Пшеница этих сортов занимала большие площади в заволжских районах Саратовской и Волгоградской областей.
Сотрудник того же института А. А. Краснюк, в последующем член-корреспондент ВАСХНИЛ, создал знаменитую озимую рожь Волжанку, урожай которой на 2. 7 ц/га превышал урожаи районированных ранее сортов. Кроме того, А. А. Краснюк впервые в мире получил многолетние кормовые высокопродуктивные житняковопырейные гибриды, обладающие высокой кормовой ценностью.
Созданные академиком ВАСХНИЛ П. И. Лисицыным сорта озимой ржи в
Директор Грибовской селекционной овощной станции (под Москвой) Е. И. Ушакова и селекционер этой станции А. В. Алпатьев, успешно работали над созданием новых сортов овощных культур.
В
Рассказывая о труде селекционеров ВАСХНИЛ в годы Великой Отечественной войны, хотелось бы несколько подробней остановиться на работе наших выдающихся ученых – П. П. Лукьяненко, В. П. Кузьмина, Н. В. Ремесло.
Павел Пантелеймонович Лукьяненко перед началом войны был заместителем
директора Краснодарской селекционной станции. В начале
Когда враг подошел к Краснодару, стало очевидно, что станцию нужно эвакуировать. Погрузив на повозки все наиболее ценное имущество станции, и, прежде всего селекционный материал – семена, исходные формы будущих новых сортов, – сотрудники станции и П. Лукьяненко с семьей-женой и пятилетней дочерью отправились в далекий Казахстан. Шестнадцатилетний сын
П. Лукьяненко, комсомолец, остался в Краснодаре, и о его судьбе родители долго ничего не знали.
Через три месяца трудного пути прибыли в Алма-Ату, поселились в палаточном городке, и снова началась упорная работа селекционеров.
В начале
Утрата была тяжелая. Но нужно было работать.
После возвращения коллег и семьи из Казахстана начали восстанавливать хозяйство станции, приводить в порядок плуги, бороны, сеялки. Радовало и ободряло то, что главное богатство станции – селекционный материал – удалось спасти. Можно было, не теряя времени, начинать работу. Родине нужен был хлеб. Хлеб для армии, хлеб для народа. Каждый пуд хлеба – удар по врагу.
П. П. Лукьяненко вплотную начинает работать над созданием неосыпающейся и неполегающей пшеницы. Это была очень важная задача. Обычные сорта пшеницы требуют своевременной уборки и, значит, много рабочих рук: если какой-то участок останется неубранным, пшеница на нем перестоит, и пшеница на нем осыпается. Создание сортов неосыпающейся пшеницы позволит производить уборку постепенно, не опасаясь потерять урожай, и обходиться небольшим числом работников, что было важным обстоятельством в годы войны. То, что неосыпающаяся пшеница существует в природе, П. П. Лукьяненко знал.
Издавна неосыпающуюся пшеницу выращивали в Казахстане кочевники- скотоводы. Они получили сорта такой пшеницы путем случайного отбора. Вблизи своих стоянок скотоводы обычно высевали пшеницу, а сами уходили со стадами скота на летние пастбища и к стоянкам возвращались только поздней осенью. К этому времени пшеница не только успевала созреть, но и перестаивала на корню. В результате все неустойчивые растения теряли зерно и оставались только неосыпающиеся. Зерно этих растений и использовалось для питания, последующего посева и размножения. Так за многие годы создавались не осыпающиеся сорта.
Преступая к работе по созданию не осыпающихся сортов, П. П. Лукьяненко пересмотрел все имеющиеся на станции гибридные линии пшеницы и отобрал из них формы, наиболее устойчивые к осыпанию и полеганию. Работая с этими гибридами, П. П. Лукьяненко с сотрудниками вывели ценные сорта озимой пшеницы Краснодарка, Новоукраинка-83 , у которых зерно в колосьях держится до самой осени. Прибавка урожая от новых сортов достигала 80 ц/га. Сорта эти относятся к сильной пшенице, т. к. зерно их обладает высокими мукомольными и хлебопекарными свойствами.
Сорта Краснодарка и Новоукраинка-83 в годы войны и в первое послевоенное время занимали на Кубани большие площади. Они давали высокие устойчивые урожаи. Страна в годы войны только за счет этих сортов дополнительно получила миллионы пудов хлеба. Это был весомый вклад ученого в разгром врага, в Победу.
В послевоенные годы П. П. Лукьяненко создал высокоурожайные сорта озимой пшеницы: Краснодарская-622/2 , Новоукраинка-84 , Скороспелка-3б, Безостая-4. Улучшая Безостую-4 , ученый вывел новый, знаменитый ныне сорт озимой сильной пшеницы Бе-зостая-1 , резко отличающейся от всех своих предшественников низкорослостью, крупным многоцветковым колосом и урожайностью 60-80 ц/га.
Вдохновенным и плодотворным бал труд П. П. Лукьяненко, выдающегося селекционера, академика АН СССР и ВАСХНИЛ, дважды Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской и Государственной премии. Его дело достойно продолжают многочисленные ученики. Краснодарская селекционная станция преобразована в Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П. П. Лукьяненко, ставший в наше время всемирно известным селекционным учреждением.
В годы Великой Отечественной Войны с полной отдачей сильна благо Родины, во имя победы над врагом, трудился в то время мало еще известный селекционер Валентин Петрович Кузьмин.
В. П. Кузьмин начинал свою научную деятельность на Тулунской селекционной станции Восточной Сибири, затем работал во Всесоюзном институте растениеводства в Ленинграде под руководством Николая Ивановича Вавилов. Институт в то время начинал сбор растений со всего земного шара, и В. П. Кузьмин в составе различных экспедиций изъездил долины, горы и пустыни всей Центральной Азии. Знания, полученные им в этих экспедициях, оказались весьма полезными в его работе на Шортангинской опытной станции в Северном Казахстане в военные, и после военные годы. В самом начале войны ученый поставил задачу – создать сорта, способные произрастать в Центральном и Северном Казахстане, где наличие влаги ниже всякой нормы, а засуха превосходит всякие нормы, где ранние заморозки в конце лета нередко губят все посевы. Задача была не из легких. Да и времени на это было отпущено очень мало.
Некоторый опыт создания высокоурожайных сортов, пригодных для возделывания в суровых условиях Северного Казахстана, у В. П. Кузьмина уже был. Еще до войны он создал сорт яровой пшеницы Акмолинка-1 , который превзошел по урожайности местные сорта этой культуры. Этот опыт пригодился ученому при решении новой задачи.
В. П. Кузьмин, отобрав в качестве исходных форм высокоурожайные сорта украинской озимой пшеницы и хорошо приспособленные к суровым условиям Казахстана местные сорта пшеницы, начал работу над созданием сортов, в которых сочетались бы высоко урожайность, засухоустойчивость, холодостойкость, скороспелость, устойчивость к полеганию (низкорослость), неосыпаемость, хорошая вымолачиваемость зерна из колоса.
Успешно работая в этом направлении, В. П. Кузьмин в годы войны создал высокоурожайный сорт мягкой яровой пшеницы - Шортандинку, затем Снегурочку, твердую яровую пшеницу Акмолинку-5 с замечательными хлебопекарными качествами.
В. П. Кузьмин работал не только над пшеницей. В суровые годы войны, когда в стране не хватало продуктов питания, он создает высокопродуктивные сорта гречихи, проса, гороха, подсолнечника, льна, картофеля. Горох Универсал, выведенный им, обладал комплексом хозяйственно ценных свойств.
К. А. Тимирязев, раскрывая роль науки в земледелии и задачи ученых, использовал известное выражение Д. Свифта о необходимости "вырастить два колоса там, где прежде рос один". Эту задачу успешно решал В. П. Кузьмин, Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной премии СССР, действительный член ВАСХНИЛ и Академии наук Казахской ССР. Он вырастил миллионы колосьев там, где, по существу, не рос ни один. Выведенные им в военные и послевоенные годы сорта занимают огромные площади, ежегодно дают большое количество зерна и других продуктов растениеводства.
Война прервала работу Василия Николаевича Ремесло по селекции озимой пшеницы, на годы отодвинула свершение его мечты о создании сорта, который по урожайности превзошел бы знаменитую в то время Украинку, занимавшую основные площади озимой пшеницы в стране. В. Н. Ремемло пошел на фронт, прошел путь от Волги до Берлина. И только после войны он смог вернуться на Украину и заняться своим любимым делом. Когда В. Н. Ремесло уходил на фронт, созданные им к этому времени исходные наиболее ценные формы озимой пшеницы он убрал, обмолотил, собранные семена тщательно просушил и засыпал в специальные мешочки, бережно уложил их в вещевой мешок, и с ними ушел на войну. Взятые с собой семена В. Н. Ремесло хранил все годы войны. С этими семенами он и начал работу на Мироновской селекционно-опытной станции в отделе селекции озимой пшеницы.
Трудными были первые годы работы на станции. Страна еще не залечила раны войны, для научных исследований порой не хватало самого необходимого. Не хватало работников. В отделе селекции их было всего двое - сам Василий Николаевич и лаборант Екатерина Николаевна Майдоник. Но горячее стремление работать умножало их силы.
Н. В. Ремесло провел настойчивую и кропотливую работу по созданию новых сортов озимой пшеницы, обладающих комплексом хозяйственно ценных свойств, путем превращения яровой пшеницы в озимую. Полученные таким методом озимые, как правило, отличаются большей продуктивностью и устойчивостью к неблагоприятным условиям, чем исходные формы – яровые пшеницы.
Начинающий селекционер до войны, В. Н. Ремесло стал всемирно известным ученым, академиком АН СССР и ВАСХНИЛ, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Ленинской премии. Мироновская селекционно-опытная станция, на которой работал ученый, преобразована ныне во Всесоюзный научно-исследовательский институт селекции и семеноводства пшеницы имени В. Н. Ремесло.
В заключение хотелось бы вспомнить о подвиге ленинградцев, сотрудников Всесоюзного института растениеводства, благодаря которым в тяжелые дни блокады была сохранена уникальная мировая коллекция семян сельскохозяйственных растений, собранных со всего земного шара, представляющая особую ценность в качестве исходного материала для селекции новых сортов зерновых, масличных, кормовых, технических и других культур. В этой коллекции было сосредоточенно свыше 20000 образцов. Сотрудники института А. Г. Щукин, Е. Н. Вульф, Н. П. Леонтьевский, Д. С. Иванов и другие, сохранившие эти несколько тонн зерна пшеницы, риса, кукурузы, гороха и других культур, сами умерли от голода, но коллекция – ценнейшее народное достояние – осталась в целости и сохранности. Были сохранены и две с половиной тонны коллекционного картофеля. Его надо было не только сохранить, уберечь от морозов, но и получить новый урожай. Профессора В. С. Лехнович, Н. Р. Иванов и П. Н. Петрова буквально под орудийным и пулеметным огнем обеспечили посадку и сбор урожая картофеля каждого сорта и таким образом сохранили ценнейший семенной материал для последующих селекционных работ в стране.
Надежными солдатами тыла в годы войны были наши замечательные ученые сельскохозяйственной и биологической наук, которые, не покладая рук, работали над созданием новых, более урожайных сортов сельскохозяйственных растений- зерновых, зернобобовых, крупяных, масличных, технических, кормовых, картофеля, овощных, плодовых, ягодных и других культур. Создавая сорта, внедряя их в жизнь, они вместе со своим народом ковали Победу над врагом.
Вечная память героям!
VIII. Современный взгляд.
В принципе, ничего нового в идее получения модифицированных продуктов нет. Сама природа в процессе эволюции создавала новые организмы и снабжала созданные ранее новыми свойствами. Правда, на это уходили тысячелетия. Человек решил ускорить этот процесс и создал науку о выведении новых сортов растений и пород животных - селекцию. Ученые скрещивали организмы с необходимыми свойствами, из полученного потомства отбирали удавшиеся образцы и вновь скрещивали их между собой, добиваясь полной генетической чистоты. Требовались десятилетия, чтобы с помощью такого метода получить морозостойкую пшеницу или породу коров, дающую семикратные надои. Несколько десятков лет по сравнению с тысячелетием - ничто, однако нетерпеливому человечеству и это показалось слишком долгим. Ученые нашли еще более быстрый способ получения организмов с определенным набором генов. Живые клетки подвергали жесткому радиационному воздействию, вызывая случайные мутации, – в надежде, что хоть пара клеток матирует в нужном направлении. И хотя нежелательных результатов при этом методе селекции было больше, чем при обычном скрещивании, сроки получения желаемого сократились до 10-15 лет.
Применение радиационного мутагенеза вызвало среди ученых бурю - но в стакане воды. Споры велись, но за закрытыми дверями, дабы не привлекать внимания общественности. По сравнению с радиационными методами технология пересадки фрагмента ДНК, применяемая генной инженерией, кажется верхом деликатности. По крайней мере, она практически исключает риск получения не желаемых результатов.
Яблоком раздора явилось оригинальное генетическое творение - помидор с жабрами, которому для морозостойкости вживили ген североамериканской камбалы. Никто, конечно, не предполагал, что получится в результате. Кто знает, какие еще сюрпризы преподнесут людям трансгенные продукты? Экологов, например, сильно волнует, чем станут питаться колорадские жуки, если в мире не останется не модифицированного картофеля. Но производители картофеля не спешат разделить их тревогу: картошка, устойчивая к вредителям, выращивается теперь практически повсеместно.
Медиков настораживает другая сторона вопроса: как скажутся модифицированные продукты на организме человека? Не воспримет ли он клетки той же картошки с внедренным в них фрагментом ДНК капусты как аллергены? И вообще - насколько хорошо усвоится такая пища, даст ли она в полном объеме необходимые организму вещества?
Вряд ли споры вокруг трансгенных продуктов смогут быстро разрешиться. Скорей всего, пока ученые будут тихо мирно искать золотую середину между “полезно” и “вредно”, модифицированные продукты незаметно, сами собой вольются в наш обиход. В настоящее время они уже делают это. Сверкающие яблоки, морковка одна к одной, как на подбор, зимние помидоры... Не стоит также думать, что урожай с собственного огорода не имеет отношения к генной инженерии. Использованные дачниками семена, возможно, тоже детища науки.
Но в ряде случаев трансгенные продукты не опаснее и даже лучше обычных. Так, например, получилось с соей - первым генномодифицированным продуктом, получившим в России государственное регистрационное удостоверение, позволяющее беспрепятственно выращивать и использовать эту культуру. Ученые пришли к выводу, что трансгенная соя более экологически чистая и безопасная, чем обычная. Для борьбы с сорняками и вредителями, поражающими эту культуру, традиционно применяли пестициды, гербициды и инсектициды, а трансгенная соя сама справляется со всеми напастями. То есть мы получили хоть и не совсем натуральный, но зато экологически чистый продукт.
В Соединенных Штатах Америки разрешается использовать генномодифицированные продукты без каких-либо ограничений (и даже без указания, что это детище генной инженерии). В странах Евросоюза продажу модифицированных продуктов разрешили с условием снабжать их специальной этикеткой. В нашей стране каждый продукт с измененным геном должен получить государственное регистрационное удостоверение, подтверждающее его безопасность. Всё выглядит относительно благополучно. Но на практике все гораздо сложнее. Продукт может содержать всего один компонент, полученный из трансгенного сырья. Кто нам скажет, модифицированный он теперь или нет. Учитывая это обстоятельство, медики и специалисты по питанию настаивают, чтобы каждый такой продукт имел специальную этикетку, на которой бы указывалось, какая модифицированная составляющая и в какой пропорции в нем содержится. Каждый из нас имеет право знать, что лежит в его тарелке.
IX. Заключение.
Такое явление как селекция явилось продуктом развития человеческой цивилизации.
Здесь есть и плохие и хорошие стороны, но факта не уйти. Значит нужно извлекать
пользу из открытия. Один только Мичурин вошел в науку как создатель свыше 300
видов растений. Страшно представить, на что способны современные ученые. Будем
надеяться, что люди не навредят сами себе, как это уже не раз случалось...
X. Приложения.
Иван Владимирович Мичурин (1855-1935 гг.)
Иван Владимирович Мичурин родился в деревне Долгое Рязанской губернии. Будущий знаменитый селекционер, садовод и биолог, результаты исследовательских работ которого составили новую эпоху в развитии дарвинизма, учился в рязанской гимназии, из которой был исключен за "непочтительность к начальству".
Тяжелое материальное положение семьи вынудило семнадцатилетнего юношу
поступить конторщиком товарной станции Козлов Тамбовской губернии. Здесь на
берегу реки Лесной Воронеж Мичурин приобрел участок земли, на котором начал
длительные опыты, продолжавшиеся (с двухлетним перерывом в 1875-1877 гг.) до
конца его жизни, т.е. до
Благодаря исключительному трудолюбию Иван Мичурин, добился замечательных результатов - на небольшом участке земли он вырастил свыше 300 сортов яблонь, груш, вишен, черешен, слив, абрикосов, винограда и пр. Все его сорта отличаются сопротивляемостью климатическим условиям, большой урожайностью и регулярностью плодоношения. Это имело огромное хозяйственное значение, так как позволило продвинуть культурное садоводство на северные территории России.
Для создания новых сортов путем селекции и скрещивания Мичурин разработал новые методы выращивания растений: он получал гибриды растений из весьма отдаленных географических районов, притом сорта, не родственные друг другу, и скрещивал даже различные виды и семейства. Мичурин считал, что гибриды, получаемые таким путем, легче приспосабливаются к условиям внешней среды, легче акклиматизируются.
Трудности, возникавшие при оплодотворении неродственных форм, Мичурин преодолевал путем опыления обоих видов так называемым посредником.
Таким образом, он сначала скрещивал один вид с другим, близким ему генетически, и только потом пыльцой гибрида опылял отдаленный вид. Саженцы и семена полученных гибридов он подвергал специальному процессу закалки: регулировал почвенные условия, влажность и др.
На основе проведенных экспериментов И. В. Мичурин сделал выводы, которые получили развитие в работах его учеников и были названы мичуринской наукой.
Однако не все выводы его последователей были подтверждены позднейшими исследованиями. Но некоторые обобщения сохранили научную ценность и получили высокую оценку. И. В. Мичурин был принят в Академию Наук и Академию сельскохозяйственных наук. В честь ученого город Козлов переименован в Мичуринск.
XI. Список использованной литературы.
üШикман А.П., Деятели
отечественнойистории.Биографическийсправочник. М.,
üБиологический
энциклопедический словарь, М.,
üСельскохозяйственный энциклопедический
словарь, М.,
üСеребровский А.С., Селекция
растений и животных, М.,
üС.И.Исаев,"Селекция как
эволюция, управляемая человеком",
üКазимеж Греб, «Шеренга великих биологов»,Москва издательство, «Наша Ксенгарня», 1971 год.
[1] Наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных животных, теоретическая основа животноводства.
[2] Белка и его аминокислотного состава, жиров, крахмала, сахаров.
[3] Кормовые дрожжи, незаменимые аминокислоты, витамины, ферменты, кормовые и ветеринарные антибиотики.