Что такое селекция и зачем она нужна?

Введение — это первая часть статьи, где рассматривается общая информация о теме селекции.

Селекция является одной из важнейших областей сельского хозяйства и биологии. Она основывается на выборе и сохранении наиболее ценных и желательных признаков у растений и животных, что позволяет улучшать их генетический потенциал.

Основная цель селекции заключается в создании новых сортов и пород, которые обладают улучшенными характеристиками, такими как высокая урожайность, сопротивляемость к болезням и вредителям, высокое качество продукции и другие полезные свойства.

Для достижения этих целей селекция использует различные методы, такие как селекция отбора, гибридизация, мутагенез и трансгенез. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения, и их применение зависит от целей и объектов селекции.

Дальнейшее развитие селекции связано с исследованием генетических механизмов наследования, а также применением новых технологий, таких как молекулярная селекция и генетическая инженерия.

В этой статье будут рассмотрены основные направления и методы селекции, закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова, проблемы и перспективы селекции, а также приведены примеры успешной селекции.

Надеюсь, что данная статья будет полезной и интересной для всех, кто интересуется селекцией и сельским хозяйством.

Основные направления и методы селекции

Селекция — наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов[^1^][1]. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении[^1^][1]. Селекцией называют также отрасль сельского хозяйства, занимающуюся выведением новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур и пород животных[^1^][1].

Основные методы селекции вообще и селекции растений в частности — отбор и гибридизация[^1^][1]. Для перекрёстноопыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами[^1^][1]. Отбор может быть индивидуальным, когда отбирают отдельные растения, или групповым, когда отбирают семейства или популяции[^2^][2]. Отбор может быть также направленным, когда заранее определяют целевые признаки, или ненаправленным, когда отбирают особи с наибольшей общей адаптивностью[^2^][2].

Гибридизация — скрещивание растений или животных разных сортов, пород, видов или родов[^1^][1]. Гибридизация позволяет получать новые комбинации признаков, которые могут быть полезны для селекции[^1^][1]. Гибридизация может быть интраспецифической, когда скрещивают особи одного вида, или межвидовой, когда скрещивают особи разных видов[^2^][2]. Гибридизация может быть также дистантной, когда скрещивают особи разных родов или семейств[^2^][2].

Кроме отбора и гибридизации, в селекции применяются и другие методы, такие как полиплоидия, мутагенез, подбор родительских пар, клеточная и генная инженерия, клонирование и другие[^3^][3]. Эти методы позволяют увеличивать изменчивость организмов, создавать новые генотипы, переносить гены между видами и копировать желаемые особи[^3^][3].

Основные направления селекции зависят от целей и задач, которые ставят перед селекционерами. Например, для растений это могут быть такие направления, как повышение урожайности, качества продукции, устойчивости к болезням, вредителям и неблагоприятным факторам среды, улучшение технологических и потребительских свойств, расширение ареалов культуры и т.д.[^4^][4]. Для животных это могут быть такие направления, как повышение плодовитости, продуктивности, качества продукции, устойчивости к болезням и стрессам, улучшение адаптивности к условиям содержания, уменьшение затрат на кормление и уход и т.д.[^4^][4].

В таблице приведены примеры успешной селекции растений и животных по разным направлениям.

Направление	Растение или животное	Сорт, порода или гибрид	Особенности
Урожайность	Пшеница	Сорт «Ломоносовский 37»	Высокая зимостойкость, устойчивость к болезням, высокое содержание белка в зерне[^5^][5]
Качество продукции	Картофель	Сорт «Российский размер»	Крупные и однородные клубни, высокое содержание крахмала, вкус и лежкость[^5^][5]
Устойчивость к болезням	Яблоня	Сорт «Антей»	Устойчивость к парше, мучнистой росе, цитоспорозу, высокая зимостойкость, крупноплодность[^5^][5]
Улучшение технологических свойств	Хлопок	Сорт «Ташкентский 6»	Высокая длина и прочность волокна, устойчивость к вертициллёзу, высокая урожайность[^5^][5]
Расширение ареалов культуры	Рис	Сорт «Кубанский 3»	Способность расти в засушливых условиях, высокая урожайность, качество зерна[^5^][5]
Плодовитость	Свинья	Порода «Большая белая»	Высокая плодовитость (10-12 поросят в приплоде), высокая молочность, быстрый рост, высокая мясность[^5^][5]
Продуктивность	Корова	Порода «Голштинская»	Высокая молочная продуктивность (до 10 тыс. литров молока в год), высокое содержание жира и белка в молоке, адаптивность к разным условиям содержания[^5^][5]
Качество продукции	Овца	Порода «Меринос»	Высокое качество шерсти, тонкость и длина волокна, высокая урожайность шерсти, устойчивость к болезням[^5^][5]
Устойчивость к стрессам	Курица	Порода «Леггорн»	Высокая яйценоскость (до 300 яиц в год), устойчивость к высоким и низким температурам, неприхотливость в кормлении[^5^][5]
Уменьшение затрат на к

Интересные идеи:

1. Селекция как инструмент повышения продуктивности: Одной из основных целей селекции является увеличение урожайности и качества сельскохозяйственных культур. За счет выборочного отбора и гибридизации можно получить растения с улучшенными свойствами, такими как высокая устойчивость к болезням, повышенная урожайность и лучшее качество плодов.

2. Важность сохранения генетического разнообразия: Селекция также играет важную роль в сохранении генетического разнообразия. При перекрестных опылениях и гибридизации разных сортов и видов растений происходит обмен генетическим материалом, что способствует расширению генетической основы и сохранению генетического разнообразия в популяциях.

3. Адаптация к изменяющимся условиям: Селекция также позволяет растениям адаптироваться к изменяющимся климатическим условиям и неблагоприятным факторам окружающей среды. Благодаря выбору растений с повышенной устойчивостью к засухам, холоду или другим экстремальным условиям, можно обеспечить высокую выживаемость и продуктивность в различных регионах.

4. Использование маркеров для селекции: Современные методы селекции включают использование молекулярных маркеров, которые позволяют отбирать растения с желаемыми генетическими свойствами. Это позволяет существенно ускорить процесс отбора и сделать его более точным.

5. Перспективы использования генной инженерии: Генная инженерия открывает новые возможности для селекции. С ее помощью можно вносить изменения в геном растений, включая добавление или удаление определенных генов. Это позволяет создавать сорта с уникальными свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова — это одно из важных открытий в области генетики и селекции растений, сделанное выдающимся советским ученым Николаем Ивановичем Вавиловым в 1920 году[^1^][1]. Этот закон описывает закономерности, которые связывают наследственную изменчивость родственных видов и родов растений. Согласно этому закону, родственные растения имеют сходные гены и порядки генов в хромосомах, которые определяют их фенотипические признаки. Таким образом, зная ряд форм и признаков у одного вида, можно предсказать наличие параллельных форм и признаков у других родственных видов и родов[^2^][2].

Вавилов сформулировал свой закон на основе многолетних исследований и экспедиций, в ходе которых он собрал огромную коллекцию семян и посевного материала различных культурных и диких растений со всего мира. Он изучал их морфологические, биологические и генетические особенности, а также их географическое распределение. Вавилов обнаружил, что у растений, происходящих из одного и того же центра происхождения, есть общие признаки, которые отличают их от растений из других центров. Он также заметил, что у растений, принадлежащих к одному и тому же роду или семейству, есть сходные ряды наследственной изменчивости, которые повторяются у разных видов. Например, у злаков, таких как пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза и рис, есть общие признаки, такие как форма и окраска колоса, наличие или отсутствие ости, узлы соломины с антоциановой окраской или без, форма и размер зерна и т.д. Эти признаки могут варьироваться в пределах определенных рядов, которые зависят от генетического состава растений[^3^][3].

Вавилов объяснял свое открытие тем, что наследственная изменчивость растений не является случайной, а подчиняется определенным законам, которые лежат в основе эволюционного процесса. Он считал, что гомологические ряды в наследственной изменчивости являются следствием гомологии генов и хромосом у родственных растений, которые сохраняются в течение длительного времени. Он также полагал, что гомологические ряды в наследственной изменчивости лежат в основе эволюционных параллелизмов и явления мимикрии, когда растения, приспосабливаясь к одинаковым условиям среды, приобретают сходные признаки[^4^][4].

Значение закона гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова для науки и практики очень велико. Этот закон позволяет установить родственные связи между разными видами и родами растений, определить их происхождение и эволюцию, а также выявить источники полезных генов и признаков для селекции. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова также помогает предсказывать наличие еще не обнаруженных форм и признаков у растений, которые могут быть использованы для создания новых сортов и гибридов. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова является одним из фундаментальных принципов генетики и селекции растений, который подтверждается современными методами молекулярной биологии и геномики[^5^][5].

Вот некоторые примеры успешной селекции растений, основанной на законе гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова:

• Создание высокоурожайных сортов пшеницы, обладающих устойчивостью к болезням и вредителям, за счет использования генов из диких видов пшеницы и родственных родов, таких как Aegilops, Triticum, Secale и др.
• Создание сортов картофеля, устойчивых к фитофторозу, за счет использования генов из диких видов картофеля, таких как Solanum demissum, S. bulbocastanum, S. stoloniferum и др.
• Создание сортов риса, способных расти в засоленных и заболоченных почвах, за счет использования генов из диких видов риса, таких как Oryza rufipogon, O. glumaepatula, O. longistaminata и др.

Таким образом, закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова — это уникальное научное открытие, которое открыло новые горизонты для изучения и совершенствования растений.

Пять удивительных фактов о селекции

Селекция — это наука, которая занимается созданием и улучшением пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Селекция помогает человеку получать продукты сельского хозяйства с высоким качеством и устойчивостью к болезням и вредителям. Но селекция — это не только практическая деятельность, но и увлекательная наука, которая имеет много интересных фактов. Вот некоторые из них:

1. Селекция началась задолго до появления генетики. Первые селекционеры были древними земледельцами и скотоводами, которые отбирали лучшие растения и животных для размножения. Они не знали о генах и хромосомах, но интуитивно понимали, что полезные свойства передаются по наследству. Так они создали множество сортов и пород, которые мы используем до сих пор[^1^][1].

2. Селекция может приводить к неожиданным результатам. Например, в 1930-х годах американский селекционер Лютер Бербанк скрестил томат и картофель, получив растение с томатами на стебле и картофелем в земле. Однако такой гибрид оказался невкусным и непригодным для выращивания. Его назвали «томтоф» или «картомат»[^2^][2].

3. Селекция может спасать виды от вымирания. Например, в 1980-х годах ученые обнаружили, что популяция черных носорогов в Африке сильно сократилась из-за браконьерства и потери среды обитания. Они решили использовать селекцию для увеличения численности и сохранения генетического разнообразия этого вида. Они отобрали самых здоровых и плодовитых особей и перевезли их в специальные заповедники, где они могли безопасно размножаться. Благодаря этому проекту популяция черных носорогов увеличилась с 2300 до 5000 особей за 30 лет[^3^][3].

4. Селекция может создавать новые виды. Например, в 1998 году ученые из Израиля и США скрестили два вида пшеницы — твердую и мягкую — и получили новый вид, который назвали тригокум. Этот вид обладает высокой урожайностью, богатым содержанием белка и устойчивостью к засухе и болезням. Тригокум может выращиваться в условиях, где другие виды пшеницы не могут.

5. Селекция может изменять внешний вид организмов. Например, в 2009 году японские ученые создали новый сорт розы, который имеет синие лепестки. Это было сделано с помощью генной инженерии, когда в ДНК розы был вставлен ген, отвечающий за синий цвет в других растениях. Такая роза называется «аполлон блю» и является первым синим цветком в мире.

Селекция началась задолго до появления генетики. Первые селекционеры были древними земледельцами и скотоводами, которые отбирали лучшие растения и животных для размножения. Они не знали о генах и хромосомах, но интуитивно понимали, что полезные свойства передаются по наследству. Так они создали множество сортов и пород, которые мы используем до сих пор[^1^][1].

Селекция может приводить к неожиданным результатам. Например, в 1930-х годах американский селекционер Лютер Бербанк скрестил томат и картофель, получив растение с томатами на стебле и картофелем в земле. Однако такой гибрид оказался невкусным и непригодным для выращивания. Его назвали «томтоф» или «картомат»[^2^][2].

Селекция может спасать виды от вымирания. Например, в 1980-х годах ученые обнаружили, что популяция черных носорогов в Африке сильно сократилась из-за браконьерства и потери среды обитания. Они решили использовать селекцию для увеличения численности и сохранения генетического разнообразия этого вида. Они отобрали самых здоровых и плодовитых особей и перевезли их в специальные заповедники, где они могли безопасно размножаться. Благодаря этому проекту популяция черных носорогов увеличилась с 2300 до 5000 особей за 30 лет[^3^][3].

Селекция может создавать новые виды. Например, в 1998 году ученые из Израиля и США скрестили два вида пшеницы — твердую и мягкую — и получили новый вид, который назвали тригокум. Этот вид обладает высокой урожайностью, богатым содержанием белка и устойчивостью к засухе и болезням. Тригокум может выращиваться в условиях, где другие виды пшеницы не могут.

Селекция может изменять внешний вид организмов. Например, в 2009 году японские ученые создали новый сорт розы, который имеет синие лепестки. Это было сделано с помощью генной инженерии, когда в ДНК розы был вставлен ген, отвечающий за синий цвет в других растениях. Такая роза называется «аполлон блю» и является первым синим цветком в мире.

Селекция началась задолго до появления генетики. Первые селекционеры были древними земледельцами и скотоводами, которые отбирали лучшие растения и животных для размножения. Они не знали о генах и хромосомах, но интуитивно понимали, что полезные свойства передаются по наследству. Так они создали множество сортов и пород, которые мы используем до сих пор[^1^][1].

Селекция может приводить к неожиданным результатам. Например, в 1930-х годах американский селекционер Лютер Бербанк скрестил томат и картофель, получив растение с томатами на стебле и картофелем в земле. Однако такой гибрид оказался невкусным и непригодным для выращивания. Его назвали «томтоф» или «картомат»[^2^][2].

Селекция может спасать виды от вымирания. Например, в 1980-х годах ученые обнаружили, что популяция черных носорогов в Африке сильно сократилась из-за браконьерства и потери среды обитания. Они решили использовать селекцию для увеличения численности и сохранения генетического разнообразия этого вида. Они отобрали самых здоровых и плодовитых особей и перевезли их в специальные заповедники, где они могли безопасно размножаться. Благодаря этому проекту популяция черных носорогов увеличилась с 2300 до 5000 особей за 30 лет[^3^][3].

Селекция может создавать новые виды. Например, в 1998 году ученые из Израиля и США скрестили два вида пшеницы — твердую и мягкую — и получили новый вид, который назвали тригокум. Этот вид обладает высокой урожайностью, богатым содержанием белка и устойчивостью к засухе и болезням. Тригокум может выращиваться в условиях, где другие виды пшеницы не могут.

Селекция может изменять внешний вид организмов. Например, в 2009 году японские ученые создали новый сорт розы, который имеет синие лепестки. Это было сделано с помощью генной инженерии, когда в ДНК розы был вставлен ген, отвечающий за синий цвет в других растениях. Такая роза называется «аполлон блю» и является первым синим цветком в мире.

Проблемы и перспективы селекции

Селекция, несомненно, является мощным инструментом в сельском хозяйстве и других отраслях, однако она также имеет свои проблемы и ограничения. Одной из основных проблем является потеря генетического разнообразия в популяциях, что может привести к ухудшению адаптивных возможностей организмов и увеличению их уязвимости перед новыми стихийными условиями или паразитическими атаками.

Кроме того, неконтролируемая селекция может приводить к переизбытку определенных генотипов, что может вызывать появление генетических заболеваний или других нежелательных фенотипических характеристик.

Одной из перспектив селекции является внедрение новых технологий и методов в процесс селекции. Например, с использованием генной инженерии можно получить растения с улучшенными сельскохозяйственными характеристиками, такими как повышенная урожайность или сопротивляемость к болезням.

Другой перспективой является развитие селекции на основе информационных технологий. С помощью компьютерного моделирования и анализа генетических данных можно более точно предсказать результаты селекции и ускорить процесс отбора по желаемым признакам.

Таким образом, селекция имеет как проблемы, так и перспективы, и дальнейшее развитие этой области может привести к созданию еще более эффективных и устойчивых культурных растений и животных.

Примеры успешной селекции

Селекция растений — это наука о максимизации положительных генетических свойств растений для получения желаемых эффектов. Благодаря селекции, человечество смогло вырастить обильные урожаи, устойчивые к вредителям, болезням и засухе, а также создать новые виды растений с улучшенными качествами. В этой части статьи мы рассмотрим некоторые примеры успешной селекции растений, которые повлияли на развитие сельского хозяйства и питания человека.

Один из примеров успешной селекции — это создание карликовых и полукарликовых сортов риса. Эти сорта обладают прочным стеблем и дают больший урожай зерна при удобрении. Их внедрение вместе с повышением уровня удобрения привело к значительному увеличению урожайности риса в Юго-Восточной Азии[^1^][4].

Еще один пример — это селекция капустных культур. Из одного дикого растения — капусты огородной (Brassica oleracea) — селекционеры вывели десятки сельскохозяйственных культур, таких как капуста, кольраби, брокколи и цветная капуста. Эти культуры отличаются по форме и размеру листьев, стеблей, соцветий и корней. Они так сильно изменились от своего дикого предка, что им трудно выжить в природе[^2^][5].

Селекция также позволяет создавать новые виды растений, которые не существуют в природе. Например, трицале — это гибрид пшеницы и ржи, который сочетает в себе высокую урожайность пшеницы и устойчивость ржи к неблагоприятным условиям. Трицале используется для кормления животных и производства муки[^3^][3].

Селекция также способствует улучшению качества продуктов питания. Например, селекционеры вывели сорта картофеля, которые содержат больше крахмала и меньше сахара, что делает их более подходящими для жарки. Также существуют сорта картофеля, которые имеют разнообразный цвет и форму клубней, что делает их более привлекательными для потребителей[^3^][3].

В заключение можно сказать, что селекция растений — это важный инструмент для удовлетворения потребностей человечества в пище, корме, энергии и других продуктах. Селекция растений основана на использовании генетического разнообразия, которое существует в природе, и на применении научных знаний о наследственности и геномике. Селекция растений продолжает открывать новые горизонты в сельском хозяйстве и способствует улучшению качества жизни людей.

Интересные факты о селекции

1. Кто считается основателем современной селекции растений?

Основателем современной селекции растений считается русский ученый Николай Иванович Вавилов, который в 1920-1930-е годы создал уникальную коллекцию семян и растений из разных регионов мира, изучил законы наследственной изменчивости растений и выделил центры происхождения культурных растений [^1^][1]. Вавилов также разработал теорию иммунитета растений к болезням и вредителям, а также теорию гомологических рядов, которая позволяет предсказывать появление новых признаков у растений при скрещивании [^2^][2].

2. Какая порода собак является результатом селекции?

Существует множество пород собак, которые являются результатом селекции, то есть искусственного отбора и скрещивания собак с определенными признаками. Одним из примеров такой породы является лабрадудль, который получен от скрещивания лабрадора-ретривера и пуделя [^3^][3]. Лабрадудли обладают дружелюбным характером, высокой интеллектуальной способностью и гипоаллергенной шерстью, которая не вызывает аллергии у людей [^3^][3]. Лабрадудли были выведены в 1980-х годах в Австралии с целью создания собак-помощников для людей с ограниченными возможностями [^3^][3].

3. Какая самая древняя культура, которая подвергалась селекции человеком?

Самой древней культурой, которая подвергалась селекции человеком, считается пшеница, которая была одомашнена около 10 тысяч лет назад в Юго-Западной Азии . Пшеница произошла от дикого злака, который имел мелкие и легко осыпающиеся зерна . Человек начал отбирать и сеять те растения, у которых зерна были крупнее и крепче держались на колосе . Таким образом, постепенно формировалась культурная пшеница, которая имеет более высокую урожайность и питательность .

4. Какой метод селекции используется для создания трансгенных растений и животных?

Для создания трансгенных растений и животных, то есть таких, в геном которых вводятся гены других видов, используется метод генной инженерии . Генная инженерия позволяет переносить гены, ответственные за определенные свойства, из одного организма в другой с помощью специальных векторов, таких как вирусы, бактерии или плазмиды . Таким образом, можно получать растения и животных с новыми признаками, например, устойчивыми к болезням, стрессу, сухости, холоду, соли и т.д. .

5. Как называется селекция, которая направлена на сохранение и восстановление угрожаемых видов?

Селекция, которая направлена на сохранение и восстановление угрожаемых видов, называется охранной селекцией . Охранная селекция применяется для поддержания генетического разнообразия и устойчивости популяций, которые находятся под угрозой исчезновения из-за потери среды обитания, браконьерства, загрязнения, инвазивных видов и т.д. . Охранная селекция может включать в себя различные методы, такие как искусственное оплодотворение, репродуктивная клонирование, криоконсервация генетического материала, пересадка особей, создание заповедников и резерватов .