Селекция – наука о выведении новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Для создания культурных сортов растений используются различные методы селекции.

Селекция

Большинство растений, которые употребляет в пищу современное человечество, являются результатом селекции (картофель, томаты, кукуруза, пшеница). На протяжении нескольких столетий люди выращивали дикорастущие растения, перейдя от собирательства к земледелию.

Результатами отбора растений являются:

  • высокая производительность;
  • пищевая ценность растений (например, содержание белка в пшенице);
  • улучшенный вкус;
  • устойчивость сельскохозяйственных культур к погодным условиям, болезням и вредителям;
  • раннее созревание плодов;
  • интенсивность развития (например, «реакция» на удобрение или полив).

Методы размножения растений

Рис. 1. Сравнение дикой и сельскохозяйственной кукурузы.

Селекция решила проблемы нехватки продовольствия и продолжает развиваться с внедрением методов генной инженерии. Селекционеры не только улучшают вкусовые качества и повышают продуктивность растений, но и делают их более полезными, богатыми витаминами и химическими элементами, важными для обмена веществ.

Для успешной селекции необходимо понимать закономерности наследования признаков, особенности влияния среды, способы размножения культивируемых растений.

Методы

Наиболее важными методами отбора являются:

  • искусственный отбор – отбор самцов для последующего скрещивания наиболее ценных особей;
  • гибридизация – процесс получения потомства от скрещивания разных генетических форм;
  • искусственный мутагенез – внесение изменений в наследственную информацию растений (мутации).

Искусственный отбор делится на два типа — индивидуальный (по генотипу) и массовый (по фенотипу). В первом случае важны характеристики конкретных растений и используются для самоопыляющихся видов; во втором отбирают группу перекрестноопыляемых растений с ценными характеристиками.

Существует два типа гибридизации:

  • внутривидовой – скрещиваются разные линии одного вида (например, гибрид огурца);
  • отдалённый – скрещиваются между собой разные виды и роды растений (гибрид капусты и редиса).

Классические способы селекции растений описаны в таблице.

Метод

Сущность

Примеры

Индивидуальный подбор

Проведено в отношении самоопыляющихся растений. Выводите отдельных особей с нужными признаками и получайте от них улучшенное потомство.

Пшеница, ячмень, горох

Массовый отбор

Выполнено в отношении перекрестноопыляемых растений. Растения скрещиваются массово. Из полученного потомства отбирают лучшие образцы и снова скрещивают. Можно повторять до тех пор, пока не разовьются желаемые качества растений.

Подсолнух

Инбридинг (инбридинг или самоопыление)

Возникает при самоопылении перекрестноопыляемых растений. В результате получают чистые (гомозиготные) линии для закрепления полученного признака. Происходит снижение жизнеспособности (инбредная депрессия), так как закрепляются не только полезные, но и вредные мутации.

Сорта груш и яблонь

Гибридизация (неродственное скрещивание)

Скрещиваются разные чистые линии внутри вида или разных типов растений. В первом поколении наблюдается эффект гетерозиса — превосходство потомства над родительскими формами за счет образования гетерозиготных форм.

Гибрид пшеницы и ржи (тритикале), гибрид смородины и крыжовника (йошта)

Искусственный мутагенез

Растения подвергаются ионизирующему излучению, химическому или биологическому воздействию, что приводит к мутациям. Метод усовершенствован с помощью генной инженерии — нужный ген можно «включить» или «выключить» вручную, не теряя при этом других полезных свойств.

Сорта пшеницы

Методы размножения растений

Рис. 2. Примеры гибридов.

Полученные в результате отдаленной гибридизации межвидовые гибриды у растений, как правило, бесплодны. Российский ученый Г. Д. Карпеченко решил проблему путем удвоения числа хромосом. За счет искусственно вызванной полиплоидии у капустно-редечного гибрида он впервые смог получить плодовитые гибриды, относящиеся к разным родам.

Методы размножения растений

Рис. 3. Преодоление бесплодия гибрида капусты и малины за счет удвоения числа хромосом.

Что мы узнали?

Из урока мы узнали о методах, используемых в селекции растений. Мы рассмотрели классические методы селекции – индивидуальный и массовый отбор, внутривидовую и отдалённую гибридизацию, искусственный мутагенез.