Селекция растений и животных: современные подходы и практические успехи

Селекция растений и животных

Селекция растений и животных выступает обширной и многоуровневой наукой, задачей которой является формирование новых сортов и пород, а также совершенствование свойств уже известных видов растений, животных и микроорганизмов для удовлетворения нужд человечества. Ключевая цель селекционных исследований - теоретически обосновать и практически реализовать эффективные методики отбора и скрещивания для получения особей с желательными признаками. Несмотря на некоторую универсальность, методы работы с растительным и животным материалом различаются из-за принципиальных биологических различий этих организмов.

Специфика селекции растений

Селекция растений затрагивает как теоретические разработки в области генетики, так и прикладные вопросы по получению новых сортов культурных растений. Работа в данной сфере опирается на множество методов селекции растений и животных, но при этом сохраняет специфические особенности, отличающие ее от селекции животных и микроорганизмов.

Успех селекционной деятельности во многом определяется разнообразием первичного исходного материала. Вклад в понимание этого вопроса внес Н.И. Вавилов, который со своими соратниками провел масштабные исследования, классифицировав так называемые центры происхождения культурных растений - территории, где формировались их разнообразные формы.

Основные центры происхождения и роль генофонда

Н.И. Вавилов выделил восемь важнейших регионов, обладающих максимальным генетическим разнообразием для целей селекции. Наиболее значимые из них:

• Восточноазиатский, или китайский: Источник культур, таких как соя, уникальные сорта лука, яблоневые деревья, разновидности проса, ячмень, баклажаны.
• Среднеазиатский регион: В этом центре зародились многие зернобобовые и пшеница мягких типов.
• Средиземноморская зона: Родина многих овощей, включая капусту, репу, лук репчатый, петрушку, а также ценные кормовые травы.
• Южноамериканская территория: Отсюда произошли такие важные культуры, как картофель, подсолнечник, арахис, ананас и даже какао.

На сегодняшний день дикие формы культурных растений, произрастающие на территориях этих центров, представляют собой золотой фонд для современного направления "селекция растений и животных". Для хранения и приумножения генетического разнообразия формируются национальные и международные коллекции семян, активно используемые в селекционных программах по улучшению и созданию новых сортов.

Особые методы в селекции растений

В современной селекции принято разделять растения на две крупные категории, что влияет на применяемые методы селекции растений и животных:

1. Травянистые однолетние и двулетние растения: Главным методом здесь считается массовый отбор, позволяющий выделить наиболее перспективные из большого числа особей по внешним признакам и показателям урожайности. Индивидуальный отбор для этой группы применяется ограниченно.
2. Древесные и кустарниковые многолетники: Для них основополагающим становится индивидуальный отбор, при котором каждое растение оценивается по отдельности на протяжении ряда лет.

В получении новых сортов ключевую роль играет техника самоопыления родственных особей, что приводит к формированию чистых (гомозиготных) линий. Такой подход универсален — из всех методов селекции растений и животных он используется почти для всех культур и создает базу для явления гетерозиса.

Еще один специфичный метод — полиплоидия, то есть искусственное повышение числа хромосом в клетках растений. Использование полиплоидии позволяет не только повысить урожайность, но и повысить устойчивость к заболеваниям, а также даже преодолевать невозможность скрещивания между определенными видами. Пример такого подхода - развитие высокоурожайных сортов свеклы либо ржи.

Не менее важно направление работы с соматическими (телесными) мутациями, поскольку растения способны вегетативно размножать редкие и полезные мутации вне зависимости от того, происходят ли они в половых клетках.

Метод прививки, или вегетативная гибридизация, имеет огромное значение в селекции древесных и кустарниковых плодово-ягодных культур. Такой способ активно развивал И.В. Мичурин, который также выдвинул концепцию управления доминированием признаков — это дало возможность закреплять ценные свойства гибридов.

Особенности и специфика селекции животных

Селекция животных — одно из приоритетных направлений развития сельскохозяйственной генетики. Она основана на комплексной системе подходов к отбору, скрещиванию, контролю воспроизводства и воспитанию домашних и сельскохозяйственных животных. Все основные методы селекции растений и животных применимы и в данной отрасли, однако их реализация отличается существенными нюансами.

Основные отличия заключаются в специфику размножения у животных:

• Отсутствует способность к бесполому и вегетативному размножению.
• Позднее наступление половой зрелости.
• Небольшая численность потомства за одно поколение.

Отбор при создании новых пород у представителей фауны практически всегда носит индивидуальный характер, потому что каждое животное ценно, требует внимания и значительных трудозатрат. Для сравнения: в растениеводстве один агроном управляет полем из тысяч растений, а в животноводстве за стадо из ста голов нередко отвечает целая команда работников.

Гибридизация животных и системы отбора

Гибридизация, как один из базовых методов селекции растений и животных, разрабатывается для животных в трех направлениях:

• Инбридинг — это скрещивание близкородственных особей, необходимое для закрепления желаемых черт и получения стабильных гомозиготных линий. Такой подход аналогичен самоопылению у растений и используется для углубления генофонда по определенным признакам.
• Аутбридинг или неродственное скрещивание — скрещивание между представителями разных пород одного вида с целью расширить генетическую изменчивость и получить новые полезные сочетания признаков. Эти результаты становятся основой для формирования более продуктивных и выносливых пород.
• Отдаленная гибридизация — скрещивание между разными видами. Как показывает практика, гибриды, например, мул (потомство лошади и осла), отличаются выдающимися трудовыми качествами, но зачастую оказываются стерильными, то есть не способны к дальнейшему воспроизводству.

Направленное воспитание, как дополнительный инструмент, обеспечивает максимальное проявление у животных генетически закрепленных положительных качеств — за счет индивидуального подхода, создавая специальные условия содержания, кормления и тренировки.

Селекция животных примеры можно найти во многих успешных работах отечественных и зарубежных ученых.