Urval

Avel ( latin  seligere  - "att välja") är vetenskapen om metoder för att skapa nya och förbättra befintliga raser av djur, växtsorter och stammar av mikroorganismer. Selection utvecklar metoder för att påverka växter och djur för att förändra deras ärftliga egenskaper i den riktning som är nödvändig för människor [1] . Avel kallas också den gren av jordbruket som är engagerad i utvecklingen av nya sorter och hybrider av grödor och djurraser .

Historik

Ursprungligen baserades urval på artificiellt urval , när en person väljer växter eller djur med egenskaper av intresse för honom. Fram till 1500- och 1600-talen skedde urvalet oregelbundet och omodiskt: de bästa frukterna (för plantering) eller individer (för reproduktion) valdes ut för sådd, helt enkelt räknat med en upprepning av resultatet.

Först under de senaste århundradena, som ännu inte kände till genetikens lagar, började de använda urval medvetet och målmedvetet och korsade prover med uttalade användbara egenskaper.

Men genom selektion kan en person inte erhålla fundamentalt nya egenskaper i uppfödda organismer, eftersom det under selektion är möjligt att isolera endast de genotyper som redan finns i befolkningen . Därför, för att få nya raser och varianter av djur och växter , används hybridisering , korsning av växter med önskvärda egenskaper och sedan väljs från avkomman de individer vars fördelaktiga egenskaper är mest uttalade. Till exempel har en vetesort en stark stam och är resistent mot logi, medan en sort med ett tunt strå inte är infekterad med stamrost. När växter från två sorter korsas uppstår olika kombinationer av egenskaper hos avkomman. Men det är just de växter som väljs ut som samtidigt har ett starkt strå och inte lider av stamrost. Så skapas en ny sort .

Urval och genetik

I samband med utvecklingen av genetik fick selektion en ny impuls till utveckling. Genteknik gör att organismer målmedvetet kan modifieras. Slutligen, urvalet av de bästa görs redan, men bland artificiellt skapade genotyper .

Urval som vetenskap tog form först under de senaste decennierna. Förr var det mer en konst än en vetenskap. Färdigheter, kunskap och specifik erfarenhet, ofta klassificerad, tillhörde enskilda gårdar, som gick från generation till generation. Endast Darwins geni lyckades generalisera all denna enorma och disparata erfarenhet från det förflutna, och lade fram idén om naturligt och artificiellt urval som huvudfaktorn i evolutionen tillsammans med ärftlighet och variation.

- N. I. Vavilov . Hur man bygger en kurs i genetik, förädling och fröproduktion // Vernalisering . - 1939. - Nr 1 . - S. 131-135 . [2]

Allmän information

Den teoretiska grunden för avel är genetik , eftersom det är kunskapen om genetikens lagar som gör att du målmedvetet kan hantera fixeringen av mutationer , förutsäga resultaten av korsning och korrekt välja hybrider . Som ett resultat av tillämpningen av kunskap inom genetik var det möjligt att skapa mer än 10 tusen sorter av vete baserade på flera initiala vilda sorter, för att få nya stammar av mikroorganismer som utsöndrar matproteiner, medicinska substanser, vitaminer, etc.

Uppgifterna för modern avel inkluderar skapandet av nya och förbättringar av befintliga växtsorter, djurraser och stammar av mikroorganismer.

Många års avelsarbete har gjort det möjligt att föda upp många dussintals raser av tamkycklingar, som kännetecknas av hög äggproduktion, hög vikt, ljusa färger etc. Och deras gemensamma förfader är Banking-kycklingen från Sydostasien. Vilda representanter för krusbärssläktet växer inte på Rysslands territorium . Men på grundval av arten krusbär som avviker, som finns i västra Ukraina och Kaukasus, har mer än 300 sorter erhållits, av vilka många bär utmärkt frukt i Ryssland.

En enastående genetiker och uppfödare, akademiker N. I. Vavilov , skrev att uppfödare bör studera och ta hänsyn till följande huvudfaktorer i sitt arbete: den initiala sort- och artmångfalden av växter och djur; ärftlig variation; miljöns roll i utvecklingen och manifestationen av de egenskaper som uppfödaren kräver; arvsmönster under hybridisering ; former av artificiellt urval som syftar till att isolera och fixa de nödvändiga egenskaperna.

Växtförädling

De viktigaste metoderna för förädling i allmänhet och växtförädling i synnerhet är urval och hybridisering . För korspollinerade växter används massurval av individer med önskade egenskaper. Annars är det omöjligt att få fram material för vidare korsning. På så sätt får man till exempel nya rågsorter . Dessa sorter är inte genetiskt homogena. Om det är önskvärt att få en ren linje  - det vill säga en genetiskt homogen sort, används individuellt urval, där man genom självpollinering erhåller avkomma från en enda individ med de önskade egenskaperna. Många sorter av vete, kål, etc. erhölls med denna metod.

För att konsolidera användbara ärftliga egenskaper är det nödvändigt att öka homozygositeten hos en ny sort. Ibland används självpollinering av korspollinerade växter för detta. I detta fall kan de negativa effekterna av recessiva gener manifesteras fenotypiskt. Den främsta anledningen till detta är övergången av många gener till det homozygota tillståndet. I vilken organism som helst ackumuleras ogynnsamma mutantgener gradvis i genotypen. De är oftast recessiva och uppträder inte fenotypiskt. Men när de självpollinerar går de in i ett homozygott tillstånd, och en ogynnsam ärftlig förändring inträffar. I naturen, i självpollinerade växter, övergår recessiva mutanta gener snabbt till ett homozygott tillstånd, och sådana växter dör och utrotas av naturligt urval.

Trots de negativa effekterna av självpollinering används det ofta i korspollinerade växter för att erhålla homozygota ("rena") linjer med de önskade egenskaperna. Detta leder till en minskning av avkastningen. Men då genomförs korspollinering mellan olika självpollinerande linjer och som ett resultat får man i vissa fall högavkastande hybrider som har de egenskaper som uppfödaren behöver. Detta är en metod för interline-hybridisering, där effekten av heteros ofta observeras : hybrider av den första generationen har ett högt utbyte och motståndskraft mot negativa effekter. Heterosis är typisk för hybrider av den första generationen, som erhålls genom att korsa inte bara olika linjer, utan också olika sorter och till och med arter. Effekten av heterozygot (eller hybrid) kraft är stark endast i den första hybridgenerationen, och minskar gradvis i efterföljande generationer. Huvudorsaken till heteros är elimineringen av den skadliga manifestationen av ackumulerade recessiva gener i hybrider. En annan orsak är kombinationen av dominanta gener från föräldraindivider i hybrider och den ömsesidiga förstärkningen av deras effekter.

I växtförädling används experimentell polyploidi i stor utsträckning , eftersom polyploider kännetecknas av snabb tillväxt, stor storlek och hög avkastning. Inom jordbruket används triploida sockerbetor , fyrploidklöver , råg och durumvete, samt sexploid mjukt vete i stor utsträckning. Konstgjorda polyploider erhålls med hjälp av kemikalier som förstör delningsspindeln , som ett resultat av vilket de dubblerade kromosomerna inte kan spridas, kvar i en kärna. Ett sådant ämne är kolchicin . Användningen av kolchicin för att producera artificiella polyploider är ett exempel på artificiell mutagenes som används i växtförädling.

Genom artificiell mutagenes och efterföljande urval av mutanter erhölls nya högavkastande sorter av korn och vete. Med samma metoder var det möjligt att få fram nya svampstammar som producerar 20 gånger mer antibiotika än de ursprungliga formerna. Under de senaste 70 åren har mer än 2250 sorter av jordbruksväxter odlats fram, skapade med hjälp av fysisk och kemisk mutagenes. Dessa är sorter av ris, vete, korn, bomull, raps, solros, grapefrukt, äpplen, bananer och många andra växter. Av dessa är 70 % direkt mutanter och 30 % är resultatet av korsande mutanter. Kemisk mutagenes används relativt sällan, gammastrålning (64 %) och röntgenstrålning (22 %) används oftast [3] .

När man skapar nya sorter med artificiell mutagenes använder forskare lagen om homolog serie av N. I. Vavilov. En organism som fått nya egenskaper till följd av en mutation kallas mutant . De flesta mutanter har minskad livsduglighet och såras bort i processen med naturligt urval. För utveckling eller urval av nya raser och sorter behövs de sällsynta individer som har gynnsamma eller neutrala mutationer.

En av prestationerna med modern genetik och avel är att övervinna infertiliteten hos interspecifika hybrider. För första gången lyckades G.D. Karpechenko göra detta när han skaffade en kål-rädishybrid. Som ett resultat av avlägsna hybridisering erhölls en ny odlad växt - triticale  - en hybrid av vete och råg. Fjärrhybridisering används ofta i fruktodling.

Djuruppfödning

Funktioner

De grundläggande principerna för djuruppfödning skiljer sig inte från principerna för växtförädling. Men urvalet av djur har vissa egenskaper: de kännetecknas endast av sexuell reproduktion; mestadels mycket sällsynt generationsväxling (hos de flesta djur efter några år); antalet individer i avkomman är litet. I avelsarbete med djur är därför analysen av stamtavlan, kvaliteten på avkomman och helheten av yttre egenskaper, eller det yttre, karakteristiskt för en viss ras, av stor betydelse.

Domesticering

En av människans viktigaste prestationer vid gryningen av hans bildande och utveckling (10-12 tusen år sedan) var skapandet av en konstant och ganska pålitlig matkälla genom att tama vilda djur. Huvudfaktorn i domesticering är det artificiella urvalet av organismer som uppfyller mänskliga krav. Tamdjur har högt utvecklade individuella egenskaper, ofta värdelösa eller till och med skadliga för deras existens under naturliga förhållanden, men användbara för människor. Till exempel saknar förmågan hos vissa kycklingraser att producera mer än 300 ägg per år biologisk betydelse, eftersom en kyckling inte kommer att kunna ruva ett sådant antal ägg. Därför, under naturliga förhållanden, kan domesticerade former inte existera.

Domesticering ledde till en försvagning av effekten av att stabilisera urvalet, vilket kraftigt ökade variationsnivån och utökade dess utbud. Samtidigt åtföljdes domesticering av urval, först omedvetet (valet av de individer som såg bättre ut, hade en lugnare läggning, hade andra egenskaper värdefulla för människor), sedan medvetna eller metodiska. Den utbredda användningen av metodiskt urval syftar till bildning hos djur av vissa egenskaper som tillfredsställer människor.

Processen med domesticering av nya djur för att möta mänskliga behov fortsätter i vår tid. Till exempel, för att få fashionabla och högkvalitativa pälsar, har en ny gren av djurhållning skapats - pälsuppfödning.

Urval och typer av korsningar

Urvalet av föräldraformer och typer av korsning av djur utförs med hänsyn till det mål som uppfödaren har satt upp. Detta kan vara ett målmedvetet erhållande av ett visst exteriör, en ökning av mjölkproduktionen, mjölkfetthalt, köttkvalitet etc. Avelsdjur utvärderas inte bara utifrån yttre tecken, utan också utifrån avkommans ursprung och kvalitet. Därför är det nödvändigt att känna till deras stamtavla väl. På avelsgårdar, vid val av producenter, tas alltid hänsyn till stamtavlor, där de yttre egenskaperna och produktiviteten hos föräldraformerna utvärderas under ett antal generationer. Enligt förfädernas egenskaper, särskilt på moderlinjen, kan man med en viss sannolikhet bedöma om producenternas genotyp.

I avelsarbete med djur används främst två metoder för korsning: utavel och inavel.

Utavel, eller orelaterade korsningar mellan individer av samma ras eller olika djurraser, med ytterligare strikt urval, leder till bibehållande av användbara egenskaper och till att de stärks i kommande generationer.

Vid inavel används bröder och systrar eller föräldrar och avkomma (far-dotter, mor-son, kusiner, systrar etc.) som initiala former. Till viss del liknar sådan korsning självpollinering i växter, vilket också leder till en ökning av homozygositet och, som ett resultat, till konsolidering av ekonomiskt värdefulla egenskaper hos avkomman. Samtidigt sker homozygotisering för generna som styr den studerade egenskapen ju snabbare, desto mer närbesläktad korsning används för inavel. Men homozygotisering under inavel, som i fallet med växter, leder till att djuren försvagas, minskar deras motståndskraft mot miljöpåverkan och ökar sjukligheten. För att undvika detta är det nödvändigt att utföra ett strikt urval av individer med värdefulla ekonomiska egenskaper.

I avel är inavel vanligtvis bara ett steg i att förbättra en ras. Detta följs av korsning av olika interline-hybrider, som ett resultat av vilka oönskade recessiva alleler överförs till ett heterozygott tillstånd och de skadliga effekterna av inavel minskas markant.

Hos husdjur, som hos växter, observeras fenomenet heterosis: under korsning eller interspecifika korsningar upplever hybrider av den första generationen särskilt kraftfull utveckling och en ökning av livskraften. Ett klassiskt exempel på manifestationen av heteros är mulan  - en hybrid av ett sto och en åsna . Detta är ett starkt, tåligt djur som kan användas under mycket svårare förhållanden än föräldraformerna.

Heterosis används i stor utsträckning inom industriell fjäderfäuppfödning (ett exempel är slaktkycklingar) och grisuppfödning, eftersom den första generationen hybrider direkt används för ekonomiska ändamål.

avlägsen hybridisering. Fjärrhybridisering av husdjur är mindre effektiv än växter. Interspecifika hybrider av djur är ofta sterila. Samtidigt är återställandet av fertilitet hos djur en svårare uppgift, eftersom det är omöjligt att få polyploider baserat på multiplikationen av antalet kromosomer i dem. Sant, i vissa fall åtföljs avlägsen hybridisering av normal fusion av könsceller, normal meios och vidareutveckling av embryot, vilket gjorde det möjligt att erhålla några raser som kombinerar värdefulla egenskaper hos båda arterna som används i hybridisering. Till exempel, i Kazakstan, baserad på hybridiseringen av finfleeced får med vilda bergsfår argali, skapades en ny ras av finfleeced argali , som, liksom argali , betar på höga bergsbetesmarker som är otillgängliga för finfleeced merino . Förbättrade raser av lokala nötkreatur.

Prestationer av ryska och vitryska boskapsuppfödare

Uppfödare i Ryssland har nått betydande framgångar med att skapa nya och förbättra befintliga djurraser. Således kännetecknas Kostroma-rasen av nötkreatur av hög mjölkproduktivitet - mer än 10 tusen kg mjölk per år. Den sibiriska typen av den ryska kött- och ullrasen av får kännetecknas av hög kött- och ullproduktivitet. Medelvikten på avelsbaggar är 110-130 kg, och den genomsnittliga ullskjuvningen i ren fiber är 6-8 kg. Det finns också stora prestationer i urvalet av grisar, hästar, höns och många andra djur.

Som ett resultat av ett långt och målmedvetet urval och avelsarbete har forskare och utövare i Vitryssland fött upp en svart-vit typ av nötkreatur. Kor av denna ras under bra utfodrings- och hållningsförhållanden ger mjölkavkastning på 4-5 tusen kg mjölk med en fetthalt på 3,6-3,8% per år. Den genetiska potentialen för mjölkproduktiviteten hos den svartvita rasen är 6,0-7,5 tusen kg mjölk per laktation. Det finns cirka 300 tusen huvuden av denna typ av boskap i vitryska gårdar.

Raser av vitryska svartvita och stora vita grisar skapades av specialister från avelscentret för det vitryska forskningsinstitutet för djurhållning. Sådana raser av grisar kännetecknas av det faktum att djur når en levande vikt på 100 kg på 178-182 dagar vid kontrollgödning med en genomsnittlig daglig ökning på över 700 g, och avkomman är 9-12 smågrisar per gris.

Olika korsningar av kycklingar (till exempel Vitryssland-9) kännetecknas av hög äggproduktion: under 72 veckor av livet - 239-269 ägg med en genomsnittlig vikt på varje 60 g, vilket motsvarar indikatorerna för mycket produktiva korsningar vid internationella tävlingar .

Uppfödningsarbetet fortsätter att utvidgas, öka brådmogen och effektiviteten hos hästar i den vitryska draggruppen, förbättra fårens produktiva potential när det gäller ullklippning, levande vikt och fertilitet, för att skapa linjer och korsningar av köttänder, gäss, högproduktiva raser av karp och andra.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Mustafin A.G. Biologi. För utexaminerade från skolor och de som går in på universitet / red. prof. V.N. Yarygin. — 16:e uppl., stereotypt. - M. : KNORUS, 2015. - S. 146. - 584 sid. - ISBN 978-5-406-04138.
  2. ↑ Vavilov N. I. Teoretiska grunder för urval. — M .: Nauka , 1987. — S. 482. — 512 sid. - 4500 exemplar.
  3. ↑ Henk J. Schouten, Evert Jacobsen. Är mutationer i genetiskt modifierade växter farliga?  // Journal of Biomedicine and Biotechnology. - 2007-01-01. - T. 2007 . — ISSN 1110-7243 . - doi : 10.1155/2007/82612 . Arkiverad från originalet den 8 mars 2021.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger