Reproducție, baze de reproducție

Selecția - știința de a crea noi și îmbunătățirea raselor de animale existente și soiuri de plante, tulpini de microorganisme. Selecția se bazează pe tehnici precum hibridizare și selecție. Baza teoretică de selecție este genetică.

Pentru a răspunde cu succes provocărilor cu care se confruntă selecția, academicianul Vavilov individualizata valoare:

Studiul de înaltă calitate, specii și diversitatea generică a culturii suntem interesați;

Influența mediului asupra dezvoltării caracteristicilor de interes pentru amelioratorului;

Studiul variabilității genetice;

Cunoașterea modelelor de succesiune de hibridizare;

proces de selecție Caracteristici pentru auto sau perekrestnoopyliteley;

strategie de selecție artificială.

Rase, soiuri, tulpini - create în mod artificial populațiile umane de organisme cu caracteristici fixe genetic: productivitatea, caracteristicile morfologice, fiziologice.

Fiecare rasa de animale. o varietate de plante. tulpina de microorganisme adaptate la condiții specifice, astfel încât în ​​fiecare zonă a țării noastre sunt specializate stații de testare diferite și ferme de creștere pentru comparație și validarea unor noi soiuri și rase.

Pentru operarea cu succes soiul soiul crescătorului trebuie materie primă în acest scop, are o colecție de soiuri de plante cultivate Vavilov și strămoșii lor sălbatice din întreaga lume. În 1940, au existat 300 de mii. Mostre ale Institutului Unional al industriei de plante. Dar din punctul de vedere al Lysenko, care a luat în timp ce poziții în domeniul științei biologice și România lider consideră că un rol decisiv în crearea de noi forme de joc de mediu, această colecție nu a fost necesară. pentru a reface activitatea de colectare a fost oprit. În prezent, colectarea actualizată și este baza pentru activitatea privind selectarea oricărei culturi.

Vavilov a stabilit un centru de origine, în cazul în care cele mai mari specii și diversitatea soiurilor de plante cultivate.

Centrul de origine (de NI Vavilov).

Fig. 340. Plante diploid (2n = 16), tetraploid (2n = 32) hrisca.

4. polenizare încrucișată de auto-polenizarea face posibilă combinarea proprietăților diferitelor soiuri. Să vedem cum este practic realizată pentru a crea noi soiuri de grâu. În flori de o plantă de un anterelor fel sunt îndepărtate de lângă bancă cu apă a pus alte soiuri de plante, două soiuri de plante și sunt acoperite de un izolator comun. Rezultatul este un ameliorator de semințe hibride care combină atributele dorite ale diferitelor soiuri.

5. O metodă foarte promițătoare pentru obținerea poliploizilor, în poliploizilor plantele au o greutate mai mare de organe vegetative, au fructe mai mari și semințe. Multe culturi sunt poliploizilor naturale: grâu, cartof, soiuri selecționate hrișcă poliploide, sfeclă de zahăr.

Speciile în care un multiplu este multiplicat cu aceeași genă, numită autopoliploidami. Metoda clasică de producere de prelucrare material săditor poliploizilor este colchicină. Acest lucru blochează compus formarea microtubulilor fusului în timpul mitozei în celulele set de cromozomi dublat, celulele au devenit tetraploid (Fig. 340).

6. hibridare - trecere plante care aparțin unor specii diferite. Dar hibrizi sunt de obicei îndepărtate sterile, pentru că ei au rupt meioza (două seturi haploide de cromozomi din specii diferite nu sunt conjugate), și nu formează gameți.

În 1924, om de știință sovietic G.D.Karpechenko a fost prolific hibrid intergenuri. Împături ridiche (2n = 18 cromozomi redechnyh) si varza (2n = 18 cromozomi varză). In hibrizi in cromozomi diploizi a fost de 18: 9 9 redechnyh și varză, dar varza si redechnye cromozomi meioză nu sunt conjugate, a fost un hibrid steril.

Cu ajutorul colchicina G.D.Karpechenko a reușit să dubleze cromozom set hibrid celule poliploide au devenit 36 ​​de cromozomi în timpul meiozei redechnye (9 + 9) conjugat la redechnymi cromozom, varza (9 + 9), cu varză.

Fecunditatea a fost restaurat. hibrizi în acest fel au fost obținute din grâu secară (triticale), (Fig. 341) hibrizi de grâu și wheatgrass, și altele. Formele în care diferitele gene au fuzionat într-un singur corp, iar apoi de mărire a acestora, denumit allopolyploids.

Fig. 341. Restaurarea fertilității varză-redechnogo hibrid.

7. Utilizarea mutațiilor somatice utile pentru creșterea plantelor cu înmulțire vegetativă, utilizate în activitatea sa chiar IVMichurin. Cu propagare vegetativă poate salva mutație somatică utilă. Mai mult, doar cu ajutorul proprietăților de propagare vegetativă a multor soiuri depozitate de culturi de fructe.

8. mutageneză experimentală se bazează pe descoperirea diferitelor expunerea la radiatii pentru a produce mutații, precum și utilizarea de mutageni chimici. Mutageni posibilă obținerea unei game largi de mutații diferite în lume acum stabilit mai mult de o mie de soiuri, ceea ce duce coborât din plantele mutante individuale obținute după expunerea la mutageni.

Multe metode au fost propuse de reproducere a plantelor IV Miciurin. Folosind metoda de proprietăți hibride Mentor IVMichurin a căutat schimbări în direcția dorită. De exemplu, dacă hibridul a fost de a îmbunătăți palatabilitatea nevoie în butași lui coroană au fost grefate cu organismul părinte care are un gust bun; sau o plantă hibrid grefată pe rizomi, spre care a fost necesară schimbarea calității hibrid. IVMichurin subliniat posibilitatea de a controla dominația anumitor trăsături în dezvoltarea hibrid. Pentru a face acest lucru în stadii incipiente de dezvoltare trebuie să fie influența unor factori externi. De exemplu, în cazul în care hibrizii sunt cultivate în teren deschis, pe soluri sărace, crescând rezistența lor la îngheț.

Metodele de bază de animale de reproducție

În creșterea animalelor, în comparație cu creșterea plantelor, există o serie de caracteristici. În primul rând, animalul este reproducerea în principal tipic sexuală. astfel încât orice rasa este un sistem complex de heterozigot. Evaluarea calităților de sex masculin, care se pare că acestea nu apar (producția de ouă, conținut de grăsime), progenitura estimate și descendență. În al doilea rând, ei au adesea maturitatea sexuală târzie, o schimbare de generații are loc în câțiva ani. În al treilea rând, puii de câteva.

Principalele metode de animale de reproducție sunt hibridizare și selecție. Distinge aceleași metode de trecere - consangvinizarea, endogamie, și nu are legătură - outbreeding. Consangvinizarea, precum și în plante, ceea ce duce la depresie. Selectarea animalelor se realizează pe exterior (structura externă a anumitor parametri), ca el este criteriul rasei.

1. intrabreed cre tere care vizează menținerea și îmbunătățirea rasei. Aproape exprimat în selectarea celor mai buni producători, sacrificarea animalelor care nu îndeplinesc standardele de rasă. Fermele de creștere sunt realizate registre genealogice care să reflecte pedigree, exterior și productivitatea animalelor pentru multe generații.

2. încrucișa folosit pentru a crea o nouă rasă. Acesta este adesea efectuată endogamie, părinții sunt încrucișate cu puii, surorile și frații mei, ajută pentru a obține un număr mai mare de persoane care posedă proprietățile dorite. Consangvinizarea este însoțită de o selecție permanentă de greu, de obicei primesc câteva linii, iar apoi face trecerea diferitelor linii.

Un bun exemplu este dedus academician porci M.F.Ivanovym rasa - ucraineană de stepă albă. In timp ce aceasta rasa scroafe folosite porcine locale din Ucraina, cu greutate redusă și o calitate scăzută de carne și grăsime, dar bine adaptate la condițiile locale. Masculii vierii care produc erau albi rasa britanica. semințe hibrid a fost vieri metiși din nou cu limba engleză, a fost aplicată pe parcursul mai multor generații de endogamie, au fost preparate linii curate, care sunt obținute prin încrucișarea fondatorii noilor rase care calitatea cărnii și greutatea nu a fost diferită de rasele în engleză suportabilitatii - de la porci din Ucraina.

3. Utilizarea efectului heterozis. De multe ori, atunci când încrucișării în prima generație prezentat efectul heterozisului, animalele heterosis diferă precocitatea și de carne a crescut productivitatea. De exemplu, prin traversarea a două rase de pui de carne obținute pui broiler heterotice atunci când au trecut dyurokdzherseyskoy și Berkshire rase de porci obținute de maturare a porcilor cu o masă mare și de bună calitate de carne și grăsime.

4. Testul se efectuează asupra puilor pentru selectarea masculi care nu a manifestat anumite calități (randament de lapte și conținutul de grăsime al taurilor, producția cocoși de ou). În acest scop, producătorii de masculi imperecheate cu mai multe femele, să evalueze productivitatea și calitatea altor fiice, comparându-le cu părintele și cu sredneporodnymi.

5. Inseminarea artificială este utilizată pentru a produce descendenți de sex masculin de cei mai buni producători, mai ales ca celulele germinale pot fi depozitate la temperatura azotului lichid, în orice moment.

6. Utilizarea superovulație și transplant de vaci restante hormonale pot dura zeci de embrioni pe an, iar apoi le implantează in alte vaci, embrionii sunt menținute la aceeași temperatură de azot lichid. Acest lucru face posibilă creșterea de mai multe ori numărul de copii de producători importanți.

7. hibridizare. încrucișării, cunoscut inca din cele mai vechi timpuri. Cel mai adesea, hibrizi interspecifici sunt sterile, au perturbat meiozei, ceea ce duce la perturbarea gametogeneza. Din cele mai vechi timpuri oamenii folosesc o iapă hibrid cu un măgar - catâr, care se caracterizeaza prin rezistenta si longevitate. Dar, uneori, gametogeneza la hibrizii de la distanță continuă în mod normal, care a furnizat noi rase de animale valoroase. Un exemplu este arharomerinosy ca, argalul, ei pot pasc în munți, precum și Merino, da un strat bun. S-a obținut hibrizi fertil prin încrucișarea bovine locale cu iaci și zebus. Când a traversat și sterlets beluga obținut hibrid prolific - Bester, dihori și nurci - hibrid dihorul-nurcă, hibrid între crap productiv și crap.

Selecția microorganismelor. biotehnologie

creșterea tradițională de microorganisme (în special bacterii și fungi), bazate pe mutageneza experimentală și selecție a tulpinilor cele mai productive. Dar există unele caracteristici. genomului haploid de bacterii, orice mutații apar în prima generație. Deși probabilitatea de apariție a unei mutații naturale în microorganisme este la fel ca toate celelalte organisme (1 mutatie 1 milion. Specimenele pentru fiecare genă), dar rata foarte mare de reproducere face posibilă descoperirea mutației utilă a genei de interes pentru cercetători.

Ca rezultat, mutageneza și selecția artificială a fost crescută tulpini fungice productivitate Penicillium mai mult de 1000 de ori. produse ale industriei microbiologice sunt utilizate în coacere, fabricarea berii, fabricarea vinului, prepararea multor produse lactate. Folosind industria microbiologică primesc antibiotice. aminoacizi. proteine, hormoni, enzime diferite, vitamine și multe altele.

Microorganismele folosite pentru purificarea biologică a apelor reziduale, a îmbunătăți calitatea solului. În metodele dezvoltate în prezent pentru producerea de mangan, cupru și crom în dezvoltarea vechiului haldele minelor de bacterii care metodele de producție convenționale dezavantajoase economic.

Biotehnologie - utilizarea organismelor și a proceselor biologice care trăiesc în producția de substanțe necesare pentru persoana. Obiecte ale biotehnologiei sunt bacterii, fungi, celule de plante și țesuturi animale. Ele sunt cultivate pe medii nutritive în bioreactoare speciale.

Cele mai recente tehnici de reproducere microorganismelor. plante și animale sunt cromozomiale celule si inginerie genetica.

ingineria genetică

Metodele se bazează pe izolarea genei din genomul unui organism și introducerea acesteia în genomul unui alt organism. „Taierea“ genelor este realizată prin utilizarea „foarfece genetice“ enzime speciale - gena enzimei de restricție și apoi cusute într-un vector - o plasmidă, prin care gena este introdusă în bacterie (Figura 342.). Introducerea prin intermediul unui alt grup de enzime - ligazele. Mai mult, vectorul trebuie să conțină tot ce este necesar pentru a controla funcționarea genei - promotor, terminator, gena operator și un regulator de gene. În plus, vectorul trebuie să conțină gene marker care conferă celulei receptoare noi proprietăți care disting această celulă din celula originală. Vectorul este apoi introdus în bacterie, iar ultima etapă a acestor bacterii sunt selectate in care a introdus gene sunt de lucru cu succes.

Fig. 342. Formarea plasmidelor recombinante.

subiect preferat inginerii genetice - E. coli. bacterii care trăiesc în intestinul uman. Cu ajutorul get de hormon de creștere - hormon de creștere, insulina, care este folosit pentru a obține de la pancreases de vaci și porci, interferon de proteine, care ajută să facă față cu infecția virală.

A doua cale - prin sinteza genei artificiale. În acest scop, mARN prin enzima transcriptază inversă asupra ADN-ului ARNm sintetizat.

Metode de inginerie cromozomului.

Un grup de metode se bazează pe introducerea genotipul unei perechi de cromozomi organism plantă omoloage ale altora, care controlează dezvoltarea atributele necesare, sau o substituție a unei perechi de cromozomi omologi la celălalt. Acesta implică metode de preparare a liniilor substituite și modificate. prin care în plante colectate semne, aproximând la crearea unui „grad ideal“.

O metodă foarte promițătoare pentru haploide. bazată pe cultivarea plantelor haploide urmata de dublarea cromozomilor. De exemplu, granulele de polen au fost cultivate din plantele de porumb haploizi care conțin 10 cromozomi, iar apoi dublu cromozom pentru a obține diploide (10 perechi de cromozomi) plante complet homozigote pentru doar cu 2 - 3 ani în loc de 6 - 8 ani de consangvinizare. Aceasta poate fi atribuită pentru a obține plante poliploide ca rezultat al grosisment de cromozomi.

Metode de Inginerie Cell.

Cultivarea culturilor celulare. Metoda asociată cu cultivarea celulelor individuale, într-un mediu nutritiv, unde formează o cultură celulară. Sa dovedit că celulele vegetale și animale sunt plasate într-un mediu nutritiv care conține toate substanțele necesare pentru viață, capabili să împartă. Celulele plantelor poseda de asemenea proprietatea totipotența, adică, în anumite condiții, ei sunt capabili să formeze o instalație completă. Acest lucru face posibil cu ajutorul culturilor de celule pentru a obține substanțe valoroase. De exemplu, celulele de cultură ginseng acumularea substanței biologic active. Pe de altă parte, este posibil de a se propaga aceste plante în eprubete, prin plasarea celulelor într-un anumit mediu de cultură. Deci, este posibil să se propage plante rare și valoroase. Acesta vă permite să creați soiuri de cartofi fără viruși și alte plante.

hibridizare celulară. De exemplu, tehnica de hibridizare protoplaști de celule somatice. peretii celulelor sunt îndepărtate și topite celule protoplaste de organisme aparținând diferitelor specii - cartof și tomate, mere și cireșe. creație Promitator hibridoamelor în care hibridizarea este realizată din celule diferite. De exemplu, celulele care produc anticorpi care hibridizează cu celulele canceroase. Ca rezultat, aduce anticorpi hibridoma vreodată ca limfocite, și „nemuritor“, ca celulele canceroase. Prin urmare, ele sunt capabile de expansiune nelimitată în cultură.

Clonarea. O metodă interesantă de transfer nuclear de celule somatice în ou. In acest fel este posibil animalele de clonare care primesc copii genetice de la un organism. Există broasca acum clonat, primele rezultate ale clonarii la mamifere.

Crearea de animale himerice. Posibila fuziune a embrionilor în stadii incipiente, în acest fel au fost obținute embrioni de șoarece himeric la confluența șoarecilor albi și negri, o himeră oaie animal capră.