Mundarija: Kirish i-bob. Seleksiya fan sifatida

II-bob. Seleksiyaning genetik asoslari

2.1. Seleksiyaning genetik asoslari

Dastlab, odam o'zini qiziqtirgan o'simliklar yoki hayvonlarni tanlaganda, sun'iy tanlashga asoslangan. XVI-XVII asrlargacha. selektsiya ongsiz ravishda sodir bo'ldi, ya'ni odam, masalan, ekish uchun eng yaxshi, eng katta bug'doy urug'ini tanlab oldi, o'simliklarni o'zi kerak bo'lgan yo'nalishda o'zgartirmoqda deb o'ylamasdan.
Faqat o'tgan asrda, inson hali genetika qonunlarini bilmagan holda, uni eng ko'p qoniqtirgan o'simliklarni kesib o'tib, ongli ravishda yoki maqsadli ravishda tanlashdan foydalana boshladi.
Biroq, selektsiya usuli bilan odam nasldor organizmlarda tubdan yangi xususiyatlarni qo'lga kirita olmaydi, chunki selektsiya paytida faqat populyatsiyada mavjud bo'lgan genotiplarni ajratib olish mumkin. Shuning uchun hayvonlar va o'simliklarning yangi zotlari va navlarini olish uchun duragaylash (kesish), kerakli belgilarga ega bo'lgan o'simliklarni kesish va kelajakda nasldan foydali xususiyatlari eng aniq bo'lgan shaxslarni tanlash qo'llaniladi.
Zamonaviy seleksiya - bu fanning turli sohalari, qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi va uni kompleks qayta ishlashning uyg'unlashuvidan iborat bo'lgan inson faoliyatining keng sohasi. Selektsiya jarayonida organizmlarning turli guruhlarida barqaror irsiy o'zgarishlar sodir bo'ladi. N.I.ning obrazli ifodasiga ko'ra. Vavilov, "... tanlanish inson irodasi bilan boshqariladigan evolyutsiyadir". Ma'lumki, seleksiya yutuqlaridan Charlz Darvin asosiy qoidalarni asoslashda keng foydalangan. evolyutsiya nazariyasi. Zamonaviy seleksiya genetika yutuqlariga asoslanadi va samarali yuqori mahsuldor qishloq xo'jaligi va biotexnologiyaning asosidir.
Zamonaviy seleksiyaning vazifalari
Iqtisodiy foydali xususiyatlarga ega eski nav, zot va shtammlarni yaratish va takomillashtirish.
Sayyoramizning xom ashyo va energiya resurslaridan maksimal darajada foydalanish imkonini beruvchi texnologik yuqori mahsuldor biologik tizimlarni yaratish.
Vaqt birligida zot, nav va shtammlarning hosildorligini oshirish.
Mahsulotlarning iste'molchi sifatini oshirish.
Qo'shimcha mahsulotlar ulushini kamaytirish va ularni kompleks qayta ishlash.
Zararkunandalar va kasalliklardan yo'qotishlar ulushini kamaytirish.
Madaniy o'simliklarning xilma-xilligini o'rganishga eng katta hissa rus selektsioneri N.I. Vavilov.
"Ilmdagi eng kichik narsa uchun jonimni berganim uchun afsuslanmayman ..."
N.I. Vavilov 1887 yil 26 noyabrda Moskvada tug'ilgan. Tijorat maktabini tugatganida, u biolog bo'lishini allaqachon bilgan. 1906 yilda Nikolay Ivanovich Moskva qishloq xo'jaligi institutiga o'qishga kirdi. Talabalik yillaridayoq uning ajoyib fazilatlari namoyon bo'la boshladi.
1913 yilda N.I. Vavilov chet elga yuborilgan ilmiy ish. Mertonda (Angliya), bog'dorchilik institutining genetik laboratoriyasida. U erda u donlarning immuniteti bo'yicha tadqiqotlarini davom ettirdi.
Bir necha oy davomida Nikolay Ivanovich Kembrij universitetining genetika laboratoriyasida ishladi; Frantsiyada u Vilmorinning eng yirik urug'lik kompaniyasiga tashrif buyurdi va u erda u bilan tanishdi so'nggi yutuqlar urug'chilikda seleksiya, turli o'simlik navlarining sezgirligida. Eksperimentdan keng foydalangan holda olib borilgan ushbu tadqiqotlar natijalari "Yuqumli kasalliklarga o'simliklarning immuniteti" (1919) monografiyasida umumlashtirildi. 1917 yilda N. I. Vavilov Saratov oliy qishloq xo'jaligi kurslarida genetika, seleksiya va shaxsiy dehqonchilik kafedrasiga rahbarlik qilish uchun taklif oldi va Saratovga ko'chib o'tdi. Shu bilan birga, u turli qishloq xo'jaligi o'simliklari, birinchi navbatda, donli ekinlar navlarini keng ko'lamli dala o'rganishni davom ettirdi.
1923 yilda Moskvada birinchi Butunittifoq qishloq xo'jaligi ko'rgazmasini tashkil etishda faol ishtirok etdi. Vavilovning olim va fan tashkilotchisi sifatidagi nufuzi oshdi. 1924 yilda Amaliy botanika va seleksiya kafedrasi Xalq Komissarlari Soveti qoshidagi Butunittifoq amaliy botanika va yangi ekinlar institutiga aylantirildi (1930 yildan - Butunittifoq VIR oʻsimlikchilik instituti), N.I.Vavilov tasdiqlandi. uning direktori sifatida. 1920-yillarning oxiriga kelib, Butunittifoq amaliy botanika va yangi madaniyatlar instituti dunyodagi eng yirik va mashhur institutlardan biriga aylandi. ilmiy markazlar madaniy o'simliklarni o'rganish uchun. Vavilov butun kuchini qishloq xo'jaligini yangi bosqichga ko'tarishga sarfladi. Gulagda ochlikdan o'lib, o'z vatani, butun insoniyat haqida o'yladi. Insoniyatni ochlikdan qutqaradigan va oziq-ovqatga bo'lgan o'sib borayotgan ehtiyojni qondiradigan o'simliklarning yangi navlarini yaratishga qodir bo'lgan fan - genetika zarurligini isbotlash uchun. Nikolay Ivanovichning yorqin va ajoyib hayoti uzoq vaqt davomida tadqiqotchilar e'tiborini tortadi. Yoshlarimiz olimning jasorati deyish mumkin bo‘lgan bu buyuk hayotni bilishi, undan fidokorona mehnat qilishni, o‘z vatanini, ilm-fanini sevishni o‘rganishi kerak.
N.I.ning ta'limotlari. Vavilov madaniy o'simliklarning kelib chiqishi haqida
Manba materiali haqidagi ta'limot zamonaviy seleksiyaning asosidir. Manba materiali irsiy o'zgaruvchanlik manbai bo'lib xizmat qiladi - sun'iy tanlash uchun asos. N.I. Vavilov yer yuzida madaniy o'simliklarning genetik xilma-xilligi yuqori bo'lgan hududlar mavjudligini aniqladi va madaniy o'simliklarning asosiy kelib chiqish markazlarini aniqladi.
Madaniy o'simliklarning kelib chiqish markazlari
Har bir markaz uchun unga xos bo'lgan eng muhim qishloq xo'jaligi ekinlari belgilangan.
1. Tropik markaz - tropik Hindiston, Indochina, Janubiy Xitoy va Janubi-Sharqiy Osiyo orollari hududlarini o'z ichiga oladi. Dunyo aholisining kamida to'rtdan biri hali ham tropik Osiyoda yashaydi. Ilgari bu hududning nisbiy aholisi yanada muhimroq edi. Hozirda yetishtirilayotgan oʻsimliklarning uchdan bir qismi shu markazdan olingan. Bu guruch, shakarqamish, choy, limon, apelsin, banan, baqlajon kabi o'simliklarning vatani. katta raqam tropik meva va sabzavotlar.
2. Sharqiy Osiyo markazi - Markaziy va Sharqiy Xitoyning moʻʼtadil va subtropik qismlari, Koreya, Yaponiya va taxminan koʻp qismini oʻz ichiga oladi. Tayvan. Dunyo aholisining qariyb to'rtdan biri ham shu hududda yashaydi. Dunyo madaniy florasining taxminan 20% Sharqiy Osiyodan kelib chiqadi. Bu soya, tariq, xurmo va boshqa ko'plab sabzavot va meva ekinlari kabi o'simliklarning vatani.
3. Janubi-gʻarbiy Osiyo markazi - ichki togʻli Kichik Osiyo (Anadolu), Eron, Afgʻoniston, Oʻrta Osiyo va Shimoliy-Gʻarbiy Hindiston hududlarini oʻz ichiga oladi. Kavkaz ham bu erga qo'shni bo'lib, madaniy flora, tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, genetik jihatdan G'arbiy Osiyo bilan bog'liq. Yumshoq bug'doy, javdar, suli, arpa, no'xat, poliz ekinlarining vatani.
Ushbu markazni quyidagi o'choqlarga bo'lish mumkin:
a) bug'doy, javdar va mevalarning ko'plab original turlari bilan kavkaz. Bug'doy va javdar uchun, qiyosiy tadqiqotlar tomonidan ko'rsatilgandek, bu ularning turlarining kelib chiqishining eng muhim dunyo diqqat markazidir;
b) G'arbiy Osiyo, jumladan Kichik Osiyo, Ichki Suriya va Falastin, Transiordaniya, Eron, Shimoliy Afg'oniston va Markaziy Osiyo Xitoy Turkistoni bilan birga;
c) Shimoliy-G'arbiy Hindiston, jumladan, Panjob va unga tutash Shimoliy Hindiston va Kashmir viloyatlaridan tashqari, shuningdek, Balujiston va Janubiy Afg'oniston.
4. O‘rta yer dengizi markazi – O‘rta yer dengizi sohillarida joylashgan mamlakatlarni o‘z ichiga oladi. Bu ajoyib geografik markaz, o'tmishda eng buyuk bilan ajralib turadi qadimgi sivilizatsiyalar, madaniy o'simlik turlarining taxminan 10% ni keltirib chiqardi. Ular orasida qattiq bug'doy, karam, lavlagi, sabzi, zig'ir, uzum, zaytun va boshqa ko'plab sabzavot va yem-xashak ekinlari mavjud.
5. Habashlar markazi. Umumiy soni Habashiston bilan bog'liq madaniy o'simliklar turlari dunyo madaniy florasining 4% dan oshmaydi. Habashiston bir qator endemik turlar va hatto madaniy o'simliklar avlodlari bilan tavsiflanadi. Ular orasida kofe daraxti, tarvuz, yorma kabilar bor.Yangi dunyoda asosiy madaniy o'simliklarning turlarini aniqlashning ikkita markazini hayratlanarli darajada qattiq mahalliylashtirish o'rnatilgan.
6. Katta hududni egallagan Markaziy Amerika markazi Shimoliy Amerika shu jumladan janubiy Meksika. Ushbu markazda uchta markazni ajratib ko'rsatish mumkin:
a) Meksikaning janubiy tog'lari,
b) Markaziy Amerika;
c) G'arbiy Hindiston oroli.
Har xil madaniy o'simliklarning 8% ga yaqini Markaziy Amerika markazidan makkajo'xori, kungaboqar, Amerika uzun paxta, kakao (shokolad daraxti), bir qator loviya, qovoq, ko'plab mevalar (guayava, anon va avakado) kelib chiqadi.
7. And markazi, Janubiy Amerika ichida, And tizmasi bilan chegaralangan. Bu kartoshka va pomidorning vatani. Bu erda sinkona daraxti va koka butasi paydo bo'ladi. Ro'yxatda ko'rib turganingizdek geografik markazlar, madaniy o'simliklarning katta ko'pchiligining madaniyatiga dastlabki kiritilishi nafaqat boy flora bilan ajralib turadigan floristik hududlar, balki qadimgi tsivilizatsiyalar bilan ham bog'liq. O'tmishda sanab o'tilgan asosiy geografik markazlardan tashqarida yovvoyi floradan etishtirish uchun nisbatan kam sonli o'simliklar kiritilgan. Ko'rsatilgan yettita geografik markaz eng qadimgi dehqonchilik madaniyatiga mos keladi.
Janubiy Osiyo tropik markazi yuqori qadimiy hind va hindxitoy madaniyati bilan bog'liq. Oxirgi qazishmalar bu madaniyatning Oʻrta Osiyo bilan hamohang boʻlgan chuqur qadimiyligini koʻrsatdi. Sharqiy Osiyo markazi qadimgi Xitoy madaniyati bilan, Janubi-G‘arbiy Osiyo markazi esa Eron, Kichik Osiyo, Suriya, Falastin va Ossur-Bobiliyaning qadimgi madaniyati bilan bog‘liq. Miloddan avvalgi ko'p ming yilliklar davomida O'rta er dengizi etrusk, ellin va Misr madaniyatlarini jamlagan. O'ziga xos Habash madaniyati chuqur ildizlarga ega bo'lib, qadimgi Misr madaniyati bilan bir vaqtga to'g'ri keladi. Yangi dunyoda Markaziy Amerika markazi Kolumbgacha ilm-fan va san'atda katta muvaffaqiyatlarga erishgan buyuk Mayya madaniyati bilan bog'liq. And markazi Janubiy Amerika Inka va Inkagacha bo'lgan ajoyib tsivilizatsiyalar bilan rivojlanishda birlashtirilgan.
N.I. rahbarligida yig'ilgan to'plam namunalari. Vavilov, Leningradda N.I. tomonidan yaratilgan Butunittifoq o'simlik sanoati institutida (VIR) saqlangan. Vavilov 1930 yilda Butunittifoq amaliy botanika va yangi madaniyatlar instituti negizida (sobiq amaliy botanika va seleksiya kafedrasi, undan oldinroq - Amaliy botanika byurosi).
Buyuk hukmronlik yillarida Vatan urushi Leningradni qamal qilish paytida VIR xodimlari don ekinlari urug'ini yig'ishda tunu-kun navbatchilik qilishgan. VIRning ko'plab xodimlari ochlikdan vafot etdilar, ammo butun dunyo bo'ylab selektsionerlar yangi navlar va duragaylar yaratish uchun materiallarni jalb qiladigan bebaho turlar va nav boyliklari saqlanib qoldi.
20-asrning ikkinchi yarmida VIR to'plamini to'ldirish uchun namunalar to'plash uchun yangi ekspeditsiyalar tashkil etildi; hozirgi vaqtda ushbu kolleksiya 1740 turga mansub 300 000 tagacha o'simlik namunalarini o'z ichiga oladi.
Irsiy o'zgaruvchanlikning gomologik qatorlari qonuni
"Genetik jihatdan yaqin avlod va turlar irsiy o'zgaruvchanlikning o'xshash qatorlari bilan shunday muntazamlik bilan ajralib turadiki, bir tur ichidagi shakllar sonini bilgan holda, boshqa tur va avlodlarda parallel shakllarning topilishini oldindan bilish mumkin."
N.I. Vavilov "tanlash uchun materialni baholashda muhim nuqta - unda turli xil irsiy shakllarning mavjudligi" deb topdi.
N.I.da genlar va genotiplarning xilma-xilligi. Vavilov manba materialining genetik potentsiali deb nomladi.
Manba materiali haqidagi ta'limotni tizimlashtirib, N.I. Vavilov homologik qatorlar qonunini ishlab chiqdi (1920):
1. Genetik jihatdan yaqin tur va avlodlar irsiy oʻzgaruvchanlikning oʻxshash qatorlari bilan shunday muntazamlik bilan tavsiflanadiki, bir tur ichidagi shakllar sonini bilgan holda, boshqa tur va avlodlarda parallel shakllarning paydo boʻlishini oldindan koʻrish mumkin.
2. O’simliklarning butun oilalari, umuman olganda, oilani tashkil etuvchi barcha avlod va turlardan o’tib, ma’lum bir o’zgaruvchanlik sikli bilan tavsiflanadi.
Ushbu qonunga ko'ra, genetik jihatdan yaqin turlar va avlodlar o'xshash genlarga ega bo'lib, bir nechta allellar va belgilar variantlarining o'xshash seriyasini beradi. Masalan, donning turli avlodlarida don rangining parallel o'zgaruvchanligi mavjud:
Gomologik qatorlar qonunining nazariy va amaliy ahamiyati:
N.I. Vavilov tur ichidagi va turlararo o'zgaruvchanlikni aniq ajratdi. Shu bilan birga, tur yaxlit, tarixan shakllangan tizim sifatida qaraldi.
N.I. Vavilov tur ichidagi o'zgaruvchanlik cheksiz emasligini va muayyan qonuniyatlarga bo'ysunishini ko'rsatdi.
Gomologik qatorlar qonuni selektsionerlar uchun belgilarning mumkin bo'lgan o'zgarishlarini bashorat qilish uchun qo'llanmadir.
N. I. Vavilov birinchi bo'lib madaniy o'simliklarning tabiiy populyatsiyalari va populyatsiyalarida noyob yoki mutant allellarni maqsadli qidirishni amalga oshirdi. Hozirgi vaqtda shtammlar, navlar va zotlarning mahsuldorligini oshirish uchun mutant allellarni izlash davom etmoqda.
Bu qonun yordam berishi mumkin oqilona foydalanish yerning organik boyligi. Gomologik qatorlar qonuni hayvonot dunyosining asosiy qonunlaridan biri sifatida tan olingan. U naslchilik uchun zarur bo'lgan o'simlik va hayvonlarning iqtisodiy belgilarini izlashni osonlashtiradi.
Tanlash usullari
Zamonaviy naslchilik ko'plab fanlarning so'nggi yutuqlariga asoslangan bir qator usullardan foydalanadi: genetika, sitologiya, botanika, zoologiya, mikrobiologiya, agroekologiya, biotexnologiya, axborot texnologiyalari va hokazo. Biroq, duragaylash va sun'iy tanlash tanlashning asosiy o'ziga xos usullari bo'lib qolmoqda.
Gibridlanish
Turli xil genotiplarga ega bo'lgan organizmlarni kesishish yangi belgilar kombinatsiyasini olishning asosiy usuli hisoblanadi. Ba'zida gibridizatsiya, masalan, tug'ma depressiyaning oldini olish uchun kerak bo'ladi. Inbreeding depressiyasi yaqindan bog'liq bo'lgan kesishish paytida namoyon bo'ladi va mahsuldorlik va hayotiylikning pasayishi bilan ifodalanadi. Inbreeding depressiyasi geterozga qarama-qarshidir.
Quyidagi xoch turlari mavjud:
Intraspesifik xochlar - tur ichida turli shakllar kesishadi. Tur ichidagi kesishmalarga turli xil ekologik sharoitlarda va/yoki turli geografik hududlarda yashovchi bir turga mansub organizmlarning kesishishi ham kiradi (ekologik-geografik kesishmalar). Intraspesifik xochlar ko'pchilik boshqa xochlar asosida yotadi.
Bir-biriga yaqin bo'lgan xochlar - o'simliklardagi qarindoshlar va hayvonlardagi qarindoshlar. Ular toza chiziqlar olish uchun ishlatiladi.
Interline xochlari - sof chiziqlar vakillari kesib o'tadi (va ba'zi hollarda - turli navlar va zotlar). Interline o'tishlari qarindoshlar depressiyasini bostirish, shuningdek, geterozis ta'sirini olish uchun ishlatiladi.
Kesishishlar (orqa xochlar) - duragaylarning (geterozigotalarning) ota-ona shakllari (homozigotlar) bilan kesishishi. Misol uchun, retsessiv allellarning fenotipik ifodalanishini oldini olish uchun dominant gomozigota shakllariga ega bo'lgan geterozigotalarning xochlari qo'llaniladi.
Tahlil qiluvchi xochlar (ular orqa xochlarning bir turi) noma'lum genotipli va retsessiv-homozigot tester chiziqlariga ega bo'lgan dominant shakllarning xochlari. Bunday xochlar ota-onalarni avlodlar bo'yicha tahlil qilish uchun ishlatiladi.
To'yingan (almashtiruvchi) xochlar ham orqa krosslarning bir turi hisoblanadi. Ko'p teskari kross bilan allellarni (xromosomalarni) selektiv (differensial) almashtirish mumkin.
Uzoq xochlar - turlararo va turlararo. Odatda, uzoq duragaylar steril bo'lib, vegetativ tarzda ko'paytiriladi; duragaylarning bepushtligini yengish uchun xromosomalar sonini ikki baravar koʻpaytirish qoʻllaniladi, shu yoʻl bilan amfidiploid organizmlar olinadi: javdar-bugʻdoy duragaylari (tritikale), bugʻdoy-oʻt oʻti duragaylari.
Somatik duragaylash - bu mutlaqo o'xshash bo'lmagan organizmlarning somatik hujayralarining birlashishiga asoslangan duragaylash.
Sun'iy tanlash eng muhim tanlov usuli bo'lib kelgan va shunday bo'lib qoladi. Biroq, selektsiya jarayoni ikkita faoliyat guruhini o'z ichiga oladi: manba materialini baholash va tanlangan organizmlar yoki ularning qismlarini tanlab ko'paytirish (ko'paytirish).
Seleksiya - genotiplarning differentsial (teng bo'lmagan) ko'payish jarayoni. Shu bilan birga, shuni unutmaslik kerakki, aslida selektsiya organizmlar (individuallar) ontogenezining barcha bosqichlarida fenotiplarga ko'ra amalga oshiriladi. Genotip va fenotip o'rtasidagi noaniq munosabat tanlangan o'simliklarni nasl uchun sinovdan o'tkazishni o'z ichiga oladi.
Sun'iy tanlashning ko'plab shakllari mavjud. Keling, eng ko'p ishlatiladigan tanlov shakllarini batafsil ko'rib chiqaylik.
Ommaviy tanlov - butun guruh tanlovga duchor bo'ladi. Misol uchun, eng yaxshi o'simliklarning urug'lari birlashtirilib, birga ekilgan. Ommaviy tanlash tanlovning ibtidoiy shakli hisoblanadi, chunki u modifikatsiyaning o'zgaruvchanligi ta'sirini bartaraf etishga imkon bermaydi. Urug'chilikda qo'llaniladi. Madaniyatga kiritilgan yangi o'simliklar yoki naslchilik nuqtai nazaridan yaxshi rivojlanmagan ekinlarni tanlash uchun tavsiya etiladi.
Keling, misol sifatida o'simliklardan foydalangan holda manba materialini baholash usullarini ko'rib chiqaylik.
Tanlash jarayonida material tanlash ob'ekti bo'lgan iqtisodiy va biologik xususiyatlariga ko'ra baholanadi. Ammo ob'ektning xususiyatlaridan va tanlov vazifalaridan qat'i nazar, material quyidagi mezonlar bo'yicha baholanadi:
Navni keyingi ekspluatatsiya qilish rejalashtirilgan tuproq-iqlim sharoitlariga mos keladigan rivojlanishning ma'lum bir ritmi;
Yuqori mahsulot sifati bilan yuqori potentsial mahsuldorlik;
Atrof-muhitning jismoniy va kimyoviy omillarining salbiy ta'siriga qarshilik (sovuqqa chidamlilik, issiqlikka chidamlilik, qurg'oqchilikka chidamlilik, har xil turdagi kimyoviy ifloslanishlarga qarshilik);
kasalliklar va zararkunandalarga qarshilik;
Qishloq xo'jaligi texnologiyasiga javob berish.
Ideal holda, nav individual talablarga javob bermasligi kerak, lekin ularning kompleksi. Biroq, amalda bu ko'pincha imkonsiz bo'lib chiqadi va shuning uchun turli irsiy xususiyatlarga ega bo'lgan chiziqlar (klonlar) dan iborat kompozitsiyalarni yaratish agroekotizimlarning umumiy barqarorligini oshirishning eng tezkor va ishonchli usuli hisoblanadi.