uabooks.top » Biológia » 53. A nemesítés módszerei: mesterséges szelekció és hibridizáció
Інформація про новину
  • Переглядів: 53
  • Дата: 4-06-2020, 19:40
4-06-2020, 19:40

53. A nemesítés módszerei: mesterséges szelekció és hibridizáció

Категорія: Biológia




Emlékezzetek a szelekció típusaira! Mi a hibridológiai elemzés, az alléi gének közötti kölcsönhatás? Milyen nem alléi gén kölcsönhatások vannak?

Az állatok háziasításának és a növények kultúrában való termesztésének első próbálkozásai óta (15000-10000 éve) az ember folyamatosan megpróbálta javítani azok tulajdonságait. Nem egészen tudatosan, de kiválogatta a hasznosabb egyede-ket, amelyeknek egyes minőségi tulajdonságai tetszetősnek bizonyultak, például jobb volt a termőképességük, és fokozatosan feljavította azokat. Az ilyen szelekcióformát nem tudatosnak nevezzük. A szelekciónak ez a primitív formája tartott a legtovább, és kiváltotta az első olyan állat-és növényfajták megjelenését, amelyek jelentősen eltértek az ősi formáktól (53. 1. ábra).

A későbbiekben az ember elkezdte céltudatosan kiválasztani a szükségleteit kielégíteni képes egyedeket, vagyis módszeres szelekciót végzett, igyekezett tudatosan új formákat létrehozni. A módszeres kiválogatás tudatos szelekció.

Már tudjátok, hogy a nemesítés fő módszerei a mesterséges szelekció és a hibridizáció. Emlékezzetek-, a mesterséges szelekció lényege, hogy az ember kiválogat olyan egyedeket, amelyek a számára szükséges tulajdonságokkal rendelkeznek, és a későbbiek során ezeket szaporítja. A mesterséges szelekció elméletét C. Darwin dolgozta ki. A mesterséges szelekciónak két típusa van: tömeg- és egyedszelekció. A tömegszelekció során az egyedek csoportjait válogatják ki az embert érdeklő bizonyos kritériumok szerint. Ennek a szelekciónak az egyszerűség az előnye. A legfőbb hátránya, hogy az egyedeket a fenotípusuk alapján válogatják ki, a genotípusuk figyelembevétele nélkül. Ez jelentősen lelassítja a nemesítés folyamatát, a fajták létrehozása vagy feljavítása sok időt igényel. (Gondolkodjatok el rajta, miért!)

Az ún. népi szelekció által létrehozott fajták több emberi generáció alatt jöttek létre, éppen a tömegszelekciónak köszönhetően. Erre példa az ismert szürke ukrán fajtája a szarvasmarhának, amelynek heréit bikáját ökörnek nevezzük (53. 2. ábra).

Az egyedszelekció esetében megvizsgálják az egyes állatok vagy növények örökletes tulajdonságait, értékelik utódaik tulajdonságait. Ez lehetőséget nyújt arra, hogy értékeljük egyes bélyegek öröklődésének jellegét, és a környezet hatását azok kialakulására.

Az egyedszelekció pontosabb eszköz megfelelő genotípusok létrehozására a nemesítés során.

A nemesítés folyamatát jelentősen fel lehet gyorsítani a modern molekuláris genetikai módszerekkel. így, jelenleg aktívan fejlődik molekuláris markerek szelekciója (53. 3. ábra). A molekuláris markerek — olyan gének (vagy géncsoportok) közelében elhelyezkedő kisebb DNS-szegmensek, amelyek a nemesítő számára kívánatos bélyegeket (például, növények paraziták elleni rezisztenciája) határozzák meg, amelyeket a nemesítő az új fajta tulajdonságai között szeretne

látni. A markerek használatának következtében, a nemesítési célra alkalmazni kívánt növény szöveteinek kisebb darabjai vizsgálatával, meg lehet állapítani a nemesítőt érdeklő gén jelenlétét vagy hiányát. A DNS-markerek használatával jelentősen megnő a valószínűsége annak, hogy a megfelelő genotípusú egyedet választják ki.

A nemesítés során alkalmazott fúbb keresztezéstípusok. Emlékezzetek-. a hibridizáció - nemesítési módszer, amelynek lényege, hogy a kívánt tulajdonságú organizmusokat keresztezések rendszerével hozzák létre. A rokonkeresztezést, vagy inbreedinget (beltenyésztést), alkalmazzák a tiszta (az öntermékenyülés esetében) vagy inbred (beltenyésztett, közeli rokonokkal keresztezett) vonalak létrehozására. (Emlékezzetek, mi a tiszta vonal!) A legtöbb növény- és állatfajta éppen ilyen tiszta vonal. Ugyanakkor a rokonok közötti keresztezés az egyedek életképességének és produktivitásának csökkenéséhez vezethet, a hosszan tartó betenyésztettség miatt. (Gondolkodjatok el rajta, miért!) Ennek ellenére sok keresztmegporzású növény és váltivarú állat beltenyészet-vonalaira van szükség a nemesítéshez.

A nem rokon keresztezést, az outbreedinget, különböző vonalak egyedei között hajtják végre, amely lehetőséget nyújt különböző fajták hasznos bélyegeinek kombinációjára. Ezenkívül a különböző állat-, növényfajták vagy inbred vonalak egymás közötti keresztezése következtében gyakran megfigyelhetjük a heterózis jelenségét.

Emlékezzetek-, a heterózis, avagy a „hibridek fölénye”, - olyan jelenség, amikor az első generációs hibridek egyes bélyegeit és tulajdonságait tekintve (produktivitás, életképesség, testtömeg) felülmúlják a szülői formákat. A heterózishatást széleskörűen felhasználják A mezőgazdaságban. Például, az összes forgalomban lévő kukorica fajta első generációs hibrid, brojler csirkék növekedésének gyors tempója (53. 4,

1. ábra) szintén kapcsolatban áll a heterózis-hatással (különböző hústermelésre szelektált csirkefajták beltenyészet vonalainak hibridjei). A Sertéstenyésztő és Agroipari Termelő Intézetben (Poltava) hozták létre a vörösövű sertést, amely húshasznosítású fajta (53. 4, 2. ábra): ha ennek a fajtának a kanjait keresztezik bármely más fajtájú kocával, akkor a heterózishatás valószínűsége 15 %-ra nő. A heterózis teljes mértékben csak az első generációs hibridekben jelenik meg. A következő generációban ez a hatás eltűnik. (Gondolkodjatok el rajta, miért!)

Ismételt visszakeresztezés — a szükséges bélyeggel rendelkező első vagy több generációs hibrid utódokat keresztezik az egyik szülői (donor) fajtával. Ennek köszönhetően nemzedékről nemzedékre fokozódik a hibrid egyedek genotípusában a nemesítő által kívánt, a donor fajra jellemző gének koncentrációja.

53. 4. ábra. A heterózis jelensége az állatok nemesítésében: 1 - brojler csirke - a heterózishatás példája (bal oldalon) és a kiindulási húshasznosítású fajta csirkéje (jobb oldalon); 2 - vörösövű sertésfajta, amely hús hasznosítású sertést alkalmazzák sertések heterózisos formáinak előállítására

Távoli (fajok közötti) hibridizáció — különböző fajok vagy nemek, nemzetségek képviselőinek keresztezése. Ilyen hibridizáció eredményeképpen létre lehet hozni olyan egyedeket, amelyek a különböző fajok emberek számára hasznos tulajdonságait egyesítik magukban. Például, a tritikálé - a búza és a rozs mesterségesen keresztezett hibridje (53. 5, 1. ábra) - magasabb a hidegtűrése, mint a kiinduló fajoké, ellenállóbb. A betegségekkel szemben, magasabb a fehérje tartalma. Régen ismert a ló és a szamár hibridje - az öszvér (53. 5, 2. ábra), amely a szülőfajoktól eltér kitartásával, masszív alkatával és hosszú életével. Erősebb és kitartóbb a nar - első generációs hibridje az egypúpú és a kétpúpú tevéknél (53. 5, 3. ábra).

53. 5. ábra. Fajok közötti hibridek növényeknél és állatoknál: 1 — tritikálé - a búza és a rozs mesterségesen keresztezett hibridje; 2 - öszvér; 3 — nar

Távoli hibridizációt végezve, a nemesítő a következő problémákkal kerülhet szembe: a fajok közötti hibridek létrehozásának nehézségei azok biológiai összeférhetetlensége miatt (eltérő az ivarszervek, az ivarsejtek pusztulása a megtermékenyítés előtt vagy után, a zigóta barázdálódásának nehézségei a szülőfajok kromoszóma számának eltérése miatt); a hibridek sterilitása. (Gondolkodjatok el rajta, miért!)

Időnként sikerül létrehozni stabil, fertilis fajok közötti hibrideket. A növények között - a kenyérbúza (három faj hibridizációjából jött létre). Az állatoknál -vicsege - a viza és a kecsege termékeny hibridje (53. 6, 1. ábra). Termékenyebbek lehetnek a háziállatok és vadon élő rokonaik fajok közötti hibridjei is. Például, a vékonygyapjas juh és a muflon (ezt a fajt tartják a juhok legközelebbi vadonélő rokonának) keresztezésének eredményeként született meg a hegyi merinó fajta (53. 6, 2. ábra).

53. 6. ábra. Fajok közötti termékeny hibridek: 1 - vicsege; 2 — hegyi merinó

1. Mi a mesterséges szelekció lényege?

2. Miben különbözik a tömegszelekció és az egyedszelekció? 3. Miért hatékonyabb a molekuláris markerekkel történő szelekció? 4. A nemesítés során milyen főbb típusait alkalmazzák a keresztezésnek? 5 Mivel magyarázható a fajok közötti hibridek terméketlensége?

Hogyan lehet leküzdeni a fajok közötti hibridek terméketlenségét?

A 9. és 10. osztályban szerzett genetikai ismereteiket felhasz-

__nálva magyarázzátok meg az okát az inbred depressziónak és

a heterózis kialakulásának!

 

Ez a tankönyv anyaga Biológia 11. osztály Osztapcsenko, Bálán

 




^