Лекция. Селекция животных

План

1. Особенности селекции животных

2. Методы селекции животных.

3. Успехи селекции животных

4. Селекция микроорганизмов

1. Селекция животных, как и селекция растений, базируется на наследственной изменчивости и искусственном отборе, способ­ствующем фенотипическому проявлению желательных для чело­века признаков (хозяйственно ценных, декоративных). В то же время селекция животных имеет свои особенности, вытекающие из самой природы животных. Все одомашненные животные (по­звоночные и беспозвоночные) размножаются только половым пу­тем. Наземные позвоночные животные (птицы, млекопитающие) имеют немногочисленное потомство, поэтому для селекционной работы значительную ценность может представлять каждая от­дельная особь.

Любой организм представляет собой целостную систему, в ко­торой наблюдается тесная взаимосвязь и взаимозависимость меж­ду отдельными органами тела и внешним его строением. В зоотех­нии учитывают всю совокупность признаков, как внешних (эксте­рьер — внешние формы телосложения животного), так и внутрен­них (интерьер — внутреннее строение органов и тканей, биохими­ческие и физиологические особенности организма животного), бусловливающих продуктивность породы и ее племенные качества. Развитие многих хозяйственно важных признаков связано с опреде­ленным телосложением (экстерьерные признаки) сельскохозяй­ственного животного, что принимают во внимание в селекционной работе. Например, заметно различается телосложение шортгорн-ского (мясного) и джерсейского (молочного) крупного рогатого скота (рис. 2.19). Установлена закономерность: улучшение питания поло­жительно сказывается на развитии желательного признака — у мяс­ных пород наблюдается увеличение массы, у молочных — удоя.

Первым этапом селекции животных было их приручение. Влия­ние приручения животных на изменчивость исследовано академи­ком Д. К. Беляевым. Выяснено, что одомашнивание животных зна­чительно ослабило действие стабилизирующего отбора. Ослабление отбора сопровождалось расширением диапазона изменчивости. На базе повышенной изменчивости человек проводил отбор желатель­ных признаков: у крупного рогатого скота — на мясные и молочные качества, у овец — на количество и качество шерсти и т.д.

В настоящее время интенсивно развивается такая отрасль хо­зяйства, как пушное звероводство. Пушные звери, составляющие основу национального пушного богатства страны (лисица, песец, норка, соболь, хорек, куница и др.), содержатся в специальных звероводческих фермах и проходят первый этап одомашнивания — приручение (рис. 2.20). Параллельно проводится интенсивная се­лекционная работа. Например, у американской норки получены сотни цветных вариаций окраски меха. Из песцов особую ценность представляет голубой песец (островная форма песца), которого в нашей стране разводят начиная с 1930 г. У лисиц ценится мех тем­ных (чернобурых) лисиц. Очень ценен для пушного звероводства соболь, распространенный в России от Урала до Тихого океана, особенно мех баргузинского соболя (Баргузинсклй заповедник, Байкал).

2. Методы селекции животных. В селекционной работе большое зна­чение имеет знание родословной, свойств и признаков родите­лей, что позволяет успешнее проводить подбор производителей для получения необходимых качеств у потомства. В племенных хозяйствах ведут племенные книги, в которых учтены экстерьер-ные признаки и продуктивность родительских форм за большое число поколений. Все это позволяет с той или иной степенью вероятности прогнозировать генотип потомков и их фенотипи-ческие качества.

В животноводстве применяют два типа скрещивания: неродствен­ное и родственное. Неродственное скрещивание в сочетании со стро­гим отбором особей способствует стабилизации свойств породы или даже их улучшению в ряду последующих поколений. При скре­щивании различных пород животных} или пород, относящихся к разным видам, получают потомство, превосходящее исходные родительские формы по своим размерам и отличающееся более высокой жизнеспособностью. Это явление (такое же, как и у рас­тений) носит название гетерозиса, или гибридной силы. В последу­ющих поколениях эффект гетерозиса не проявляется. В практике птицеводства и животноводства гибриды первого поколения, об­ладающие повышенной мощностью, используются в хозяйствен­ных целях. Близкородственное скрещивание осуществляют в случаях, когда необходимо большинство генов породы перевести в гомозиготное состояние. Близкородственное скрещивание приводит к закрепле­нию хозяйственно ценных признаков. Сохранение желательных при­знаков у потомства объясняется его гомозиготностью по этим при­знакам. Вместе с тем такое скрещивание приводит к ослаблению животных, повышенной восприимчивости их к заболеваниям. Для того чтобы избежать негативных тенденций, после близкородствен­ного скрещивания проводят скрещивание различных линий. При этом рецессивные гены переходят в гетерозиготное состояние и не проявляются в фенотипе породы.

3. Успехи в селекции животных. Используя достижения генетики и методы современной селекции, животноводы получили много за­мечательных пород животных.

Было обнаружено, что у некоторых видов домашних животных возможна полиплоидия. Отечественный биолог Б.Л.Астауров (1904— 1974), используя метод отдаленной гибридизации и поли­плоидию, создал полиплоидную форму тутового шелкопряда, в геноме которого находятся хромосомы двух разных видов.

Большое значение в создании новых устойчивых пород имеет скрещивание домашних животных с дикими формами. Так, Н. С. Ба­турин и Я.Я.Лусис провели серию скрещиваний дикого барана архара с овцами-мериносами и получили новую породу — архаро­мериноса, сочетающую в себе высокие качества шерсти тонкорун­ных овец и отличную приспособленность к условиям высокого­рья, характерную для архара. Ученые-селекционеры ведут работу по созданию новой породы крупного рогатого скота, выдержива­ющего суровые условия высокогорий. В частности, успешно про­водятся работы по гибридизации яка с крупным рогатым скотом. У потомства, полученного от такого скрещивания, проявляется эф­фект гетерозиса. Самцы от подобного скрещивания бесплодны, но самки плодовиты.

Тот же эффект гетерозиса проявляется при скрещивании кобы­лы с ослом. Полученные гибриды (мулы) выносливее исходных родительских форм, обладают большой физической силой и жи­вут значительно дольше. Но мулы бесплодны.

От дикого предка свиней — кабана были выведены европей­ские породы (рис. 2.21). Высокопродуктивную породу свиней со­здал отечественный селекционер академик М.Ф.Иванов серией скрещиваний в сочетании с жестким отбором между беспородной украинской свиньей и белой английской. В результате сложной и длительной селекционной работы получена новая вы­сокопродуктивная порода — белая степная украинская свинья. От украинской свиньи она унаследовала высокую плодбвитость, хо­рошую выносливость и неприхотливость, а от английской по­роды — большую массу и отличные мясные качества. В средней полосе России на основе местного поголовья путем строгого подбора производителей была создана костромская по­рода крупного рогатого скота. Продуктивность костромских коров по молоку достигает 15 — 16тыс. л в год.

4. Селекция микроорганизмов. Микроорганизмы были открыты в XVII в. голландским натуралистом Антони ван Левенгуком (1632— 1723). К микроорганизмам относятся прокариоты (бактерии) и эукариоты (микроскопические грибы и водоросли, простейшие). Иногда к микроорганизмам относят вирусы. Микроорганизмы рас­пространены повсеместно (в воздухе, воде, почве) и играют ис­ключительную роль в круговороте веществ в биосфере. Велико зна­чение микроорганизмов для человека. Они используются в разных областях промышленности, медицины и сельского хозяйства, в хлебопечении, получении кормового белка, виноделии, произ­водстве молочнокислых продуктов, аминокислот, витаминов, не­которых ферментов, производстве силоса, для биологической за­щиты растений, очистки сточных вод и др.

Трудно переоценить значение антибиотиков для человека. Ан­тибиотики — это особые химические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов и способные в малых дозах оказывать избирательное токсическое действие на другие микроорганизмы и клетки злокачественных опухолей. Ви­тамины, необходимые для человека, также вырабатываются неко­торыми микроорганизмами.

Методами современной селекции выводят наиболее продуктив­ные формы полезных микроорганизмов. Например, для производ­ства необходимых антибиотиков и витаминов отбирают микроор­ганизмы, которые наиболее активно синтезируют соответствую- щие соединения. В настоящее время в селекции микроорганизмов широко применяется метод экспериментального получения мута­ций — искусственный мутагенез. В качестве мутагенов (инициато­ров мутаций) выступают рентгеновские или ультрафиолетовые лучи, иногда используют некоторые химические соединения. Так, с помощью искусственного мутагенеза удается значительно рас­ширить диапазон наследственной изменчивости микроорганизмов. В результате работ отечественного микробиолога С. И. Алиханяна, связанных с использованием искусственного мутагенеза, в про­мышленности антибиотиков удалось получить мутированные фор­мы, продуктивность которых в десятки раз выше, чем у исходных микроорганизмов.

Путем мутагенеза удалось вывести штаммы бактерий и грибов, наиболее продуктивных в синтезе необходимых человеку антибио­тиков и витаминов. Например, микроорганизмы получают для про­изводства витаминов В₂ и В₁₂.

Биотехнология. Термин «биотехнология» получил широкое рас­пространение начиная с середины 1970-х гг., хотя хлебопечение, пивоварение, сыроварение, основанные на применении, микро­организмов, известны с незапамятных времен. Биотехнология — это использование живых организмов (особенно микроорганиз­мов) и биологических процессов в производстве. В биотехноло­гии используются успехи биохимии, микробиологии, инженер­ных наук.

С помощью современной биотехнологии разработаны методы биологической очистки сточных вод, защиты растений от вреди­телей и болезней, производства антибиотиков, ферментов, гор­монов и других биологически активных веществ. Разработаны про­мышленные методы получения белков, аминокислот. Отходы не­фтяной промышленности создают питательную среду для некото­рых бактерий и дрожжей. Созданный ими белок используется как полноценная кормовая добавка: он богат ценной незаменимой ами­нокислотой лизином. Нехватка лизина в растительной пище ведет к задержке роста сельскохозяйственных животных.

Развитие клеточной и генной (генетической) инженерии позволя­ет получать ценнейшие препараты: инсулин, интерферон, гормон роста человека и т.д. Методами клеточной инженерии получают культуры клеток или тканей, которые в дальнейшем могут исполь­зоваться для продукции ценных веществ, которые обычно синте­зирует целый организм. Клеточная инженерия позволяет также получать гибриды на основе соединения не половых, а соматичес­ких клеток. Таким методом были получены продуктивные сомати­ческие гибриды картофеля, томатов, некоторых плодово-ягодных культур. Большое значение для медицины, в частности, для про­мышленного производства ценных лекарственных препаратов, имеет метод гибридизации животных клеток. Например, гибриды раковых клеток и клеток крови в больших количествах вырабаты­вают соединения, повышающие иммунитет организма.

На основе генной инженерии возникла новая отрасль фарма­цевтической промышленности — «индустрия ДНК». Так, посред­ством рекомбинантных ДНК был получен инсулин человека (ху-мулин). С помощью генной инженерии были разработаны методы перестройки генотипа некоторых прокариот, что позволяет управ­лять основными жизненными процессами организма. Методы пе­рестройки генотипа (встраивание в него отдельных генов или, наоборот, их вычленение) реальны к применению и на однокле­точных эукариотах.

Методами генной инженерии удалось встроить ген человека, ответственный за синтез определенного белка в генотип бактерии кишечной палочки. В генной инженерии наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку. Бактерии кишеч­ной палочки со встроенным геном инсулина — основа промыш­ленного производства этого ценнейшего гормонального препара­та, используемого для лечения диабета.

С помощью кишечной палочки также синтезируют интерферо-ны — белки, подавляющие (ингибирующие) размножение виру­сов. На базе биотехнологии родилась и интенсивно развивается микробиологическая промышленность. Современная микробиоло­гическая промышленность выпускает высокоэффективные кормо­вые добавки, препараты для защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, препараты, использующие­ся в пищевой, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: