|
Лекция. Селекция животныхПлан 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. ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|