Что такое селекционеры растений
Селекционер — чем занимается этот специалист?
Селекционер — это человек, который занимается выведением новых видов растений и животных, а также улучшением свойств уже имеющихся видов.
Основная задача — развить и привить свойства растений и организмов, которые будут полезны для человека.
История возникновения
Селекционер — древняя профессия. Раньше люди оставляли потомство животных, которое было более выносливым, а также приносило больше пользы. Также отдавалось предпочтение тем растениям, которые лучше росли в имеющихся условиях.
Сейчас этот процесс стал более тонким и сложным. Но люди получили возможность получать фрукты и овощи в холодных регионах, разводить животных, способных давать лучшее мясо и т. д.
Что делает селекционер?
Главный инструмент селекционера — генетика. Он обладает достаточными знаниями о правильном скрещивании различных видов растений и животных, чтобы создать определенный гибрид. С помощью своих знаний он может создать животное с более теплым мехом, или повышенной активностью. В его силах создать морозоустойчивые сорта фруктов и овощей.
Также селекционеры могут участвовать в создании новых видов бактерий, вирусов и вакцин.
Источник фото pressfoto/freepik
Обучение на селекционера
Селекционеры получают образование в сельскохозяйственных вузах.
В россии наиболее подходящими считаются следующие вузы:
Также для селекционера рекомендуется получать дополнительное образование на различных курсах.
Где работает селекционер?
Селекционер может применить свои знания и умения не только в научно-исследовательских институтах, но и частных компаниях, фермах и хозяйствах. Также селекционеры могут работать на государственных сельскохозяйственных предприятиях.
Также специалист может вести преподавательскую деятельность в рамках своей компетенции.
Каких результатов достигли селекционеры?
В современном мире вы встречаетесь с результатами работы селекционера практически каждый день.
Несколько примеров результата работы селекционеров:
Источник фото jcomp/freepik
Зарплата селекционера
Специалист может рассчитывать на следующую зарплату (по информации сервисов по поиску сотрудников):
Плюсы и минусы профессии
Плюсы:
Минусы:
Лекция № 23. Селекция растений
Селекция
Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.
Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.
Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.
Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.
Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.
Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым
Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.
Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.
Массовый отбор
Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.
Индивидуальный отбор
Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.
Естественный отбор
Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.
Инбридинг (инцухт)
В центре гетерозисная кукуруза, слева и справа родительские особи.
Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.
Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.
| Р | ♀ AAbbCCdd | × | ♂ aaBBccDD |
| F1 | AaBbCcDd | ||
Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.
Растения диплоидной (2n = 16) и тетраплоидной (2n = 32) гречихи.
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.
Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.
Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.
Отдаленная гибридизация
Восстановление плодовитости капустно-редечного гибрида: 1 — капуста; 2 — редька; 3, 4 — капустно-редечный гибрид.
Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.
Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 — «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали.
Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоидами.
Использование соматических мутаций
Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.
Экспериментальный мутагенез
Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.
Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным
С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.
Перейти к лекции №22 «Методы генетики человека»
Перейти к лекции №24 «Селекция животных»
Смотреть оглавление (лекции №1-25)
Селекционер
Селекционер — ученый, занимающийся улучшением имеющихся и выводом новых видов животных, растений и других живых организмов, обладающих свойствами, полезными для человека или помогающими более эффективно адаптироваться к условиям окружающей среды. Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.
История возникновения профессии
Селекционер — вероятно, одна из самых древних специальностей на земле. Разумеется, первые селекционеры ничего не знали о генетике и действовали методом проб и ошибок, приручая диких животных, выводя новые породы домашнего скота и птицы, выращивая плодовые культуры.
Если приглядеться, то вы обнаружите, что открытия этой науки сопровождают нас на каждом шагу. Это противовирусные и антибактериальные препараты, продукты, которые мы ежедневно употребляем в пищу, любимый сорт яблок или роз, растущий на даче, порода вашей собаки. Возможно, многие не задумываются о важности работы селекционеров, однако их открытия изменяют мир вокруг нас.
Чем занимаются селекционеры?
Теоретической основой селекции является генетика. Знание ее законов позволяет селекционеру осознанно управлять мутациями, прогнозировать результаты скрещивания различных видов (гибриды), предсказывая видовые признаки будущего потомства у животных и новых сортов у растений.
Таким образом, селекция — это использование знаний, полученных с помощью генетики, на практике. Генетика изучает строение ДНК, хромосом, генов, особенности их наследования и т.п. Селекция отвечает на вопрос о том, как вывести, к примеру, морозоустойчивые сорта пшеницы или фруктовые деревья, дающие большой урожай, животных с особенно красивым и теплым мехом, а также она занимается разработкой и созданием новых штаммов микроорганизмов, необходимых для создания более эффективных вакцин и лекарственных препаратов и др.
Плюсы и минусы профессии
Несомненное достоинство этой специальности — наличие больших возможностей для творчества. Выведение новых сортов растений и пород животных, кроме наличия специальных знаний, требует творческого мышления и нестандартного подхода. Если вы получаете удовольствие от исследования, экспериментирования и проверки гипотез, вам не чужд исследовательский азарт и радость от новых открытий и вы готовы мириться с возможными неудачами, которые неизбежно будут случаться, то эта профессия может принести вам настоящее удовлетворение от работы.
Недостатком специальности является ее относительная редкость, узкая специализация и, как следствие, не очень высокая востребованность на рынке, что порождает определенные проблемы при трудоустройстве.
Обучение на селекционера
Для того чтобы стать селекционером, необходимо получить образование в сельскохозяйственном вузе. Самый известный среди них — Российский государственный аграрный университет — МСХА им. К.А. Тимирязева.
Основные области знания, которые потребуется изучить данному специалисту: биология, химия, микробиология и генетика. Также необходимы навыки использования специального лабораторного оборудования.
Чтобы быть хорошим селекционером, необходимо также знать особенности различных видов растений и животных, закономерности генетической изменчивости, знать о том, как окружающая среда влияет на формирование видовых признаков, а также понимать закономерности и принципы наследования.
Методы селекции растений
Всего получено оценок: 1080.
Всего получено оценок: 1080.
Селекция – наука о выведении новых и улучшении имеющихся сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Для создания культурных сортов растений используют различные методы селекции.
Селекция
Большинство растений, которые современное человечество употребляет в пищу, является результатом селекции (картофель, томат, кукуруза, пшеница). На протяжении нескольких веков люди выращивали дикие растения, переходя от собирательства к земледелию.
Результатом селекции растений являются:
Селекция решила проблемы с нехваткой пищи и продолжает развиваться, внедряя методы генной инженерии. Селекционеры не только улучшают вкусовые качества и повышают урожайность растений, но и делают их более полезными, насыщенными витаминами и важными для метаболизма химическими элементами.
Для успешной селекции необходимо понимать закономерности наследования признаков, особенности влияния среды, способы размножения культивируемых растений.
Методы
Основными методами селекции являются:
которые читают вместе с этой
Искусственный отбор подразделяется на два вида – индивидуальный (по генотипу) и массовый (по фенотипу). В первом случае важны качества конкретных растений, применяют для самоопыляемых видов, во втором – отбирают группу перекрёстноопыляемых растений с ценными признаками.
Гибридизация бывает двух видов:
Классические методы селекции растений описаны в таблице.
Метод
Примеры
Проводят по отношению к самоопыляемым растениям. Выведение единичных особей с нужными качествами и получение от них улучшенного потомства.
Пшеница, ячмень, горох
Проводят по отношению к перекрестноопыляемым растениям. Растения скрещиваются массово. Из полученного потомства отбирают лучшие экземпляры и снова проводят скрещивание. Может повторяться до тех пор, пока не будут выведены нужные качества растений.
Инбридинг (близкородственное скрещивание или самоопыление)
Происходит при самоопылении перекрёстноопыляемых растений. В результате получают чистые (гомозиготные) линии, чтобы закрепить полученный признак. Наблюдается снижение жизнеспособности (инбредная депрессия), так как закрепляются не только полезные, но и вредные мутации.
Гибридизация (неродственное скрещивание)
Скрещиваются разные чистые линии внутри вида или различные виды растений. В первом поколении наблюдается эффект гетерозиса – превосходство потомков над родительскими формами за счёт образования гетерозиготных форм.
Гибрид пшеницы и ржи (тритикале), гибрид смородины и крыжовника (йошта)
Подвергают растения ионизирующему излучению, химическому или биологическому воздействию, в результате чего возникают мутации. Метод усовершенствовала генная инженерия – нужный ген можно «включить» или «выключить» вручную без потери других полезных признаков.
Полученные в результате отдаленной гибридизации межвидовые гибриды у растений, как правило, бесплодны. Российский ученый Г. Д. Карпеченко решил проблему путем удвоения числа хромосом. За счет искусственно вызванной полиплоидии у капустно-редечного гибрида он впервые смог получить плодовитые гибриды, относящиеся к разным родам.
Что мы узнали?
Из урока узнали о том, какие методы применяются в селекции растений. Рассмотрели классические методы селекции – индивидуальный и массовый отбор, внутривидовую и отдалённую гибридизацию, искусственный мутагенез.