Раздел 6. Возможность практического использования мутационного процесса в селекции

Спонтанные мутанты находят применение преимущественно в селекции растений. Так, на основе мутанта жёлтого люпина, лишенного алкалоидов, получен ряд сортов сладкого люпина, который выращивают на корм скоту. Люпин, содержащий алкалоиды, для этой цели не пригоден, так как животные его не едят. Большое число мутантов известно у плодовых культур. Эти мутанты используют непосредственно как новые сорта или в гибридизации с другими формами. Благодаря возможности вегетативного размножения плодовых, у них оказывается перспективной многоступенчатая селекция мутантов. Особенно часто используют мутантов в декоративном цветоводстве.

Широкую известность приобрёл спонтанный мутант кукурузы opaque, отличающийся высоким процентом лизина в зерне. Он используется для создания так называемых высоколизиновых гибридов кукурузы.

С открытием мутагенного эффекта радиации и химических веществ развернулись работы по получению индуцированных мутантов. Индуцированные рентгеновскими лучами мутанты ячменя получены А. Густафссоном. Среди них отобраны формы с повышенной урожайностью зерна, а также ставший теперь знаменитым мутант с укороченным стеблем. Аналогичные мутанты были выделены затем у многих злаков. Они отличаются устойчивостью к полеганию и дают большие преимущества при машинной уборке. Кроме того, короткая и твёрдая соломина даёт возможность вести дальнейшую селекцию на увеличение размера колоса и массы семян без опасения, что повышение семенной продуктивности приведёт к полеганию растений.

С помощью мутагенов получают и мутации мужской стерильности, используемые далее в селекционных программах, при получении гетерозизных гибридов сахарной свеклы, риса и других культур. Работы по применению химического мутагенеза в селекции растений и животных широко развёрнуты.

Индуцированные γ-лучами перестройки хромосом успешно использовал В.А. Струнников в селекции шелкопряда. Известно, что самцы шелкопряда образуют коконы на 25-30 % более продуктивные, чем коконы самок. Поэтому выгоднее выкармливать только самцов. Как известно, у шелкопряда гетерогаметный пол – женский (ZW), а гомогаметный – мужской (ZZ). В 10-й хромосоме у шелкопряды локализован ген (W), доминантная аллель которого обуславливает темную окраску яиц, а рецессивная – белую.

Благодаря индуцированной транслокации доминантная аллель тёмной окраски яиц была перенесена на W-хромосому и передавалась непосредственно от матерей дочерям. В результате уже на стадии оплодотворённых яиц можно отбирать только будущие мужские особи. Облегчает такую работу использование автомата с фотоэлементом.

В дальнейшем В.А. Струнников разработал ещё более изящный способ получения чисто мужского потомства у шелкопряда. С помощью индуцированного мутагенеза выведена линия, у которой обе половые хромосомы маркированы рецессивными летальными мутациями. При скрещивании таких дигетерозиготных самцов с любыми нормальными самками всё женское потомство погибает, поскольку при структуре ZW либо одна, либо другая леталь оказывается в гемизиготе. Таким образом выкармливают почти исключительно самцов. Лишь в редких случаях появляются самки с частотой 1:500, 1:1000 вследствие кроссинговера в Z-хромосоме у исходного самца.

Особенно успешно применяют индуцированный мутагенез в селекции микроорганизмов. В нашей стране целый ряд продуцентов антибиотиков получен под руководством С.И. Алиханяна путём обработки актиномицетов мутагенами физической и химической природы, а также при помощи комбинированных воздействий.

Рассмотренные генетические методы и закономерности показывают, что селекция представляет собой область наиболее полного практического воплощения результатов, получаемых генетикой. Все традиционные разделы генетики – гибридизация, мутационный процесс, хромосомные перестройки и полиплоидия, генетика популяций и т. д. – находят применение в селекции.

Разработаны методы увеличения потомства ценных животных – производителей посредством гормональной стимуляции суперовуляции, т. е. одновременного созревания нескольких яйцеклеток, которые извлекают после оплодотворения и пересаживают приёмным матерям менее ценных пород или менее продуктивным женским особям той же породы.

Принципиально решена проблема трансформации животных и растений с использованием клонированных генов между разными видами животных. Получены мыши, трансформированные вектором, содержащим ген гормона роста крысы и человека. Осуществляется межвидовой и межродовой перенос генов, кодирующих хозяйственно ценные белки у растений.

Большие надежды связывают с направленным изменением генов в составе плазмид in vitro. На основе этого метода ведутся работы по так называемой белковой инженерии, позволяющие изменять в нужном направлении ферменты, кодируемые этими генами. Стало актуальным применение методов генной инженерии при создании продуцентов для микробиологической промышленности.

Широко распространяются приёмы размножения клеточной массы высших растений для производства ценных веществ, например алкалоидов женьшеня и раувольфии. Разрабатываются методы клеточной селекции высших растений. Большое внимание привлекает пока загадочное явление сомаклональной изменчивости растений – высокий уровень наследственной изменчивости, наблюдаемый при размножении растений с помощью регенерации из соматических клеток, выращиваемых в культуре.

То, что эти методы обогатят селекцию в ближайшее время, не вызывает сомнения. При этом необходимо помнить, что главным источником успеха в селекции, растениеводстве и животноводстве будет овладение механизмами эволюционного процесса. Только при этом условии выводимые человеком породы животных и сорта растений смогут успешно противостоять многочисленным естественным врагам.

Выводы

Каждый из рассмотренных разделов широко раскрывает сущность таких понятий как: мутационная изменчивость, её причины и классификации, модификационная изменчивость, закон гомологических рядов, популяции и чистые линии, а также рассказывает о практическом использовании изменчивости организмов в селекции.

Как уже известно - изменчивость - это разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства, которое присуще всем живым организмам. Термин «Изменчивость» употребляется также для обозначения способности живых организмов отвечать морфофизиологическими изменениями на внешние воздействия и для характеристики преобразований форм живых организмов в процессе их эволюции. изменений, а также целей и методов исследования.

Чёткое представление о категориях и формах изменчивости необходимо при построении эволюционных схем и теорий, так как явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюционного процесса, а также в практической селекции растений и животных, при изучении ряда проблем медицинской географии и популяционной антропологии.

Список используемой литературы

1. Алиханян С.И. Амфьев А.В. Чернин Л.С. Общая генетика. – М.: Высш. шк., 1985.

2. Лішенко І.Д. Генетика с основами селекції. – К.: Вищ. шк., 1994.

3. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. – М.: Высш шк., 1989.

4. Гуляев Г.В. Генетика – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос. 1984.

5. Стрельчук С.І. Демідов С.В. Бердишев Г.Д. Голда Д.М. Генетика з основами селекції: Підручник – К.: Фітосоціоцентр. 2000.

6. Дубинин Н.П. Генетика. – Кишинев: Штинница. 1985.

7. Ніколайчук В.І. Надь Б Б. Генетика з основами селекції. – Ужгород. 2003.

8. Павлішко Г. Генетика з основами селекції. – Дрогобич. 2007.

9. Гершензон С.М. Основы современной генетики. – К.. 1979.

10. Гершензон С.М. Тропою генетики. – К.: Наук. думка. 1992.

11. Ватти К. В. Тихомирова М.М. Руководство к практическим занятиям по генетике. – М.. 1979.