Глава 6. Закономерности наследования признаков...................................................................................... 1 § 24. Гибридологический метод изучения наследственности. Первый и

Родиной картофеля считается Южная Америка, риса – Китай и Япония, кукурузы — Мексика, пшеницы и ржи – Средняя Азия и Закавказье. С этими же территориями, как показали археологические исследования, связаны и районы одомашнивания животных. В Индии и Южном Китае впер­вые одомашнены куры, утки, гуси, собаки и свиньи, а на тер­ритории Малой и Средней Азии и Афганистана были одомаш­нены овцы.

Предком свиньи считается дикий кабан, домаш­ней курицы – дикая красная курица джунглей, а домашней кошки – дикая африканская кошка. Всего Вавилов выделил семь основных центров, называемых центрами доместикации (<лат. Domesticus домашний). Закон гомологических рядов в наследственной изменчи­вости. Изучая богатейшую коллекцию растений, Н. И.

Вави­лов обнаружил, что ряды изменчивости разных видов похо­жи между собой. Одни и те же признаки в этих рядах ус­тойчиво повторяются. У мягкой пшеницы существуют сорта с остистыми, безостистыми и полуостистыми колосьями, при­сутствуют и вариации цвета: белоколосые, красноколосые, черноколосые. Родственные мягкой пшенице виды имеют те же вариации.

Свои обобщения Вавилов сформулировал в виде закона: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сход­ными рядами наследственной изменчивости с такой правиль­ностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов». Закон гомологических рядов позволяет на основе изучения изменчивости какого-либо вида предсказать наличие похожих признаков у родственных видов и добиваться их получения методами селекции.

Точно так же периодическая система элементов Д. И. Менделеева предсказывала наличие еще не открытых элементов и их свойства. Высоко оценивая откры­тие Вавилова, коллеги назвали его Менделеевым в биологии. Наследственное варьирование признаков Рожь Пшеница Ячмень Овес Просо Кукуруза Рис Пырей Остистость соцветия Остистое Безостистое Короткоостистое + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Окраска растения Белая Красная Серо-зеленая + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Окраска зерна Темно-серая Фиолетовая + + + + +++ + + + + ++ ++ + Форма зерна Округлая Удлиненная + + + + + + + + + + + + + + + + Консистенция Мучнистая Стекловидная + + + + + + + + + + + + + + + + Образ жизни Озимый Полуозимый Яровой + + + + + + + + + + + + + + + + + + Скороспелость Поздняя Ранняя + + + + + + + + + + + + + + + + Гомологические ряды наследственной изменчивости а семействе злаковых (по Н. И. Вавилову) Н. И.

Вавилов указывал на применимость открытой им зако­номерности и к животным. Так, у грызунов существуют гомоло­гические ряды изменчивости по окраске шерсти. Параллелизм на­следственной изменчивости прослеживается и между далекими видами, хотя выражен менее полно. У млекопитающих наблю­дается альбинизм и отсутствие шерсти, у птиц – альбинизм и от­сутствие перьев, у рыб – отсутствие чешуи.

У животных обнару­жены многие наследственные заболевания и уродства, сходные с наблюдаемыми у человека. На животных с такими аномалия­ми изучают болезни человека. Гемофилия бывает у кошек и мышей. Катаракта глаза – у собак, лошадей, мышей и крыс. Врожденная глухота – у собак, мышей и морских свинок. Сходство наследственной изменчивости самых разнообразных Растений и животных, в том числе далеких видов, ярко сви­детельствует о наличии единого творческого замысла Создате­ля.

Принцип, по которому был составлен ряд свойств растений или животных одного вида, проявился во внешнем виде и строении множества других видов. 1. Что называют селекцией в широком и узком смыслах? 2. Какие процессы носят название одомашнивания? Приведите примеры. 3. Что необходимо для наиболее полного проявления свойств сортов и пород организмов? 4.

Охарактеризуйте семь основных центров доместикации. 5. Сформулируйте закон гомологических рядов, приведите примеры. Каким образом закономерности, открытые Вавило­вым, связаны с сотворением мира? § 35. Методы современной селекции Основными методами селекции являются гибридизация и отбор. Как правило, эти методы комбинируют.

В зависимо­сти от способа размножения вида применяют массовый или индивидуальный отбор. Среди перекрестно-опыляемых расте­ний обычно проводится массовый отбор в нескольких поко­лениях. Многократность отбора позволяет выявить гомозигот­ные особи по интересующему признаку. Индивидуальный отбор удобно проводить у самоопыляющихся растений. В се­лекции животных по причине малочисленности потомства применим только индивидуальный отбор.

Для оценки наследственных признаков гибридов в их по­томстве выделяют чистые линии – группу особей (популяцию), гомозиготных по исследуемой группе признаков. У растений чистые линии обычно получают посредством самоопыления. Для получения гомозиготных животных применяют близкород­ственное скрещивание. Этот вид скрещивания резко снижает жизнеспособность и плодовитость потомства, но вместе с тем закрепляет новые полезные признаки отдельных особей.

В чи­стых линиях признаки проявля­ются наиболее полно. После получения чистой ли­нии отбор перестает действовать вследствие гомозиготности попу­ляции. Для дальнейшего совер­шенствования признаков проводят гибридизацию лучших чистых линий, которая дает неоднород­ность сорта по генотипу и матери­ал для дальнейшего отбора. Исходные линии Гибрид Проявление гетерозиса у кукурузы Гетерозис, его значение в селекции.

Гибриды чистых линий иногда по ряду признаков существенно превосходят родительские особи. Этот эффект получил название гетерозиca , или гибридной силы. На явление гетерозиса в первом поколении гибридов растений указывал еще в XVIII в. ака­демик Российской Академии наук, ботаник И. Кельрейтер. Интенсивное применение гетерозиса в селекции началось только в 1930-х годах.

Классическим примером гетерозиса является мул – гибрид лошади и осла, отличающийся большой силой, выносливостью и продолжительной жизнью. Гибрид одногорбового и двугорбового верблюдов – нар – также превосходит роди­тельские особи по силе и выносливости. От скрещивания дюрокджерсейских и беркширских свиней выведена порода сви­ней, очень быстро набирающих вес.

Гетерозисные гибриды животных бесплодны, для их вос­производства необходимо поддерживать чистые родительские линии путем близкородственных скрещиваний. В растениеводстве гетерозис наблюдается, например, при скрещивании генетически отличающихся чистых линий ку­курузы. Растения чистых линий низкорослы и малоурожай­ны. Их гибриды проявляют гетерозис вследствие комбиниро­вания благоприятных генов исходных особей.

Урожайность гетерозисного гибрида кукурузы в 1,5-2 раза превосходит урожайность исходных сортов. К сожалению, эффект гибридной силы снижается уже в сле­дующем поколении – часть благоприятных генов переходит из доминантного в рецессивное состояние и не проявляется в фе­нотипе. Поэтому в сельском хозяйстве поддерживают самоопы­ляющиеся чистые линии.

Путем их перекрестного опыления получают семена, проявляющие при посеве гетерозис. Полиплоидия и отдаленная гибридизация. Генотип многих культурных растений содержит более двух наборов хромосом – они полиплоидны. Некоторые полиплоиды обладают быстрым ростом, высокой урожайностью, повышенной устойчивостью к Действию неблагоприятных факторов, более активным синтезом органических веществ.

Высокие характеристики достигаются Многократностью набора доминантных генов, обусловливаю­щих проявление благоприятных признаков (их полимерией). Дублирование набора хромосом защищает организм от вли­яния вредных мутаций. Природный полиплоид мягкая пшеница содержит в генотипе шестикратный набор хромосом родственных злаков, твердая пшеница – четырехкратный.

Полиплоидными являются и дру­гие сельскохозяйственные культуры: картофель, хлопчатник, овес, садовая земляника, люцерна, некоторые сорта гречихи, ржи, сахарной свеклы и под­солнечника. Зеброид – бесплодный гибрид лошади и зебры Селекционеры Японии научились выращи­вать триплоидную форму ар­бузов, не имеющих косточек. Для этого они скрещивают особи с тетраплоидным и дип­лоидным набором.

Среди по­крытосеменных культур 30-35% составляют полиплоиды, у злаковых трав эта доля еще больше – 70%. Обычно скрещивание происходит в пределах вида, но иног­да удается получать гибриды растений разных видов и даже разных родов. Такие скрещивания называют отдаленной гиб­ридизацией. Гибрид пшеницы и ржи – тритикале – удачно со­четает ценные качества обеих культур.

Он дает высокий уро­жай зерна и зеленой массы с высокими кормовыми качества­ми. Гибридизация пшеницы с пыреем позволила вывести новый засухоустойчивый и морозостойкий зерно-кормовой сорт пшеницы с чрезвычайно высокой урожайностью. Кроме мула и нара, у животных получены отдаленные гибриды тонкорунных овец с диким горным бараном архаром. Овцы новой породы архаромеринос отличаются шерстью вы­сокого качества.