Гетерозис және оны селекцияда қолдану

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

2. 1 Жалпы селекция ғылымы

Негізгі бөлім

2. 2. 1 Гетерозис және оны селекцияда қолдану

2. 2. 2 Гетерозис пайда болу заңдылықтары

Қорытынды бөлім

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Селекция жануарлардың асыл тұқымын, өсімдіктердің сорттарын, микроорганизмдердің штампыларын шығарудың, жаңартудың әдістерін және биологиялық негізін зерттейтін ғылым. "Селекция" - сұрыптау деген мағынаны білдіреді. Генетика селекцияның ғылыми негізі болып есептелінеді. Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің негізгі заңдылықтары барлық организмге тән қасиет. Жануарлардың, өсімдіктердің жаңа тұқымы мен сорттарын шығаруда осы заңдылықтарды білудің маңызы зор. Себебі, ол тұқым қуалайтын өзгергіштікке негізделген. H. И. Вавилов селекцияның теориялық негізін қалады.

1. Жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің тұқымдық, сорттық, түрлік және туыстық ерекшеліктерін зерттеуді көрсетті.

2. Тұқым қуалайтын өзгергіштік белгілер мен қасиеттердің дамуына сыртқы орта факторларының әсер ететіндігін анықтады.

3. Организмдердің пайдалы белгілері мен қасиеттерінің тұрақтандырылуына жағдай жасайтын қолдан сұрыптау жүйесін жасады.

Селекцияның басты мақсаты мен міндеті - адам баласына қажетті мол өнім беретін, суыққа, ауруға төзімді өсімдік сорттарын, мал тұқымдарын және микроорганизмдердің штампыларын қысқа мерзімде шығару және жақсарту. Сорт немесе тұқым дегеніміз не? Жануарлардың асыл тұқымы немесе есімдіктердің сорттары деп тұқым қуалайтын морфологиялық, биологиялық және шаруашылық белгілері мен қасиеттері ұқсас, сұрыптаудың нәтижесінде шығарылған бір түрге жататын даралар жиынтығы. Н. И. Вавиловтың айтуы бойынша: "Селекция үшін қажетті бастапқы материалды білмей, олардың шығу тегі мен эволюциясын зерттемей тұрып, жануарлардың, өсімдіктердің қазіргі сорттарын, тұқымын жаңарту, жақсарту мүмкін емес". Сонымен қатар жануарлардың, өсімдіктердің жабайы арғы тегі формаларының, мәдени формаларына қарағанда бай екенін көрсетті. Сондықтан өсімдіктердің жаңа сорттарын, малдардың асыл тұқымын шығаруда олардың ата тегінің бағалы белгілері бар түрлерін будандастыруға пайдалану қажет екендігін анықтап берді. Ол мәдени өсімдіктердің ата тегінің шығу орталықтарын анықтау, зерттеу және олардың генофондысын сақтау мақсатында дүние жүзінің әр түкпірінде 180-нен астам экспедиция ұйымдастырды. Осы жұмыстың нәтижесінде 1700 түрге жататын 250 мыңнан асатын ауыл шаруашылығы есімдіктері үлгілерінің коллекциясын жасады. Өсімдіктердің сол уақыттағы жиналған коллекциясы осы күнге дейін мәдени өсімдіктердің жаңа сорттарын шығаруға пайдаланылады. Н. И. Вавилов барлық географиялық аймақтарда мәдени өсімдіктердің алуантүрлілігі бірдей емес екендігін анықтай келіп, аса маңызды жаңалық ашты.

2. 2. 1 Гетерозис - туысы жағынан алшақ келетін екі организмнің шағылысуынан пайда болатын ұрпақтың жақсы өсіп, дұрыс дамып тіршілік қабілетінің артуы. Гетерозис- күрделі генетикалық құбылыс, бірінші жылы ұрпақтардың тіршілік ету қабілеттілігін, дамуының күштілігін, өнімділігінің көптілігін білдіретін құбылыс. Ол будандардың түрлері мен пайда болуы тегіне (линия аралық, сорт аралық, жекеленген) байланысты түрлі екпінділігінен айқындалады. Гетерозистің жоғары түрде көрінуі F1 - байқалып, кейіннен төмендейді. И. Кельрейтердің будандық күштер туралы алғашқы мәліметтері, содан кейін Ч. Дарвиннің гетерозистің себептерін түчсіндіру туралы талпыныстары осы құбылыстың ғылыми зерттеулеріне жол ашты.

Гетерозис - белгілі бір белгілері мен қасиеттерінің көрініс дәрежесі бойынша будандардың бірінші ұрпағының ата - ана формасының әрқайсысынан ерекше басым болуы. Гетерозис түр аралық будандастыруда бір түрдің әр алуан гетерогенді популяцияларын будандастырғанда байқалады. Жүгеріде түрлі таза немесе инцухт - линияларды будандастырғанда гетерозис құбылысы күшті көрініс береді. Бұл кезде будандарыдың өнімділігі кейде (ең тәуір) ата - ана формасымен салыстырғанда 20-50 % - ға артады. Әсіресе, Г. Шелл, Е. Иста, Х. Хэйстердің жұмыстарында айқын көріне бастады. Ғылыми әдебиеттерге «Гетерозис» термині 1914 жылдан бастап енген. Гетерозистің себептері мен генетикалық негіздерін түсіндіру үшін бірнеше пікірлер айтылды да, онда негізінен өзара әсер етуші түрлерінің қайсысына және қандай жағадайларға басты көңіл бөлінетіні айқындалады. Гетерозисті баяндауға бірнеше болжамдар айтылды. Айқас тозаңданатын ағзалардың популяцияларында гендердің зиянды рецессивті аллельдері аутбридинг нәттижесінде доминантты аллельдерімен қалқаланады, әрі сақталады.

Гетерозис туралы болжамдардың көпшілігі айқас тозаңданатын дақылдарға тексерілген. Бірақ сонымен қатар гетерозис құбылысы өздігінен тозаңданатын дақылдарға да тән. Аллельдер будандасу кезінде үйлесетін генетикалық баланстан неғұрлым жоғары болса, олар бірін - бірі гетерозиготты жағдайда толықтырып отырады. Егер Ғ1 - де гетерозиготтық тиімділік толығырақ жүзеге асырылса, одан кейінгі генерацияларда сақталады. Бастапқы материалдық гомозиготтың нәтижесі қандай болсада, тозаңданатын линиялардың арасында азғантай айырмашылықтың өзі жеткілікті болады. Ғылым көрсеткендей өздігінен тозаңданатындарда гетерозистің көруінінің екі басты себебі бар: 1) қолайлы аллельдері немесе ата - аналардың қолайлы генетикалық факторлары бар будандардың комбинациялануы; 2) аз доминанттық аллельдердің әсері. Осымен кей жағдайда аралық тұқым қуалаушылық пен автогамдық (өздігінен тозаңданатын) өсімдіктердің тобындағы жағдайлар түсіндіріледі. Болашақ будандарда аналық формаларды жаппай ұрықсыздандыру үшін гаметоиттердің дамуын тежейтін хиимиялық қосылыстардың қатарлары - гиббереллиндер, этрел, т. б. басқа ұсынылды.

2. 2. 2 Гетерозис кезінде ата-анасымен салыстырғанда буданның тіршілік қабілеті артып, мол өнім береді. Бірақ бұл қасиет кейінгі ұрпақтарында біртіндеп төмендеп өше бастайды. Гетерозис құбылысын өсімдіктер және жануарлар селекциясында жиі қолданады. Бұл құбылысты ең алғаш 1914 жылы Америка ғалымы В. Шелл жүгері өсімдігінен байқайды. В. Шеллдің тәжірибесі бойынша, жүгері өсімдігі гетерозисті буданының бірінші ұрпағының өнімі екінші ұрпағының өніміне қарағанда - 35%-ға, үшінші ұрпағында 50%-ға төмендегенін көрсеткен. Гетерозистің швед ғалымы А. Густафсон анықтағандай, өсімдіктерде бірнеше түрі бар. Олар жыныстық гетерозис - жыныс органдарының жақсы дамуына байланысты тұқым мен жемістің өнімі артады. Денелік гетерозис - вегетативті органдарының іріленуі. Бейімделгіш гетерозис - будан өсімдіктердің ортаға бейімделіп тіршілік қабілетінің артуынан туады. Гетерозис ірі қара малдарда жиі кездеседі. Мысалы, ірі қара малдың Герефорт және Шортгорн тұқымдарын будандастырғанда, будандардың еті мол және өте жоғары сапалы болған. Ал қазақтың Ақ бас сиырын Санта-гертруда тұқымымен будандастырғанда, будан ұрпақтары етті болады. Бір өркешті түйені (нарды) екі өркешті түйемен будандастырғанда, сондай-ақ жылқы мен есекті будандастырғанда, ұрпақтарында гетерозис құбылысы байқалады. Қашар - екі түрге жататын жылқы мен есекті шағылыстыру нәтижесінде алынған ұрпақ, бермейтін будан. Күші жағынан ата- анасынан бірнеше есе артық болады. Гетерозигота құбылысының табиғаты, оның молекулалық сыры әлі толық анықталған жоқ. Әріден будандастыру. Әр түрге және туысқа жататын организмдердің будандасуын әріден будандастыру дейді. Мұндай шағылыстырудың мақсаты - бір түрге жататын дараларды будандастыруда беріле алмайтын белгілер мен қасиеттердің тұқым қуалауын зерттеу. Өсімдіктердің мәдени сортымен жабайы түрін будандастыру арқылы сапалы будан алуға болады. Мысалы, қарабидай мен бидайдың бидай мен эгилопс деп атайтын жабайы астың тұқымдастың будандары бар. Әріден будандастыруды алғаш зерттеген И. Г. Кельрейтор болды. Ол 1760 жылы темекі мен махорканың арасынан алғаш рет будан алды. Әріден будандастырумен Г. Мендель, И. В. Мичурин, Н. В. Цицин, т. б. ғалымдар айналысты. Түраралық, туысаралық будандардың саны аз, тіршілік қасиеті төмен, ұрпақ бермейді. Ұрпағының болмау себебі, бір жағдайда - жыныс органдарының дұрыс дамып, пісіп жетілмеуінен болады. Өсімдіктерде тозаңның толық пісіп жетілмеуінен тозаңқап толық ашылмайды. Екінші жағдайда - будандастыруға алынған организмдердің хромосомалар санының және жұптарының өзгеруінен туады. Мысалы, будандастыруға алынған А түрге жататын организмнің 14 хромосомасы, Б түрге жататынның 28 хромосомасы бар делік. Бірінші ұрпақ буданында 21 хромосома болады. Сонда Б түрге жататын дараның 7 хромосомасымен конъюгацияға түсетін жұп (гомологті) хромосомалар жоқ. Бұл жағдай мейозда хромосомалардың ретсіз бөлінуіне және тіршілігі жоқ гаметалардың пайда болуына әсерін тигізеді. Кейбір будандардың ұрпақ, бермейтін кемшілігін, оларды полиплоидті түрге ауыстыру арқылы түзеуге болады. Бірінші рет Ресейде 1924 жылы Г. Д. Карпеченко қырыққабат пен шомырды будандастыру арқылы мол ұрпақ беретін түраралық будан алды. Бұл жағдайда будан өсімдіктердің хромосома санын екі есе көбейтеді. Хромосомалар санының екі еселенуі барысында мейоз процесі дұрыс жүріп, шомыр мен қырыққабат хромосомалары өз жұптарын тауып, конъюгацияланады. Әріден будандастыруда академик Н. В. Цицин бидайды бидайықпен будандастыру арқылы дәнді дақылдардың құнды сорттарын алды. И. В. Мичурин жұмыстарында әріден будандастыруды пайдаланып, сиырбүлдірген мен таңқурайдың, алхоры мен шомырттың, шетен мен сібір доланасының будандарын алды. Оларды вегетативті жолмен көбейтті. Мутациялық селекция. Өсімдіктердің сорттарын микроорганизмдердің жаңа штампыларын шығаруда дәстүрлі әдістермен қатар мутацияларды да пайдаланады. Мутацияны шығу табиғатына қарай: табиғи (спонтанды) және қолдан тудырған мутациялар деп бөледі. Табиғи мутациялар ғалымдардың пікірі бойынша, зат алмасу кезінде ДНҚ ретінің рекомбинациясы, екі еселенуі, репарация және репликация процестерінен туындайды деген болжам бар. Табиғи мутациялар: гендік, хромосомалық, соматикалық, генеративтік мутациялар болып бөлінеді. XX ғасырдың 20-30-жылдарында рентген сәулелері және химиялық қосылыстардың кейбір түрлері тірі организмде тұқым қуалайтын мутациялар тудыратыны анықталды. Селекция үшін генетиктер мутацияны қолдан тудыратын әдістерді жасай бастады. Сонымен мутациялық селекция пайда болды. Мутация тудыратын факторларды мутагендер деп атады. Мутацияның пайда болу процесін мутагенез дейді. Көпшілік жағдайда организмде пайда болған мутациялар жағымсыз әсері болғандықтан, оның тіршілік қасиеттерін төмендетеді. Сонымен қатар селекция үшін маңызы бар мутациялар да кездеседі. Әсіресе олар микроорганизмдер селекциясында кеңінен қолданылады. Мысалы, ультракүлгін сәулемен әсер ету арқылы пенициллиум саңырауқұлағының жаңа штампысы алынды. Олар бастапқы түрлеріне қарағанда пенициллинді мың есе көп түзеді. Сол сияқты рентген және басқа да сәулелермен әсер етіп, практикада мукор, ашытқы саңырауқұлақтарының, азотобактериялардың жаңа қасиетке ие жаңа түрлері алынды. Осы мәселеге байланысты Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясының микробиология және вирусология институтында сүт қышқылы бактерияларынан жемшөпті сүрлеуге қажетті арнаулы ашытқылар алынып, солардың көмегімен мыңдаған тонна сүрлем дайындалды. Институт ғалымдары пропион қышқылы бактерияларынан жаңа ашытқылардың штампыларын шығарып, оларды сынақтан өткізді. Жүгеріні пропион қышқылы бактериялары мен ашытқы саңырауқұлақтарды қосып сүрлегенде, азықтың сапасы жақсарып, ондағы "В" витаминдерінің мөлшері артты. Осының әсерінен сиыр сүтінің майлылығы, тауықтың, үйректердің жұмыртқалағыштығы артатындығы байқалды. Әр түрлі мутагендерді пайдалана отырып, өсімдіктердің де жаңа сорттары алынды. Дүние жүзінде осы әдістің көмегімен 500-ден астам өсімдіктердің жаңа тиімді мутанттары алынған. Мысал ретінде Новосібір қаласындағы Цитология және генетика институтының ғалымдары шығарған жаздық бидайдың "Новосибирская-67" сортын айтуға болады. Бұл сорт "Новосибирская-7" сортының тұқымын рентген сәулелерімен өңдеу арқылы, сұрыпталу нәтижесінде алынған. Қазақстанда Қазақтың егіншілік ғылыми-зерттеу институтында химиялық және физикалық факторларды қолдану нәтижесінде күздік және жаздық бидайдың және басқа дақылдардың мол өнім беретін, жоғары сапалы мутантты түрлері алынды. Полиплоидия. Полиплоидия - жасушаның хромосомалар санының өзгеруінен туындайтын геномды мутацияларға жатады. Егер эукариотты организмдер жасушасының хромосома жиынтығы екіден артық рет еселенсе, ондай организмдерді полиплоидті дейді. Полиплоидия табиғатта кең тараған құбылыс. Бұл әсіресе гүлді есімдіктерде жиі кездеседі. Полиплоидия жасушаның митоздық, мейоздық бөліну фазаларына ішкі-сыртқы орта факторларының әсер етуінен және будандастырудан да пайда болуы мүмкін. Бұл құбылыс жануарларда сирек кездеседі. Академик Б. А. Астауров жібек құртының жұмыртқаларына әр түрлі температурамен әсер ету арқылы партеногенез жолымен полиплоидті

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.