Селекцияның әдістері мен жетістіктері
Селекция әдістері. Селекциялық процестің негізінде жасанды іріктеу жатыр — одан әрі қажетті белгілері мен қасиеттері бар ұрпақтарын алу үшін адамның шаруашылық жағынан неғұрлым құнды жануарларды, өсімдіктерді және микроорганизмдерді таңдауы. Іріктеудің екі негізгі түрі бар: жаппай және жеке.
Жаппай іріктеу-бұл генотипін тексермей, бір немесе бірнеше қалаған белгілері бойынша (яғни фенотип бойынша іріктеу) ұқсас дарақтар тобын бөліп алу. Мысалы, бір немесе басқа сортты бидайдың мың өсімдігінен одан әрі көбею үшін тек қана кебуге төзімділігімен ерекшеленетін және ірі масағы бар өсімдіктерді ғана қалдырады. Келесі ұрпақтарда қажетті қасиеттері бар өсімдіктерді қайтадан таңдайды.
Бұл әдістің негізгі артықшылықтары оның қарапайымдылығы, үнемділігі және жергілікті сорттар мен тұқымдарды салыстырмалы түрде тез жақсарту мүмкіндігі болып табылады. Кемшілік ұрпақтарды жеке бағалаудың мүмкін еместігінен тұрады, осыған байланысты іріктеу нәтижелері тұрақсыз (ұрпақта ыдырау байқалуы мүмкін, яғни барлық дарақтардың құнды белгілерін зерттемейді).
Жеке іріктеу кезінде (генотип бойынша) қызығушылық танытқан селекционердің белгілердің тұқым қуалауын міндетті түрде бақылау кезінде әрбір жекелеген ағзаның ұрпағын алады және бағалайды. Іріктеудің келесі кезеңдерінде жоғары көрсеткіштері бар ұрпақтардың ең көп санын берген дарақтар ғана пайдаланылады.
Мұндай іріктеу өздігінен тозаңданатын өсімдіктердің (бидай, арпа және т.б.) арасында неғұрлым тиімді, өйткені гомозиготивтіліктің ең жоғары дәрежесіне ие таза желілерді алуға әкеледі. Бұл ретте бір өсімдіктен биологиялық және жыныстық көбею есебінен ұқсас ұрпақтардың көп санын алуға болады.
Бастапқы материалдың нұсқаларын ұлғайту мақсатында селекция үшін индукцияланған мутагенез пайдаланылады. Мәселен, көптеген дәнді дақылдарда рентген сәулесінің көмегімен бірқатар пайдалы белгілермен мутанттық формалар алынды. Олар жоғары өнімділігімен, остейсіздігімен ерекшеленеді (күріш. 114), укороченным туындаған. Мұндай өсімдіктер өнімді машинамен жинау кезінде елеулі артықшылықтарға ие. Сонымен қатар, қысқа және берік сабан астықтың мөлшері мен массасын одан әрі арттыруға мүмкіндік береді.
Ауыл шаруашылығы жануарлары үшін тек қана жыныстық көбею және саны аз ұрпақ тән, сондықтан тұқымдық жануарларды іріктеумен қатар өсірудің арнайы әдістері қолданылады, мысалы жасанды ұрықтандыру. Бұл әдіс жақсы өндірушілердің генетикалық әлеуетін тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Экономикалық тиімділік өндірушілердің үлкен басын ұстауға жұмсалатын шығындардың төмендеуімен, сондай-ақ шаруашылық жағынан пайдалы белгілері бар көптеген ұрпақтарды жылдам алу мүмкіндігімен байланысты. Мысалы, жасанды ұрықтандыруды пайдалана отырып, бір бұқадан селекционер 35-ке дейін бұзауды ала алады. Сперматозоидтарды ұзақ сақтау үшін терең мұздату әдісі қолданылады. Бүгінгі таңда әлемнің көптеген елдерінде құнды генотиптері бар жануарлар ұрығының банктері бар.
Селекциялық іріктеу белгілі бір будандастыру үлгілерімен (гибридизациялау әдістерімен) үйлесімде неғұрлым тиімді. Түрішілік Гибридизация әдістерінің барлық алуан түрлілігі инбридинг пен аутбриджге әкеледі.
Инбридинг-бұл бір ата-анасының ұрпақтары немесе ұрпақтары ата-ана формаларымен айқасқан бастапқы формалар ретінде қолданылатын жақын туыстық шағылысу (ішке-трипорттық немесе тортішілік). Будандастырудың бұл түрі тұқымның немесе сорттың гендерінің көпшілігін гомозигот жай-күйіне ауыстыру және ұрпақтардың қатарында шаруашылық құнды белгілері бойынша ыдырауды болдырмау үшін қолданылады (күріш. 115). Сонымен қатар, инбридинг кезінде жиі инбредті депрессия байқалады — ұрпақтардың өміршеңдігі мен өнімділігінің төмендеуі, өйткені гомозигот жағдайы зиянды рецессивті мутациялар да өтеді.
Аутбридж — туыс емес (туысаралық немесе портаралық) шағылыстыру. Аутбридж әр түрлі іріктеу формаларымен бірге бастапқы тұқымдарды немесе сорттарды жеке сипаттайтын пайдалы белгілердің комбинациясын жасауға мүмкіндік береді.
Тұқымаралық немесе сортаралық будандастыру кезінде организмдердің гетерозиготивтілігі өседі, соның салдарынан бірінші ұрпақ будандары ата-аналық пішіндерге қарағанда өміршең және өнімді болады. Бұл құбылыс гетерозис немесе гибридті қуат деп аталады. Келесі буындарда гетерозис әсері әлсірейді және жоғалады.
Өсімдік шаруашылығында гетерозисті табысты қолданудың классикалық үлгісі жүгері (күріш. 116). Осы өсімдіктің жоғары өнімді гетерозистік будандарын алу алғаш рет өнеркәсіптік негізге қойылды. Мұндай будандардың жалпы астық түсімі ата-аналық организмдерге қарағанда 20-30% — ға жоғары болды. Қазіргі уақытта гетерозистік будандарды алу өсімдік шаруашылығында, өнеркәсіптік құс шаруашылығында (бройлерлік балапандар) және шошқа шаруашылығында кеңінен қолданылады.
Құнды нәтижелер, сондай-ақ әртүрлі түрлерге (және тіпті босануға) жататын ағзаларды шағылыстыратын алыс будандау әдісін береді. Сонымен қатар гетерозис әсері де байқалуы мүмкін, бірақ көп жағдайда түраралық будандар бедеулік болып табылады. Бұл олардың хромосомалық жиынтығы әртүрлі хромосомалармен ұсынылған, олар мейозада жұптар құрамайды (конъюгацияламайды). Классикалық мысал — жылқының (биенің) және есектің (еркектің) мул-буданы. Бұл күшті, төзімді жануар, ол екі ата-аналық формадан әлдеқайда ауыр жағдайларда пайдаланылуы мүмкін. Алайда, мулалар бедеулік.
1924 жылы Кеңес генетигі Г. Д. Карпеченконың түраралық гибридтеріндегі өсімталдығын қалпына келтіру үшін хромосомалардың санын екі есе көбейтуді қолдануды ұсынды. Түраралық және туықаралық будандарда хромосомалар жиынтығының еселік ұлғаюы аллоплоидия атауын алды. Бұл әдіс гибридтердің бедеулігін жеңуге мүмкіндік береді, өйткені олардың барлық хромосомалары жұптық болып, мейозда конъюгациялауы мүмкін.
Алыстағы Гибридизация мен аллоплоидияның үйлесуі қырыққабат пен шалғамның (күріш. Мысалы, бидай (Triticum) мен қара бидай (Secale) гибридизациясы нәтижесінде тритикале жалпы атауымен біріктірілген бірқатар формалар алынды. Олар сіз-бидайдың шырыны, қысқа төзімділігі және қара бидайдың қарапайым болуы, көптеген ауруларға төзімділігі бар.
Өсімдіктер селекциясында автополиплоидия кеңінен қолданылады-тірі организмдердің белгілі бір түрлерінде хромосомалар жиынтығының еселік ұлғаюы. Бұл әдіс полиплоидты өсімдіктерді алуға мүмкіндік береді (4P, 6P, 8P және т.б.). Олар үлкен өлшемдермен ерекшеленеді (күріш. 108), жоғары өнімділікпен, ауруларға және ортаның қолайсыз факторларына жоғары төзімділікпен қамтамасыз етіледі. Қазіргі заманғы мәдени өсімдіктердің шамамен 80% — ы полиплоид болып табылады.
Бірқатар ерекше ерекшеліктерге микроорганизмдер селекциясы ие. Олар, әдетте, жануарлар мен өсімдіктерге қарағанда, гендік белсенділікті реттеу механизмдері неғұрлым қарапайым болып табылады. Сонымен қатар, селекционерде жұмыс істеу үшін шексіз материал бар: санаулы күн ішінде қоректік ортада миллиардтаған жасушаларды өсіруге болады. Микроорганизмдердің селекциясында мутагенез кеңінен қолданылады, өйткені гаплоидн микроорганизмдерінің көпшілігі мутантты формаларды бірінші ұрпақта анықтауға болады. Жоғары өнімді штамдарды іріктеу алдында бастапқы микроорганизмдердің генетикалық материалдары бар селекционердің мақсатты жұмысы жүргізіледі. Гендерді конъюгация — бактериялар арасындағы генетикалық материалмен алмасу жолымен біріктіру қолданылады. Бұл, мысалы, мұнай көмірсутектерін кәдеге жаратуға қабілетті микроорганизмдер штаммдарын жасауға мүмкіндік берді.
Заманауи селекцияның жетістіктері. Соңғы 100 жылда селекционерлердің күш-жігерінің арқасында дәнді дақылдардың өнімділігі 10 есеге артты. Бұл бірқатар елдерде рекордтық өнім алуға мүмкіндік береді.
Беларусь селекционерлері де үлкен жетістіктерге қол жеткізді. Белоруссиялық селекцияның дәнді, бұршақты, техникалық және жем-шөп дақылдарының сорттары егістік алқаптарының 75% — дан астамын алатын Отанында ғана емес, басқа елдерде де жоғары бағаланады.
1920 жылдан бастап Беларус селекционерлері картоптың 100-ден астам сортын құрды. Белоруссиядағы картоптың ғылыми селекциясының негізін қалаушы академик П. И. Альсмиктің әзірлемелерін дамыта отырып, біздің ғалымдар жаңа жоғары өнімді сорттарды (Блакит, Зорачка, Магнат және т.б.) табысты құрады. Беларусь селекциясының көптеген сорттары Ресей, Армения, Молдова, Қытай және басқа елдердің мемлекеттік тізіліміне енгізілді.
Республикада және көрші елдерде белорустық жидектер мен жеміс дақылдарының сорттары кеңінен танымал болды. Олардың арасында қара қарақат (Белорус тәтті, Кантата, Вавиловты еске алу және т.б.) және алма (Антей, Белорус таңқурай және т. б.) сорттары бар.
Малдардың жаңа тұқымдарын жасауда және қолда бар тұқымдарын жақсартуда айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді. Ұзақ және мақсатты жұмыс нәтижесінде отандық селекционерлер ірі қара малдың беларустық қара-ала тұқымын шығарды (күріш. 118) жақсы жағдайда азықтандыру және ұстау кезінде берілген майлылығы мен ақуызы бар сүттің жоғары сауылуын қамтамасыз етеді.
Белоруссиялық жегілген жылқының өлшемін, дене салмағын арттыру және жұмысқа қабілеттілігін арттыру бойынша селекциялық жұмыс жалғастырылуда (күріш. 119). Қойдың жүн, салмағы мен өсімталдығы, ет үйректері, қаз, тұқы өнімділігі жоғары тұқымдары және т. б. бойынша өнімді әлеуетін жақсарту бойынша жұмыстар жүргізілуде.
Ақ мал шаруашылығы селекциялық орталығының мамандары Белорус қара-ала және белоруссиялық шошқа тұқымдарын жасады (күріш. 120). Бұл тұқымдар қысқа мерзім ішінде 100 кг-ға жетеді, ал төл тірекке 10-12 торайды құрайды.
1. Жасанды іріктеу дегеніміз не? Сізге қандай іріктеу түрлері белгілі? Іріктеу түрлерін салыстырыңыз, олардың әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктерін анықтаңыз.
2. Қандай салаларда мутагенез кеңінен қолданылады?
3. Инбредты депрессия немен байланысты? Гетерозис әсері немен байланысты?
4. Алыстағы будандау және аут-бридинг әдісінің принциптік айырмашылығы неде?
5. Автополиплоидия дегеніміз не? Аллоплоидия дегеніміз не? Неге аллоплоидия әдісін қолдану түраралық будандардың бедеулігін жеңуге мүмкіндік береді?
6. Микроорганизмдермен селекциялық жұмыстың ерекшеліктері неде?
7. Беларусь селекционерлерінің ең маңызды жетістіктерінің мысалдарын келтіріңіз.
8. Тұқымдарды сату кезінде кейбір орамдарда ірі қаріппен «F -,»деп көрсетілген. Сіз қалай ойлайсыз, неге селекционерлер сатып алушылардың назарын осы тұқымдар, олар жақсы қалған?