§ 26. Достижения мировой и отечественной селекции

Определения и обозначения

Селекция — наука и практическая деятельность по созданию и улучшению сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Она опирается на наследственные различия организмов и помогает отбирать формы с нужными человеку свойствами. Поэтому селекция нужна не только сельскому хозяйству, но и производству продуктов и сырья.

Сорт — созданная человеком группа культурных растений с наследственно закреплёнными хозяйственно ценными признаками. Например, у сорта могут быть высокая урожайность или устойчивость к засухе. Понятие сорта позволяет отличать и использовать группы растений одного вида с разными полезными свойствами.

Порода — созданная человеком группа домашних животных с наследственно закреплёнными признаками и определённой продуктивностью. К таким признакам относятся особенности телосложения, поведения и количество или качество получаемой продукции. Понятие породы помогает выбирать животных для разведения с учётом задач хозяйства.

Штамм — культура микроорганизмов с определёнными наследственными свойствами, которую используют, например, в производстве. Разные штаммы одного вида микроорганизмов могут различаться по полезным для человека особенностям. Подбор нужного штамма помогает получать продукты или вещества с заданными свойствами.

Как это устроено

Селекция помогает получать растения с высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и неблагоприятным условиям, а также с улучшенными качествами продукции. Это важно потому, что урожай зависит не только от ухода, но и от наследственных особенностей растения. Если нужный признак передаётся потомству, его можно закрепить и использовать в следующих поколениях.

И. В. Мичурин работал над выведением новых сортов плодовых растений. Его деятельность показала, что исходные формы можно целенаправленно подбирать и использовать для получения растений с полезными сочетаниями признаков. Развитие таких методов расширяет возможности селекционеров: они могут искать подходящие формы и отбирать потомство, в котором нужные свойства проявляются лучше.

Н. И. Вавилов изучал разнообразие культурных растений и их диких предков, собирал и сохранял коллекции. Это важно, потому что нужного признака может не оказаться среди местных сортов, но он встречается у другой культурной формы или дикого родственника. Коллекции дают селекционерам возможность сравнивать исходный материал и искать наследственные особенности для дальнейшей работы.

Мировая селекция создала множество сортов культурных растений, различающихся урожайностью, сроками созревания, устойчивостью к болезням и условиям выращивания. Например, распространение высокоурожайных сортов пшеницы позволило получать больше зерна с посевных площадей. Сорта, подходящие для разных климатических условий, помогают выращивать культуры там, где прежние формы давали нестабильный урожай, и тем самым поддерживают продовольственное обеспечение.

Селекция животных позволяет закреплять признаки, связанные с продуктивностью и качеством продукции, поэтому хозяйства получают породы, подходящие для определённых целей. У микроорганизмов отбирают штаммы с нужными свойствами: их применяют в пищевой промышленности и других производствах. Это возможно благодаря тому, что наследственные различия встречаются и у животных, и у микроорганизмов, а отобранные свойства можно сохранять при размножении.

Достижения селекции и их практическое значение

Сначала определите, с какой группой организмов связано достижение, а затем найдите признак, который улучшен. Последний столбец показывает, какую задачу помогает решить это свойство. Так можно связать результат селекции с его практической пользой.

Разбор задач

Задача 1. Укажите, к какой области селекции относятся выведение нового сорта пшеницы, новой породы крупного рогатого скота и производственного штамма бактерий. Нужно сопоставить каждый объект с термином для соответствующей группы организмов. Не следует выбирать термин по назначению организма: решающим является то, растение это, животное или микроорганизм.

1. Пшеница — культурное растение, поэтому созданная для неё наследственно отличающаяся группа называется сортом.
2. Крупный рогатый скот — домашние животные, а группы с закреплёнными признаками и продуктивностью называют породами.
3. Бактерии — микроорганизмы; культура с определёнными наследственными свойствами называется штаммом.

Ответ: пшеница — область селекции растений, результат — сорт; крупный рогатый скот — селекция животных, результат — порода; бактерии — селекция микроорганизмов, результат — штамм. В каждом случае название результата связано с группой организмов. Такое сопоставление помогает не путать основные термины.

Задача 2. Дан сорт растения, устойчивый к засухе и дающий высокий урожай. Объясните, какие задачи селекции решены при его создании и чем он полезен хозяйству. В условии названы два свойства: одно помогает переносить недостаток воды, второе связано с количеством получаемой продукции. Нужно также проверить, что речь идёт о признаках самого сорта, а не только о временном результате ухода.

1. Устойчивость к засухе показывает, что решалась задача приспособить растение к неблагоприятным условиям выращивания.
2. Высокий урожай означает, что при создании сорта стремились повысить продуктивность культурного растения.
3. Оба признака должны быть наследуемыми, чтобы сохраняться при размножении сорта и помогать хозяйству не только в одном сезоне.

Ответ: селекционеры добились сочетания устойчивости к засухе и высокой урожайности, закреплённого в сорте. Такой сорт может уменьшить потери при недостатке влаги и дать больше продукции с посевной площади. Практическая польза зависит от того, насколько эти наследственные свойства проявляются в условиях выращивания.

Задача 3. Нужно получить растения с ценным признаком, которого нет у местных сортов. Объясните, почему важны коллекции культурных растений и их диких родственников, и как исследования Вавилова помогают решить эту задачу. Важно понять, что селекционеру нужен источник наследственного признака, а не обязательно уже готовое растение, подходящее для хозяйства. Коллекции позволяют искать такой источник среди множества форм.

1. Если местные сорта не имеют нужного признака, следует искать его у других культурных форм или диких родственников.
2. Коллекции сохраняют разнообразный исходный материал, который можно изучать и сравнивать по признакам.
3. Работы Вавилова по изучению разнообразия растений и их происхождения помогают находить и сохранять формы, потенциально полезные для селекции.

Ответ: коллекции дают возможность искать наследственный признак за пределами местных сортов. Исследования Вавилова помогают понять и сохранить разнообразие культурных растений и их диких предков. Найденную форму используют как исходный материал, но она сама по себе ещё не является готовым новым сортом.

Типичные ошибки

Ошибка — считать селекцией только выведение сортов растений. Её допускают, когда вспоминают прежде всего сельское хозяйство и урожай, хотя селекция работает также с животными и микроорганизмами. Проверьте себя: назовите результат работы для каждой группы — сорт, породу и штамм.

Ошибка — путать сорт, породу и штамм. Эти слова похожи тем, что обозначают результаты селекции, поэтому их иногда считают взаимозаменяемыми. Чтобы проверить себя, определите объект: культурному растению соответствует сорт, домашнему животному — порода, микроорганизму — штамм.

Ошибка — приписывать селекционеру создание признака, не учитывая наследственность. Признак может зависеть от условий среды, и тогда он не обязательно сохранится у потомства. Спросите себя, передаётся ли нужная особенность следующим поколениям: если нет, её нельзя считать надёжно закреплённым результатом селекции.

Ошибка — считать коллекции Вавилова набором готовых сортов. Такое представление возникает из-за того, что коллекции содержат растения с разными ценными особенностями. Но это исходный материал для изучения и отбора, а не готовые сорта; проверьте себя, различая сохранение разнообразия и создание новой селекционной формы.

Связь с другими темами

Для понимания селекции нужно знать, что признаки наследуются и что внутри вида существуют наследственные различия. Изменчивость создаёт разнообразие форм, а отбор позволяет оставлять для дальнейшей работы организмы с нужными свойствами. Поэтому тема связана с генетикой и пригодится при изучении сельского хозяйства и биотехнологии. Сохранение коллекций растений также связано с охраной биологического разнообразия: без исходных форм выбор для будущей селекции был бы ограничен.

Что запомнить

• Селекция создаёт и улучшает сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов.
• Цель селекции — получать организмы с полезными для человека наследственными признаками.
• Сорт, порода и штамм — результаты селекционной работы с разными группами организмов.
• Для селекции важны наследственная изменчивость и разнообразие исходного материала.
• Вавилов изучал разнообразие культурных растений и их происхождение.
• Достижения селекции применяются в сельском хозяйстве, пищевом производстве и других отраслях.