Селекция. Селекция Растений 3-3. 1. Ученые(Курбанов) (Грегор Мендель)
 Скачать 19.88 Kb.
|
|
1.Ученые(Курбанов) (Грегор Мендель) Основоположником науки о наследственности — генетики — по праву считается австро-венгерский ученый Грегор Мендель. Работа исследователя, «переоткрытая» только в 1900 году, принесла посмертную славу Менделю и послужила началом новой науки, которую несколько позже назвали генетикой. До конца семидесятых годов XX века генетика в основном двигалась по пути, проложенному Менделем, и только когда ученые научились читать последовательность нуклеиновых оснований в молекулах ДНК, наследственность стали изучать не с помощью анализа результатов гибридизации, а опираясь на физико-химические методы,что и является селекцией. С 1845 и в течении следующих 4 лет обучался в Брюннской теологической школе. Будучи монахом, Грегор Мендель с удовольствием вел занятия по физике и математике однако не прошел государственного экзамена на аттестацию учителя. Видя его страсть к знаниям и высокие интеллектуальные способности, настоятель монастыря послал его для продолжения обучения в Венский университет, где Мендель в качестве вольнослушателя проучился четыре семестра в период с 1851 по 1853 год, изучая естественные науки, особенно физику, после чего стал преподавателем физики и естествознания. В это время Мендель начал заниматься изучением ботаники и метеорологии, проводил опыты по скрещиванию растений(их селекции) и вел тщательные записи. На основе сделанных записей он разработал правила, которые объясняли наследственность, и которые сегодня известны как Закономерности наследования признаков,чем и по сей день пользуются все селекционеры растений. (Николай Вавилов) Николай Вавилов – известный ученый-генетик, химик, селекционер, географ, государственный деятель. Автор закона гомологических рядов и учения об иммунитете растений. Имя Николая Вавилова известно разве что узкому кругу специалистов, хотя он стал первым ученым, к которому пришла идея создать специальные банки-семенохранилища. Он понимал, что спасти род человеческий от голода можно только сохранив лучшие образцы культурных растений, собранных в разных уголках планеты. Парадоксом стало то, что ученый, который хотел избавить людей от голода, сам умер голодной смертью в сталинских застенках. Его отец – Иван Вавилов, выходец из крестьян занимал место управляющего обувной мануфактуры.Он хотел передать свое дело одному из детей,но все они имели огромную тягу к заниниям и стали учеными(Лидия, она стала микробиологом. В 1914-м заразилась в экспедиции черной оспой и умерла. Младший брат Вавилова – Сергей, стал известным физиком, академиком. В 1951-м скончался от инфаркта.) В 1906-м он принимает ответственное решение, круто меняет свою биографию и поступает в сельскохозяйственный институт. Вавилов остановился на агрономии. Сергей тоже стал студентом этого вуза, только физико-математического факультета. Николай учился у магистра ботаники Николая Худякова и Дмитрия Прянишникова, стоявшего у истоков основания агрономической химии. Именно благодаря им, из Вавилова получился впоследствии знаменитый ученый.В 1913-м талантливый молодой Вавилов уехал продолжать учебу за границей. Во французской коммуне Вильморен он узнал, что такое селекционное семеноводство.Именно в годы Великой Революции он исследовал устойчивость растений к различного рода инфекциям, открыл наличие в них генетического иммунитета. Вскоре Вавилов опубликовал результаты своего исследования.Спустя немного времени Вавилов обнародовал свои научные исследования, касавшиеся центров происхождения многих культурных растений. Эта публикация стала для ученых своеобразным компасом, благодаря которому они ориентировались в безграничном разнообразии растительного мира планеты. Далее он бывал во многих экспедициях,откуда возращался с огромным растительным материалом,что подкрепляло его открытия. (Г.Карпаченко) В 1917 г. он поступил в Пермский университет, а через год перевелся на факультет растениеводства Московской сельскохозяйственной академии, которую окончил в 1922 г. В 1925 г. Г.Д. Карпеченко по приглашению Н.И. Вавилова возглавил генетическую лабораторию Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур.Мировую славу талантливому ученому принесли работы по отдалённой гибридизации, начатые еще в Москве под руководством профессора С.И. Жегалова, руководителя кафедры генетики Московской сельскохозяйственной академии, и затем продолженные в ВИРе. Карпеченко впервые в мире удалось получить плодовитые гибриды от скрещивания представителей различных родов растений - редьки (Raphanus sativus) и капусты (Brassica oleracea). Георгий Дмитриевич показал, что стерильность отдаленного гибрида может быть преодолена путем удвоения хромосом (амфидиплоидии). На основе этого открытия впоследствии ученым была разработана методология использования отдаленной гибридизации в селекции. В работах Карпеченко поставлены задачи выяснения эволюционного и селекционного значение отдаленных гибридов, а также познания механизмов, которые управляют цитогенетическими процессами при отдаленной гибридизации и определяют ее биологическую и хозяйственную эффективность. Именно в этом разделе науки он сразу же стал общепризнанным авторитетом мирового ранга, а его исследования на долгие годы вошли во все генетические сводки и учебники Основным направлением исследований стала разработка теории и методов изучения репродукции и селекции растений. Главные темы исследований - отдаленная гибридизация и цитогенетика отдаленных гибридов, экспериментальный мутагенез, методы получения и использования в селекции полиплоидных форм растений. Под руководством Карпеченко в отделе генетики ВИР были выполнены работы по экспериментальной гибридизации злаков (эгилопсов и пшениц, эгилопсов и ржи), результаты которых внесли вклад в решение вопросов филогении этих родов. Георгием Дмитриевичем заложены методические основы создания на основе отдаленной гибридизации новых форм растений, нашедших широкое практическое применение - ржано-пшеничных амфидиплоидов, тетраплоидных форм ячменя, разработаны методы массового получения полиплоидных форм ячменя, томата, картофеля, льна. Основные труды (более 50) опубликованы Г.Д. Карпеченко в 1924-1940 гг. Для трехтомных "Теоретических основ селекции растений", вышедших под редакцией Н.И. Вавилова в 1935-1937 гг., им написаны главы "Теория отдаленной гибридизации растений" и "Экспериментальная полиплоидия и гаплоидия". 2. Основные направления(методология) Мутагенез — процесс изменения в нуклеотидной последовательности ДНК, приводящий к мутациям. Различают естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный) мутагенез.Последовательность событий, приводящая к мутации (внутри хромосомы) выглядит следующим образом: происходит повреждение ДНК (если повреждение ДНК не было корректно репарировано, оно приведет к мутации); в случае, если повреждение произошло в незначащем (интрон) фрагменте ДНК или если повреждение произошло в значащем фрагменте (экзон) и, вследствие вырожденности генетического кода, не произошло нарушения, то мутации образуются, но их биологические последствия будут незначительными или могут не проявиться. Мутагенез на уровне генома также может быть связан с инверсиями, делециями, транслокациями, полиплоидией и анеуплоидией, удвоением, утроением (множественной дупликацией) некоторых хромосом и т. д. В настоящее время существует несколько подходов, использующихся для объяснения природы и механизмов образования точечных мутаций. В рамках общепринятой, полимеразной модели считается, что единственной причиной образования мутаций замены оснований являются спорадические ошибки ДНК-полимераз. В настоящее время такая точка зрения является общепринятой[5]. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик предложили таутомерную модель спонтанного мутагенеза[6]. Они объяснили появление спонтанных мутаций замены оснований тем, что при соприкосновении молекулы ДНК с молекулами воды могут изменяться таутомерные состояния оснований ДНК. Образование мутаций замены оснований объяснялось образованием Хугстиновских пар.[7]. Предполагается, что одной из причин образования мутаций замены основания является дезаминирование 5-метилцитозина. Самым старым считается массовый отбор в селекции, при помощи которого были получены ценные исходные материалы для нынешнего поколения селекционеров. Данная разновидность отбора помогает выбрать из большого количества растений те, которые соответствуют поставленным требованиям. Гибридизация — процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами 3. Одна из таких главных целей и один из важнейших резервов селекции растений — обеспечение более эффективного использования растениями энергии солнца. Культурные растения используют всего 2 % солнечной энергии, которая в принципе имеется в нашем распоряжении в неограниченных размерах. Если эти 2 % увеличить хотя бы в несколько раз, растениеводческая продукция также возросла бы в несколько раз. Это стало бы существенным фактором в борьбе за удовлетворение продовольственных потребностей человечества. Генетика играет огромную роль и в развитии агротехники. Работа по улучшению обработки почвы и восстановлению ее плодородия может окупиться в должной мере только в том случае, если условия, созданные ценой больших затрат, обеспечат соответствующий рост урожайности. В работе по селекции растений важнейшей в экономическом отношении целью является повышение урожайности с единицы площади. Один из путей этого — увеличение генеративных частей растений по отношению к вегетативным. При этом селекционные работы должны учитывать наряду с экономическими целями определенные технологические требования. Например, механизация возделывания зерновых будет эффективной в том случае, если стебли растений будут достаточно прочными и урожай будет убран механизмами без потерь. Идея осуществления управляемой мутации интересует биологов всего мира. Однако изменить мутацию облучением или воздействием на растение целиком каким-либо веществом практически невозможно. Поэтому сторонники молекулярной биологии считают более целесообразным проводить работы с единственной клеткой, выделенной из тканевой культуры. Опыты поставлены широко и проводятся в различных направлениях. Результаты, по всей вероятности, могут быть получены только в предстоящие десятилетия. Из этого можно сделать вывод что работы по развитию методов и многообразию продуктов селекции на данный момент идут очень медленными шагами к развитию |