Достижения селекционеров нашей страны. — презентация

Введение

Селекция растений — одно из самых ранних достижений
человека. Селекция началась тогда, когда человек стал одомашнивать растения,
выращивая их в контролируемых условиях и отбирая те формы, которые обеспечивали
надёжный источник пищи.

Одним из выдающихся ученый
селекционеров, основателей селекции, был И. В. Мичурин. Он жил и работал в
уездном городе Козлове (Тамбовская губерния), переименованном в 1932 г. в
Мичуринск. Работа в саду с юных лет была его любимым делом. Он поставил целью
своей жизни обогатить сады России новыми сортами и добился осуществления этой
мечты, несмотря на невероятные трудности и лишения. Им были разработаны
оригинальные практические методы получения гибридов с новыми, полезными для
человека свойствами, а также сделаны весьма важные теоретические выводы.

Поставив перед собой задачу
продвижения южных сортов плодовых деревьев в среднюю полосу России, Мичурин
сначала пытался решить ее путем акклиматизации указанных сортов в новых
условиях. Но выращенные им южные сорта зимою вымерзали. Одно лишь изменение
условий существования организма не может изменить филогенетически
выработавшийся стойкий генотип, притом в определенную сторону.

Убедившись в непригодности метода
акклиматизации, Мичурин посвятил свою жизнь селекционной работе, в которой
использовал три основных вида воздействия на природу растения: гибридизацию,
воспитание развивающегося гибрида в различных условиях и отбор.

В настоящее время методы Мичурина
также применяются. Однако развитие биотехнологии и биоинженерии
позволило сделать в селекции новые открытия и достижения.

Целью данной работы является
изучение селекции растений. В работе поставлены следующие задачи: рассмотрение
сущности и значения селекции растений, рассмотрение основных методов селекции,
а также рассмотрение современных достижений селекции.

3.2. Достижения современной селекции

Наиболее значимыми в аспекте
физиологии растений, по нашему мнению, являются новые достижения в регуляции и саморегуляции физиологических процессов, направленные на
повышение устойчивости сельскохозяйственных растений, выявление механизма
многоканальной регуляции и саморегуляции, состоящего
из трофического, гормонального, водного, электрофизиологического, генетического
каналов связи и передачи сигналов, регуляция водообмена
как активная двигательная система во всей цепи передвижения воды — поглощение,
передвижение, транспирация (Желкевич).

Немаловажны выявление ранее не
известной в науке обширной зоны информативной роли ростовой функции (новые
показатели устойчивости и продуктивности растений, оценки селекционного
материала на засухоустойчивость и продуктивность) и установление материальных
носителей информации: акцепторов, рецепторов и транспортных систем,
обеспечивающих передвижение, закрепление, утилизацию и реутилизацию продуктов
фотосинтеза, первичного и вторичного метаболизма.

К достижениям селекционной науки
можно также отнести выявление центров локализации механизмов и материальных
носителей переключения темпов и направления физиологических, биохимических и энергетических
процессов — хлоро-пластных, рибосомальных, плазмидных, выявление и изучение антистрессовых
систем: химических и биохимических (гормональных, элементорганических,
аминокислотных, анатомических, морфологических, двигательных, генетических,
электрофизиологических), раскрытие закономерностей временного хода основных
жизненных функций — газообмена, энергообмена, тепломассообменных, водообменных, электрофизиологических
явлений: периодичности и ритмичности их проявления, механизмов координации и
взаимодействия надземных и подземных органов растений, трофических и иных
каналов взаимодействия корневых систем и растений в целом с почвенной средой в
онтогенезе (Ермаков).

Физиологи совместно с другими
специалистами предложили методы тестирования продуктивности и устойчивости
исходного селекционного материала, сортов и гибридов сельскохозяйственных
культур на всех этапах жизненного цикла растений по засухо-, жаро-, соле-,
кислото-, гипоксидному и
другим видам устойчивости (Вдовенко, Кумаков и др.). Однако использование этих методов в
селекционной практике пока ограниченное. Главная причина — недостаточная
надежность и идентификация генотипа по прототипу.

Проблема может быть решена при
расширении масштабов работы по оценке генотипов, использовании методов и выявлении
пороговых показателей устойчивости и продуктивности растений, включающих
кардинальные точки процессов и явлений. Этому же будет способствовать
использование метода В.А. Драгавцева
— оценки генотипа по фонотипу.

Предложения по использованию
показателей ростковой функции для тестирования растений на продуктивность и
устойчивость (В.С. Шевелуха)

рост — интегральный процесс,
выражающий функциональное состояние растений в целом;

интенсивность, направленность и
локализация ростовых процессов регулируются двумя внутренними системами —
генетической и гормональной и воздействием внешних факторов среды;

онтогенетическая периодичность роста
сельскохозяйственных растений в природно-климатических условиях умеренной зоны
Европы выражается 10 типами кривых роста, показывающих результат взаимодействия
генотипа со средой;

суточный (циркадный) ход ростовых
процессов является следствием колебаний напряженности факторов среды,
генетической детерминации и уровня функционирования внутренних репарационных
систем и процессов, обеспечивающих определенную степень гомеостаза и уровень
энтропии всех жизненных функций, наиболее полно выраженных в процессах роста;

часовые и микровременные характеристики колебаний ростовых процессов
и растений являются надежными показателями адаптивности генотипов к условиям
окружающей среды и могут использоваться селекционерами при выработке идеотитов (моделей) сортов и гибридов и паспортной
характеристике вновь созданных селекционных форм, линий, сортов и гибридов
сельскохозяйственных растений;

наиболее существенными в селекции на
засухоустойчивость могут быть ростовые реакции растений на изменение влажности
почвы. Для их эффективного использования необходима разработка специальных тест-таблиц и систем. Они разработаны для условий
Нечерноземной зоны.

Ученые-селекционеры и их достижения

Издавна целью селекции является выведение новых видов, вбирающих лучшие характеристики прежних сортов. У одних растений избираются их вкусовые качества, у других — красивая форма, цвет или урожайность. И в результате скрещивания получаем совершенные виды. Но поистине поражают необыкновенные сорта, ставшие воплощением фантазии селекционеров. Это персиковидный или ананасный абрикос, сахарная кукуруза, помидор с запахом лимона, желтый арбуз с привкусом манго и грейпфрут, возникший в результате союза апельсина и помело. Грейпл представляет собой гибрид яблока и винограда. А цветная капуста с брокколи подарили нам капусту романеско, похожую на букет цветов или фантастические кораллы.

Российский селекционер — это человек, преимущественно работающий в сфере сельского хозяйства. Именно благодаря трудам этих ученых удалось повысить урожайность зерновых культур в несколько раз.

Несомненно, известнейшим русским селекционером является Иван Мичурин. Ученому удалось вывести множество сортов плодово-ягодных культур, а также быть учителем, имеющим многих последователей. Именно благодаря трудам этого человека стало возможным развитие садоводства в Сибири.

Большой вклад в селекцию животных внес русский ученый Иванов. Путем скрещивания ему удалось вывести племенные породы. Позже на этой основе были созданы белая степная свинья и рамбулье асканийский.

Благодаря ученым Четверикову и Кольцову стала развиваться генетика — молекулярная и мутационная, что позже сыграло роль в становлении селекции.

Ученым-селекционерам удалось вывести новые сорта культур, способные расти в, казалось бы, непригодных для этого условиях. Устойчивые к морозу или засухе сорта способны не только расти, но и давать урожай. Этим также можно пополнить список многочисленных достижений селекции.

Селекционер — это человек способный подарить нам чудо. И ради создания нового удивительного вида растения либо животного ученые готовы посвятить этим трудам всю свою жизнь.

Знаменитые селекционеры

Мичурин Иван Владимирович — российский селекционер и биолог, основоположник научной селекции, разработавший метод отдаленной гибридизации, автор множества сортов плодово-ягодных деревьев и кустарников (вишня, яблоня, абрикос, груша, слива и др.).

Вавилов Николай Иванович — российский генетик, ботаник, селекционер, автор теории об иммунитете растений. Николай Петрович организовал ботанико-агрономические экспедиции по всему миру, что позволило собрать огромную коллекцию образцов культурных растений из самых разных уголков света.

Иванов Михаил Федорович — российский ученый-животновод и селекционер. Активно использовал генетические принципы в племенном деле. Вывел известные породы свиней и овец: белая украинская степная свинья, асканийский рамбулье.

Фиолетовый картофель

Еще несколько лет назад уральские селекционеры получили фиолетово-аметистовый картофель «Чудесник». Шесть лет понадобилось селекционерам из СибНИИСХиТ для того, чтобы методом скрещивания с дикими сортами получить этот чудной овощ. Из 20-ти других сортов именно этот обладает устойчивостью к суровому российскому климату и заболеваниям. И в угоду веяньям моды он обладает увеличенным количеством антиоксидантов и витамина С
.

Примечательно, что даже в сваренном виде он остается фиолетовым и не имеет сладковатого вкуса.

Единственным минусом является урожайность, которая в два раза ниже обычной.

Синий, оранжевый и красный овощ также в планах у сибирских ученых.

Удивительный Мичурин

Отказав американцам, Иван Владимирович сам передал свой питомник советскому правительству. В первый же день после свершения революции Мичурин приехал к уполномоченному нового правительства в Рязанской губернии и попросил взять питомник под охрану: «Это теперь государственное имущество и его необходимо беречь!» Советская власть полностью поддержала учёного. Питомник был сохранён и приумножен, Мичурин остался его руководителем. Ивану Владимировичу были выделены опытные помощники, которые продолжили дело своего учителя.

Репродукционное отделение центральной генетической плодово-ягодной лаборатории имени И. В. Мичурина

Что больше всего поражало помощников в  Иване Владимировиче – уникальная работоспособность. Каждый день он вставал в пять утра и до восьми часов работал в питомнике. Потом перерыв на завтрак – полчаса. Снова работа в питомнике до полудня. Еще один перерыв на полчаса. Затем работа до восьми часов вечера и последний третий получасовой перерыв на ужин. После этого Мичурин уходил из питомника в свой кабинет, где вел записи дневных работ, отвечал на письма, готовил научные статьи – до полуночи.

И хотя многие работники питомника прекрасно помнили, что Иван Владимирович – потомственный дворянин, они понимали: он работает в разы больше, чем все остальные. И относились к Мичурину с огромным уважением.

Герои удивительной науки

Работа эта так же стара, как само земледелие. Издревле люди из поколения в поколение улучшали свои земледельческие навыки, основанные на новом опыте. Погодные условия, различные почвы, заболевания растений — все это заставляет человека выводить новые, более устойчивые виды.

Возможно, многие не задумываются о важности профессии селекционера. Тем не менее все люди на свете пользуются благами этой науки

Открытия ученых в данной области ожидают нас на каждом шагу. Это продукты на полках супермаркетов. Ароматные фрукты в бабушкином саду. И даже любимый кот оригинальной породы.

Селекционер — это ученый, работающий над выведением более совершенных видов растений и животных. Но не все известные селекционеры являются профессионалами.

Разновидности ранних сортов

Рано созревающие сорта томатов подразделяются еще на подгруппы, которые отличаются не только по периодам дозревания, но и по высоте самого растения, что важно иметь ввиду, если вы хотите посадить помидоры в теплице

По скорости созревания

По степени созревания томаты классифицируются на:

  • раннеспелые. Плодоношение у таких сортов наступает на 85 сутки;
  • среднеспелые. Плодоношение приходится на 110 сутки;
  • позднеспелые. Урожай с таких сортов вы сможете собрать на 130 сутки.

Ограниченного роста

Эти сорта помидор останавливаются в росте, как только на кусте появляется 5 — 6 плодовых веточек. Эти сорта обычно низкорослые, их рекомендуют к посадке в среднем климатическом поясе и в южных областях. Не рекомендуются к посадке в северных районах, даже в тепличных условиях.

Такие томаты в свою очередь также делятся на два подвида:

Полудетерминантные

Такие сорта могут сначала не остановится в росте, процесс роста останавливается неожиданно. Именно благодаря тому, что они вырастают не слишком низкорослые, их можно выращивать в парниках.

Разрушая стереотипы

Что мы знаем об Иване Владимировиче Мичурине, кроме того, что он был селекционером и вывел много новых сортов фруктовых деревьев? Возможно, многие ещё вспомнят фото благообразного старичка с небольшой бородкой в парусиновом костюме и шляпе, которое было размещено в учебнике биологии седьмого класса.

А между тем, этот человек изменил не только сорта деревьев, он изменил экономику европейских стран! У него была железная сила воли: много лет вставал в пять утра и работал до полуночи, никогда не изменяя этот жёсткий график. Он был отмечен орденами императорской России и светского правительства. Жил, как аскет, обладая несметными сокровищами. А ещё – он был замечательным художником. Многие научные лаборатории отдали бы весь бюджет Евросоюза за ежедневник Мичурина, который напоминает знаменитый манускрипт Войнича. Но обо всем по порядку.

Государственные награды

Первые награды Иван Владимирович получил неожиданно. После серии публикаций в специализированном научном журнале к Мичурину в питомник приехал важный сановник из Санкт-Петербурга. С хмурым видом обошёл питомник, мало расспрашивал, много слушал

У него был такой недовольный вид, что Иван Владимирович очень расстроился после его отъезда: «Наверно, я не смог ему толково объяснить смысл и важность селекционной работы!»

Кстати, это был не последний орден в его жизни. Уже в советские годы Ивана Владимировича за большой вклад в развитие селекции и науки наградили орденом Ленина и орденом Трудового Красного Знамени.

Чем занимаются селекционеры?

Теоретической основой селекции является генетика. Знание ее законов позволяет селекционеру осознанно управлять мутациями, прогнозировать результаты скрещивания различных видов (гибриды), предсказывая видовые признаки будущего потомства у животных и новых сортов у растений.

Таким образом, селекция — это использование знаний, полученных с помощью генетики, на практике. Генетика изучает строение ДНК, хромосом, генов, особенности их наследования и т.п. Селекция отвечает на вопрос о том, как вывести, к примеру, морозоустойчивые сорта пшеницы или фруктовые деревья, дающие большой урожай, животных с особенно красивым и теплым мехом, а также она занимается разработкой и созданием новых штаммов микроорганизмов, необходимых для создания более эффективных вакцин и лекарственных препаратов и др.

1.1. Понятие селекции и значение для растениеводства

Слово «селекция» произошло от лат. «selectio», что в переводе обозначает выбор,
отбор». Селекция это наука, которая разрабатывает новые пути и методы
получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Это также и отрасль
сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для
человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами
продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным
условиям роста.

Теоретическая основа селекции — генетика и разрабатываемые
ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная
теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и
мутациях позволили селекционерам разработать методы управления
наследственностью растительных и животными организмов. Большую роль в
селекционной практике играет гибридологический анализ.

Селекционный процесс разбивается на три отрасли: селекция в
растениеводстве, селекция в животноводстве и селекция микроорганизмов.

Отыскать определенный ген, извлечь его из клетки, вживить в
другую и получить абсолютно новый организм, идеально отвечающий всем
требованиям, – о таком можно только мечтать. Найди нужное сочетание генов, и
картофель перестанет бояться колорадского жука, пшеница – дождей и заморозков,
соя даст невиданные урожаи, в помидорах будет вдвое больше бета-каротина,
капуста брокколи начнет тормозить рост раковых клеток, куры осчастливят нас
яйцами, богатыми ненасыщенными жирными кислотами, которые есть только в рыбе.
Да мало ли чего еще можно добиться, манипулируя генным кодом!

Как селекционеры остались без денег

Главная проблема состоит в том, что в России селекционеры слабо связаны с рынком, считают исследователи из ВШЭ и ФАС. А схема возврата денег в селекцию и семеноводство, по их словам, «и вовсе не функционирует».

Когда речь идет о семенах гибридов, вопрос решается естественным путем. Урожайность и качество таких семян теряются при пересеве. То есть сельхозпроизводители не могут получить их самостоятельно. Поэтому селекционеры контролируют цены на семена своих сортов, и они соответствуют вкладу в стоимость конечной продукции. Например, в производстве рапса и кукурузы на семена приходится 25-30% операционных расходов.

С негибридными сортами сложнее. Такие семена можно воспроизводить практически бесконтрольно. У селекционеров нет рычагов, чтобы на это повлиять — и сельхозпроизводители, и семенные компании могут получить продукцию без их участия. В итоге доля негибридных семян в операционных расходах намного ниже. К примеру, для пшеницы она составляет всего 10-15%, и лишь малая часть доходит до селекции.

Мировые отраслевые тренды дополнительно осложняют ситуацию. После череды слияний и поглощений глобальные игроки стали активно предлагать пакетные решения для сельхозпроизводителей. Семена продают вместе с агрохимией и подключением к цифровым платформам. В результате любые сторонние разработки оказываются несовместимы с продукцией компаний, доминирующих на рынке.

Вдобавок ко всему размер роялти, которые получают российские селекционеры, заметно ниже, чем в других странах. По экспертным оценкам, они составляют 0,016% против 2% на зарубежных рынках.

Основным источником средств для селекции остаются прямые государственные субсидии для профильных госучреждений, большинство которых плохо адаптированы к рынку.

«Мы слышим много критики в адрес научно-исследовательских институтов, но бизнес не спешит вступать во взаимодействие с наукой. Здесь тоже есть проблемы, работу не получается выстраивать эффективно», — объясняет ситуацию директор Самарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. Н. М. Тулайкова Сергей Шевченко

По его мнению, «новые экономические формы» должны развиваться, но при этом важно бережно отнестись к селекционной работе институтов, которая выстраивалась много десятилетий

Вугар Багиров, директор Департамента координации деятельности организаций в сфере сельскохозяйственных наук Министерства науки и высшего образования РФ:

«Доктрина продовольственной безопасности устанавливает, что к 2030 году мы должны обеспечить семенами 75% потребностей российских производителей.

Более тесные связи науки с реальным сектором экономики, с бизнесом — это единственная возможность для развития селекции сегодня. Других альтернативных вариантов у нас нет.

Мы готовы к агрессивной наступательной работе, чтобы выводить селекционные достижения на мировой рынок. Национальный проект «Наука» предусматривает создание пяти агробиотехнопарков, которые будут распространять селекционные достижения и передовые биотехнологии в регионах. Для этих целей создаются 35 селекционных семеноводческих центров, предусматривается их финансирование в размере 3,5 млрд руб. И, конечно, нормативно-правовое поле отрасли требует обновления».

1.2. Возникновение и развитие селекции растений

Примитивная селекция растений возникла одновременно с
земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, сохранять и
размножать лучшие из них. Многие культурные растения возделывались примерно за
10 тысяч лет до нашей эры. Селекционеры древности создали прекрасные сорта
плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, бахчевых культур. Но
значительное влияние на развитие селекции растений оказала работа
западно-европейских селекционеров-практиков 18 века, например, английских ученых
Галлета, Ширефа, немецкого
ученого Римпау. Они создали несколько сортов пшеницы,
разработали способы выведения новых сортов. В 1774 под Парижем основана
селекционная фирма «Вильморен», селекционеры которой первыми стали оценивать
отбираемые растения по потомству. Им удалось вывести сорта сахарной свёклы,
которые содержали почти в 3 раза больше сахара, чем исходные. Эта работа
доказала огромное влияние селекции на изменение природы растений в нужную
человеку сторону. С развитием капитализма в конце 18 — начале 19 веков в Европе
и Северной Америке возникают промышленные семенные фирмы и крупные
селекционно-семеноводческие предприятия; зарождается промышленная селекция
растений, на развитие которой большое влияние оказали достижения ботаники,
микроскопической техники и мн. др.

И в России И.В. Мичурин начал работы по селекции плодовых
культур. Успешно применив ряд новых оригинальных методов, он создал много
сортов плодовых и ягодных культур. Большое значение для теории и практики
селекции растений имели его работы по гибридизации географически отдаленных
форм. В это же время в США Л. Бёрбанк путем
тщательного проведения скрещиваний и совершенного отбора создал целый ряд новых
сортов различных сельскохозяйственных культур. Некоторые из них относились к
формам, ранее не встречавшимся в природе (бескосточковая слива, неколючие сорта
ежевики).

В селекции растений особое значение имеют развитие научных
основ отбора и гибридизации, методы создания исходного материала — полиплоидия,
экспериментальный мутагенез, гаплоидия, клеточная
селекция, хромосомная и генная инженерия, гибридизация протопластов, культура
зародышевых и соматических клеток и тканей растений; изучение генетических и
физиолого-биохимических основ иммунитета, наследование важнейших количественных
и качественных признаков (белка и его аминокислотного состава, жиров, крахмала,
сахаров). В современной селекции растений в качестве исходного материала
используют естественные и гибридные популяции, самоопыленные
линии, искусственные мутанты и полиплоидные формы. Большинство сортов
сельскохозяйственных растений создано методом отбора и внутривидовой
гибридизации. Получены мутантные и полиплоидные сорта зерновых, технических и
кормовых культур. Успех гибридизации в значительной степени определяется
правильным подбором для скрещивания исходных родительский пар, особенно по
эколого-географическому принципу. При необходимости объединить в гибридном
потомстве признаки нескольких родительских форм используют ступенчатую
гибридизацию. Этот метод широко применяется во всем мире. Для усиления в
гибридном потомстве желаемых свойств одного из родителей применяют возвратные
скрещивания. Для сочетания в одном сорте признаков и свойств разных видов или
родов растений применяют отдаленную гибридизацию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector