Краткая формулировка закона:
Ублизких видов – сходные мутации
•Вавилов вывел его эмпирически – из наблюдений за изменчивостью.
•Теоретическая основа – сходство (гомология) генов у видов одного рода, семейства и даже – отряда и класса.
•Практическое следствие – если желаемой мутации нет у родственных видов, то вряд ли ее удастся получить у объекта селекции – для нее просто нет генетической основы.
•И наоборот – если мутация есть в других видах – есть реальный шанс ее найти или индуцировать.
Что нужно селекционеру?
•Прежде всего – генетическое
разнообразие
•Select – отбор из уже имеющегося
селекция – эволюция, осуществляемая руками человека
Как получить исходное разнообразие?
•скрестить несколько разных пород и сортов
•взять в скрещивание диких родственников –
уних могут оказаться полезные гены, утраченные у домашних
•искусственный мутагенез – обработать исходную популяцию каким-либо мутагеном, и затем отбирать вновь возникшие мутации
•генная инженерия – привнести в популяцию гены других, далеких видов
Формы искусственного отбора
В зависимости от способа размножения вида искусственный отбор может быть массовым или индивидуальным. Массовый и индивидуальный отбор – две основные формы искусственного отбора, используемые в селекции.
Массовый отбор
проводится по внешним, фенотипическим, признакам в популяциях растений и животных. Однако эта форма отбора имеет существенные недостатки, т.к. не всегда по внешним признакам можно определить лучший генотип. Массовый отбор
– наиболее древняя форма отбора, он может быть эффективен, когда особи выделяются по качественным, просто наследуемым, признакам.
При индивидуальном отборе выбирают отдельную особь с интересующим человека признаком и получают от нее потомство. Потомство одной самоопыляющейся особи называют чистой линией, которая состоит из гомозиготных форм. В результате его применения получают сорта, представляющие собой одну или несколько гомозиготных чистых линий. Однако и в чистых линиях происходят мутации и появляются гетерозиготные особи.
Преимущество индивидуального отбора перед массовым заключается в точности оценки генотипа при анализе индивидуальных потомков. При отборе особей по количественным признакам, которые наследуются, как правило, очень сложно, где нужна предельно точная оценка генотипа, наиболее эффективен индивидуальный отбор.
Искусственный отбор является главной движущей силой в образовании новых пород животных и сортов растений, приспособленных к интересам человека. Учение об искусственном отборе теоретически обобщило тысячелетнюю практику человека по созданию пород домашних животных и сортов культурных растений и стало одной из основ современной селекции.
Сравнение искусственного и естественного отбора
Показатели |
Искусственный отбор |
Естественный отбор |
Исходный материал для |
Индивидуальные признаки |
Индивидуальные признаки организма |
отбора |
организма |
|
Отбирающий фактор |
Человек |
Условия среды |
Путь благоприятных |
Отбираются, становятся |
Остаются, накапливаются, передаются по |
изменений |
производительными |
наследству |
Путь неблагоприятных |
Отбираются, бракуются, |
Уничтожаются в борьбе за существование |
изменений |
уничтожаются |
|
Характер действия |
Творческий – направленное |
Творческий – отбор приспособительных |
|
накопление признаков на пользу |
признаков на пользу особи, популяции, вида, |
|
человеку |
приводящий к возникновению новых форм |
Результат отбора |
Новые сорта растений, породы |
Новые виды |
|
животных, штаммы |
|
|
микроорганизмов |
|
Формы отбора |
Массовый, индивидуальный, |
Движущий, стабилизирующий, |
|
бессознательный, методический |
дестабилизирующий, дизруптивный, |
|
|
половой |
Наследуемость
Имея методы измерения количественных признаков, можно оценить степени влияния на признак генотипа и среды. Обычно вклад среды ниже
Наследуемость в широком смысле
Один из способов оценки изменчивости количественных признаков – использование инбредных (генетически однородных) линий растений и животных. Изменчивость между особями внутри линии говорит об обусловленности различиями внешней среды и называется средовой.
Индекс наследуемости Н2 – относительный вклад генетических и средовых факторов.
Вычисляют, исходя из оценки дисперсии признака у генетически близких особей, характеризует наследуемость в широком смысле. Он определяет долю наблюдаемой
фенотипической изменчивости (а не фенотипов), детерминированной генетически, но не факторами среды.
Доля фенотипической дисперсии, обусловленная различиями в условиях обитания Ve
Доля фенотипической дисперсии, обусловленная генетическими различиями Vg
Доля фенотипической дисперсии, обусловленная генетическими и средовыми факторами Vge
Суммарная фенотипическая дисперсия признака
Vp=Ve +Vg +Vge
Величиной Vge можно пренебречь, поэтому Vp=Ve +Vg
Индекс наследуемости Н2 = Vg / Vp - доля генетической дисперсии в изменчивости признака
Значения Н2, близкие к 1 – вклад факторов среды в фенотипическую изменчивость признака в популяции очень мал, если близки к О, то наоборот.
Точные значения Н2 для любого признака получить невозможно, поэтому его чаще всего используют для высокоинбредных линий или генетических клонов, для популяций вегетативно размножаемых растений Показатель учитывает общую, а не только связанную с аддитивными
генами наследственную изменчивость