Селекция ғылымы, әдістері, мақсаты мен міндеттері

Селекция өсімдіктер мен жануарларға олардың тұқым қуалаушылық қасиеттерін адамға қажет бағытта өзгерту үшін әсер ету әдістерін дамытады. Селекцияны ауылшаруашылық дақылдарының және мал тұқымдарының жаңа сорттары мен будандарын шығарумен айналысатын ауыл шаруашылығының саласы деп те атайды.

Бастапқыда селекция жасанды сұрыптауға негізделді, бұл кезде адам өзіне қызықты белгілері бар өсімдіктер мен жануарларды таңдайды. XVI-XVII ғасырларға дейін сұрыптау тұрақты емес және әдістемелік емес түрде жүрді: себу үшін(отырғызу үшін) ең жақсы жемістер немесе жеке адамдар (көбею үшін) таңдалды, тек нәтиженің қайталануына сенді.

Тек соңғы ғасырларда генетика заңдылықтарын әлі білмегендіктен, сұрыптауды белгілі бір пайдалы қасиеттері бар үлгілерді қиып, әдейі және мақсатты түрде қолдана бастады.

Енді жануарлар мен өсімдіктердің жаңа тұқымдары мен сорттарын алу үшін будандастыру қолданылады, өсімдіктерді қажетті белгілері бойынша кесіп алып, әрі қарай ұрпағынан пайдалы қасиеттері айқын болатын өнімді таңдайды. Мысалы, бидайдың бір сортының сабағы мықты және орналасуға төзімді, ал жіңішке сабаны бар сорт сабақтың тотын жұқтырмайды. Екі сорттың өсімдіктерін будандастырған кезде өнімде әр түрлі комбинация пайда болады. Бірақ сол таңдалған өсімдіктер, олар сонымен бірге күшті сабанға ие және бағаналы тотпен ауырмайды. Осылайша жаңа сорт жасалады.

Генетиканың дамуына байланысты селекция дамуға жаңа серпін алды. Гендік инженерия организмдерді мақсатты түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Соңында жасанды түрде жасалынған генотиптердің ішінен ең жақсысын таңдау жасалады.

Селекцияның негізгі әдістері сұрыптау, гибридизация, полиплоидия, мутагенез және клеткалық және ген инженериясының түзіліп жатқан салыстырмалы әдістері есептеледі.

Сұрыптау және гибридизация

Сұрыптау мен гибридизацияға материал ретінде жабайы және жасанды жолмен алынған сорттар мен қолтұқымдар алынады. Салыстырма үшін: барлық тіршілік етуші тірі организмдер қатарынан адам шамамен 200-ге жуық өсімдік түрлері мен 20 омыртқалы жануарлардың түрлерін мәдениеттендірді.

Селекция сұрыптаудың екі формасын қолданады: жаппай сұрыптау және жеке сұрыптау.

Жаппай сұрыптауда алынған популяция дараларынан, демек қолтұқым немесе сорт шығатын қаситтерге ие болатын ұрпақ алады. Сұрыптауды бірнеше ұрпақтар бойында қайталап жүргізеді, мақсаты – қызықтырушы белгінің сортта немесе қолтұқымда өзіндік сипатқа ие болуы. Осындай жолмен алынған сорт генетикалық жағынан бірыңғай емес, сұрыптауды уақыт сала қайталайды.

Жеке сұрыптауда әр дарадан жеке ұрпақ алады және өсімдіктерде өзін-өзі ұрықтандыру және жануарларда жақын туыстық дараларды шағылыстыруда инбридинг, таза линиялар алынады, генетикалық біртұтас гомозиготалық даралар топтары. Бұның пайда болу себебі, әр жаңа ұрпақта шағылысатын гетерозиготалардың жартысынан астамы гомозиготалы, осылайша әр ұрпақ сайын гомозиготалар саны арта түседі. Мысалы, өсімдіктің өзін-өзі ұрықтандыруда гомозиготалықтың 100 % деңгейі ұрпақтың 7-8 ретінде тура келеді. Жеке сұрыптау өзін-өзі ұрықтандыратын өсімдіктерге тән болып келеді. Осылайша, енгізілген сорттар генотип тұрақтылығын сақтап қалады.

Алынған материал неғұрлым алуан түрлі болған сайын сұрыптау тиімдірек болады. Оны ұлғайтудың бірден-бір жолы гибридизация – генетикалық алуан түрлі дараларды байланыстыратын тұқымқуалаушылық материалы. Түрішілік және түраралық гибридизацияны ажыратады, нәтижеде әр түрлі жұп гендерден тұратын генотиптер пайда болады.

Түрішілік гибридизацияның негізін адамға тиімді белгілері бар түрге жататын дараларды шағылыстыру құрайды, ары қарай ұрпақтарды да іріктеу жүреді, себебі оларда белгілер айтарлықтай көрінген. Осындай жақын туыстық шағылыстыруда даралардың гомозиготалық деңгейі арта бастайды, сол арқылы рецессивті аллельдермен анықталатын белгілер толық көріне бастайды, олар бұрын гетерозиталық күйде болған.

Түрлі линиялар дараларын шағылыстыру барысында – аутбридингте немесе линияаралық шағылыстыруда ол ұрпақтардың гетерозиготалығының артуына алып келеді, ата-аналарынан бірнеше қасиеттері жағынан арта түсетін даралар алуға мүмкіндік береді. Гибридтердің тіршілік қабілеттіліктері мен өмір сүру ұзақтығының кенеттен артуы, демек таза линиялардан алынған ұрпақтарды гетерозис деп атайды. Гетерозис бірінші ұрпақ гибридтерінде жиірек орын алады. Мысалы, жүгері тұқымдарының гибридтерін шашқаннан соң алынған өнім 20-30%-ға артқан.

Адамға қажетті белгілерді анықтайтын мутациялар жиіліктерін арттыру организмге түрлі мутагендік факторлармен әсер еткенде іске асады: иондаушы және ультракүлгін сәулелермен сәулелендіру, кейбір химиялық заттармен әсер ету, мысалы, этиленимин, азоттық иприт және т.б.

Селекцияда үлкен назарды өнімділікті арттырушы өсімдіктердің полиплоидты түрлерін алуға аударылады. Полиплоидты түрлер алу арқылы, сонымен қатар өсімдіктердің түраралық ұрпақсыздықты құртуға болады. Алғаш рет оған 1924 жылы генетик Г.Д.Карпеченко қол жеткізген болатын. Онымен қырыққабат пен тұрыптың өнімді түрі рафанобрассика алынған болатын. Қырыққабат пен тұрыптың кәдімгі түрлері өнімділігі төмен болуда, себебі мейоз барысында олардың хромосомаларының коньюгациялау мүмкінсіздігінен. Г.Д.Карпеченко гибридтің хромосомалар санын екі есе арттырды, осылайша әр хромосома өзіне жұп тауып алады, сол арқылы гибридтің өнімділігі қайта қалпына келтірілді. Қазіргі уақытта полиплоидтық түрлерді алу үшін колхицин пайдаланылады. Бұл препарат ахроматин жіпшелер шумақтарын бұзып, мейоз барысында гомологтық хромосомалардың тарқатылуын болдыртпайды. Нәтижеде екі еселенген хромосомалары бар клеткалар пайда болады.

Мәдени өсімдіктердің әлемдік генофондын кеңейту мақсатында атақты орыс генетигі және селекционері Н.И.Вавиловпен мәдени өсімдіктердің шығу орталықтарын анықтауы үлкен көмегін тигізеді. Н.И. Вавиловпен 7 негізгі орталықтар бөлініп алынған болатын. Олардың көпшілігі ежелгі әлемдік жер игеру ошақтарымен сәйкес келеді.

Шығу орталықтарында мәдени өсімдіктердің алуан түрлі жабайы ататектері сақталған және сәйкес түрлердің гендері толығымен көрсетілген. Бұл жерде жаңа сорттар шығаруға мүмкіндік беретін формаларды табу мүмкіндігі жоғары, олар қоршаған ортаның қолайсыз шарттарына, ауруға төзімді және шаруашылық құнды қасиеттерге ие.

Алынған формаларды мақсатқа сай сұрыптау үшін Н.И.Вавиловпен анықталған тұқымқуалаушылық гомологиялық қатарлар заңының маңызы зор. Бұл заңның мәні генетикалық жақын туыстар мен түрлер бірқатар тұқымқуалаушылық өзгергіштіктердің бір болуымен сипатталады. Осылайша, бір түрдің тұқымқуалаушылық өзгергіштігін біле отырып, жақын түрлер мен туыстарда бола алатын өзгергіштіктерді анықтауға болады.