1-Бөлім. Селекцияның ғылыми және генетикалық негіздері

1.2. Генетика – селекцияның теориялық негізі

Ғылыми ақпарат

Генетика – тірі организмдердің тұқым қуалаушылық және өзгергіштік заңдылықтарын зерттейтін ғылым. Селекцияда генетика негізгі теориялық база болып табылады, өйткені жаңа сорттарды қалыптастыру процесі генетикалық ақпаратты басқаруға негізделеді.

Алмұрт селекциясында генетика белгілердің берілуін, олардың өзгеруін және жаңа комбинациялардың түзілуін түсіндіреді. Генетикалық заңдылықтарды білмей, тиімді селекциялық жұмыс жүргізу мүмкін емес.

Маңызды: Генетика селекцияда...

белгілердің тұқым қуалау механизмін түсіндіреді;
қажетті қасиеттерді алдын ала болжауға мүмкіндік береді;
жаңа сорттарды ғылыми негізде іріктеуге көмектеседі.

Генетиканың негізгі ұғымдары

Селекция ғылымында генетиканың негізгі ұғымдары организмдегі белгілердің қалыптасуын, берілуін және өзгеруін түсіндіретін іргелі теориялық база болып табылады. Бұл ұғымдар селекциялық үдерісте нақты фенотиптік белгілердің генетикалық табиғатын анықтауға және мақсатты іріктеу жүргізуге мүмкіндік береді.

Ген

Тұқым қуалайтын ақпараттың негізгі құрылымдық және функционалдық бірлігі болып табылады. Ол ДНҚ молекуласында орналасқан және белгілі бір белгінің немесе қасиеттің қалыптасуына жауап береді. Әрбір ген организмдегі нақты биохимиялық немесе физиологиялық процестерді реттейді. Мысалы, алмұртта жемістің түсі, қант мөлшері немесе ауруларға төзімділігі белгілі гендердің қызметімен анықталады. Гендердің белсенділігі мен экспрессия деңгейі өсімдіктің даму жағдайына және қоршаған орта факторларына тәуелді өзгеруі мүмкін.

Генотип

Организмнің барлық гендерінің жиынтығы, яғни оның тұқым қуалайтын негізі. Генотип селекцияда ерекше маңызды, себебі дәл осы деңгейде белгілердің потенциалы қалыптасады. Бірдей генотип әртүрлі орта жағдайында әртүрлі көрініс беруі мүмкін, бірақ оның генетикалық мүмкіндігі өзгермейді. Селекция барысында генотипті дұрыс таңдау болашақ сорттың сапасын анықтайды. Генотиптік ерекшеліктер ұрпақтан ұрпаққа беріліп, тұрақты белгілерді қалыптастырады.

Фенотип

Организмнің сыртқы және ішкі белгілерінің жиынтығы, яғни генотип пен қоршаған орта факторларының өзара әрекетінің нәтижесі. Фенотипке өсімдіктің биіктігі, жапырақ пішіні, жеміс сапасы, өнімділігі сияқты белгілер жатады. Селекцияда бағалау көбінесе фенотип деңгейінде жүргізіледі, себебі ол тікелей бақылауға және өлшеуге қолжетімді. Алайда фенотип әрқашан генотипті толық көрсетпеуі мүмкін, өйткені оған орта факторлары әсер етеді. Сондықтан селекционер фенотипті талдау арқылы генотип туралы жанама қорытынды жасайды.

Аллель

Бір геннің әртүрлі формалары болып табылады және бір белгінің түрлі көріністерін қамтамасыз етеді. Аллельдердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде доминантты және рецессивті белгілер қалыптасады. Мысалы, алмұрт жемісінің түсі немесе дәмдік қасиеттері әртүрлі аллельдердің комбинациясына байланысты өзгеруі мүмкін. Аллельдік әртүрлілік селекция үшін өте маңызды, себебі ол жаңа белгілерді біріктіруге және қажетті қасиеттерді таңдауға мүмкіндік береді.

Талдау

Аталған ұғымдардың өзара байланысы селекцияның ғылыми негізін құрайды. Гендер арқылы белгілер қалыптасады, олардың жиынтығы генотипті құрайды, ал генотип сыртқы орта әсерімен фенотип ретінде көрінеді. Аллельдер осы процестегі өзгергіштіктің негізгі көзі болып табылады. Сондықтан селекцияда фенотипті бақылау арқылы генотиптік ерекшеліктер анықталып, тиімді аллель комбинациялары таңдалады.

Селекцияда ең бастысы – фенотипті емес, оның артындағы генотипті түсіну. Бұл жаңа сорттарды ғылыми негізде және мақсатты түрде қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Сурет 2. Генетикалық ұғымдар жиынтығы

Тұқым қуалаушылық заңдылықтары

Алмұрт селекциясында тұқым қуалаушылық заңдылықтары жаңа сорттардың белгілерін қалыптастырудың негізін құрайды. Бұл заңдылықтар гендердің ұрпаққа берілу ерекшеліктерін, олардың өзара әрекеттесуін және фенотипте көріну сипатын түсіндіреді. Селекцияда тұқым қуалаушылық механизмдерін терең түсіну қажетті белгілерді мақсатты түрде біріктіруге және тұрақты генотиптер алуға мүмкіндік береді.

Доминанттылық: бір аллельдің (ген формасының) екінші аллельге қарағанда басым көрінуі. Егер белгілі бір белгі доминантты болса, ол гетерозиготалық жағдайда да фенотипте анық байқалады. Мысалы, алмұрттың кейбір сорттарында жеміс қабығының түсі доминантты гендер арқылы анықталып, бірінші ұрпақта біркелкі көрінуі мүмкін. Бұл селекцияда қажетті белгіні жылдам бекітуге мүмкіндік береді.
Рецессивтілік: геннің жасырын түрде берілуі және тек гомозиготалық жағдайда ғана көрінуі. Рецессивті белгілер селекцияда ерекше қызығушылық тудырады, себебі олар сирек кездесетін, бірақ құнды қасиеттерді (мысалы, ерекше дәм немесе жоғары сапа) қамтуы мүмкін. Мұндай белгілерді анықтау үшін бірнеше ұрпақ бойы іріктеу жүргізіледі.
Полигенді тұқым қуалау: бір белгінің бірнеше гендердің бірлескен әсері арқылы қалыптасуы. Алмұрттағы өнімділік, жеміс массасы, қант мөлшері сияқты маңызды шаруашылық белгілер полигенді сипатқа ие. Бұл белгілердің көрінуі сандық түрде өзгереді және қоршаған орта факторларына да тәуелді болады. Сондықтан полигенді белгілерді селекциялау күрделі, бірақ нәтижесінде жоғары сапалы және тұрақты сорттар алуға мүмкіндік береді.
Эпистаз: бір геннің басқа гендердің әсерін басуы немесе өзгертуі. Бұл құбылыс гендердің өзара күрделі әрекеттесуін көрсетеді. Эпистатикалық әсер нәтижесінде кейбір белгілер күтілгеннен өзгеше көрінуі мүмкін. Сондықтан селекционер гендердің жеке әсерін ғана емес, олардың өзара байланысын да ескеруі тиіс.

Сурет 3. Доминантты және рецессивті белгілердің өзара әсер етуі

Мысал

Мысалы, алмұрттың жеміс түсі бір доминантты ген арқылы анықталуы мүмкін, сондықтан ол бірінші ұрпақта біркелкі байқалады. Ал дәмдік қасиеттер (тәттілік, қышқылдық, аромат) бірнеше гендердің әсерінен қалыптасатын полигенді белгі болып табылады және әртүрлі комбинацияларда әртүрлі деңгейде көрінеді.

Генетикалық өзгергіштік

Генетикалық өзгергіштік селекцияның негізгі қозғаушы күші болып табылады. Ол жаңа генетикалық комбинациялардың пайда болуын қамтамасыз етеді және селекционерге қажетті белгілерді таңдау мүмкіндігін береді. Өзгергіштік болмаса, жаңа сорттарды шығару мүмкін болмайды.

Алмұрт селекциясында генетикалық өзгергіштіктің негізгі механизмдеріне будандастыру, мутация және рекомбинация жатады. Будандастыру кезінде әртүрлі генотиптер біріктіріліп, жаңа комбинациялар түзіледі. Бұл әдіс селекцияда ең кең таралған және тиімді тәсілдердің бірі болып табылады.

Мутация – генетикалық материалдың (ДНҚ немесе РНҚ) құрылымында, нуклеотидтер тізбегінде немесе хромосомалар деңгейінде кенеттен пайда болатын тұқым қуалайтын өзгеріс. Бұл өзгерістер генетикалық ақпараттың қайта ұйымдасуына әкеліп, организмнің фенотипінде жаңа белгілердің қалыптасуына немесе бұрынғы белгілердің модификациялануына себеп болады.

Мутациялар пайда болу механизміне қарай әртүрлі факторлардың әсерінен туындайды. Олардың қатарына табиғи (спонтанды) мутациялар – ДНҚ репликациясы кезінде кететін қателіктер, сондай-ақ индуцирленген мутациялар – радиация, ультракүлгін сәуле, химиялық мутагендер және вирустар әсерінен болатын өзгерістер жатады. Генетикалық деңгейіне байланысты мутациялар гендік (нүктелік), хромосомалық (құрылымдық қайта құрулар) және геномдық (хромосома санының өзгеруі) болып жіктеледі.

🎥 Бейнематериал. Мутация және оның түрлері

Рекомбинация – мейоз процесінде гендердің жаңа комбинацияларға қайта құрылуы. Бұл процесс будандастыру кезінде ерекше маңызды, себебі ол ата-аналық формалардың гендерін әртүрлі үйлесімде біріктіреді. Нәтижесінде әртүрлі фенотиптік ерекшеліктері бар ұрпақтар пайда болады.

Қорытынды

Селекцияда табысты нәтиже алу үшін генетикалық әртүрлілік жоғары болуы қажет. Бұл жаңа сорттарды қалыптастырудың негізгі шарты болып табылады.

Тұқым қуалаушылық заңдылықтары мен генетикалық өзгергіштік селекцияның ғылыми негізін құрайды. Гендердің өзара әрекеттесуі мен рекомбинация процестері жаңа генотиптердің қалыптасуына мүмкіндік береді. Осы заңдылықтарды дұрыс қолдану арқылы жоғары өнімді, сапалы және тұрақты алмұрт сорттарын алуға болады.

Теориялық бөлімді оқып болсаңыз, білімді бекіту тапсырмаларына өтіңіз:

Білімді бекіту тапсырмалары (1.2)