Различные отрасли науки, занимающейся выведением сортов культурных растений, пород сельскохозяйственных животных и штаммов бактерий, используют как традиционные, так и новейшие практические приемы и методы. Они будут зависеть прежде всего от объекта селекционной работы. Иными словами, проводя эксперименты с растениями, ученый может применять массовый отбор или метод ментора, тогда как в работе с животными или микроорганизмами подобные приемы задействуются ограниченно, а то и вовсе не используются.
Задачей этой статьи будет выяснение вопроса о том, является ли такая форма селекционной работы, как метод ментора, теоретически возможной и практически выполнимой при создании новых или улучшении уже существующих пород крупного рогатого скота, свиней и домашней птицы.
Особенности селекции животных
Широко известная в научных кругах работа Ч. Дарвина «Изменения домашних животных и культурных растений под влиянием одомашнивания», написанная в середине 19-го века, до сих пор остается настольной книгой для целой плеяды современных ученых, занятых практической деятельностью. В ней названы главные селекционные методы: гибридизация, гетерозис и близкородственное скрещивание, основанные на искусственном отборе.
В опытах с животными избегают применять его массовую форму, так как обычно пара родительских особей дает небольшое количество гибридов, каждый из которых имеет определенную ценность в материальном эквиваленте. Не будем забывать, что для представителей классов Птицы и Млекопитающие, которые в основном и являются главными объектами селекционной работы, характерно только половое размножение. Это значит, что приемы, основанные на вегетативных формах (черенкование, окулировка, прививка), для животных неприемлемы. Чтобы разобраться с вопросом о том, применяют ли в селекции животных метод ментора, логичным будет вначале выяснить суть данного приема.
Метод воспитателя
Выдающийся российский ученый селекционер И. В. Мичурин, гениальные исследования которого стали основополагающими для мировой науки, применил целенаправленное вегетативное сближение растений двух различных сортов. В результате этого обе особи начинали приобретать новые для себя признаки и свойства. Например, менялась форма, размеры или окраска плодов, а также их вкусовые качества. Проводя прививку в крону растения-подвоя, И. В. Мичурин смог создать такие условия, при которых черенок начинал получать питательные вещества от материнской особи.
Все это в конечном результате изменяло ход метаболических реакций в клетках и тканях привитого черенка, а значит, и его фенотипические признаки. Вышеописанный способ прививки стал известен в селекции растений как метод ментора.
Примеры создания новых сортов плодовых культур
Один из самых первых, полученный И. Мичуриным еще в 1908 году, это сорт яблони Бельфлер-Китайка. В качестве привоя селекционер взял черенок американского сорта Бельфлер желтый с выдающимися вкусовыми качествами. Подвоем служил саженец Китайки крупноплодной – местного сорта, районированного на территории Центральной России. Его главными достоинствами были морозостойкость и устойчивость к основным болезням яблонь – парше и мучнистой росе. Применив метод ментора, ученый в результате гибридизации получил новый сорт, наилучшим образом приспособленный к сложным климатическим условиям северных широт в сочетании с высокими вкусовыми качествами плодов. Яблоки мичуринского сорта имеют белоснежную мякоть нежного десертного вкуса с тонким ароматом.
В течение более ста лет эта культура продолжает выращиваться в приусадебных хозяйствах не только России, но и Украины, Армении, республик Северного Кавказа. Садоводы ценят этот сорт еще и за стабильно высокую урожайность и морозоустойчивость. На селекционных станциях и в плодовых питомниках саженцы Бельфлер-Китайки также применяют в качестве подвоя в процессах гибридизации, благодаря чему было создано около 13 новых сортов.
Цели и задачи приема направленного воспитания гибридных растений
Исходя из вышеприведенных фактов, становится понятным огромное значение опытной работы И. В. Мичурина, который не только разработал метод ментора, но и сделал его одним из ведущих при выведении новых сортов плодовых и ягодных культур.
Эксперименты преемников ученого - Е. С. Строева, Е. Н. Седова и других сотрудников Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур обобщили цели, достигаемые в результате применения приемов направленного воспитания гибридных саженцев.
К наиболее значимым из них относятся следующие: нивелирование неблагоприятных фенотипических признаков у гибридных особей, а также закрепление желательных для человека свойств у растений создаваемого сорта. Обобщив многочисленные результаты селекции растений, исследователи пришли к пониманию определенных закономерностей, сопровождающих применение прививок на практике. Рассмотрим их подробнее.
Условия получения вегетативных гибридов
Используя метод ментора в селекции животных, необходимо принять во внимание следующие правила:
- растение, от которого берут черенок или почку (привой), должно быть вегетативно молодым, не старше 1-2 лет, а в качестве ментора используют отпрыск многолетнего дерева;
- рядом с вегетирующим прививочным побегом обязательно сохраняется большое число ветвей подвоя, обеспечивающих влияние на фенотипические признаки воспитуемого растения.
Благодаря вышеуказанным условиям селекционерам удается формировать у плодовых и ягодных культур хозяйственно ценные свойства. Являясь одним из наиболее востребованных и распространенных способов выведения новых сортов сельскохозяйственных культур, этот прием, к сожалению, до сих пор остается недостаточно изученным современными биохимиками и цитологами.
Тканевая инженерия
На вопрос о том, в селекции животных применяют метод ментора или нет, ответ будет отрицательным. Интересными в этой связи являются исследования по биотехнологии, касающиеся клонирования, то есть синтеза по матрице (одной или нескольким соматическим клеткам) полной копии организма. В этом случае прослеживается аналогия с вегетативной формой размножения растительных организмов, так как полученный клон животного состоит из однородных по генотипу клеток. Опыты в области тканевой и генной инженерии проводят методом их выращивания на питательной среде. В хромосомах ядер хранится вся наследственная информация об организме, а значит, можно получить всего из одной клетки неограниченно большое количество особей – копий.
Характеристика приемов селекции животных
И. В. Мичурин разработал метод ментора исключительно для использования его в опытах с растительными организмами, если более конкретно, именно с плодовыми и ягодными культурами. Как мы уже говорили ранее, исследования животных имеют свою специфику. Прежде всего, это отсутствие вегетативного размножения у высших позвоночных.
Нужно помнить, что их организмы отличаются высокой степенью интеграции всех органов и систем, поэтому изменение одного признака определенного органа под влиянием ментора неизбежно приведет к серьезным нарушениям в работе систем, связанных с ним анатомически и физиологически. На практике целесообразным будет внедрение в работу с животными следующих приемов, а именно: близкородственное скрещивание (инбридинг) и отдаленная гибридизация. Первый применяют для создания чистых линий и в дальнейшем получения эффекта гетерозиса, а второй используют для выведения новых пород животных.
