Znaczenie genetyki w rolictwie i hodowli

Współczesna hodowla dla osiągnięcia postępu musi korzystać ze zdobyczy takich nauk jak genetyka, cytologia, fizjologia zwierząt, biochemia, zoopatologia, fizyka, chemia, matematyka i inne.
Najważniejszą role w hodowli odgrywa żywienie, tak jak i inne są ukształtowane przez człowieka. Cała działalność ludzka musi zmierzać w kierunku stworzenia zwierzętom jak najkorzystniejszych warunków bytowania, co z kolei zapewnia ich dobrą produkcyjność.
W hodowli genotyp jest programem a poprzez zamierzone oddziaływanie środowiskowe człowiek może kształtować fenotyp w pożądanym kierunku.
Z zwierzęta o różnych genotypach mogą reagować w odmienny sposób samo środowisko.
Oddziaływanie środowiska na zwierzęta jest przyczyna powiększania się zmienności, która nazywamy modyfikacyjna .
Od najdawniejszych czasów człowiek starał się hodować potomstwo pochodzące od najlepszych zwierząt. Wybór nazywa się selekcja sztuczna lub doborem - sztucznym.
Selekcja prowadzi wiec do zmiany struktury genetycznej populacji w kierunku wybranym przez hodowcę, poprzez eliminacje z rozpłodu zwierząt o niepożądanych cechach, hodowca usuwa ze stada niepożądane geny. Skuteczność selekcji wyraża się wzrostem częstości pożądanych genotypów a spadkiem genotypów niekorzystnych w potomnej populacji. Zwierzęta wybrane na rodziców tworzą wiec tzw. stado selekcyjne tzn. wyselekcjonowane osobniki tego stada są fenotypowo lepsze w porównaniu z pozostałymi zwierzętami.
Miara statystyczna zgodności fenotypu z genotypem jest współczynnik oddziedziczalności h2. Im bardziej są podobne genetycznie zwierzęta tym niższy będzie współczynnik h2.
W pracach hodowlanych stosuje się różnego rodzaju selekcje, rodzaj jest podyktowany potrzebami rynku i ekonomiką produkcji.
W stadzie musi następować tzw. odnowa, czyli "remont stada", który polega na wprowadzeniu lepszych zwierząt i eliminacji wybrakowanych. Potomstwo dziedziczy w równym stopniu po obu rodzicach, ale na skutek stosowanej w hodowli zwierząt poligamii jest rola samców większa. Jeżeli został źle wybrany powoduje straty w hodowli.
Selekcja może być prowadzona na podstawie wartości użytkowej "masowa" lub hodowlanej. W hodowlach samce są selekcjonowane na podstawie wartości hodowlanej a samice na podstawie wartości użytkowej.


METODY SELEKCJI

- następcza - czyli cecha po cesze lub najpierw na jedna potem na następne cechy; selekcja taka jest skuteczna, ale wydłuża czas z ogólnego doskonalenia użytkowego stada
- selekcja prowadzona niezależnie - na kilka najważniejszych cech równocześnie ważną role odgrywa tutaj dobieranie cech, które będą stanowić kryterium wyboru do stada
- selekcja wskaźnikowa - lub indeks selekcyjny; indeks osiąga się przez dodawanie oceny zwierzęcia dotyczącej własności .Jest to metoda skuteczna, ponieważ, pozwala na wyrównywanie braków .

Pokrewieństwo w linii prostej łączy potomka z przodkiem. Współczynnik pokrewieństwa R wskazuje procentowy udział identycznych genów u porównywalnych osobników. INBRED niesie za sobą określone genetycznie skutki - gamety spokrewnionych osobników wnoszą do zygoty cześć identycznych genów.
U ludzi ze względu na to nie zawiera się związków małżeńskich miedzy blisko spokrewnionymi osobnikami. Pomimo występowania szkodliwych skutków inbredu stosuje się tę metodę w hodowli, które prowadzi do podobieństwa genetycznego dalszych pokoleń z wybitnym przodkiem, który był użyty jako reproduktor.
Kojarzenie krewniacze prowadzi się również w celu zmniejszenia stopnia zmienności stada, co określa się konsolidacją stada - stosuje się wtedy, gdy u mieszańców występują dwie zmienności fenotypowe i hodowca chce wyodrębnić najodpowiedniejsze typy użytkowe.
Inbred stosuje się również wtedy, gdy celem jest wyhodowanie nowych grup rasowych lub ras, ponieważ potęguje zdolność przekazywania przez zwierzęta nowych cennych zalet potomstwa i zalety są utrwalane przez dziedziczenie. Chcąc uniknąć ujemnych skutków hodowli krewniaczej ,trzeba tak dobierać zwierzęta, aby miały tylko 1 wspólnego przodka.
Eliminowanie osobników prymitywnych odbywa się przez krzyżowanie wypierające tzn. osobnika prymitywnego zastępuje się o obcej rasy, stosuje sę przez kilks pokoleń co prowadzi do stopniowego wypierania genów.
Krzyżowanie rasotwórcze ma na celu utworzenie nowej rasy lepiej dostosowanej do warunków. Efekt można osiągnąć przez uprzednio przedstawione krzyżowanie lub przez krzyżowanie kilku ras.
Jest to proces długotrwały W Polsce prowadzi się prace nad wyhodowaniem nowej rasy długowełnistej owcy. Obecnie oprócz krzyżówek w obrębie ras i gatunku uzyskano krzyżówki międzygatunkowe . Uzyskano obecnie z krzyżówek międzygatunkowych muła lub krzyżówkę żubra z bydłem domowym lub yaka z bydłem. Metody te mają na celu zwiększenie wydajności hodowli zwierząt, co pozwala hodowcom na oszczędność stosowanych materiałów oraz oszczędność pracy ludzkiej.



ZNACZENIE GENETYKI W HODOWLI ROŚLIN

- zwiększenie plonów przez poprawę warunków środowiska,
- krzyżowanie wyselekcjonowanych odmian ,
- wykorzystanie mutacji,
- krzyżowanie czystych odmian
- klonowanie

Zadaniem hodowli roślin jest ulepszanie roślin uprawnych i tworzenie nowych odmian, Zaniechanie pracy nad ulepszaniem istniejących odmian (hodowli zachowawczej) prowadzi do szybkiego pogorszenia się materiału siewnego i spadku plonów. Natomiast tworzenie nowych odmian - (hodowla twórcza) należy uznać za najszybszy i najbardziej istotny czynnik zwiększenia plonów u roślin.
Pielęgnowanie roślin uprawnych polega na zabiegach, które eliminują niekorzystne warunki lub je ograniczają.
Pozbawione pielęgnacji rośliny nie dają wysokich plonów, mogą także całkowicie wyginąć. Wadliwe zmianowanie obniża plony, jak również prowadzi do powstawania chorób płodozmianowych. 1) ziemniak – owies 2) łubin – żyto

Oddziaływanie środowiska może w bardzo poważnym stopniu przesunąć wartość cechy w kierunku dodatnim lub ujemnym.

Doświadczenie na wpływ czynników dziedzicznych i środowiskowych na skutek selekcji przeprowadził na początku XX w. genetyk Johansen.
Prowadził on selekcję na masę i ciężar nasion fasoli. Badany materiał wykazywał dużą zmienność pod względem masy (nasiona duże, średnie, małe). Wybrał nasiona duże i małe, które wysiano osobno i okazało się, że nasiona pochodzące z roślin otrzymanych z nasion dużych są większe niż nasiona otrzymane fasoli małej.
Doświadczenie wykazało, że cecha ciężaru jest dziedziczna, a selekcja prowadzona na tę cechę skuteczna. W następnym doświadczeniu Johansen wybrał nasiona duże i małe pochodzące od tej samej rośliny, po czym wysiał oddzielnie. Po zebraniu okazało się, że średnia masa nasion fasoli pochodzącej z nasion dużych i małych nie różni się od siebie, czyli wniosek-selekcja nie była skuteczna w tym wypadku.
Potomstwo rośliny samopylnej tworzy tzw. linię czystą, w obrębie której wszystkie osobniki są genetycznie jednakowe. Spadek heterozygotyczności występuje, więc na skutek samozapłodnienia. Rozważanie na temat skutków samozapłodnienia są niezbędne dla zrozumienia doświadczenia Johansena. W I przypadku wybierał z próby nasiona małe i duże, czyli miał do czynienia ze zróżnicowaną genetycznie populacją tzn. nasiona duże różniły się od małych genetycznie i przekazywały te cechy potomstwu.
W przypadku drugim nasiona pochodziły z jednej rośliny, czyli genetycznie były jednakowe, a różnice wielkości wynikały wyłącznie z przyczyn środowiskowych.

Z doświadczenia Johansena - selekcja w obrębie czystej linii jest nie skuteczna,
a modyfikacje w tym przypadku pochodzą od warunków środowiskowych i zmiany te nie
są dziedziczne. Krzyżowanie polega na kojarzeniu 2 genetycznie różnych osobników prowadzących do powstania mieszańców, które mają inne kombinacje cech niż rodzice
i stanowią materiał wyjściowy do wyhodowania nowych odmian. Wybrane rośliny do krzyżowania mogą być blisko spokrewnione ,mogą też pochodzić z różnych odmian populacji lub gatunków, a nawet rodzajów.

Na podstawie stopnia pokrewieństwa wyróżnia się:
1. Krzyżowanie wewnątrzodmianowe - stosuje się u roślin obcopylnych daje efekty w przypadku krzyżowania form wyraźnie zróżnicowanych rzadko stosowane u roślin samopylnych. Krzyżowanie ,może być stosowane tylko u niektórych roślin np. pszenica, żyto.
Celem krzyżowania jest uzyskanie form, które łączyłyby cechy roślin rodzicielskich i mogłyby się stać materiałem hodowlanym. Również dzięki krzyżowaniu można uzyskać zjawisko heterozji.


Efekty krzyżowania

a) - większa zmienność roślin przystosowanych do nowych środowisk,
b) - nowe kombinacje cech,
c) - nowe sprzężenie genów,
d) jeżeli określona cecha roślin jest "jednogenowa" to w niewielkim stopniu uległa wpływom środowiska. Jest to ważne dla hodowców, bo dziedziczy się na podstawie praw Mendla - cechy wielogenowe powodują dużą różnorodność mieszańców, ale utrudniają hodowlę .


.