Учитель:
Сегодня мы поговорим о генетике и селекции – перспективных областях науки, улучшающих жизнь общества, и о выдающемся российском ученом Иване Владимировиче Мичурине, чье влияние на развитие садоводства и растениеводства трудно переоценить.
Слайд №1 Что такое селекция и генетика?
Генетика – это наука о закономерностях наследственности и изменчивости, своего рода «инструкция» для всех живых существ.
Селекция – прикладная биологическая дисциплина и отрасль сельскохозяйственного производства, главная задача которой заключается в выведении новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.
Российские ученые внесли огромный вклад в мировую науку своими открытиями и исследованиями, добившись значительного прогресса в сфере генетики и селекции растений и животных.
Слайд №2 Президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин в своем видеопоздравлении с Днем работника сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности подчеркнул необходимость дальнейшего укрепления технологического суверенитета аграрного сектора, отметив важность развития научных исследований в сельском хозяйстве.
Слайд №3 27 октября исполнилось 170 лет со дня рождения Ивана Владимировича Мичурина – выдающегося ученого и селекционера-самоучки, который создал сотни новых сортов плодово-ягодных и сельскохозяйственных культур. Его жизненный принцип «Мы не можем ждать милостей от природы, взять у неё – наша задача» стал символом активного и созидательного отношения к родной земле.
Иван Владимирович Мичурин родился 27 октября 1855 года в небольшом деревенском поместье «Вершина» в деревне Долгое Пронского уезда Рязанской губернии. Направление деятельности Мичурина было предопределено едва ли не по факту рождения: традиции садоводства в семье развивались в течение нескольких поколений.
Давайте обсудим, почему наука Мичурина так важна и как она влияет на нашу повседневную жизнь?
Ученик: Я слышал, что Мичурин занимался выведением новых сортов плодовых деревьев. Но зачем это было нужно?
Учитель: Да, именно. Мичурин посвятил свою жизнь созданию новых сортов яблонь, груш, слив и других плодов. Дело в том, что многие растения были плохо приспособлены к суровым российским климатическим условиям. Они часто болели, плоды созревали поздно или вообще не успевали созреть. Мичурин разработал методику гибридизации растений, позволяющую получать сорта, устойчивые к холодам, болезням и дающие богатый урожай даже в сложных условиях.
Слайд №5 Вклад И.В. Мичурина в науку
Методы, изменившие сельское хозяйство:
- Гибридизация (отдаленная): Скрещивание географически и генетически отдаленных форм (например, яблони из разных частей света).
- Отбор: Жесткий отбор самых сильных и перспективных сеянцев.
- Метод ментора: «Воспитание» молодого гибрида, прививая его на взрослое растение, чтобы передать нужные качества.
- Метод предварительного сближения тканей
- Метод посредника
- Метод опыления смесью пыльцы
Научные достижения Мичурина
Создал плодовые и ягодные культуры, которые были морозоустойчивы и давали богатый урожай в российском климате.
Ученый вывел 48 сортов яблонь, 15 сортов груши, 33 сорта вишни и черешни, несколько сортов слив, около 30 новых сортов роз, а также луковицы Лилии фиалковой (цветок выглядит как лилия, пахнет как фиалка). Вывел приспособленные к условиям центральной России сорта винограда, абрикосов, ежевики, смородины.
Он не просто выводил новые сорта – он создавал будущее, в котором русские сады должны цвести и плодоносить даже там, где раньше это считалось невозможным. Результатом научного подвига, совершенного в одиночку, стали более 300 сортов плодовых и других культур. В том числе знаменитые яблоки «Шестисотграммовая антоновка» и «Пепин шафранный», груши «Бере зимняя Мичурина», терн «Десертный» и даже скороспелый ароматный табак, сорт яблони Бельфлёр-китайка,сорт вишни «Краса севера».
Информация для учителя к слайдам №№ 5 – 8.
Отдалённая гибридизация – это межвидовое или межродовое скрещивание растений или животных. С её помощью улучшают признаки селекционного материала: например, повышается качество продукции, возникает устойчивость к болезням.
И.В. Мичурин скрещивал местные морозостойкие сорта с южными, полученные сеянцы подвергал строгому отбору и содержанию в суровых условиях. Так были получены сорта яблонь Антоновка.
Метод ментора – способ направленного развития («воспитания») молодых гибридных растений при их прививке на другой сорт, разработанный И.В. Мичуриным. Это один из вариантов вегетативной гибридизации.
Мичурин применял метод в двух вариантах:
- Гибридный сеянец служил привоем, его прививали на взрослое плодоносящее растение (подвой), свойства которого желательно было получить у гибрида.
- В крону молодого гибридного сеянца (подвоя) прививали черенок сорта, признаки которого хотели бы получить у гибрида.
Суть
Метод основан на том, что признаки развивающегося гибрида изменяются под влиянием привоя или подвоя. Мичурин наблюдал глубокое формирующее влияние веществ уже сложившегося сорта растения на гибридный развивающийся организм.
Действие метода можно регулировать: соотношением возраста ментора и гибрида, продолжительностью действия ментора, количественным соотношением листвы ментора и гибрида. Например, интенсивность действия ментора будет тем выше, чем старше его возраст, крона богаче листвой и чем длительнее он действует.
Примеры
- Сорт яблони Бельфлёр-китайка. В первый год плодоношения гибридов оказалось, что плоды у них мелкие и кислые. Чтобы направить дальнейшее развитие гибрида в нужную сторону, в крону молодых деревьев прививали черенки Бельфлёра. Под влиянием черенков плоды гибрида стали приобретать вкусовые качества Бельфлёра.
- Сорт вишни «Краса севера». Под влиянием подвоя – красной вишни привитый белый вишнёво-черешневый гибрид приобрёл розовую окраску
Метод предварительного сближения тканей (метод предварительного вегетативного сближения) для преодоления нескрещиваемости видов при отдалённой гибридизации. Учёный разработал этот метод, чтобы добиться оплодотворения при гибридизации видов, которые обычно не скрещиваются.
Суть метода
Растения разных видов прививают в крону взрослого дерева. Например, черенки молодых сеянцев рябины прививают в крону груши.
Через несколько лет совместного произрастания на привитом растении происходят биохимические изменения, позволяющие затем произвести удачное скрещивание. Это связано с тем, что при сращивании тканей привитых растений может изменяться химический состав генеративных органов, что стимулирует прорастание пыльцевых трубок одного вида в пестике цветка другого вида.
Цель метода – расшатать наследственность особей путём их скрещивания на более ранних стадиях развития и искусственно уменьшить биологические и биохимические различия между спариваемыми особями.
Примеры
Получение гибрида груши и рябины. Мичурин предварительно прививал черенок (отрезок побега) молодой рябины в крону взрослой плодоносящей груши, вызывая смещение признаков в привитой рябине в сторону груши. Рябина с новыми качествами участвовала в последующем скрещивании с грушей.
Применение метода иногда используется и при отдалённой гибридизации полевых культур, например, для получения гибридов между пшеницей мягкой и элимусом, пшеницей и рожью.
Метод посредника, разработанный И. В. Мичуриным, позволяет обойти проблему нескрещиваемости отдельных видов.
Если невозможно скрестить два вида, учёный берёт третий вид растения, скрещивает его с первым видом, а полученный гибрид – со вторым. Из последующих гибридов в процессе искусственного отбора отбираются образцы с наилучшими, с точки зрения целей селекционера, качествами.
Пример: для скрещивания монгольского миндаля и культурного персика Мичурин в качестве посредника использовал полудикий персик Давида. Сначала миндаль скрещивался с персиком Давида, а затем гибрид – с культурными сортами персика.
Ученик: А как конкретно его методы повлияли на сельское хозяйство?
Учитель: Благодаря работам Мичурина стало возможным выращивать фрукты и ягоды там, где раньше это считалось невозможным. Например, теперь яблоки и груши успешно растут в средней полосе России, хотя изначально большинство европейских сортов могли расти лишь на юге. Это позволило существенно повысить продовольственное обеспечение населения, сделать свежие фрукты доступнее и дешевле.
Ученик: Получается, что его открытия помогли людям питаться лучше и здоровее?
Учитель: Совершенно верно. Фрукты являются важным источником витаминов и минералов, необходимых нашему организму. Благодаря достижениям Мичурина миллионы россиян получили возможность регулярно употреблять качественные и полезные продукты питания. Это положительно сказалось на здоровье нации в целом.
Ученик: Можно сказать, что наука Мичурина улучшает качество нашей жизни?
Учитель: Без сомнения! Именно благодаря таким ученым, как Мичурин, наша страна смогла преодолеть трудности климата и создать богатое разнообразие фруктов и ягод, доступных каждому человеку. Таким образом, наука действительно становится инструментом улучшения жизни общества.
Слайд №9 Иван Владимирович Мичурин за выдающиеся заслуги в области селекции был удостоен высоких государственных наград Российского правительства – ордена Трудового Красного Знамени в 1926 году и ордена Ленина в 1931 году.
В 1934 году присуждено звания: заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, в 1935 году стал почётным членом Академии наук СССР.
Слайд №10 По инициативе И.В. Мичурина в 30-е годы XX столетия на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке были организованы научные учреждения по садоводству: опытные поля, опорные пункты, станции.
Учитель: Современные ученые продолжают развивать идеи Мичурина, Слайд №11 используя новейшие технологии генетики и биотехнологий. Сейчас активно ведутся исследования по улучшению качества урожая, устойчивости растений к заболеваниям и неблагоприятным погодным условиям. Все это делается для того, чтобы обеспечить население здоровыми и вкусными фруктами и ягодами.
Слайд №12 На базе его питомника был создан Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых культур им. И.В. Мичурина, селекционно-генетический центр. Учёными института созданы новые сорта яблок Былина, Скала, Чудесница, Успенское, которые выдерживают 40-градусные морозы.
Информация для учителя к слайду № 12
В настоящее время Всероссийский НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина – крупный научно-теоретический и методический центр по разработке генетических основ и методов селекции плодовых растений. При институте организован и функционирует селекцентр по плодовым, ягодным и цветочно-декоративным растениям, зона деятельности которого охватывает 18 областей Центрально-Чернозёмного района и Поволжья. Развиваются комплексные исследования с научно-исследовательскими учреждениями России.
Учёными института созданы новые сорта яблок Былина, Скала, Чудесница, Успенское, которые выдерживают 40-градусные морозы.
В институте имеется богатая генетическая коллекция, насчитывающая более пяти тысяч видов, которые являются основой для проведения селекционной работы.
Профессором Алексей Алексеевич Зубовым получены новые сорта земляники, хорошо выдерживающие транспортировку.
Группа учёных под руководством Лены Тимофеевной Штин занимается выведением новых сортов винограда. По качеству плодов они не уступают южным, а по зимостойкости превосходят их.
Уникальные достижения российских ученых
Слайд №13 Николай Иванович Вавилов – гениальный советский учёный-генетик и селекционер, изменивший представление о мировой ботанике и внёсший грандиозный вклад в науку. Является основателем многих направлений в агрономии и биологии. Его труды составляют уникальную значимость для естествознания.
Н. И. Вавилов сформулировал Закон гомологических рядов наследственной изменчивости, учение о центрах происхождения культурных растений. Совершил более 180 экспедиций по всему миру.
Информация для учителя к слайду № 13
Николай Иванович Вавилов объездил пять континентов и собрал особо ценные сведения о местной флоре. Учёный сумел первым в мире создать беспрецедентную коллекцию растений и крупнейший в мире генный банк, в который входит более 250 000 образцов семян. Помимо практической деятельности советский генетик активно читал лекции по всему свету. У него учились ведущие специалисты из Европы, Северной Америки. Вавилова приглашали на международные конгрессы, с ним сотрудничали институты Канады, Великобритании, Германии, Франции. За годы работы он приобрёл широкую известность, его высоко ценили во всем мире.
Николай Вавилов стоял у истоков селекции, труды учёного стали её фундаментальной основой. Он сумел открыть человечеству новые грани для исследования и способствовал значительному развитию многих областей науки.
Н. И. Вавилов сформулировал Закон гомологических рядов наследственной изменчивости, учение о центрах происхождения культурных растений. Совершил более 180 экспедиций по всему миру.
Н.И. Вавилов считал, что для успешной селекционной работы необходимо учитывать:
- Роль среды в проявлении изучаемых признаков.
- Разнообразие исходного материала для создания сортов растений и пород животных.
- Закономерности наследования при гибридизации.
- Использование форм искусственного отбора для закрепления желательных признаков.
- Наследственную изменчивость (мутации).
Н.И. Вавилов и его команда научных сотрудников за время изучения растительного мира всего земного шара выделил 7 основных географических центров происхождения культурных растений. В этих центрах произошло зарождение определенных культур, которые появились из дикорастущих растений данной местности в результате долгой селекции.
Слайд №14 Академик П.П. Лукъяненко создал ряд высокоурожайных сортов озимой пшеницы: Безостая 1 (50 ц/га), Аврора и Кавказ (100 ц/га).
Академик В.В. Ремесло создал сорта яровой пшеницы: Мироновская 264 и 808 (60 – 70 ц/га) и Ильичевка (100 ц/га), затем еще более морозоустойчивые сорта: Юбилейная 50, Харьковская 63.
В.Н. Мамонотова и А.П. Шехурдин создали яровой сорт пшеницы Саратовская 29 (до 80 – 90 ц/га).
Академик В.С. Пустовойт вывел сорт подсолнечника, содержащего до 50% масла в семенах.
Академику Н.В. Цицину удалось создать гибрид пшеницы яровая пшеница Новосибриская 67 (до 45ц/га) в Западной Сибири. Гибрид пшеницы был получен путем искусственного мутагенеза.
Слайд №15 В Республике Башкортостан сельское хозяйство сталкивается с проблемами повышения урожайности и улучшения качества продукции в условиях изменения климатических условий.
Глава региона Радий Фаритович Хабиров утвердил закон о государственной поддержке селекции местных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, направленный на стимулирование разработки отечественных видов растений, адаптированных к местным условиям.
Слайд №16 Учёные Республики Башкортостан работают над созданием сортов, устойчивых к болезням и климатическим изменениям, а также адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям. Целью этих работ является обеспечение продовольственной безопасности республики, например, создать сорта кормовых культур для импортозамещения. Исследования в области генетики растений осуществляются несколькими ведущими организациями.
Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (Башкирский НИИСХ УФИЦ РАН) (Россия, Республика Башкортостан, Уфа, ул. Рихарда Зорге, 19) Занимается селекцией сельскохозяйственных культур, молочного скота, продуктивного коневодства и кумысоделия. В институте работают два селекционных центра по растениеводству: Чишминский и Кушнаренковский.
Башкирский государственный аграрный университет (БГАУ). Реализует технологический проект «Селекционно-генетические и молекулярно-клеточные технологии в животноводстве и растениеводстве».
Лаборатория генетики и биотехнологии растений Ботанического сада Уфы. Изучает закономерности морфогенетических процессов в изолированной культуре органов и тканей редких, исчезающих и ресурсных видов, ценных гибридов, а также перспективных сортов травянистых и древесных растений.
Слайд №17 Достижения ученых Республики Башкортостан: созданы новые сорта озимой ржи «Чулпан 7», который сочетает повышенную урожайность с комплексом хозяйственно ценных признаков; сорт озимой пшеницы «Лютесценс 9» – обеспечивает стабилизацию высокого урожая в условиях почвенно-климатической пестроты региона, новые сорта суданской травы «Якташ», «Смена», сорго-суданковый гибрид «Чишминский 84». Сорта, внесены в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию.
Слайд №18 20 марта 2025 года в Уфе на базе Межвузовского кампуса Евразийского НОЦ состоялось открытие научной лаборатории «Агробиотехнологии» – совместного проекта Башкирского государственного аграрного университета (БашГАУ) и индустриального партнера вуза – крупного растениеводческого предприятия ООО «Рассвет».
Сотрудники лаборатории будут создавать новые линии и сортообразцы твердой пшеницы и гороха посевного методом ускоренной селекции. Для это будет использоваться климатическая камера для роста растений «Фитотрон» разработки БашГАУ.
Новые линии будут адаптированы к агроклиматическим условиям Уральского региона. Это является стратегической задачей в рамках федеральной программы «Приоритет 2030». Над ней БашГАУ будет работать совместно с индустриальным партнером — предприятием «Рассвет».
Как прославили Башкортостан местные ученые-селекционеры?
Слайд №19 В 40-х годах прошлого века специалисты Башкирской государственной селекционной станции сделали прорыв в создании уникальных сортов озимой ржи — Саратовка чишминская, Чишминская-2, Бирская-2, Чишминская-3, которые отличались устойчивостью к морозам и засухе, давали стабильные урожаи.
Слайд №20 В 1975 году ученые селекционного центра по растениеводству БННИСХ создали первый в мире сорт озимой ржи Чулпан с короткой соломиной. У истоков этой грандиозной научной работы стоял выдающийся башкирский ученый-селекционер Сабирзян Абдуллович Кунакбаев.
Сорт Чулпан является достоянием аграриев России и многих стран Европы. Он занимает почти половину ржаного клина ведущих зерносеющих регионов России, является опорой продовольственной безопасности страны. Его семена впоследствии применили для создания 30 новых сортов.
Информация для учителя к слайду № 19 — 20
Много труда и сил Сабирзян Абдуллович Кунакбаев отдал селекции озимой пшеницы и ее внедрению в производство республики. Наиболее результативной является работа ученого по селекции озимой ржи. Им выведены сорта «Саратовка», «Чишминская», «Чишминская 2», «Чишминская 3», которые отличаются высокой продуктивностью, зимостойкостью и засухоустойчивостью.
Одновременно Сабирзян Абдуллович уделял большое внимание разнообразию форм этой культуры. В 1950-1970 годах он сформировал уникальную форму карликовой ржи, характеризующуюся ветвлением стебля и колоса. Она описана автором под названием «Башкирская карликовая». В этот период им получены ветвистоколосые формы, которые впоследствии были переведены на короткостебельную основу.
Начиная с 1962 года, Сабирзян Абдуллович вплотную подходит к решению создания короткостебельных сортов ржи. Сорт короткостебельной, неполегающей, зимостойкой, высокоурожайной озимой ржи селекционера Кунакбаева С.А. под названием «Чулпан» был создан впервые в мире и, благодаря очень высокой урожайности (до 67 ц с 1 га), получил широкое распространение в СССР и за рубежом – в Финляндии, Канаде, Чехии, Швеции, Польше и Германии.
За плодотворную научно-исследовательскую работу Герой Социалистического Труда, почетный академик АН РБ, кандидат сельскохозяйственных наук Сабирзян Абдуллович награжден орденом Октябрьской революции, орденом «Знак Почета», медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1943 гг.», знаком «Отличник социалистического сельского хозяйства» МСХ СССР и трижды Почетной грамотой Президиума Верховного Совета Башкирской АССР.
Имя Кунакбаева Сабирзяна Абдулловича присвоено Международной школе молодых селекционеров.
Сорт озимой пшеницы «Башкирская-12» получен путём сложного скрещивания нескольких сортов: «Башкирская юбилейная», «Мироновская 808», «Малахит», «Лютесценс 65737». Сорт характеризуется высокой зимостойкостью, продуктивностью и хорошими технологическими качествами зерна.
Выведение сортов картофеля, устойчивых к болезням и вредителям. Учёные БГАУ клонировали картофель, вырастили его на безвирусной основе. В результате запатентованы три новых сорта: «Бирский» — с высоким содержанием крахмала, «Алексеевский» — с адаптацией к климатическим условиям, «Елена» — с вкусовыми качествами.
Создание сорта клевера лугового «Ванюша». Основой для создания послужил башкирский клевер луговой «Уфимский-1». Сорт отличается повышенной адаптивностью и засухоустойчивостью, унаследовал высокий уровень продуктивности и большую облиственность. В 2019 году урожайность зелёной массы составила 21,5 т/га, превысив стандартную урожайность на 5,25 т/га.
Создание высокодекоративных сортов пиона гибридного для климатической зоны Республики Башкортостан. Учёные БГАУ провели комбинации скрещивания между определёнными сортами пиона, а также собрали семена от свободного опыления. В результате выращено около 200 сеянцев от контролируемого опыления и 22 — от свободного. При достижении гибридов генеративной фазы развития проводили их тщательный отбор по основным декоративным признакам (окраска, махровость, размер цветка). В Госреестр включены новые сорта: «Башкирская Жемчужинка», «Башкирский Сувенир», «Гелия» и другие.
Слайд№21 Учёные Башкортостана сделали значимые открытия в области селекции различных растений, включая пшеницу, картофель, клевер и пионы. Данные достижения были получены в результате исследований, проводимых в Башкирском государственном аграрном университете (БГАУ) и Ботаническом саду-институте Уфимского научного центра Российской академии наук.
Целью генной инженерии растений является выведение новых сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредителям, заболеваниям и воздействию гербицидов.
Российские ученые активно участвуют в проектах по секвенированию и изучению геномов растений, животных и человека.
Ваше будущее в науке!
В будущем область генетики и селекции растений станет одной из ключевых сфер инноваций, направленных на повышение продуктивности сельского хозяйства, устойчивость культур к неблагоприятным условиям окружающей среды и изменение климата.
Слайд №22 Селекционер – ученый, занимающийся улучшением имеющихся и выводом новых видов животных, растений и других живых организмов, обладающих свойствами, полезными для человека или помогающими более эффективно адаптироваться к условиям окружающей среды. Профессия подходит тем, кого интересует биология.
Теоретической основой селекции является генетика. Знание ее законов позволяет селекционеру осознанно управлять мутациями, прогнозировать результаты скрещивания различных видов (гибриды), предсказывая видовые признаки будущего потомства у животных и новых сортов у растений.
Таким образом, селекция – это использование знаний, полученных с помощью генетики, на практике. Генетика изучает строение ДНК, хромосом, генов, особенности их наследования и т.п. Селекция отвечает на вопрос о том, как вывести, к примеру, морозоустойчивые сорта пшеницы или фруктовые деревья, дающие большой урожай, животных с особенно красивым и теплым мехом, а также она занимается разработкой и созданием новых штаммов микроорганизмов, необходимых для создания более эффективных вакцин и лекарственных препаратов и др.
Растущие потребности человечества в продовольствии, требования устойчивого земледелия и необходимость адаптироваться к глобальным климатическим изменениям делают профессию в области генетики и селекции растений чрезвычайно перспективной и важной. Важно отметить, что развитие этих направлений требует тесного сотрудничества междисциплинарных команд, включающих генетиков, агрономов, химиков, инженеров и экономистов.
Таким образом, будущее обещает значительный рост возможностей и потребностей в квалифицированных специалистах в этой отрасли.
Учитель: Мы завершили наш урок, посвященный памяти Ивана Владимировича Мичурина. Надеюсь, вы поняли значимость его вклада в российскую науку и осознаете важность научных исследований для развития нашего государства.