Вопросы и упражнения

1. Какие базовые методы лежат в основе анализа ДНК-маркёров?
Ответ:
Анализ ДНК-маркеров может проводиться с использованием различных методов, но основные базовые методы включают в себя:
1. Электрофорез: Данный метод позволяет разделить фрагменты ДНК по размеру. Обычно используется агарозный гель для электрофореза, который имеет поры различных размеров, и на этом геле можно разделить фрагменты ДНК по размеру и получить изображение банд на геле.
2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР): ПЦР - это метод, который используется для увеличения количества ДНК в пробе. Он позволяет сделать много копий конкретного фрагмента ДНК, что облегчает его изучение. ПЦР может использоваться для амплификации ДНК-маркеров перед их анализом.
3. Секвенирование: это метод, который позволяет определить последовательность нуклеотидов в ДНК. Секвенирование может быть использовано для идентификации конкретных генетических маркеров и определения генетических вариаций между индивидуумами.
4. Гибридизация: Этот метод используется для обнаружения конкретных последовательностей ДНК в образце. Обычно используется флуоресцентная маркировка, чтобы увидеть, где происходит гибридизация между маркером и образцом.

2. Перечислите преимущества отбора с помощью ДНК-маркёров по сравнению с отбором, осуществляемым на основе одной лишь оценки фенотипа.
Ответ:
Отбор с помощью ДНК-маркеров имеет несколько преимуществ по сравнению с отбором, осуществляемым на основе только оценки фенотипа:
1. Более точная оценка генетических свойств: ДНК-маркеры позволяют определить наличие или отсутствие конкретных генетических маркеров, что дает более точную оценку генетических свойств животного или растения.
2. Более быстрый отбор: Отбор с помощью ДНК-маркеров позволяет быстро и точно определить генотип животного или растения, что сокращает время отбора и позволяет ускорить процесс селекции.
3. Исключение ошибок при оценке фенотипа: Оценка фенотипа может быть подвержена ошибкам и субъективным мнениям, особенно при оценке сложных фенотипических характеристик. Отбор на основе ДНК-маркеров может устранить эту проблему, предоставляя более объективную оценку генотипа.
4. Увеличение генетического разнообразия: Отбор на основе ДНК-маркеров может помочь увеличить генетическое разнообразие популяции, так как позволяет учитывать скрытые генетические характеристики и предотвращает случайную потерю генетического разнообразия.
5. Эффективность отбора на ранней стадии: Отбор на основе ДНК-маркеров может быть проведен на ранней стадии жизни животного или растения, что позволяет выбрать наиболее перспективных особей до того, как они начнут проявлять фенотипические характеристики. Это позволяет увеличить эффективность отбора и сократить время, необходимое для получения желаемого генотипа.

3. Чем отличается геномная селекция от маркёр-ориентированной селекции?
Ответ:
Геномная селекция и маркер-ориентированная селекция - это два разных подхода к селекции организмов.
Геномная селекция - это метод селекции, основанный на анализе всего генома организма. Это означает, что геном организма секвенируется и происходит анализ генетических вариаций, чтобы выявить связанные с желаемыми свойствами гены. Геномная селекция позволяет идентифицировать гены, которые могут быть скрыты в неизвестных участках генома, и использовать их для создания новых генотипов с желаемыми свойствами. Этот подход является более точным, но более затратным, потому что требуется секвенирование всего генома.
Маркер-ориентированная селекция - это метод селекции, основанный на использовании молекулярных маркеров для выявления генетических вариаций, связанных с желаемыми свойствами. Маркеры - это специфические участки ДНК, которые связаны с желаемыми генетическими вариациями. Маркеры используются для определения наличия или отсутствия желаемых генетических вариаций, и на основе этого проводится селекция. Этот подход более быстрый и дешевый, но менее точный, потому что маркеры не являются прямыми индикаторами желаемых свойств.

4. Зачем селекционерам надо постоянно создавать новые сорта возделываемых видов растений и выводить новые породы домашних животных?
Ответ:
Селекционеры создают новые сорта растений и породы животных для улучшения их качественных и количественных характеристик, таких как урожайность, вкусовые качества, устойчивость к болезням и вредителям, скорость роста, адаптация к различным климатическим условиям, а также для улучшения экономических показателей в сельском хозяйстве и животноводстве.
Создание новых сортов растений позволяет увеличить урожайность и качество продукции, что в свою очередь повышает доходность и эффективность сельскохозяйственного производства. Также, новые сорта растений могут быть более устойчивы к погодным условиям, болезням и вредителям, что уменьшает риски потерь урожая.
Создание новых пород животных позволяет увеличить производительность скота, молочную и мясную продуктивность, а также повысить устойчивость животных к различным болезням и стрессовым условиям содержания. Это позволяет увеличить количество производимой продукции и повысить эффективность животноводства.
Также, создание новых сортов растений и пород животных позволяет удовлетворять меняющиеся потребности рынка, так как потребители всегда ищут более качественную и разнообразную продукцию.

Точка зрения

5. Прежде ДНК-маркёров появились так называемые белковые генетические маркёры, основанные на анализе электрофоретического разделения белков, выделенных из разных тканей растений, например запасных белков зерна. Ещё раньше существовали так называемые классические генетические маркёры, основанные на удобных для наблюдений моногенных признаках (например, окраска колоса, наличие волосков на листовой пластинке и т. д.). Как вы думаете, почему только с появлением ДНК-маркёров, а не ранее, стало иметь место массовое применение генетических маркёров в селекции?
Ответ:
С появлением ДНК-маркеров стало возможным изучать генетическое разнообразие вида на более высоком уровне, чем ранее. ДНК-маркеры позволяют анализировать генетические различия между особями на уровне ДНК-последовательностей, что обеспечивает более точную и объективную оценку генетических свойств и маркер-ориентированную селекцию.
В отличие от белковых и классических генетических маркеров, ДНК-маркеры обладают высокой репродуктивной стабильностью, что делает их более точными и надежными инструментами для оценки генетической изменчивости и родственных связей в популяции. Таким образом, появление ДНК-маркеров предоставило новые возможности для более эффективной генетической селекции, что привело к массовому применению генетических маркеров в селекции.