Освітня програма "Селекція і генетика сільськогосподарських культур"

ОСВІТНЬО-ПРОФЕСІЙНА ПРОГРАМА

«Селекція і генетика сільськогосподарських культур»

Підготовка здобувачів

другого (магістерського) рівня вищої освіти

за спеціальністю 201 "Агрономія"

галузі знань 20 Аграрні науки та продовольство

Стандарт вищої освіти затверджено

назаком МОН України від 17.11.2020 р. №1420

Концепція підготовки

Підготовка магістрів зі спеціалізації орієнтована на формування у студентів знань, умінь та практичних навичок з наукових основ селекції і генетики польових культур, організації і проведення державної науково-технічної експертизи сортів і гібридів в Україні, теоретичних основ і організації насінницької роботи, розробки ресурсозберігаючих технологій вирощування насіння сільськогосподарських культур внутрішньогосподарського та державного контролю сортових та посівних якостей насіння для подальшого зростання і стабілізації обсягів виробництва рослинницької продукції в Україні.

Теоретичне навчання

Тривалість– 40 тижнів (по 15 тижнів – 1 і 2семестр, 10 – 3 семестр). Воно включає логічне поєднання наступних дисциплін:

Спеціальна генетика сільськогосподарських культур. Планомірна наукова селекція сільськогосподарських культур тісно пов’язана зі спеціальною генетикою виду, яка визначає основу методів селекційної роботи. Це обумовлено тим, що всі етапи селекції – отримання вихідного матеріалу, підбір пар і добори в селекції, методи і типи гібридизації, шляхи стабілізації сорту і інші її розділи базуються на генетично регульованих процесах. Спеціальна генетика – це генетика окремих видів і родів, вона систематизує знання по геномному і каріологічному аналізу, генетиці ознак, мутагенезу, поліплоїдії, інбридингу і гетерозису, генетиці популяцій (природних і сортових) та інших питаннях генетики даного виду. Курс включає генетичну детермінацію та механізми успадкування ознак рослин (зернових, зернобобових, круп’яних, кормових, овочевих, плодових культур). Генетичні центри походження, систематику і каріологію видів. Генетику морфологічних, фізіологічних та біохімічних ознак. Особливості систем розмноження, наявність поліплоїдного ряду серед видів роду. Генетичні механізми контролю стійкості рослин проти збудників основних хвороб та шкідників. Вивчення генетики виду у рослин іде в двох напрямках: аналіз генетики особин і вивчення генетики популяцій.

Методологія селекційного експерименту.  Дисципліна спрямована на формування професійних компетентностей, необхідних для інноваційної діяльності та впровадження сучасних технологій дослідження в агрономії, використовуючи методи і методики генетичних, біотехнологічних, селекційних, лабораторних, польових, вегетаційних досліджень. Наведено методи математичної статистики, які застосовуються для оцінки та інтерпретації результатів польових, вегетаційних і лабораторних дослідів, що проводяться під час селекційного й генетичного експерименту. Використовуючи результати аналізу в практичній діяльності, студент повинен знаходити оптимальні рішення і давати рекомендації відносно створення та вирощування сортів сільськогосподарських культур залежно від конкретних умов.

Генетичні ресурси рослин. Студенти вивчають завдання та роль біологічного різноманіття рослин у забезпеченні стабільного розвитку рослинництва, національної та глобальної продовольчої безпеки. Їх створення та збереження. Основні форми збереження генетичних ресурсів рослин. Збереження in situ – в природних екосистемах. Збереження місцевого генофонду on farm – в селянських господарствах з традиційним укладом. Збереження ex situ – в генних банках і на колекційних плантаціях.

Генетика імунітету рослин проти хвороб і шкідників. Стан вивчення проблеми імунітету. Теорії імунітету. Імунітет і стійкість. Пасивний та активний імунітет. Взаємодія рослин із шкідливими організмами. Типи стійкості: вертикальна, горизонтальна. Толерантність. Генетичні основи стійкості с-г культур до фітопатогенів. Теорія Флора «ген- на-ген». Взаємодія генів стійкості: адаптивна взаємодія, епістаз, комплементарність, взаємодія з генами модифікаторами. Генетика патогенності збудників хвороб. Імунітет рослин до шкідників. Взаємовідносини  рослин з комахами – антофілія і фітофагія. Механізми імунітету рослин до шкідників: антиксеноз, антибіоз, толерантність. Генетика стійкості до шкідників. Вихідний матеріал на стійкість проти збудників хвороб та шкідників. Джерела та донори стійкості проти хвороб . Банк генів стійкості проти патогенів. Гібридологічний аналіз: схема схрещувань, аналіз гібридів F1 та F2, статистична обробка даних гібридологічного аналізу. Методи створення вихідного матеріалу стійкого проти збудників хвороб та шкідників. Оцінка селекційного матеріалу на стійкість проти хвороб та шкідників.

Агрохімсервіс в рослинництві. Метою теоретичного вивчення матеріалу та лабораторних занять є формування у магістра зі спеціальності «Агрономія» теоретичних знать щодо агрохімічного забезпечення та обслуговування агропідприємств, формування навиків моніторингу та застосування засобів хімізації у технологічних процесах отримання продукції рослинництва. За вивчення дисципліни магістри набувають практичні вміння із контролю виробництва та використання мінеральних добрив, їх транспортування та внесення, можливостей виробництва і використання органічних добрив та меліорантів, особливостей застосування засобів хімізації за умов точного землеробства. Велика увага приділяється вивченню технологій зберігання та внесення мінеральних добрив за екстремальних умов вирощування сільськогосподарських культур. Магістри набувають знання із менеджменту і маркетингу в агрохімсервісі, застосування агрохімікатів і послуг у сфері сервісу сільськогосподарського виробництва, здійснення контролю стану ґрунтів і результатів застосування засобів хімізації.

Спеціальна селекція сільськогосподарських культур. Дисципліна висвітлює основні питання зі спеціальної селекції сільськогосподарських культур, що вирощуються в Україні: зернові (пшениця, жито, ячмінь, овес, тритикале, кукурудза), зернобобові (горох, соя), круп’яні (гречка, просо), технічні (цукрові буряки), олійні (соняшник, ріпак), прядивні (льон), бульбоплоди (картопля) та ін. Щодо кожної культури висвітлено загальні відомості про походження і досягнення, завдання та напрями селекції, вихідний матеріал, моделі сортів, методи селекції (внутрішньовидова гібридизація та робота з гібридними нащадками, міжвидова гібридизація, методика і техніка схрещувань, використання мутагенезу та поліплоїдії, методи і схеми добору із мутантних та поліплоїдних популяцій), схеми селекційного процесу та їх методику і техніку, оцінювання селекційного матеріалу (за продуктивністю, довжиною вегетаційного періоду, якістю продукції та ін.), селекційну технологію окремих культур з урахуванням їх біологічних і генетичних особливостей, а також існуючого генофонду.

ДКЕ з основами інтелектуальної власності. Дисципліна вивчає сорт як об’єкт інтелектуальної власності, який є відмінний, однорідний і стабільний та придатний для поширення в Україні, який може бути використаний для задоволення потреб суспільства і не заборонений для поширення з підстав загрози життю і здоров’ю людей, нанесенню шкоди рослинному та тваринному світу, збереженню довкілля. Знання міжнародного та вітчизняного правового забезпечення для регулювання дій у сфері охорони прав на сорти рослин, дозволить практично застосувати схему діючих законодавчих і нормативних актів за умови набуття, охорони та реалізації  селекціонером немайнового та майнового права  на сорт рослин. Теоретичний та практичний курс дисципліни дасть змогу ознайомитися з передовими досягненнями реєстрації та реалізації прав  на сорти рослин в Україні та в країнах-членах Міжнародного Союзу з охорони нових сортів рослин (UPOV) та Європейського Союзу (CPVO). Теоретичний та практичний курс дисципліни дасть змогу освоїти сортову діагностику кількісних та якісних характеристик сортів – кандидатів, його стійкості до стресових факторів середовища, визначення пластичності, адаптивності сортів у процесі трансформації їх господарсько-біологічної, споживчої та інтелектуальної цінності.

Ринок сортів і насіння. Якість та вартість насіння значною мірою обумовлюють загальну ефективність виробництва продукції рослинництва у зв’язку з досить високою часткою вартості в структурі витрат на вирощування сільськогосподарських культур. Експорт посівного матеріалу становить близько 10 % від світових внутрішніх ринків. Налічується 71 країна-експортер та 111 країн-імпортерів насіння, грошові надходження та видатки на насіннєвий матеріал яких становлять понад 1 млн. доларів. Нині Щорічний Перелік сортів, що видається під егідою Організації економічної співпраці та розвитку (ОЕСР), включає близько 45 000 сортів та гібридів, які представляють 197 видів. У зв’язку з цим існує потреба у якісному та швидкому розмноженні врожайного і гетерозисного насіння та його реалізації в ринкових умовах. Основним завданням дисципліни є: підготовка фахівців до самостійної роботи у сільськогосподарських підприємствах, компаніях і фірмах, які репродукують насіннєвий матеріал, вирощують його, доводять до посівних кондицій, займаються його реалізацією, маркетингом, пакуванням, оформленням відповідних документів, мають свої заводи та лінії по калібруванню, пакуванню і служби по реалізації насіння.

Педагогіка та психологія вищої школи. Метою викладання навчальної дисципліни «Педагогіка та психологія вищої школи» є формування психолого-педагогічної компетенції здобувачів освіти в питаннях, пов’язаних із психолого-педагогічними особливостями освітнього процесу у вищій школі, озброєння їх сучасними освітніми технологіями, методами організації творчого пошуку майбутнього фахівця; формування інтересу і готовності до самостійного пізнання проблем дидактики, теорії та методики професійної освіти, сучасних тенденцій розвитку освіти та інтеграційних процесів у ній шляхом опанування засад загальної методології педагогічного знання та методики психолого-педагогічної діагностики. Головними завданнями дисципліни є: створення умов для засвоєння здобувачами вищої освіти основ педагогіки вищої школи та сучасних тенденцій реформування вищої освіти в Україні; аналіз складових змісту вищої освіти; вивчення основних характеристик та особливостей організації освітнього процесу в закладах вищої освіти; створення умов для засвоєння здобувачами вищої освіти психологічного змісту та організації основних видів діяльності у ЗВО, використання психологічних методів оптимізації освітнього процесу.

ДНК-технології та біобезпека. Предметом вивчення дисципліни є молекулярні явища і процеси, які дозволяють на генетичному рівні ідентифікувати, модифікувати організми, діагностувати їх генетичні зміни та цілеспрямовано трансформувати геном з метою створення нових високопродуктивних, високоякісних сортів та гібридів сільськогосподарських культур. Дисципліна формує знання з методології отримання рекомбінантних ДНК, клонування фрагментів ДНК, створення нових генотипів сортів, гібридизації, трансгенезу, ідентифікації генів, молекулярної діагностики, вивчення генетичної різноманітності та генотипування сортів і гібридів за допомогою ДНК-маркерів. Одночасно із широкими можливостями ДНК-технологій існує загроза негативного впливу біологічних чинників на населення та довкілля, можливість виникнення загроз біологічного походження, пов’язаних з розвитком сучасних біотехнологій та відсутністю чітко визначеної процедури провадження генетично-інженерної діяльності тощо.