Слово "селекция" произошло от лат. "selectio", что в переводе обозначает выбор, отбор". Селекция это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Селекция буквально означает отбор. Задача селекции состоит в создании и улучшении уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Научные основы создания человеком новых сортов растений и пород животных были раскрыты Дарвином в его учении об изменчивости, наследственности и отборе. Выдающийся советский ученый академик Н.И.Вавилов указывал, что для спешной селекционной работы следует изучать исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных, наследственную изменчивость, закономерности наследования при гибридизации, роль среды, формы искусственного отбора, направленные на выделение и закрепление желательных признаков.

Породой животных, сортом растений, штаммом микроорганизма называют такую совокупность особей (популяцию), которая создана искусственно человеком и характеризуется определенными наследственными признаками: продуктивностью, морфологическими и физиологическими признаками. Генофонд существующих пород или сортов менее разнообразен, чем генофонд исходного дикого фонда. Основными методами селекции являются гибридизация и отбор. Различают две основные формы отбора: массовый и индивидуальный. При массовом отборе из исходного материала выделяют группу особей, обладающих желательными признаками, а при индивидуальном - отдельных особей, также с желательными признаками с целью получения от них потомства. Массовый отбор проводится среди перекрестно-опыляемых растений (например, так был получен сорт ржи Вятка). При этом отборе генетически однородный материал не выделяется в силу наличия большого количества гетерозиготных особей. Индивидуальный отбор более применим к самоопыляющимся растениям (пшеница, овес, ячмень) практике сначала создают большое число самоопыляющихся линий растений, затем проводят скрещивание между ними и выявляют те комбинации, при которых проявляется наибольший эффект гетерозиса. В дальнейшем проводят скрещивание между линиями, имеющими наибольший эффект гетерозиса, для получения семян, используемых в сельском хозяйстве. Скрещивание в сочетании с отбором - наиболее эффективный путь в селекции.

Селекционная работа с животными имеет свои особенности, вытекающие из самой природы организма животного: у животных существует только половое размножение; они имеют немногочисленное потомство и каждая отдельная особь представляет значительную ценность. При получении гибридов животных важно учитывать экстерьерные признаки животных - телосложение, соотношение частей тела, окрас и т.п. Известно, что все домашние животные происходят от диких предков, которые человек начал приручать еще очень давно (10-12 тыс. лет до н.э.). Основные виды домашних животных были приручены лишь 5-6 тыс. лет тому назад. Важно, что географические области приручения животных в значительной мере совпадают с центрами многообразия и происхождения культурных растений.

Типы скрещивания при селекционной работе с животными также весьма разнообразны. В основном применяют два типа скрещивания: неродственное и родственное. Неродственное скрещивание между особями одной породы или между особями разных пород (при наличии строгого отбора) приводит к поддержанию свойств или улучшению их в ряду следующих поколений гибридов. При близкородственном скрещивании (между братьями и сестрами или родителями и потомством) получаются гибриды, гены которых находятся в гомозиготном состоянии. При этом происходит закрепление хозяйственно ценных признаков, которые сохраняются у потомства (оно гомозиготно по этим признакам). Близкородственное скрещивание приводит часто к ослаблению животных (отрицательное проявление признака называют депрессией). В селекции родственное скрещивание - лишь один из этапов улучшения породы. Далее проводят скрещивание разных линий, полученных при близкородственном скрещивании, для перевода рецессивных генов в гетерозиготное состояние. В таком случае вредное действие близкородственного скрещивания снижается. У домашних животных, как у растений, наблюдается гетерозис: при скрещивании разных пород (а также при межвидовых скрещиваниях) иногда в первом поколении гибридов наблюдается особенно мощное развитие и повышение жизнеспособности, затухающее в последующих поколениях. Например, для получения скороспелых свиней (на мясо и сало) скрещивают дюрокджерсейскую и беркширскую породы. С помощью отдаленной гибридизации получают новые формы домашних животных, но межвидовые гибриды животных большей частью бесплодны. Гетерозис проявляется при скрещивании одногорбого и двугорбого верблюдов. В настоящее время проводится много работ по межвидовой гибридизации: создана порода тонкорунных овец (тонкорунная овца и дикий горный баран); скрещивают яка с крупным рогатым скотом (гибридные самцы бесплодны, а самки плодовиты); получены высокопродуктивные ропшинский и украинский карп, гибрид стерляди и белуги (бестер), обладающие быстрым темпом роста (гетерозис) и прекрасными вкусовыми качествами.

Методы селекции применяют и для получения продуктивных форм микроорганизмов. Им свойственна наследственная изменчивость (мутации). Путем отбора получают наиболее активные расы. Часто образуются новые расы микроорганизмов с использованием лучей Рентгена, ультрафиолетовых лучей и некоторых химических соединений. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной резкого возрастания частоты мутаций. Таким образом получают, например, микроорганизмы, обладающие более высоким выходом антибиотиков, чем исходные культуры. Селекционным путем выделяют наиболее продуктивные формы дрожжевых грибков, повышающих качество хлеба (они вызывают брожение теста). Индуцированный мутагенез применяется и в селекции, например, тутового шелкопряда (получение самцов, образующих коконы на 25-30% более продуктивные, чем самки). В биотехнологических процессах широко применяются микроорганизмы: бактерии, нитчатые грибы, дрожжи для получения лекарственных препаратов, белка, ферментов и других веществ, используя методы клеточной инженерии.

С помощью клеточной инженерии получают культуры клеток (или культуры тканей), которые служат источниками для получения продукции ценных веществ. Так, например, культура клеток растения женьшеня дает то же лекарственное вещество, что и целое растение. Проводят гибридизацию разных клеток, гибридизация которых половым путем невозможна. Таким образом получены гибриды клетки и организмы картофеля и томатов, яблони и вишни и некоторые другие. Генная инженерия открывает новые возможности получения различных веществ в промышленном масштабе. К примеру, если ввести гены азотфиксирующих бактерий в генотип почвенных бактерий, не имеющих этих генов, то в растениеводстве наступит перелом, связанный с использованием удобрений для повышения урожайности почвы. Значение биотехнологии огромно, поскольку с ее помощью возможно решение многих серьезных проблем. Микробиологическая промышленность участвует в решении многих программ: получение высокоэффективных кормовых добавок и препаратов - кормовые дрожжи, незаменимые аминокислоты, витамины, ферменты, антибиотики, бактериальные удобрения, средства защиты растений от вредителей и болезней и др.); получение препаратов для пищевой промышленности, текстильной, химической промышленности; для научных целей.