Sinds de oudheid zijn mensen gefascineerd door de schoonheid en diversiteit van de omringende planten, vooral bloemen. Hun aroma en tederheid zijn door alle eeuwen heen de personificatie geweest van liefde, zuiverheid, manifestatie van gevoelens. Geleidelijk aan realiseerde een persoon zich dat hij niet alleen kon genieten van de bestaande uitzichten van deze prachtige wezens, maar ook kon deelnemen aan hun vorming. Zo begon het tijdperk van de plantenveredeling, wat leidde tot de productie van nieuwe soorten met meer noodzakelijke en belangrijke kenmerken in het geno- en fenotype. De twee wetenschappen die aan deze kwestie samenwerken, zijn er tot nu toe in geslaagd om fantastische resultaten te bereiken - dit zijn genetica en botanie.
Botanisch onderwerp
Botanie is de wetenschap die alles bestudeert wat met planten te maken heeft. Dat zijn ze:
- morfologie;
- genetica;
- fysiologie;
- anatomie;
- systematiek.
Deze discipline omvat alle aspecten van het leven van vertegenwoordigers van de flora, van de interne processen van ademhaling, reproductie en fotosynthese tot de externe diversiteit van fenotypische eigenschappen.
Dit is een van de oudste wetenschappen, die samen met de ontwikkeling van de mens verscheen. Interesse in de wezens die om hem heen groeien, dus het decoreren van de omringende ruimte, is altijd bij een persoon geweest. Bovendien is het, naast schoonheid, altijd een krachtige bron van voedsel, medicinale componenten, bouwmateriaal geweest. Daarom is botanie een wetenschap die de oudste, belangrijkste, meest diverse en complexe organismen op onze planeet bestudeert: planten.
Plantenveredeling
Met het verstrijken van de tijd en de accumulatie van theoretische kennis over de structuur van deze wezens van binnenuit, hun manier van leven en de processen die in hen plaatsvinden, werd het beschikbaar om te begrijpen hoe hun groei en ontwikkeling te manipuleren. De wetenschap van de genetica won aan kracht, wat het mogelijk maakte om verschillende objecten op chromosomaal niveau te bestuderen, ze met elkaar te kruisen, goede en slechte resultaten te krijgen en winstgevende en noodzakelijke te kiezen. Dit werd mogelijk gemaakt door de volgende ontdekkingen.
- Dubbele bemesting bij planten.
- Ontdekking van de processen van mitose en meiose.
- Ontwikkeling van kruisingsmethoden.
- De verschijnselen van heterosis, uitteelt en incubatie.
- De genetische code van planten ontcijferen.
- Biomoleculaire studies van cel- en weefselsamenstelling.
- Ontdekkingen op het gebied van cytologie en histologie.
Natuurlijk zijn dit niet alle voorwaarden die dienden als het begin van een krachtige beweging en de ontwikkeling van methoden voor plantenveredeling.
Oversteek en zijn kenmerken
Een andere procesnaamkruisen - hybridisatie. De methode om dit fenomeen te gebruiken, wordt hybridologisch genoemd. Gregor Mendel was de eerste die het voor zijn experimenten gebruikte. Elk schoolkind kent zijn beroemde experimenten met erwten.
De essentie van het hele proces is om oudervormen met elkaar te kruisen om heterozygote nakomelingen te verkrijgen, die een hybride zullen worden genoemd. Tegelijkertijd zijn er verschillende soorten kruisingen ontwikkeld. Ze worden geselecteerd rekening houdend met de individuele kenmerken van de variëteit, soort of geslacht. Er zijn twee hoofdtypen van dergelijke processen.
- Uitteelt, of uitteelt. Impliceert dat de oorspronkelijke oudervormen niet tot dezelfde soort, geslacht of variëteit behoren. Dat wil zeggen, ze zijn niet gerelateerd. Een dergelijke kruising is een van de meest populaire en leidt meestal tot heterosis bij het fokken van zuivere lijnen.
- Inteelt, of inteelt - nauw verwante hybridisatie van individuen die tot dezelfde soort of hetzelfde geslacht behoren. Deze methode wordt gebruikt om een bruikbare eigenschap in een populatie vast te stellen, inclusief een fenotypische. Met herhaalde correct uitgevoerde incubatie is het mogelijk om genetisch zuivere plantenlijnen te verkrijgen.
Deze soorten kruisingen hebben smallere variëteiten in zich. Een van de vormen van kruising is dus kruising - hybridisatie tussen variëteiten.
Naast soorten zijn er ook verschillende soorten kruisingen. Ze werden in detail beschreven en bestudeerd door Mendel, Thomas Morgan en andere genetici van de afgelopen eeuwen.
Viewskruising
Er zijn verschillende hoofdtypen hybridisatie van individuen.
- Monohybride, of eenvoudig. Het impliceert de kruising van ouderlijke vormen met de eerste nakomelingen, eenmaal uitgevoerd.
- Dihybride - gebaseerd op ouders die verschillen in twee paar kenmerken.
- Returnable - een hybride van de eerste generatie wordt gekruist met de oorspronkelijke ouder.
- Polyhybride of dubbel-individuen van de eerste generatie worden dan met elkaar gekruist, en volgende met andere variëteiten en soorten.
Alle aangegeven soorten hebben een betekenis in elke specifieke situatie. Dat wil zeggen, voor sommige planten is een eenvoudige kruising voldoende om het gewenste resultaat te krijgen. En voor anderen is complexe gefaseerde polyhybride hybridisatie vereist om de gewenste eigenschap te verkrijgen en deze in de gehele populatie te consolideren.
Hybriden van verschillende generaties
Door elke kruising wordt een of ander nageslacht gevormd. De eigenschappen die het van zijn ouders heeft overgenomen, kunnen zich in verschillende mate manifesteren.
De tekenen van hybriden van de eerste generatie zijn dus fenotypisch altijd uniform, wat wordt bevestigd door de wet van Mendel (eerste) en zijn experimenten met erwten. Daarom is het vaak het monohybride type hybridisatie dat wordt gebruikt om hetzelfde resultaat te verkrijgen, dat slechts af en toe nodig is.
Verder combineren alle volgende individuen al eigenschappen in zichzelf, dus splitsing verschijnt in bepaalde verhoudingen. Recessieven verschijnen, mutatieprocessen interfereren. Daarom het belangrijkste voor industriële activiteit:de mens, zijn landbouw, is precies de eerste generatie planten die werd ontvangen.
Typisch voorbeeld: als het doel is om alleen gele tomaten te produceren als resultaat van één seizoensperiode, dan moeten een gele en een rode tomaat worden gekruist, maar de rode moet eerder worden verkregen van de gele ouder. In dit geval zal de eerste generatie zeker uniform zijn - gele tomatenvruchten.
Interspecifieke hybriden: kenmerken
Interspecifieke hybriden zijn hybriden die zijn verkregen als resultaat van kruising of kruising op afstand. Dat wil zeggen, dit is het resultaat van het paren van individuen die tot verschillende soorten behoren om een nieuwe te verkrijgen met vooraf bepaalde kenmerken en eigenschappen.
Op deze manier werden veel belangrijke landbouw- en sierplanten door mensen in de industrie verkregen en werden veel nieuwe soorten individuen gefokt in de dierenfokkerij.
Voorbeelden van vergelijkbare organismen
Voorbeelden van interspecifieke hybriden tussen planten:
- voer tarwe;
- triticale - tarwe en rogge;
- rogge-tarwegras vormen;
- wheat-elimus;
- verschillende soorten tabak en andere.
Als we het over dieren hebben, dan kunnen ook veel vertegenwoordigers als voorbeeld worden genoemd:
- hines (paard en ezel);
- ligr - leeuw en tijgerin;
- mezhnyak - korhoen en auerhoen en anderen.
Het grootste probleem met dergelijke hybridisaties is dat de nakomelingen ofwel steriel zijn ofniet levensvatbaar. Dat is de reden waarom mensen veel manieren hebben bedacht en ontwikkeld om deze factoren te elimineren. Immers, als het gewenste resultaat wordt verkregen, is het erg belangrijk om het niet alleen te repareren, maar ook om de productie van dergelijke organismen in het systeem te introduceren.
Wat veroorzaakt onvruchtbaarheid bij interspecifieke hybriden?
De oorzaken van dergelijke problemen liggen in de processen van meiose en mitose, namelijk in de anafase, wanneer de chromosomen divergeren naar de polen van de cel. Op dit moment is elk van hen op zoek naar zijn homologe paar. Dit is hoe hele chromosomen worden gevormd uit chromatiden en het algemene karyotype van het organisme wordt gevormd.
Maar bij die individuen waarbij de fusie plaatsvond uit verschillende ouderlijke vormen, is de mogelijkheid om aan dergelijke structuren te voldoen minimaal of onmogelijk. Dat is de reden waarom een willekeurige combinatie van eigenschappen optreedt en als gevolg daarvan worden individuen onvruchtbaar of niet levensvatbaar. Dat wil zeggen dat genen in feite onverenigbaar worden.
Als we ons wenden tot het moleculaire niveau en ontdekken wat de reden is voor de onvruchtbaarheid van interspecifieke hybriden, dan zal het antwoord dit zijn: het is de onverenigbaarheid van DNA-secties uit de celkern en mitochondriën. Als gevolg hiervan is er geen chromosoomconjugatie in het meiotische proces.
Dit leidt tot rampzalige resultaten, zowel bij plantenveredeling als bij het kruisen en fokken van rassen en nieuwe diersoorten. Vooral vaak gebeurt dit bij vertegenwoordigers van de flora. Daarom kun je maar één keer hybride planten oogsten, wat buitengewoon onhandig is voor de ontwikkeling van de landbouw.
Nadat het voor wetenschappers duidelijk werd wat de oorzaak is van onvruchtbaarheid tussen soortenhybriden, begon actief werk een manier te vinden om deze oorzaken te elimineren. Dit leidde tot de creatie van verschillende manieren om de steriliteit van individuen te elimineren.
Manieren om onvruchtbaarheid te overwinnen
Het belangrijkste pad dat door biologen is gekozen om dit probleem op te lossen, is het volgende. In het stadium van meiose, wanneer de chromosomen divergeren naar de polen van de cel, wordt er een speciale stof, colchicine, in geïntroduceerd. Het bevordert het oplossen van de spindelvezels (celcentrum). Als gevolg hiervan blijven alle chromosomen in één cel en vallen ze niet in verschillende. Nu is vrije vervoeging tussen homologe paren mogelijk, wat betekent dat het proces van meiose in de toekomst heel normaal is.
Zo worden de nakomelingen vruchtbaar en dragen ze in de toekomst gemakkelijk vruchten wanneer ze met verschillende vormen worden gekruist. Meestal wordt deze methode gebruikt in de plantenveredeling, het wordt polyploïdie genoemd. Het werd voor het eerst toegepast door onze wetenschapper Karpechenkov. Dus kreeg hij de eerste vruchtbare hybride van kool en radijs.
Wat is de reden voor de onvruchtbaarheid van interspecifieke hybriden, hebben we al ontdekt. Omdat we de aard van het probleem kennen, zijn we erin geslaagd om nog twee manieren te bedenken om het op te lossen.
- Planten bestuiven met stuifmeel van slechts één ouder. Met deze methode kun je verschillende generaties hybride individuen vruchtbaar krijgen. Maar dan komt de eigenschap nog steeds terug en worden de individuen weer steriel.
- Bestuiving van hybriden in de eerste generatie met stuifmeel van ouders.
Vandaag de dag zijn er niet meer strijdmethoden ontwikkeld, maar er wordt in deze richting gewerkt.
Lelies en hun hybriden
Symbool van zuiverheid en onschuld, bloemenverdriet en verdriet voor de overleden, zachtaardige en subtiele vertegenwoordigers van lelies - lelies. Deze planten worden al vele eeuwen door de mens gewaardeerd. Gedurende deze tijd zijn er geen rassen gemaakt! Natuurlijk hadden interspecifieke kruisingen ook invloed op hen.
Het resultaat was de ontwikkeling van negen groepen hybride variëteiten die gewoon versteld staan van de schoonheid van fenotypische eigenschappen! Onder hen wordt een speciale plaats ingenomen door de twee meest ongewone en gewilde vertegenwoordigers:
- oosterse hybriden;
- lelies OT hybriden.
Laten we de tekens van beide groepen eens bekijken en ze een beschrijving geven.
Oosterse hybriden
Dit is de grootste hybride in termen van bloemvorming. Hun biologie verschilt praktisch niet van die van andere vertegenwoordigers. De afmetingen van de groeiende kelk kunnen een diameter van 31 cm bereiken en de kleur kan anders zijn. De variëteit Nippon is erg mooi, met grote witte bloemen met een roze rand. Hun bloembladen zijn gegolfd.
De hoogte van deze planten varieert tot 1,2 m. Hierdoor kunnen ze op een afstand van 20-25 cm van elkaar worden geplant en vormen ze prachtige bloeiende richels. Alle vertegenwoordigers van deze groep stralen een zeer sterk aroma uit.
Orienpits
Dit zijn de OT-hybride lelies, waarvan de afkorting wordt gevormd door de volledige naam: oosters-buisvormen. Ze worden ook wel leliebomen genoemd vanwege hun zeer hoge plantgrootte en grote bloemen. Op één stengel tot 2,5 meter hoog kunnen meer dan 25 grote (tot 30 cm) bloemen worden gevormd, die zeer geurig en felgekleurd zijn.
Hierdoor is deze groep hybriden erg populair bij tuinders, hoewel niet iedereen hun kweek aankan. Zeer zorgvuldige zorg en een goede aanplant zijn vereist, zodat dergelijke vormen wortel kunnen schieten en nakomelingen kunnen produceren.
Zonnebloem en zijn hybride vormen
Zonnebloemhybriden verschillen van elkaar op het gebied van zaadrijping. Dus, wijs toe:
- vroeg (tot 90 dagen);
- vroeg rijp (tot 100 dagen);
- middenseizoen (tot 110 dagen).
Zadenhybriden geven ook anders. Het oliegeh alte en de opbrengst zijn uitstekend en afhankelijk van de rijpingstijd. Hoe langer de plant in de grond zit, hoe hoger de kwaliteit van het gewas. U kunt enkele van 's werelds meest voorkomende hybriden van deze plant noemen, de meest gevraagde in de landbouw.
- Tunka.
- Bosporus.
- Rocky.
- PR64A15.
- Jason.
- Vooruit.
Een van hun belangrijkste voordelen:
- droogtetolerantie;
- ziektes en plagen;
- opbrengst;
- zaden van hoge kwaliteit;
- goede vruchtvorming.
