Nuo senų senovės žmones žavi aplinkinių augalų, ypač gėlių, grožis ir įvairovė. Jų aromatas ir švelnumas visais amžiais buvo meilės, tyrumo, jausmų pasireiškimo personifikacija. Pamažu žmogus suprato, kad gali ne tik mėgautis esamais šių gražių būtybių vaizdais, bet ir dalyvauti formuojant juos. Taip prasidėjo augalų selekcijos era, paskatinusi naujų rūšių, turinčių reikalingesnių ir svarbesnių geno- ir fenotipo bruožų, gamybą. Dviem mokslams, dirbantiems kartu šiuo klausimu, iki šiol pavyko pasiekti fantastiškų rezultatų – tai genetika ir botanika.
Botanikos dalykas
Botanika yra mokslas, tiriantis viską, kas susiję su augalais. Tai jie:
- morfologija;
- genetika;
- fiziologija;
- anatomija;
- sistema.
Ši disciplina apima visus floros atstovų gyvenimo aspektus – nuo vidinių kvėpavimo, dauginimosi ir fotosintezės procesų iki išorinės fenotipinių bruožų įvairovės.
Tai vienas seniausių mokslų, atsiradusių kartu su žmogaus raida. Susidomėjimas aplink jį augančiais padarais, taip puošiančiais aplinkinę erdvę, visada buvo su žmogumi. Be to, be grožio, jis visada buvo galingas maisto, vaistinių komponentų, statybinių medžiagų š altinis. Todėl botanika yra mokslas, tiriantis pačius seniausius, svarbiausius, įvairiausius ir sudėtingiausius mūsų planetos organizmus – augalus.
Augalų veisimas
Bėgant laikui ir kaupiant teorines žinias apie šių būtybių sandarą iš vidaus, jų gyvenimo būdą ir juose vykstančius procesus, tapo įmanoma suprasti, kaip manipuliuoti jų augimu ir vystymusi.. Įsibėgėjo genetikos mokslas, kuris leido tirti skirtingus objektus chromosomų lygmeniu, kryžminti juos tarpusavyje, gauti gerų ir blogų rezultatų, pasirinkti pelningus ir reikalingus. Tai tapo įmanoma dėl šių atradimų.
- Dvigubas augalų tręšimas.
- Mitozės ir mejozės procesų atradimas.
- Kryžimo metodų kūrimas.
- Heterozės, perauginimo ir inkubacijos reiškiniai.
- Augalų genetinio kodo iššifravimas.
- Ląstelių ir audinių sudėties biomolekuliniai tyrimai.
- Atradimai citologijos ir histologijos srityje.
Žinoma, tai dar ne visos būtinos sąlygos, kurios buvo galingo judėjimo ir augalų veisimo metodų plėtros pradžia.
Kryža ir jos savybės
Kitas proceso pavadinimaskerta – hibridizacija. Šio reiškinio panaudojimo būdas vadinamas hibridologiniu. Gregoras Mendelis buvo pirmasis, kuris jį panaudojo savo eksperimentams. Kiekvienas moksleivis žino jo garsiuosius eksperimentus su žirniais.
Viso proceso esmė – tėvų formų kryžminimas tarpusavyje, siekiant gauti heterozigotinių palikuonių, kurie bus vadinami hibridu. Tuo pačiu metu buvo sukurti įvairūs perėjimo tipai. Jie parenkami atsižvelgiant į individualias veislės, rūšies ar genties ypatybes. Yra du pagrindiniai tokių procesų tipai.
- Outbreeding arba outbreeding. Reiškia, kad pradinės pirminės formos nepriklauso tai pačiai rūšiai, genčiai ar veislei. Tai yra, jie nėra susiję. Toks kryžminimas yra vienas populiariausių ir dažniausiai vedantis į heterozę veisiant grynąsias linijas.
- Inbredingas, arba inbredingas – glaudžiai susijusi individų, priklausančių tai pačiai rūšiai ar genčiai, veislei, hibridizacija. Šis metodas naudojamas norint nustatyti naudingą populiacijos bruožą, įskaitant fenotipinį. Pakartotinai tinkamai atlikus inkubaciją, galima gauti genetiškai grynas augalų linijas.
Šie kryžminimo būdai turi siauresnes atmainas. Taigi, viena iš perveisimo formų yra kryžminimas – veislių hibridizacija.
Be tipų, taip pat yra įvairių pervažų tipų. Juos išsamiai aprašė ir ištyrė Mendelis, Thomas Morganas ir kiti praėjusių amžių genetikai.
Peržiūroskryžminimas
Yra keletas pagrindinių individų hibridizacijos tipų.
- Monohibridinis arba paprastas. Tai reiškia tėvų formų kryžminimą su pirmuoju palikuoniu, atliekamą vieną kartą.
- Dihibridas – pagrįstas tėvais, kurie skiriasi dviem savybių poromis.
- Grąžinama – pirmosios kartos hibridas kryžminamas su pirminiu tėvu.
- Polihibridinis arba dvigubas – pirmosios kartos individai kryžminami tarpusavyje, o vėlesni su kitomis veislėmis ir rūšimis.
Visos nurodytos veislės turi reikšmę kiekvienoje konkrečioje situacijoje. Tai yra, kai kuriems augalams norint gauti norimą rezultatą, pakanka paprasto kryžminimo. O kitiems reikalinga sudėtinga fazinė polihibridinė hibridizacija, norint gauti norimą požymį ir įtvirtinti jį visoje populiacijoje.
Įvairių kartų hibridai
Dėl bet kokio kryžminimo susiformuoja tas ar kitas palikuonis. Savybės, kurias ji perėmė iš savo tėvų, gali pasireikšti įvairiai.
Taigi pirmosios kartos hibridų požymiai fenotipiškai visada vienodi, ką patvirtina Mendelio dėsnis (pirmasis) ir jo eksperimentai su žirneliais. Todėl tam pačiam rezultatui gauti dažnai naudojamas monohibridinis hibridizacijos tipas, kurio reikia tik vienu metu.
Toliau visi paskesni individai jau derina savybes savyje, todėl skilimas atsiranda tam tikrais santykiais. Atsiranda recesyvų, trukdo mutacijos procesai. Todėl svarbiausias pramoninei veiklaižmogus, jo žemdirbystė, yra būtent pirmoji augalų karta, kurią gavo.
Tipiškas pavyzdys: jei per vieną sezoninį laikotarpį siekiama išauginti tik geltonus pomidorus, tuomet reikėtų sukryžminti geltoną ir raudoną pomidorą, o raudonus reikėtų gauti anksčiau iš geltonojo tėvo. Šiuo atveju pirmoji karta tikrai bus vienoda – geltoni pomidorų vaisiai.
Tarprūšiniai hibridai: savybės
Tarprūšiniai hibridai yra tie, kurie gaunami išveisimo arba toli kryžminimo būdu. Tai reiškia, kad tai yra skirtingoms rūšims priklausančių individų poravimosi rezultatas, siekiant gauti naują su iš anksto nustatytomis savybėmis ir savybėmis.
Tokiu būdu žmonės pramonėje gavo daug svarbių žemės ūkio ir dekoratyvinių augalų, o gyvulininkystėje buvo išvesta daug naujų individų rūšių.
Panašių organizmų pavyzdžiai
Tarprūšinių augalų hibridų pavyzdžiai:
- pašariniai kviečiai;
- kvietrugiai - kviečiai ir rugiai;
- rugių-kviečių žolės formos;
- kviečių-elimus;
- kelių rūšių tabakas ir kiti.
Jei kalbėtume apie gyvūnus, tai taip pat galima paminėti daugybę atstovų:
- hines (arklys ir asilas);
- ligr - liūtas ir tigras;
- mezhnyak – tetervinas, kurtinys ir kiti.
Pagrindinė tokių hibridizacijų problema yra ta, kad palikuonys yra arba sterilūs, arbaneperspektyvus. Štai kodėl žmonės sukūrė ir sukūrė daugybę būdų, kaip pašalinti šiuos veiksnius. Juk jei gaunamas norimas rezultatas, tai labai svarbu ne tik jį sutvarkyti, bet ir įvesti į sistemą tokių organizmų gamybą.
Kas sukelia tarprūšinių hibridų nevaisingumą?
Tokių problemų priežastys slypi mejozės ir mitozės procesuose, būtent anafazėje, kai chromosomos nukrypsta link ląstelės polių. Šiuo metu kiekvienas iš jų ieško savo homologinės poros. Taip iš chromatidžių susidaro ištisos chromosomos ir bendras organizmo kariotipas.
Tačiau tiems asmenims, kuriems susijungimas įvyko iš skirtingų tėvų formų, tokių struktūrų tikimybė yra minimali arba neįmanoma. Štai kodėl atsiranda atsitiktinis bruožų derinys ir dėl to asmenys tampa nevaisingi arba negyvybingi. Tai reiškia, kad genai iš tikrųjų tampa nesuderinami.
Jei atsigręžtume į molekulinį lygmenį ir išsiaiškintume, kokia yra tarprūšinių hibridų nevaisingumo priežastis, atsakymas bus toks: tai DNR sekcijų iš ląstelės branduolio ir mitochondrijų nesuderinamumas. Dėl to mejoziniame procese nėra chromosomų konjugacijos.
Tai veda prie pražūtingų rezultatų tiek augalų selekcijoje, tiek kryžminant ir veisiant veisles bei naujas gyvūnų rūšis. Ypač dažnai tai atsitinka floros atstovams. Todėl hibridinių augalų derlių galite gauti tik vieną kartą, o tai itin nepatogu žemės ūkio plėtrai.
Mokslininkams paaiškėjus, kas yra tarprūšinio nevaisingumo priežastishibridų, aktyviai pradėta ieškoti būdų, kaip šias priežastis pašalinti. Dėl to buvo sukurti keli būdai, kaip pašalinti asmenų sterilumą.
Nevaisingumo įveikimo būdai
Pagrindinis biologų pasirinktas kelias šiai problemai išspręsti yra toks. Mejozės stadijoje, kai chromosomos nukrypsta link ląstelės polių, į ją patenka speciali medžiaga – kolchicinas. Jis skatina verpstės skaidulų (ląstelių centro) tirpimą. Dėl to visos chromosomos lieka vienoje ląstelėje ir nepatenka į skirtingas. Dabar galima laisva konjugacija tarp homologinių porų, o tai reiškia, kad mejozės procesas ateityje bus visiškai normalus.
Taigi, palikuonys tampa vaisingi ir lengvai veda vaisius ateityje, sukryžminus su įvairiomis formomis. Dažniausiai šis metodas naudojamas augalų selekcijoje, jis vadinamas poliploidija. Pirmą kartą jį pritaikė mūsų mokslininkas Karpečenkovas. Taigi jis gavo pirmąjį derlingą kopūstų ir ridikėlių hibridą.
Kokia yra tarprūšinių hibridų nevaisingumo priežastis, jau išsiaiškinome. Žinodami problemos pobūdį, mums pavyko sukurti dar du būdus, kaip ją išspręsti.
- Augalai apdulkina tik vieno iš tėvų žiedadulkėmis. Šis metodas leidžia gauti keletą hibridinių individų kartų, derlingų. Tačiau požymis vis tiek grįžta, o asmenys vėl tampa sterilūs.
- Pirmos kartos hibridų apdulkinimas su žiedadulkėmis iš tėvų.
Šiandien daugiau kovos metodų nesukurta, tačiau šia kryptimi dirbama.
Lelijos ir jų hibridai
Grynumo ir nek altumo simbolis, gėlėsliūdesys ir sielvartas dėl išėjusiųjų, švelnios ir subtilios lelijų atstovės – lelijos. Šiuos augalus žmogus vertino daugelį amžių. Per šį laiką nebuvo sukurta jokių veislių! Žinoma, tarprūšiniai kirtimai paveikė ir juos.
Todėl buvo sukurtos devynios hibridinių veislių grupės, kurios tiesiog stebina fenotipinių savybių grožiu! Tarp jų ypatingą vietą užima du patys neįprastiausi ir paklausiausi atstovai:
- rytietiški hibridai;
- lelijos OT hibridai.
Apsvarstykime abiejų grupių požymius ir apibūdinkime juos.
Rytietiški hibridai
Tai didžiausias hibridas pagal žiedų formavimąsi. Jų biologija praktiškai nesiskiria nuo kitų atstovų. Augančios taurelės matmenys gali siekti 31 cm skersmens, o spalva gali būti skirtinga. Nippon veislė yra labai graži, turi didelius b altus žiedus su rausvu kraštu. Jų žiedlapiai gofruoti.
Šių augalų aukštis svyruoja iki 1,2 m. Tai leidžia juos sodinti 20-25 cm atstumu vienas nuo kito ir suformuoti gražius žydinčius gūbrius. Visi šios grupės atstovai skleidžia labai stiprų aromatą.
Orienpits
Tai OT-hibridinės lelijos, kurių santrumpa sudaryta iš viso pavadinimo: rytietiškos-vamzdinės formos. Jie taip pat vadinami lelijų medžiais dėl labai aukšto augalo dydžio ir didelių gėlių. Ant vieno iki 2,5 metro aukščio stiebo gali susiformuoti per 25 dideli (iki 30 cm) žiedai, kurie yra labai kvapnūs ir ryškiaspalviai.
Tai leidžia šiai hibridų grupei būti labai populiariai tarp sodininkų, nors ne visi gali susidoroti su jų veisimu. Reikia labai kruopščios priežiūros ir tinkamo sodinimo, kad tokios formos galėtų įsišaknyti ir susilaukti palikuonių.
Saulėgrąža ir jos hibridinės formos
Saulėgrąžų hibridai skiriasi vienas nuo kito sėklų nokinimu. Taigi, paskirkite:
- anksti (iki 90 dienų);
- anksti prinokęs (iki 100 dienų);
- sezono vidurys (iki 110 dienų).
Sėklos hibridai taip pat skiriasi. Aliejaus kiekis ir derlius yra puikūs ir priklauso nuo brandinimo laikotarpio. Kuo ilgiau augalas yra žemėje, tuo aukštesnė derliaus kokybė. Galite įvardyti kelis pasaulyje labiausiai paplitusius šio augalo hibridus, kurie yra paklausiausi žemės ūkyje.
- Tunka.
- Bosforas.
- Rokis.
- PR64A15.
- Jasonas.
- Pirmyn.
Tarp jų pagrindinių privalumų:
- tolerancija sausrai;
- ligos ir kenkėjai;
- derlius;
- aukštos kokybės sėklos;
- geri vaisiai.
