Още от древни времена хората са били очаровани от красотата и разнообразието на околните растения, особено цветята. Техният аромат и нежност през всички епохи са били олицетворение на любов, чистота, проявление на чувства. Постепенно човек осъзна, че може не само да се наслади на съществуващите гледки на тези красиви същества, но и да участва в тяхното формиране. Така започва ерата на селекция на растенията, водеща до производството на нови видове с по-необходими и важни характеристики в гено- и фенотипа. Двете науки, работещи заедно по този въпрос, успяха да постигнат фантастични резултати досега - това са генетика и ботаника.
Ботаническа тема
Ботаниката е науката, която изучава всичко, свързано с растенията. Това са те:
- морфология;
- генетика;
- физиология;
- анатомия;
- систематика.
Тази дисциплина обхваща всички аспекти от живота на представителите на флората, от вътрешните процеси на дишане, размножаване и фотосинтеза до външното разнообразие от фенотипни черти.
Това е една от най-древните науки, появила се заедно с развитието на човека. Интересът към съществата, растящи около него, така че украсявайки околното пространство, винаги е бил с човек. Освен това, освен красота, тя винаги е била мощен източник на храна, лечебни компоненти, строителен материал. Следователно ботаниката е наука, която изучава най-древните, важни, разнообразни и сложни организми на нашата планета – растенията.
Растениевъдство
С течение на времето и натрупването на теоретични знания за структурата на тези същества отвътре, техния начин на живот и процесите, протичащи в тях, стана достъпно да се разбере как да се манипулира техния растеж и развитие. Науката за генетиката набира скорост, което дава възможност да се изучават различни обекти на хромозомно ниво, да се кръстосват помежду си, да се получават добри и лоши резултати и да се избират печеливши и необходими. Това стана възможно благодарение на следните открития.
- Двойно торене в растенията.
- Откриване на процесите на митоза и мейоза.
- Разработване на методите за пресичане.
- Феноменът хетерозис, размножаване и инкубация.
- Дешифриране на генетичния код на растенията.
- Биомолекулни изследвания на клетъчния и тъканния състав.
- Открития в областта на цитологията и хистологията.
Разбира се, това не са всички предпоставки, които послужиха като начало на мощно движение и развитие на методите за отглеждане на растения.
Пресичане и неговите характеристики
Друго име на процескръстоски - хибридизация. Методът за използване на това явление се нарича хибридологичен. Грегор Мендел е първият, който го използва за своите експерименти. Всеки ученик познава известните му експерименти с грах.
Същността на целия процес е да се кръстосват родителските форми една с друга, за да се получи хетерозиготно потомство, което ще бъде наречено хибрид. В същото време са разработени различни видове пресичане. Те се избират, като се вземат предвид индивидуалните характеристики на сорта, вида или рода. Има два основни типа такива процеси.
- Аутбридинг или аутбридинг. Означава, че първоначалните родителски форми не принадлежат към един и същи вид, род или сорт. Тоест те не са свързани. Такова кръстосване е едно от най-популярните и най-често води до хетерозис при отглеждане на чисти линии.
- Инбридинг, или инбридинг - тясно свързана хибридизация на индивиди, принадлежащи към един и същи вид или род, сорт. Този метод се използва за фиксиране на полезна черта в популация, включително фенотипна. С многократно правилно извършена инкубация е възможно да се получат генетично чисти растителни линии.
Тези видове кръстосване имат по-тесни разновидности в себе си. И така, една от формите на аутбридинг е кръстосването - хибридизация между сортове.
В допълнение към видовете, има и различни видове пресичане. Те са описани и проучени подробно от Мендел, Томас Морган и други генетици от миналите векове.
Прегледикръстосване
Има няколко основни типа хибридизация на индивидите.
- Монохибриден или прост. Това предполага кръстосване на родителските форми с първото потомство, извършено еднократно.
- Дихибрид - базиран на родители, които се различават по две двойки характеристики.
- Връщаем - хибрид от първо поколение се кръстосва с оригиналния родител.
- Полихибридни, или двойни - индивиди от първото поколение след това се кръстосват помежду си, а следващите с други сортове и видове.
Всички посочени разновидности имат значение във всяка конкретна ситуация. Тоест за някои растения е достатъчно просто кръстосване, за да се получи желаният резултат. А за други е необходима сложна фазова полихибридна хибридизация, за да се получи желаната черта и да се консолидира в цялата популация.
Хибриди от различни поколения
В резултат на всяко кръстосване се образува това или онова потомство. Чертите, които то е взело от родителите си, могат да се проявят в различна степен.
По този начин признаците на хибридите от първо поколение фенотипно винаги са еднакви, което се потвърждава от закона на Мендел (първи) и неговите опити върху граха. Следователно, често монохибридният тип хибридизация се използва за получаване на същия резултат, който се изисква само в даден момент.
По-нататък всички следващи индивиди вече комбинират свойства в себе си, така че разделянето се появява в определени съотношения. Появяват се рецесиви, пречат на мутационни процеси. Следователно, най-важното за промишлената дейностчовекът, неговото земеделие, е точно първото поколение получени растения.
Типичен пример: ако целта е да се произвеждат само жълти домати в резултат на един сезонен период, тогава жълт и червен домат трябва да бъдат кръстосани, но червеният трябва да се получи по-рано от жълтия родител. В този случай първото поколение със сигурност ще бъде еднородно - жълти плодове на домати.
Междувидови хибриди: характеристики
Междувидовите хибриди са тези, които са получени в резултат на извънбридинг или далечно кръстосване. Тоест това е резултат от чифтосване на индивиди, принадлежащи към различни видове, за да се получи нов с предварително определени характеристики и свойства.
По този начин много важни земеделски и декоративни растения бяха получени в индустрията от хората и много нови видове индивиди бяха отгледани в животновъдството.
Примери за подобни организми
Примери за междувидови хибриди между растенията:
- фуражна пшеница;
- тритикале - пшеница и ръж;
- форми с ръжена трева;
- wheat-elimus;
- няколко вида тютюн и други.
Ако говорим за животни, тогава също много представители могат да бъдат цитирани като пример:
- hines (кон и магаре);
- ligr - лъв и тигрица;
- межняк - тетерев и глухар и други.
Основният проблем с подобни хибридизации е, че потомството е стерилно илинежизнеспособен. Ето защо хората са създали и разработили много начини за премахване на тези фактори. В крайна сметка, ако се получи желаният резултат, тогава е много важно не само да се поправи, но и да се въведе производството на такива организми в системата.
Какво причинява безплодие при междувидови хибриди?
Причините за подобни проблеми се крият в процесите на мейоза и митоза, а именно в анафаза, когато хромозомите се разминават към полюсите на клетката. В този момент всеки от тях търси своята хомоложна двойка. Така се образуват цели хромозоми от хроматиди и се формира общият кариотип на организма.
Но при тези индивиди, при които сливането е настъпило от различни родителски форми, възможността за среща на такива структури е минимална или невъзможна. Ето защо се получава произволна комбинация от черти и в резултат на това индивидите стават безплодни или нежизнеспособни. Тоест гените всъщност стават несъвместими.
Ако се обърнем към молекулярно ниво и разберем каква е причината за безплодието на междувидовите хибриди, тогава отговорът ще бъде следният: това е несъвместимост на ДНК участъци от клетъчното ядро и митохондриите. В резултат на това няма конюгация на хромозомите в мейотичния процес.
Това води до катастрофални резултати както при отглеждането на растения, така и при кръстосването и размножаването на породи и нови животински видове. Особено често това се случва при представители на флората. Следователно, можете да получите реколта от хибридни растения само веднъж, което е изключително неудобно за развитието на селското стопанство.
След като на учените стана ясно каква е причината за междувидовото безплодиехибриди, започна активна работа за намиране на начин за премахване на тези причини. Това доведе до създаването на няколко начина за премахване на стерилитета на индивидите.
Начини за преодоляване на безплодието
Основният път, избран от биолозите за решаване на този проблем, е следният. На етапа на мейоза, когато хромозомите се разминават към полюсите на клетката, в нея се въвежда специално вещество, колхицин. Той насърчава разтварянето на влакната на шпиндела (клетъчния център). В резултат на това всички хромозоми остават в една клетка и не попадат в различни. Сега е възможно свободно конюгиране между хомоложни двойки, което означава, че процесът на мейоза е съвсем нормален в бъдеще.
По този начин потомството става плодородно и лесно дава плод в бъдеще, когато се кръстосва с различни форми. Най-често този метод се използва в растениевъдството, нарича се полиплоидия. За първи път е приложен от нашия учен Карпеченков. Така той получи първия плодороден хибрид от зеле и репички.
Каква е причината за безплодието на междувидовите хибриди, вече разбрахме. Познавайки естеството на проблема, успяхме да създадем още два начина за решаването му.
- Растенията се опрашват с цветен прашец само от един родител. Този метод ви позволява да получите няколко поколения хибридни индивиди, плодородни. След това обаче чертата все още се връща и индивидите отново стават стерилни.
- Орашване на хибриди в първо поколение с цветен прашец от родители.
Днес не са създадени повече методи за борба, но се работи в тази посока.
Лилии и техните хибриди
Символ на чистота и невинност, цветятъга и скръб за заминалите, нежни и фини представители на лилиите - лилии. Тези растения са ценени от човека в продължение на много векове. През това време не са създадени разновидности! Естествено, междувидовите кръстосвания също ги засегнаха.
Резултатът беше разработването на девет групи хибридни сортове, които просто удивляват с красотата на фенотипните черти! Сред тях специално място заемат двата най-необичайни и търсени представители:
- ориенталски хибриди;
- лилии OT хибриди.
Нека разгледаме знаците и на двете групи и да им дадем описание.
ориенталски хибриди
Това е най-големият хибрид по отношение на образуването на цветя. Тяхната биология практически не се различава от тази на други представители. Размерите на растящата чашка могат да достигнат 31 см в диаметър, а цветът може да бъде различен. Сортът Nippon е много красив, има големи бели цветя с розова граница. Венчелистчетата им са гофрирани.
Височината на тези растения е до 1,2 м. Това позволява да се засаждат на разстояние 20-25 см едно от друго и да образуват красиви цъфтящи хребети. Всички представители на тази група излъчват много силен аромат.
Orienpits
Това са OT-хибридите лилии, чието съкращение е образувано от пълното име: ориенталско-тръбни форми. Наричат ги още лилиеви дървета заради много високия им размер на растението и големи цветя. На едно стъбло с височина до 2,5 метра могат да се образуват над 25 големи (до 30 см) цветя, които са много ароматни и ярко оцветени.
Това позволява на тази група хибриди да бъде много популярна сред градинарите, въпреки че не всеки може да се справи с тяхното отглеждане. Необходими са много внимателни грижи и правилно засаждане, за да могат такива форми да се вкоренят и да произведат потомство.
Слънчоглед и неговите хибридни форми
Слънчогледовите хибриди се различават един от друг по отношение на узряването на семената. И така, разпределете:
- рано (до 90 дни);
- ранно узрели (до 100 дни);
- средния сезон (до 110 дни).
Семена хибридите също дават различни. Съдържанието на масло и добивът са отлични и зависят от периода на зреене. Колкото по-дълго растението е в земята, толкова по-високо е качеството на реколтата. Можете да назовете някои от най-разпространените в света хибриди на това растение, най-търсеното в селското стопанство.
- Tunka.
- Босфор.
- Роки.
- PR64A15.
- Джейсън.
- Напред.
Сред основните им предимства:
- устойчивост на суша;
- болести и вредители;
- доходност;
- висококачествени семена;
- добър плод.
