Ősidők óta lenyűgözi az embereket a környező növények, különösen a virágok szépsége és sokfélesége. Aromájuk és gyengédségük minden korban a szeretet, a tisztaság, az érzések megnyilvánulása volt. Fokozatosan az ember ráébredt, hogy nemcsak élvezheti ezeknek a gyönyörű lényeknek a meglévő nézeteit, hanem részt vehet a kialakulásában. Ezzel megkezdődött a növénynemesítés korszaka, amely új, szükségesebb és fontosabb geno- és fenotípusú fajok előállításához vezetett. A kérdésben együtt dolgozó két tudománynak eddig fantasztikus eredményeket sikerült elérnie – ezek a genetika és a botanika.
Botanikai tárgy
A botanika az a tudomány, amely mindent, ami a növényekkel kapcsolatos, tanulmányoz. Ők:
- morfológia;
- genetika;
- fiziológia;
- anatómia;
- szisztematika.
Ez a tudományág a flóra képviselőinek életének minden aspektusát lefedi, a belső légzési, szaporodási és fotoszintézis folyamatoktól a fenotípusos tulajdonságok külső sokféleségéig.
Ez az egyik legősibb tudomány, amely az ember fejlődésével együtt jelent meg. Az embert mindig is érdekelte a körülötte növekvő, a környező teret díszítő lények iránti érdeklődés. Emellett a szépség mellett mindig is erőteljes táplálékforrás, gyógyászati komponensek, építőanyag volt. Ezért a botanika olyan tudomány, amely bolygónk legősibb, legfontosabb, legváltozatosabb és legösszetettebb élőlényeit - a növényeket - tanulmányozza.
Növénynemesítés
Az idő múlásával és az elméleti ismeretek felhalmozásával ezeknek a lényeknek a szerkezetéről belülről, életmódjukról és a bennük zajló folyamatokról, lehetővé vált, hogy megértsük, hogyan lehet manipulálni növekedésüket és fejlődésüket. A genetika tudománya egyre nagyobb lendületet kapott, ami lehetővé tette a különböző objektumok kromoszóma szintű tanulmányozását, egymás közötti keresztezését, jó és rossz eredmények elérését, a jövedelmező és szükségesek kiválasztását. Ezt a következő felfedezések tették lehetővé.
- Kettős műtrágyázás a növényekben.
- A mitózis és meiózis folyamatainak felfedezése.
- Keresztező módszerek fejlesztése.
- A heterózis, a kitenyésztés és az inkubáció jelenségei.
- A növények genetikai kódjának megfejtése.
- Sejt- és szövetösszetétel biomolekuláris vizsgálata.
- Felfedezések a citológia és szövettan területén.
Természetesen ezek nem mind az előfeltételek, amelyek egy erőteljes mozgalom kezdetét és a növénynemesítési módszerek fejlődését szolgálták.
Átjáró és jellemzői
Másik folyamatnévkeresztezések - hibridizáció. Ennek a jelenségnek a felhasználási módját hibridológiainak nevezzük. Gregor Mendel volt az első, aki ezt használta kísérleteihez. Minden iskolás ismeri híres borsókísérleteit.
Az egész folyamat lényege, hogy a szülői formákat keresztezzük egymással, hogy heterozigóta utódokat kapjunk, amelyeket hibridnek nevezünk. Ezzel párhuzamosan különböző típusú átkeléseket alakítottak ki. Kiválasztásuk a fajta, faj vagy nemzetség egyedi jellemzőinek figyelembevételével történik. Az ilyen folyamatoknak két fő típusa van.
- Kittenyésztés, vagy túltenyésztés. Azt jelenti, hogy a kezdeti szülőformák nem tartoznak ugyanahhoz a fajhoz, nemzetséghez vagy fajtához. Vagyis nem rokonok. Az ilyen keresztezés az egyik legnépszerűbb és leggyakrabban heterózishoz vezet tiszta vonalak tenyésztésekor.
- Beltenyésztés, vagy beltenyésztés - azonos fajhoz vagy nemzetséghez, fajtához tartozó egyedek szorosan összefüggő hibridizációja. Ezt a módszert egy hasznos tulajdonság rögzítésére használják egy populációban, beleértve a fenotípusos jellemzőket is. Ismételt helyesen végzett inkubációval genetikailag tiszta növényi vonalak nyerhetők.
Az ilyen típusú keresztezéseknek önmagukban szűkebb változatai vannak. Tehát a kitenyésztés egyik formája a keresztezés – a fajták közötti hibridizáció.
A típusokon kívül különböző típusú átkelés is létezik. Ezeket Mendel, Thomas Morgan és más, az elmúlt évszázadok genetikusai írták le és tanulmányozták részletesen.
Megtekintésekkeresztezés
Az egyedek hibridizációjának számos fő típusa van.
- Monohibrid vagy egyszerű. Ez magában foglalja a szülői formák és az első utód keresztezését, amelyet egyszer hajtanak végre.
- Dihibrid – olyan szülőkön alapul, akik két jellemzőpárban különböznek egymástól.
- Visszaadható – az első generációból származó hibridet keresztezzük az eredeti szülővel.
- Polihibrid vagy kettős – az első generáció egyedeit ezután keresztezik egymással, a későbbieket pedig más fajtákkal és fajokkal.
Minden jelzett fajtának van jelentése az egyes helyzetekben. Vagyis egyes növényeknél egy egyszerű keresztezés is elegendő a kívánt eredmény eléréséhez. Mások esetében pedig komplex fázisú polihibrid hibridizációra van szükség a kívánt tulajdonság eléréséhez és a teljes populációban való megszilárdításához.
Különböző generációk hibridjei
Bármilyen keresztezés eredményeként ez vagy az utód keletkezik. A szüleitől átvett tulajdonságok különböző mértékben nyilvánulhatnak meg.
Így az első generációs hibridek jelei fenotípusosan mindig egységesek, amit Mendel törvénye (első) és a borsón végzett kísérletei is megerősítenek. Ezért gyakran a monohibrid típusú hibridizációt alkalmazzák ugyanazon eredmény eléréséhez, amelyre csak egy időben van szükség.
Továbbá minden következő egyed már önmagában is egyesíti a tulajdonságokat, így a hasadás bizonyos arányokban megjelenik. Megjelennek a recesszívek, a mutációs folyamatok zavarják. Ezért az ipari tevékenység szempontjából a legfontosabbaz ember, a mezőgazdasága pontosan a növények első generációja.
Tipikus példa: ha egy szezonális időszak eredményeként csak sárga paradicsom termelése a cél, akkor egy sárga és egy piros paradicsomot kell keresztbe tenni, de a pirosat korábban kell megszerezni a sárga szülőtől. Ebben az esetben az első generáció minden bizonnyal egységes lesz - sárga paradicsom gyümölcsök.
Interspecifikus hibridek: jellemzők
Az interspecifikus hibridek azok, amelyeket kitenyésztés vagy távoli keresztezés eredményeként kapnak. Vagyis ez a különböző fajokhoz tartozó egyedek párosításának eredménye, hogy egy előre meghatározott jellemzőkkel és tulajdonságokkal rendelkező újat kapjanak.
Ily módon sok fontos mezőgazdasági és dísznövényt szereztek be az emberek az iparban, és számos új egyedfajt tenyésztettek ki az állattenyésztésben.
Példák hasonló élőlényekre
Példák interspecifikus hibridekre a növények között:
- takarmánybúza;
- tritikálé - búza és rozs;
- rozs-búzafű formák;
- búza-elimus;
- többféle dohány és egyebek.
Ha az állatokról beszélünk, akkor szintén sok képviselőt lehet példaként felhozni:
- hines (ló és szamár);
- ligr - oroszlán és tigris;
- mezhnyak – nyírfajd, siketfajd és mások.
Az ilyen hibridizációkkal a fő probléma az, hogy az utódok vagy sterilek, illéletképtelen. Éppen ezért az emberek rengeteg módszert alkottak és fejlesztettek ki e tényezők kiküszöbölésére. Végül is, ha a kívánt eredményt elérjük, akkor nagyon fontos nemcsak a javítás, hanem az ilyen szervezetek termelésének bevezetése is a rendszerbe.
Mi okoz meddőséget az interspecifikus hibridekben?
Az ilyen problémák okai a meiózis és mitózis folyamataiban rejlenek, nevezetesen az anafázisban, amikor a kromoszómák a sejt pólusai felé eltérnek. Ebben a pillanatban mindegyik keresi a maga homológ párját. Így jönnek létre a kromatidákból egész kromoszómák, és kialakul a szervezet általános kariotípusa.
De azoknál a személyeknél, akiknél az egyesülés különböző szülői formákból történt, az ilyen struktúrák találkozásának lehetősége minimális vagy lehetetlen. Ez az oka annak, hogy a tulajdonságok véletlenszerű kombinációja következik be, és ennek eredményeként az egyedek terméketlenek vagy életképtelenek lesznek. Vagyis a gének valójában összeférhetetlenné válnak.
Ha molekuláris szintre térünk ki, és megtudjuk, hogy mi az oka az interspecifikus hibridek terméketlenségének, akkor a válasz ez lesz: a sejtmagból és a mitokondriumból származó DNS-szakaszok inkompatibilitásáról van szó. Ennek eredményeként a meiotikus folyamatban nincs kromoszóma konjugáció.
Ez katasztrofális eredményekhez vezet mind a növénynemesítésben, mind a fajták és új állatfajok keresztezésében és nemesítésében. Különösen gyakran ez történik a növényvilág képviselőinél. Ezért a hibrid növények termését csak egyszer kaphatja meg, ami rendkívül kényelmetlen a mezőgazdaság fejlődése szempontjából.
Miután a tudósok számára világossá vált, mi az oka a fajok közötti meddőségnekhibridek, aktív munka kezdett módot találni ezen okok megszüntetésére. Ez az egyének sterilitásának kiküszöbölésére számos módot hozott létre.
A meddőség leküzdésének módjai
A biológusok által választott fő út a probléma megoldására a következő. A meiózis szakaszában, amikor a kromoszómák a sejt pólusai felé eltérnek, egy speciális anyag, a kolhicin kerül be a sejtbe. Elősegíti az orsórostok (sejtközpont) feloldódását. Ennek eredményeként az összes kromoszóma egy sejtben marad, és nem esik különbözőbe. Most már lehetséges a homológ párok közötti szabad konjugáció, ami azt jelenti, hogy a meiózis folyamata teljesen normális a jövőben.
Így az utódok termékenyekké válnak, és a jövőben könnyen megtermékenyítik, ha különböző formákkal keresztezik. Leggyakrabban ezt a módszert a növénynemesítésben használják, poliploidiának nevezik. Először Karpechenkov tudósunk alkalmazta. Így megszerezte a káposzta és a retek első termékeny hibridjét.
Mi az oka a fajok közötti hibridek terméketlenségének, azt már kiderítettük. Ismerve a probléma természetét, további két megoldást sikerült létrehoznunk.
- A növények csak az egyik szülőtől származó virágporral poroznak be. Ez a módszer lehetővé teszi, hogy több generációs hibrid egyedeket kapjon, termékeny. Ekkor azonban a tulajdonság továbbra is visszatér, és az egyedek újra sterilek lesznek.
- A hibridek beporzása az első generációban szülőktől származó pollennel.
Ma nem hoztak létre több harci módszert, de ez irányban folyik a munka.
Liliomok és hibridjeik
A tisztaság és az ártatlanság jelképe, virágokszomorúság és bánat az elhunytak iránt, a liliomok - liliomok - gyengéd és finom képviselői. Ezeket a növényeket az ember évszázadok óta nagyra értékelte. Ez idő alatt nem jöttek létre fajták! Természetesen a fajok közötti kereszteződések őket is érintették.
Az eredmény kilenc hibrid fajtacsoport kifejlesztése volt, amelyek egyszerűen ámulatba ejtik a fenotípusos tulajdonságok szépségét! Közülük különleges helyet foglal el a két legszokatlanabb és legkeresettebb képviselő:
- keleti hibridek;
- liliomok OT hibridek.
Vegyük figyelembe mindkét csoport jeleit, és írjuk le őket.
Keleti hibridek
A virágképződés szempontjából ez a legnagyobb hibrid. Biológiájuk gyakorlatilag nem különbözik más képviselőkétől. A növekvő csésze mérete elérheti a 31 cm átmérőt, és a színe eltérő lehet. A Nippon fajta nagyon szép, nagy fehér virágai vannak, rózsaszín szegéllyel. Szirmaik hullámosak.
E növények magassága akár 1,2 m is lehet, így egymástól 20-25 cm távolságra lehet őket ültetni, és gyönyörű virágzó gerinceket alkothatnak. Ennek a csoportnak minden képviselője nagyon erős aromát áraszt.
Orienpits
Ez az OT-hibrid liliomok, melynek rövidítése a teljes névből alakult ki: keleti-cső alakú formák. Liliomfáknak is nevezik őket nagyon magas növényméretük és nagy virágaik miatt. Egy 2,5 méter magas száron több mint 25 nagy (max. 30 cm) virág képződhet, amelyek nagyon illatosak és élénk színűek.
Ez lehetővé teszi, hogy ez a hibridcsoport nagyon népszerű legyen a kertészek körében, bár nem mindenki tud megbirkózni a tenyésztésével. Nagyon gondos gondozás és megfelelő ültetés szükséges ahhoz, hogy az ilyen formák gyökeret verjenek és utódokat hozhassanak.
A napraforgó és hibrid formái
A napraforgó hibridek a magérés szempontjából különböznek egymástól. Tehát jelölje ki:
- korai (akár 90 nap);
- korai érett (akár 100 nap);
- szezonközép (legfeljebb 110 nap).
A magok hibridjei is mást adnak. Az olajtartalom és a hozam kiváló, az érési időszaktól függ. Minél tovább van a növény a talajban, annál jobb a termés minősége. Megnevezheti ennek a növénynek a világ leggyakoribb hibridjeit, amelyek a legkeresettebbek a mezőgazdaságban.
- Tunka.
- Boszporusz.
- Rocky.
- PR64A15.
- Jason.
- Előre.
Fő előnyeik között:
- szárazságtűrés;
- betegségek és kártevők;
- hozam;
- jó minőségű magvak;
- jó termés.
