Od davnina ljudi su bili fascinirani ljepotom i raznolikošću okolnih biljaka, posebno cvijeća. Njihova aroma i nježnost u svim dobima bile su personifikacija ljubavi, čistoće, očitovanja osjećaja. Postupno je osoba shvatila da ne samo da može uživati u postojećim pogledima ovih prekrasnih stvorenja, već i sudjelovati u njihovom formiranju. Tako je započela era oplemenjivanja biljaka, što je dovelo do stvaranja novih vrsta s potrebnijim i važnijim značajkama u geno- i fenotipu. Dvije znanosti koje zajedno rade na ovom pitanju uspjele su postići fantastične rezultate do sada - to su genetika i botanika.
Botanički predmet
Botanika je znanost koja proučava sve što je povezano s biljkama. To su oni:
- morfologija;
- genetika;
- fiziologija;
- anatomija;
- sistematika.
Ova disciplina pokriva sve aspekte života predstavnika flore, od unutarnjih procesa disanja, razmnožavanja i fotosinteze do vanjske raznolikosti fenotipskih osobina.
Ovo je jedna od najstarijih znanosti, koja se pojavila zajedno s razvojem čovjeka. Zanimanje za stvorenja koja rastu oko njega, tako da ukrašavaju okolni prostor, oduvijek je bila s osobom. Osim toga, osim ljepote, oduvijek je bio snažan izvor hrane, ljekovitih komponenti, građevinskog materijala. Stoga je botanika znanost koja proučava najstarije, najvažnije, raznolike i složene organizme na našem planetu - biljke.
Uzgoj biljaka
Prolaskom vremena i akumulacijom teoretskog znanja o strukturi ovih stvorenja iznutra, njihovom načinu života i procesima koji se u njima odvijaju, postalo je dostupno razumjeti kako manipulirati njihovim rastom i razvojem. Znanost genetike dobivala je zamah, što je omogućilo proučavanje različitih objekata na kromosomskoj razini, njihovo križanje jedni s drugima, dobivanje dobrih i loših rezultata te odabir profitabilnih i potrebnih. To su omogućila sljedeća otkrića.
- Dvostruka gnojidba u biljkama.
- Otkriće procesa mitoze i mejoze.
- Razvoj metoda križanja.
- Fenomeni heterozisa, izvanbrodstva i inkubacije.
- Dešifriranje genetskog koda biljaka.
- Biomolekularne studije sastava stanica i tkiva.
- Otkrića u području citologije i histologije.
Naravno, to nisu svi preduvjeti koji su poslužili kao početak snažnog pokreta i razvoja metoda uzgoja biljaka.
Križanje i njegove karakteristike
Drugi naziv procesakrižanja – hibridizacija. Metoda korištenja ovog fenomena naziva se hibridološka. Gregor Mendel prvi ga je upotrijebio za svoje eksperimente. Svaki školarac zna njegove poznate pokuse na grašku.
Suština cijelog procesa je međusobno ukrštanje roditeljskih oblika kako bi se dobilo heterozigotno potomstvo, koje ćemo nazvati hibridom. Istodobno su razvijene različite vrste križanja. Odabiru se uzimajući u obzir individualne karakteristike sorte, vrste ili roda. Postoje dvije glavne vrste takvih procesa.
- Outbreeding, ili outbreeding. Podrazumijeva da početni roditeljski oblici ne pripadaju istoj vrsti, rodu ili sorti. Odnosno, nisu u srodstvu. Takvo križanje je jedno od najpopularnijih i najčešće dovodi do heterozisa kod uzgoja čistih linija.
- Inbreeding, ili inbreeding - blisko povezana hibridizacija jedinki koje pripadaju istoj vrsti ili rodu, sorti. Ova metoda se koristi za fiksiranje korisne osobine u populaciji, uključujući i fenotipsku. Uz opetovanu ispravno provedenu inkubaciju moguće je dobiti genetski čiste biljne linije.
Ove vrste križanja imaju uže varijante unutar sebe. Dakle, jedan od oblika izvanbredinga je križanje - hibridizacija između sorti.
Osim tipova, postoje i različite vrste križanja. Opisali su ih i detaljno proučavali Mendel, Thomas Morgan i drugi genetičari prošlih stoljeća.
Pregledikrižanje
Postoji nekoliko glavnih tipova hibridizacije pojedinaca.
- Monohibridno, ili jednostavno. Podrazumijeva križanje roditeljskih oblika s prvim potomstvom, provedeno jednom.
- Dihibrid - baziran na roditeljima koji se razlikuju u dva para karakteristika.
- Povratno - hibrid iz prve generacije križan je s izvornim roditeljem.
- Polihibridni, ili dvostruki - jedinke prve generacije potom se križaju jedna s drugom, a sljedeće s drugim sortama i vrstama.
Sve navedene varijante imaju značenje u svakoj specifičnoj situaciji. To jest, za neke biljke dovoljno je jednostavno križanje da se dobije željeni rezultat. A za druge, složena fazna polihibridna hibridizacija je potrebna kako bi se dobila željena osobina i konsolidirala je u cijeloj populaciji.
Hibridi različitih generacija
Kao rezultat svakog križanja nastaje ovo ili ono potomstvo. Osobine koje je preuzeo od svojih roditelja mogu se manifestirati u različitim stupnjevima.
Tako su znakovi hibrida prve generacije fenotipski uvijek ujednačeni, što potvrđuje Mendelov zakon (prvi) i njegovi pokusi na grašku. Stoga se za postizanje istog rezultata često koristi monohibridni tip hibridizacije, koji je potreban samo u jednom trenutku.
Dalje, svi sljedeći pojedinci već kombiniraju svojstva u sebi, tako da se cijepanje pojavljuje u određenim omjerima. Pojavljuju se recesivi, ometaju mutacijski procesi. Stoga je najvažnije za industrijsku djelatnostčovjek, njegova poljoprivreda, je upravo prva generacija primljenih biljaka.
Tipičan primjer: ako je cilj proizvesti samo žute rajčice kao rezultat jednog sezonskog razdoblja, tada treba križati žutu i crvenu rajčicu, ali crvenu treba dobiti ranije od žutog roditelja. U ovom slučaju, prva generacija će sigurno biti ujednačena - žuti plodovi rajčice.
Međuspecifični hibridi: karakteristike
Međuspecifični hibridi su oni koji su dobiveni kao rezultat izvanbredinga ili udaljenog križanja. To jest, ovo je rezultat parenja jedinki koje pripadaju različitim vrstama kako bi se dobila nova s unaprijed određenim karakteristikama i svojstvima.
Na taj su način ljudi u industriji dobili mnoge važne poljoprivredne i ukrasne biljke, a u uzgoju životinja uzgojene su mnoge nove vrste jedinki.
Primjeri sličnih organizama
Primjeri međuvrsnih hibrida među biljkama:
- hranljiva pšenica;
- tritikale - pšenica i raž;
- oblici raž-pšenične trave;
- wheat-elimus;
- nekoliko vrsta duhana i druge.
Ako govorimo o životinjama, onda se kao primjer može navesti i puno predstavnika:
- hines (konj i magarac);
- ligr - lav i tigrica;
- mezhnyak - tetrijeb, tetrijeb i petrolej i drugi.
Glavni problem kod takvih hibridizacija je taj što su potomci ili sterilni ilineodrživ. Zato su ljudi stvorili i razvili mnogo načina za uklanjanje ovih čimbenika. Uostalom, ako se dobije željeni rezultat, onda je vrlo važno ne samo popraviti ga, već i uvesti proizvodnju takvih organizama u sustav.
Što uzrokuje neplodnost u međuvrsnih hibrida?
Uzroci ovakvih problema leže u procesima mejoze i mitoze, odnosno u anafazi, kada se kromosomi razilaze prema polovima stanice. U ovom trenutku svaki od njih traži svoj homologni par. Tako nastaju cijeli kromosomi iz kromatida i nastaje opći kariotip organizma.
Ali kod onih pojedinaca kod kojih je došlo do spajanja iz različitih roditeljskih oblika, mogućnost susreta s takvim strukturama je minimalna ili nemoguća. Zato dolazi do nasumične kombinacije osobina i kao rezultat jedinke postaju neplodne ili neodržive. To jest, geni, zapravo, postaju nekompatibilni.
Ako prijeđemo na molekularnu razinu i saznamo koji je razlog neplodnosti međuvrsnih hibrida, onda će odgovor biti sljedeći: to je nekompatibilnost dijelova DNK iz stanične jezgre i mitohondrija. Kao rezultat toga, u mejotskom procesu nema konjugacije kromosoma.
To dovodi do katastrofalnih rezultata kako u uzgoju biljaka tako i u križanju i uzgoju pasmina i novih životinjskih vrsta. Posebno se često to događa kod predstavnika flore. Dakle, urod hibridnih biljaka možete dobiti samo jednom, što je izuzetno nezgodno za razvoj poljoprivrede.
Nakon što je znanstvenicima postalo jasno što je uzrok neplodnosti među vrstamahibridi, počeo je aktivan rad na pronalaženju načina za uklanjanje tih uzroka. To je dovelo do stvaranja nekoliko načina za uklanjanje sterilnosti pojedinaca.
Načini prevladavanja neplodnosti
Glavni put koji su biolozi odabrali za rješavanje ovog problema je sljedeći. U fazi mejoze, kada se kromosomi razilaze prema polovima stanice, u nju se unosi posebna tvar, kolhicin. Pospješuje otapanje vlakana vretena (staničnog centra). Kao rezultat toga, svi kromosomi ostaju u jednoj stanici, a ne padaju u različite. Sada je moguća slobodna konjugacija između homolognih parova, što znači da je proces mejoze sasvim normalan u budućnosti.
Tako potomstvo postaje plodno i lako donosi plodove u budućnosti kada se križa s različitim oblicima. Najčešće se ova metoda koristi u uzgoju biljaka, naziva se poliploidija. Prvi ga je primijenio naš znanstvenik Karpechenkov. Tako je dobio prvi plodni hibrid kupusa i rotkvice.
Što je razlog neplodnosti međuvrsnih hibrida, već smo saznali. Znajući prirodu problema, uspjeli smo stvoriti još dva načina da ga riješimo.
- Biljke oprašuju polenom samo jednog roditelja. Ova metoda vam omogućuje da dobijete nekoliko generacija hibridnih pojedinaca, plodnih. Međutim, tada se osobina i dalje vraća, a jedinke ponovno postaju sterilne.
- Oprašivanje hibrida u prvoj generaciji polenom roditelja.
Danas nije stvoreno više metoda borbe, ali se radi u tom smjeru.
Ljiljani i njihovi hibridi
Simbol čistoće i nevinosti, cvijećetuga i tuga za preminulim, nježnim i suptilnim predstavnicima ljiljana - ljiljana. Ove biljke su cijenjene od strane čovjeka već dugi niz stoljeća. Za to vrijeme nisu stvorene sorte! Naravno, međuvrsni križanji također su utjecali na njih.
Rezultat je bio razvoj devet skupina hibridnih sorti koje jednostavno zadivljuju ljepotom fenotipskih osobina! Među njima posebno mjesto zauzimaju dva najneobičnija i najtraženija predstavnika:
- orijentalni hibridi;
- OT hibridi ljiljana.
Razmotrimo znakove obje grupe i damo im opis.
orijentalni hibridi
Ovo je najveći hibrid u smislu formiranja cvjetova. Njihova se biologija praktički ne razlikuje od biologije drugih predstavnika. Dimenzije rastuće čaške mogu doseći 31 cm u promjeru, a boja može biti različita. Sorta Nippon je vrlo lijepa, ima velike bijele cvjetove s ružičastim rubom. Latice su im valovite.
Visina ovih biljaka je do 1,2 m. To im omogućuje da se sade na udaljenosti od 20-25 cm jedna od druge i formiraju prekrasne cvjetne grebene. Svi predstavnici ove skupine odišu vrlo jakom aromom.
Orienpits
Ovo je OT-hibridni ljiljani, čija je skraćenica nastala od punog naziva: orijentalno-cijevasti oblici. Nazivaju ih i stablima ljiljana zbog vrlo visoke veličine biljke i velikih cvjetova. Na jednoj stabljici visokoj do 2,5 metara može se formirati preko 25 velikih (do 30 cm) cvjetova koji su vrlo mirisni i jarke boje.
To omogućuje ovoj skupini hibrida da bude vrlo popularna među vrtlarima, iako se ne mogu svi nositi s njihovim uzgojem. Potrebna je vrlo pažljiva njega i pravilna sadnja kako bi se takvi oblici mogli ukorijeniti i dati potomstvo.
Suncokret i njegovi hibridni oblici
Hibridi suncokreta se međusobno razlikuju po dozrijevanju sjemena. Dakle, dodijelite:
- rano (do 90 dana);
- rano zrelo (do 100 dana);
- srednja sezona (do 110 dana).
Hibridi sjemena također daju drugačije. Sadržaj ulja i prinos su izvrsni i ovise o razdoblju zrenja. Što je biljka dulje u tlu, to je veća kvaliteta usjeva. Možete navesti neke od najčešćih svjetskih hibrida ove biljke, najtraženije u poljoprivredi.
- Tunka.
- Bosfor.
- Rocky.
- PR64A15.
- Jason.
- Naprijed.
Među njihovim glavnim prednostima:
- tolerantnost na sušu;
- bolesti i štetočine;
- prinos;
- visokokvalitetno sjeme;
- dobar plod.
