Sejak zaman dahulu lagi, orang ramai terpesona dengan keindahan dan kepelbagaian tumbuhan di sekeliling, terutamanya bunga. Aroma dan kelembutan mereka dalam semua peringkat umur telah menjadi personifikasi cinta, kesucian, manifestasi perasaan. Secara beransur-ansur, seseorang menyedari bahawa dia bukan sahaja dapat menikmati pemandangan sedia ada makhluk cantik ini, tetapi juga mengambil bahagian dalam pembentukan mereka. Maka bermulalah era pembiakan tumbuhan, membawa kepada pengeluaran spesies baru dengan ciri yang lebih penting dan penting dalam geno- dan fenotip. Kedua-dua sains yang bekerjasama dalam isu ini telah berjaya mencapai hasil yang hebat setakat ini - ini adalah genetik dan botani.
Mata pelajaran botani
Botani ialah sains yang mengkaji segala sesuatu yang berkaitan dengan tumbuhan. Itulah mereka:
- morfologi;
- genetik;
- fisiologi;
- anatomi;
- sistematik.
Disiplin ini merangkumi semua aspek kehidupan perwakilan flora, daripada proses dalaman respirasi, pembiakan dan fotosintesis kepada kepelbagaian luaran sifat fenotip.
Ini adalah salah satu sains paling kuno, yang muncul bersama-sama dengan perkembangan manusia. Minat terhadap makhluk yang tumbuh di sekelilingnya, jadi menghiasi ruang sekeliling, sentiasa bersama seseorang. Di samping itu, sebagai tambahan kepada kecantikan, ia sentiasa menjadi sumber makanan yang kuat, komponen perubatan, bahan binaan. Oleh itu, botani ialah sains yang mengkaji organisma paling kuno, penting, pelbagai dan kompleks di planet kita - tumbuhan.
Pembiakan tumbuhan
Dengan peredaran masa dan pengumpulan pengetahuan teori tentang struktur makhluk ini dari dalam, cara hidup mereka dan proses yang berlaku di dalamnya, ia menjadi tersedia untuk memahami cara memanipulasi pertumbuhan dan perkembangan mereka.. Sains genetik mendapat momentum, yang memungkinkan untuk mengkaji objek yang berbeza pada tahap kromosom, menyeberanginya antara satu sama lain, mendapatkan hasil yang baik dan buruk, dan memilih yang menguntungkan dan perlu. Ini dimungkinkan oleh penemuan berikut.
- Pembajaan berganda dalam tumbuhan.
- Penemuan proses mitosis dan meiosis.
- Pembangunan kaedah lintasan.
- Fenomena heterosis, pembiakan luar dan pengeraman.
- Mentafsir kod genetik tumbuhan.
- Kajian biomolekul komposisi sel dan tisu.
- Penemuan dalam bidang sitologi dan histologi.
Sudah tentu, ini bukan semua prasyarat yang berfungsi sebagai permulaan pergerakan yang kuat dan pembangunan kaedah pembiakan tumbuhan.
Melintas dan ciri-cirinya
Nama proses lainkacukan - hibridisasi. Kaedah menggunakan fenomena ini dipanggil hibridologi. Gregor Mendel adalah orang pertama yang menggunakannya untuk eksperimennya. Setiap murid sekolah tahu eksperimen terkenalnya tentang kacang.
Inti dari keseluruhan proses adalah untuk menyeberang bentuk ibu bapa antara satu sama lain untuk mendapatkan keturunan heterozigot, yang akan dipanggil hibrid. Pada masa yang sama, pelbagai jenis lintasan telah dibangunkan. Mereka dipilih dengan mengambil kira ciri individu varieti, spesies atau genus. Terdapat dua jenis utama proses sedemikian.
- Pembiakan luar, atau pembiakan luar. Menyiratkan bahawa bentuk induk awal tidak tergolong dalam spesies, genus atau varieti yang sama. Iaitu, mereka tidak berkaitan. Persilangan sedemikian adalah salah satu yang paling popular dan paling kerap membawa kepada heterosis apabila membiak garis tulen.
- Pembiakan semula, atau pembiakan dalaman - penghibridan berkait rapat bagi individu yang tergolong dalam spesies atau genus, varieti yang sama. Kaedah ini digunakan untuk menetapkan sifat berguna dalam populasi, termasuk ciri fenotip. Dengan pengeraman yang dijalankan dengan betul berulang kali, adalah mungkin untuk mendapatkan garisan tumbuhan tulen secara genetik.
Jenis persilangan ini mempunyai jenis yang lebih sempit dalam diri mereka. Jadi, salah satu bentuk pembiakan luar ialah pembiakan kacukan - hibridisasi antara varieti.
Selain jenis, terdapat juga jenis lintasan yang berbeza. Mereka diterangkan dan dikaji secara terperinci oleh Mendel, Thomas Morgan dan ahli genetik lain pada abad yang lalu.
Paparankacukan
Terdapat beberapa jenis utama penghibridan individu.
- Monohibrid, atau ringkas. Ia membayangkan persilangan bentuk ibu bapa dengan anak pertama, dilakukan sekali.
- Dihibrid - berdasarkan ibu bapa yang berbeza dalam dua pasang ciri.
- Boleh dipulangkan - kacukan dari generasi pertama disilangkan dengan induk asal.
- Polyhibrid, atau double - individu generasi pertama kemudiannya disilangkan antara satu sama lain, dan seterusnya dengan varieti dan spesies lain.
Semua jenis yang ditunjukkan mempunyai makna dalam setiap situasi tertentu. Iaitu, untuk sesetengah tumbuhan, persimpangan mudah sudah cukup untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Dan bagi yang lain, hibridisasi polihibrid berfasa kompleks diperlukan untuk mendapatkan sifat yang diingini dan menyatukannya dalam keseluruhan populasi.
Hibrid generasi berbeza
Hasil daripada sebarang persilangan, keturunan ini atau itu terbentuk. Ciri-ciri yang telah diambil daripada ibu bapanya boleh menampakkan diri kepada tahap yang berbeza-beza.
Oleh itu, tanda-tanda kacukan generasi pertama secara fenotip sentiasa seragam, yang disahkan oleh undang-undang Mendel (pertama) dan eksperimennya pada kacang. Oleh itu, selalunya jenis hibridisasi monohibrid yang digunakan untuk mendapatkan hasil yang sama, yang diperlukan hanya pada satu masa.
Seterusnya, semua individu berikutnya sudah menggabungkan sifat dalam diri mereka sendiri, jadi pemisahan muncul dalam nisbah tertentu. Resesif muncul, proses mutasi mengganggu. Oleh itu, yang paling penting untuk aktiviti perindustrianmanusia, pertaniannya, adalah generasi pertama tumbuhan yang diterima.
Contoh biasa: jika matlamatnya adalah untuk menghasilkan hanya tomato kuning hasil daripada satu tempoh bermusim, maka tomato kuning dan merah perlu dipalang, tetapi merah perlu diperolehi lebih awal daripada induk kuning. Dalam kes ini, generasi pertama pastinya seragam - buah tomato kuning.
Hibrid interspesifik: ciri
Kacukan interspesifik ialah yang diperoleh hasil daripada pembiakan luar atau persilangan jauh. Iaitu, ini adalah hasil mengawan individu yang tergolong dalam spesies yang berbeza untuk mendapatkan yang baru dengan ciri dan sifat yang telah ditetapkan.
Dengan cara ini, banyak tumbuhan pertanian dan hiasan penting diperoleh dalam industri oleh manusia, dan banyak spesies individu baharu dibiakkan dalam pembiakan haiwan.
Contoh organisma yang serupa
Contoh hibrid interspesifik antara tumbuhan:
- beri makan gandum;
- triticale - gandum dan rai;
- bentuk rumput gandum rai;
- elimus gandum;
- beberapa jenis tembakau dan lain-lain.
Jika kita bercakap tentang haiwan, maka juga banyak wakil boleh disebut sebagai contoh:
- henes (kuda dan keldai);
- ligr - singa dan harimau betina;
- mezhnyak - belibis hitam dan capercaillie dan lain-lain.
Masalah utama dengan penghibridan tersebut ialah keturunannya sama ada steril atautidak berdaya maju. Itulah sebabnya orang telah mencipta dan membangunkan banyak cara untuk menghapuskan faktor-faktor ini. Lagipun, jika hasil yang diingini diperoleh, maka sangat penting bukan sahaja untuk memperbaikinya, tetapi juga untuk memperkenalkan pengeluaran organisma tersebut ke dalam sistem.
Apakah yang menyebabkan ketidaksuburan dalam hibrid interspesifik?
Punca masalah sebegini terletak pada proses meiosis dan mitosis, iaitu dalam anafasa, apabila kromosom menyimpang ke arah kutub sel. Pada masa ini, setiap daripada mereka sedang mencari pasangan homolognya. Beginilah bagaimana keseluruhan kromosom terbentuk daripada kromatid dan karyotype umum organisma terbentuk.
Tetapi bagi individu di mana penggabungan berlaku daripada bentuk ibu bapa yang berbeza, kemungkinan untuk memenuhi struktur tersebut adalah minimum atau mustahil. Itulah sebabnya gabungan sifat rawak berlaku dan akibatnya, individu menjadi tidak subur atau tidak berdaya maju. Iaitu, gen, sebenarnya, menjadi tidak serasi.
Jika kita beralih ke tahap molekul dan mengetahui apakah sebab ketidaksuburan hibrid interspesifik, maka jawapannya adalah ini: ia adalah ketidakserasian bahagian DNA dari nukleus sel dan mitokondria. Akibatnya, tiada konjugasi kromosom dalam proses meiosis.
Ini membawa kepada hasil yang buruk dalam pembiakan tumbuhan dan dalam persilangan dan pembiakan baka serta spesies haiwan baharu. Terutama sering ini berlaku pada wakil-wakil flora. Oleh itu, anda boleh mendapatkan tanaman hibrid sekali sahaja, yang amat menyusahkan untuk pembangunan pertanian.
Setelah menjadi jelas kepada saintis apakah punca ketidaksuburan antara spesieskacukan, kerja aktif mula mencari jalan untuk menghapuskan punca-punca ini. Ini membawa kepada penciptaan beberapa cara untuk menghapuskan kemandulan individu.
Cara-cara untuk mengatasi ketidaksuburan
Laluan utama yang dipilih oleh ahli biologi untuk menyelesaikan masalah ini adalah seperti berikut. Pada peringkat meiosis, apabila kromosom menyimpang ke arah kutub sel, bahan khas, colchicine, dimasukkan ke dalamnya. Ia menggalakkan pembubaran gentian gelendong (pusat sel). Akibatnya, semua kromosom kekal dalam satu sel, dan tidak jatuh ke dalam yang berbeza. Kini konjugasi bebas antara pasangan homolog adalah mungkin, yang bermaksud bahawa proses meiosis agak normal pada masa hadapan.
Dengan itu, zuriat menjadi subur dan mudah berbuah pada masa hadapan apabila bersilang dengan bentuk yang berbeza. Selalunya, kaedah ini digunakan dalam pembiakan tumbuhan, ia dipanggil polyploidy. Ia pertama kali digunakan oleh saintis kami Karpechenkov. Jadi dia mendapat hibrid subur pertama kubis dan lobak.
Apakah sebab ketidaksuburan hibrid interspesifik, kami telah mengetahuinya. Mengetahui sifat masalah itu, kami berjaya mencipta dua lagi cara untuk menyelesaikannya.
- Tumbuhan pendebungaan dengan debunga daripada hanya satu induk. Kaedah ini membolehkan anda mendapatkan beberapa generasi individu hibrid, subur. Walau bagaimanapun, kemudian sifat itu masih kembali, dan individu menjadi mandul semula.
- Pendebungaan kacukan dalam generasi pertama dengan debunga daripada ibu bapa.
Hari ini, lebih banyak kaedah perjuangan belum dicipta, tetapi usaha sedang dijalankan ke arah ini.
Teratai dan kacukannya
Simbol kesucian dan tidak bersalah, bungakesedihan dan kesedihan untuk wakil teratai yang telah meninggal dunia, lembut dan halus - teratai. Tumbuhan ini telah dihargai oleh manusia selama berabad-abad. Pada masa ini, tiada varieti telah dicipta! Sememangnya, lintasan interspesifik turut mempengaruhi mereka.
Hasilnya ialah pembangunan sembilan kumpulan varieti hibrid yang memukau dengan keindahan sifat fenotip! Antaranya, tempat istimewa diduduki oleh dua wakil yang paling luar biasa dan dicari:
- kacukan oriental;
- lilies OT kacukan.
Mari kita pertimbangkan tanda kedua-dua kumpulan dan berikan mereka penerangan.
Kacukan Oriental
Ini adalah hibrid terbesar dari segi pembentukan bunga. Biologi mereka boleh dikatakan tidak berbeza daripada wakil lain. Dimensi kelopak yang semakin meningkat boleh mencapai diameter 31 cm, dan warnanya boleh berbeza. Varieti Nippon sangat cantik, mempunyai bunga putih besar dengan sempadan merah jambu. Kelopaknya beralun.
Ketinggian tumbuhan ini berjulat sehingga 1.2 m. Ini membolehkan mereka ditanam pada jarak 20-25 cm antara satu sama lain dan membentuk rabung berbunga yang cantik. Semua wakil kumpulan ini memancarkan aroma yang sangat kuat.
Orienpits
Ini ialah teratai OT-hibrid, singkatan yang terbentuk daripada nama penuh: bentuk oriental-tubular. Mereka juga dipanggil pokok lily untuk saiz tumbuhan yang sangat tinggi dan bunga yang besar. Pada satu batang sehingga 2.5 meter tinggi, lebih 25 bunga besar (sehingga 30 cm) boleh terbentuk, yang sangat wangi dan berwarna cerah.
Ini membolehkan kumpulan kacukan ini menjadi sangat popular di kalangan tukang kebun, walaupun tidak semua orang dapat mengatasi pembiakan mereka. Penjagaan yang sangat teliti dan penanaman yang betul diperlukan supaya bentuk sedemikian boleh berakar dan menghasilkan anak.
Bunga Matahari dan bentuk hibridnya
Kacukan bunga matahari berbeza antara satu sama lain dari segi pematangan benih. Jadi, peruntukkan:
- awal (sehingga 90 hari);
- awal masak (sehingga 100 hari);
- pertengahan musim (sehingga 110 hari).
Kacukan Benih juga memberikan kelainan. Kandungan dan hasil minyak sangat baik dan bergantung pada tempoh masak. Semakin lama tumbuhan berada di dalam tanah, semakin tinggi kualiti tanaman. Anda boleh menamakan beberapa kacukan tumbuhan ini yang paling biasa di dunia, yang paling mendapat permintaan dalam bidang pertanian.
- Tunka.
- Bosphorus.
- Rocky.
- PR64A15.
- Jason.
- Maju.
Antara faedah utamanya:
- toleransi kemarau;
- penyakit dan perosak;
- hasil;
- benih berkualiti tinggi;
- buah yang baik.
