Kaj je razlog za neplodnost medvrstnih hibridov? Primeri medvrstnih hibridov

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Ljudje že od antičnih časov navdušujeta lepota in raznolikost okoliških rastlin, predvsem rož. Njihova aroma in nežnost v vseh obdobjih sta bili poosebljenje ljubezni, čistosti, manifestacije občutkov. Postopoma je človek spoznal, da ne more samo uživati v obstoječih pogledih na ta čudovita bitja, ampak tudi sodelovati pri njihovem nastanku. Tako se je začela doba žlahtnjenja rastlin, ki je privedla do proizvodnje novih vrst z bolj potrebnimi in pomembnejšimi lastnostmi v geno- in fenotipu. Obe znanosti, ki se skupaj ukvarjata s tem vprašanjem, sta doslej uspeli doseči fantastične rezultate - to sta genetika in botanika.

Botanični predmet

Botanika je znanost, ki preučuje vse, kar je povezano z rastlinami. To so oni:

• morfologija;
• genetika;
• fiziologija;
• anatomija;
• sistematika.

Ta disciplina pokriva vse vidike življenja predstavnikov flore, od notranjih procesov dihanja, razmnoževanja in fotosinteze do zunanje raznolikosti fenotipskih lastnosti.

To je ena najstarejših znanosti, ki se je pojavila skupaj z razvojem človeka. Zanimanje za bitja, ki rastejo okoli njega in tako okrasijo okoliški prostor, je bila vedno pri človeku. Poleg tega je bil poleg lepote vedno močan vir hrane, zdravilnih sestavin, gradbenega materiala. Zato je botanika znanost, ki proučuje najstarejše, pomembne, raznolike in kompleksne organizme na našem planetu – rastline.

Vzgoja rastlin

S časom in kopičenjem teoretičnega znanja o zgradbi teh bitij od znotraj, njihovem načinu življenja in procesih, ki se v njih odvijajo, je postalo na voljo razumevanje, kako manipulirati z njihovo rastjo in razvojem.. Znanost o genetiki je pridobivala zagon, kar je omogočilo preučevanje različnih predmetov na kromosomski ravni, jih križati med seboj, dobiti dobre in slabe rezultate ter izbrati donosne in potrebne. To so omogočila naslednja odkritja.

1. Dvojno gnojenje v rastlinah.
2. Odkritje procesov mitoze in mejoze.
3. Razvoj metod križanja.
4. Fenomeni heteroze, razmnoževanja in inkubacije.
5. Dešifriranje genetske kode rastlin.
6. Biomolekularne študije celične in tkivne sestave.
7. Odkritja na področju citologije in histologije.

Seveda to niso vsi predpogoji, ki so služili kot začetek močnega gibanja in razvoja metod vzreje rastlin.

Prečkanje in njegove značilnosti

Drugo ime procesakrižanja - hibridizacija. Metoda uporabe tega pojava se imenuje hibridološka. Gregor Mendel ga je prvi uporabil za svoje eksperimente. Vsak šolar pozna njegove slavne poskuse na grahu.

Bistvo celotnega procesa je križanje starševskih oblik med seboj, da bi dobili heterozigotne potomce, ki jih bomo imenovali hibrid. Hkrati so se razvile različne vrste križišč. Izbrani so ob upoštevanju posameznih značilnosti sorte, vrste ali rodu. Obstajata dve glavni vrsti takšnih procesov.

1. Outbreeding ali outbreeding. Pomeni, da začetne matične oblike ne pripadajo isti vrsti, rodu ali sorti. Se pravi, da niso v sorodu. Takšno križanje je eno najbolj priljubljenih in najpogosteje vodi v heterozis pri vzreji čistih linij.
2. Inbreeding ali inbreeding - tesno povezana hibridizacija posameznikov, ki pripadajo isti vrsti ali rodu, sorti. Ta metoda se uporablja za določitev uporabne lastnosti v populaciji, vključno s fenotipsko. Z večkratno pravilno izvedeno inkubacijo je mogoče pridobiti genetsko čiste rastlinske linije.

Te vrste križanja imajo v sebi ožje sorte. Torej, ena od oblik zunajbrejstva je križanje - hibridizacija med sortami.

Poleg vrst obstajajo tudi različne vrste križanja. Opisali in podrobno so jih preučili Mendel, Thomas Morgan in drugi genetiki preteklih stoletij.

Ogledikrižanje

Obstaja več glavnih vrst hibridizacije posameznikov.

1. Monohibridno ali preprosto. Pomeni križanje starševskih oblik s prvim potomcem, izvedeno enkrat.
2. Dihibrid - temelji na starših, ki se razlikujejo v dveh parih lastnosti.
3. Povratno - hibrid iz prve generacije je križan s prvotnim staršem.
4. Polihibridni ali dvojni - posamezniki prve generacije se nato križajo med seboj, naslednje pa z drugimi sortami in vrstami.

Vse navedene sorte imajo pomen v vsaki specifični situaciji. To pomeni, da je za nekatere rastline dovolj preprosto križanje, da dobimo želeni rezultat. Za druge pa je potrebna kompleksna fazna polihibridna hibridizacija, da dobimo želeno lastnost in jo utrdimo v celotni populaciji.

Hibridi različnih generacij

Zaradi kakršnega koli križanja nastane ta ali oni potomec. Lastnosti, ki jih je prevzel od svojih staršev, se lahko manifestirajo v različni meri.

Tako so znaki hibridov prve generacije fenotipsko vedno enotni, kar potrjuje Mendelov zakon (prvi) in njegovi poskusi na grahu. Zato se za doseganje enakega rezultata pogosto uporablja monohibridna vrsta hibridizacije, ki je potrebna samo naenkrat.

Dalje, vsi naslednji posamezniki že združujejo lastnosti v sebi, tako da se delitev pojavlja v določenih razmerjih. Pojavijo se recesivi, motijo se mutacijski procesi. Zato je najpomembnejši za industrijsko dejavnostčlovek, njegovo poljedelstvo, je ravno prva generacija prejetih rastlin.

Tipičen primer: če je cilj proizvesti samo rumene paradižnike kot rezultat enega sezonskega obdobja, potem je treba prekrižati rumenega in rdečega paradižnika, rdečo pa prej dobiti od rumenega starša. V tem primeru bo prva generacija zagotovo enotna - rumeni plodovi paradižnika.

Medspecifični hibridi: značilnosti

Medspecifični hibridi so tisti, ki so pridobljeni kot posledica križanja zunaj ali oddaljenega križanja. To pomeni, da je to rezultat parjenja posameznikov, ki pripadajo različnim vrstam, da bi dobili novega z vnaprej določenimi lastnostmi in lastnostmi.

Na ta način so ljudje v industriji pridobili številne pomembne kmetijske in okrasne rastline, v živalski reji pa vzrejenih veliko novih vrst osebkov.

Primeri podobnih organizmov

Primeri medvrstnih hibridov med rastlinami:

• krmna pšenica;
• tritikale - pšenica in rž;
• oblike rži-pšenične trave;
• pšenično-elimus;
• več vrst tobaka in drugi.

Če govorimo o živalih, potem lahko kot primer navedemo tudi veliko predstavnikov:

• hines (konj in osel);
• ligr - lev in tigrica;
• mezhnyak - jereb in divji petelin in drugi.

Glavni problem pri takih hibridizacijah je, da so potomci bodisi sterilni alineizvedljivo. Zato so ljudje ustvarili in razvili veliko načinov za odpravo teh dejavnikov. Konec koncev, če je dosežen želeni rezultat, je zelo pomembno, da ga ne le popravite, ampak tudi uvedete proizvodnjo takšnih organizmov v sistem.

Kaj povzroča neplodnost pri medvrstnih hibridih?

Vzroki za tovrstne težave so v procesih mejoze in mitoze, in sicer v anafazi, ko se kromosomi razhajajo proti polom celice. V tem trenutku vsak od njih išče svoj homologni par. Tako nastanejo celi kromosomi iz kromatid in nastane splošni kariotip organizma.

Toda pri tistih posameznikih, pri katerih je prišlo do združitve iz različnih starševskih oblik, je možnost srečanja s takšnimi strukturami minimalna ali nemogoča. Zato pride do naključne kombinacije lastnosti in posledično posamezniki postanejo neplodni ali nesposobni. To pomeni, da geni dejansko postanejo nezdružljivi.

Če se obrnemo na molekularno raven in ugotovimo, kaj je razlog za neplodnost medvrstnih hibridov, bo odgovor naslednji: gre za nezdružljivost odsekov DNK iz celičnega jedra in mitohondrijev. Posledično v mejotskem procesu ni konjugacije kromosomov.

To vodi do katastrofalnih rezultatov tako pri vzreji rastlin kot pri križanju in vzreji pasem ter novih živalskih vrst. Še posebej pogosto se to zgodi pri predstavnikih flore. Zato lahko pridelek hibridnih rastlin dobite le enkrat, kar je izjemno neprijetno za razvoj kmetijstva.

Ko je znanstvenikom postalo jasno, kaj je vzrok za medvrstno neplodnosthibridi, je začelo aktivno delo iskati način za odpravo teh vzrokov. To je privedlo do ustvarjanja več načinov za odpravo sterilnosti posameznikov.

Načini za premagovanje neplodnosti

Glavna pot, ki so jo biologi izbrali za rešitev tega problema, je naslednja. V fazi mejoze, ko se kromosomi razhajajo proti polom celice, se vanjo vnese posebna snov, kolhicin. Spodbuja raztapljanje vretenskih vlaken (celičnega centra). Posledično vsi kromosomi ostanejo v eni celici in ne padejo v različne. Zdaj je možna prosta konjugacija med homolognimi pari, kar pomeni, da je proces mejoze v prihodnosti povsem normalen.

Tako postane potomec ploden in zlahka obrodi sadove v prihodnosti, če ga križamo z različnimi oblikami. Najpogosteje se ta metoda uporablja pri vzreji rastlin, imenujemo jo poliploidija. Prvi ga je uporabil naš znanstvenik Karpechenkov. Tako je dobil prvi rodoviten hibrid zelja in redkvice.

Kaj je razlog za neplodnost medvrstnih hibridov, smo že ugotovili. Ker poznamo naravo problema, smo uspeli ustvariti še dva načina za njegovo rešitev.

1. Rastline oprašujejo s cvetnim prahom samo enega starša. Ta metoda vam omogoča, da dobite več generacij hibridnih posameznikov, plodnih. Vendar se potem ta lastnost še vedno vrne in posamezniki spet postanejo sterilni.
2. Opraševanje hibridov v prvi generaciji s cvetnim prahom staršev.

Danes ni bilo ustvarjenih več metod boja, vendar se dela v tej smeri.

Lilije in njihovi hibridi

Simbol čistosti in nedolžnosti, rožežalost in žalost za pokojnimi, nežnimi in subtilnimi predstavniki lilij - lilije. Te rastline je človek cenil že več stoletij. V tem času niso bile ustvarjene nobene sorte! Seveda so medvrstna križanja vplivala tudi nanje.

Rezultat je bil razvoj devetih skupin hibridnih sort, ki preprosto navdušujejo z lepoto fenotipskih lastnosti! Med njimi posebno mesto zasedata dva najbolj nenavadna in iskana predstavnika:

• orientalski hibridi;
• lilije OT hibridi.

Upoštevajmo znake obeh skupin in jih opiši.

orientalski hibridi

To je največji hibrid v smislu tvorbe cvetov. Njihova biologija se praktično ne razlikuje od biologije drugih predstavnikov. Dimenzije rastoče čašice lahko dosežejo premer 31 cm, barva pa je lahko drugačna. Sorta Nippon je zelo lepa, ima velike bele cvetove z rožnato obrobo. Njihovi cvetni listi so valoviti.

Višina teh rastlin se giblje do 1,2 m. To omogoča, da jih posadimo na razdalji 20-25 cm drug od drugega in tvorijo čudovite cvetoče grebene. Vsi predstavniki te skupine izžarevajo zelo močno aromo.

Orienpits

To so OT-hibridne lilije, katerih okrajšava je nastala iz polnega imena: orientalsko-cevaste oblike. Imenujejo jih tudi lilije zaradi zelo visoke velikosti rastline in velikih cvetov. Na enem steblu, visokem do 2,5 metra, lahko nastane preko 25 velikih (do 30 cm) cvetov, ki so zelo dišeči in živo obarvani.

To omogoča, da je ta skupina hibridov zelo priljubljena med vrtnarji, čeprav se vsi ne morejo spopasti z njihovo vzrejo. Potrebna je zelo skrbna nega in pravilno sajenje, da se takšne oblike ukoreninijo in dajo potomce.

sončnica in njene hibridne oblike

Hibridi sončnic se med seboj razlikujejo po zorenju semena. Torej dodelite:

• zgodaj (do 90 dni);
• zgodaj zrel (do 100 dni);
• sredi sezone (do 110 dni).

Semena hibridi dajejo tudi drugačno. Vsebnost olja in pridelek sta odlična in odvisna od obdobja zorenja. Dlje ko je rastlina v tleh, višja je kakovost pridelka. Lahko navedete nekaj najpogostejših hibridov te rastline na svetu, ki je najbolj iskana v kmetijstvu.

1. Tunka.
2. Bospor.
3. Rocky.
4. PR64A15.
5. Jason.
6. Naprej.

Med njihovimi glavnimi prednostmi:

• toleranca na sušo;
• bolezni in škodljivci;
• donos;
• visokokakovostna semena;
• dobro sadje.