Прашајте го јачменот Институт за физиологија на молекуларни растенија Макс Планк

Размножувањето на растенијата трае повеќе од десет илјади години. Тогаш, по случаен избор, без знаење за правилата на Мендел, денес, со помош на најпрецизните методи на анализа, растенијата се оптимизирани во однос на нивните својства за човечка употреба.

Што е размножување на растенија?

Човекот ги користи можностите на природата

Целта на размножувањето на растенијата е да се произведуваат растенија со подобрени својства. Основата на класичното размножување на растенијата е избор на растенија со посакувани карактеристики и нивно насочено вкрстување еден со друг. Кога растенијата преминуваат, својствата на две растенија се комбинираат - добро и лошо. Затоа, потребно е повторено преминување со последователен обновен избор со цел да се соберат поволните својства и што е можно повеќе да се исклучат негативните.

Со цел да се постигнат разновидните цели за размножување, од одлучувачко значење е колку е голема разновидноста на карактеристиките во растителниот вид. Колку е поголема генетската разновидност од која може да се избере, толку е поголема веројатноста да се постигне посакуваната цел за размножување. Растенија со посакувана комбинација на својства се множат и, по различни тестови, излегуваат на пазарот како нова сорта.

Од каде потекнуваат нашите посеви?

Приказна која се враќа илјадници години наназад

На крајот на каменото време, луѓето ги расчистуваа шумите карактеристични за средноевропскиот пејзаж и избраа одредени растенија за одгледување на овие области. Ова резултираше во промена на природниот состав на видовите и полињата и ливадите.

Меѓу култивираните растителни видови, луѓето ги избрале оние растенија за понатамошно одгледување кои имале најповолни својства во однос на нивните потреби. На пример, одделни растенија со подолги уши или поголеми плодови беа избрани за понатамошно одгледување. Ова не само што го зголеми бројот на попродуктивни растенија, туку и го збогати нивниот генетски состав. Ова го смени генетскиот состав на култивираните видови.

Многу од нашите култивирани растенија (пченица) потекнуваат од диви форми пред илјадници години преку човечка интервенција. Todayитарките денес потекнуваат од диви треви. Нашите главни житни култури пченица, јачмен и 'рж, но исто така и пченка, компири и домати беа увезени во Европа од други региони во светот.

Зошто воопшто ни треба одгледување на растенија?

Целите на растенијата не се човечки цели

Во природата, растенијата имаат корист од оние својства што ја подобруваат нивната прилагодливост кон животната средина и ја зголемуваат нивната конкурентска сила ПРАШАЈТЕ ГО СЛИВА. Сепак, својствата што обезбедуваат опстанок на растението може да ја нарушат или дури и да ја спречат неговата употреба од страна на луѓето. Предвремено губење семе, производство на горчливи или отровни материи за одбрана од непријателите.

Ова е јасно од примерот на житни култури: На почетокот на одгледувањето житни култури, луѓето ги избраа оние растенија за одгледување чии семиња останаа на увото што е можно подолго и не испаѓаа рано на полето или за време на транспортот. Луѓето на тој начин остварија поголеми приноси, но во исто време ја ограничија способноста на растението да се размножува. Затоа, житото треба да се истреби за да се ослободи зрното (семето).

Скоро сите наши култури денес не се во можност да преживеат надвор од обработливите полиња, бидејќи поставуваат големи побарувања за квалитетот на почвата и снабдувањето со хранливи материи и, згора на тоа, не се многу конкурентни со дивите растенија.

Кои цели ги извршуваат луѓето при размножување?

Човечките цели не се целите на растенијата

Постојат специфични цели за размножување за секој вид на култура. Овие цели за размножување се однесуваат на:

профитабилноста
Безбедност на приносот (вклучувајќи стабилност, отпорност на штетници и болести, поголема толеранција на климатски влијанија)
подобрување на квалитетот (состав на состојки во однос на здравјето, вкусот или својствата на преработката)
адаптација на растенијата кон производните процеси (на пр., униформно зреење, униформа должина на стеблото)
подобрена употреба на ресурси (хранливи материи, вода, итн.)

На што се базираат билни својства?

Гените на родителите ги одредуваат карактеристиките на децата

Карактеристиките се засноваат на информациите што се складираат на ДНК во форма на гени во клеточното јадро на растенијата (Прашајте го грозјето, Дел 1). Или еден ген може да биде одговорен за развој на својства или неколку гени се комбинираат за да ги создадат.

Растенијата можат да имаат околу 30.000 (тале-корсес) до повеќе од 60.000 гени (пченица). За време на оплодувањето, гените на таткото и мајката се комбинираат. Резултатот е потомство со нов сет на својства (Прашајте го грозјето, Дел 1). Колку е поголема сортата во рамките на еден вид, толку се поголеми неговите можни комбинации. Задачата на одгледувачот е да ги избере најдобрите кандидати за понатамошно размножување од оваа сорта. Ова е особено тешко за својства кои не се веднаш видливи, како што се вкусот или одредена отпорност на болести.

Како всушност се размножуваат растенијата?

Од цвеќиња и клонови, пчели и ветер

Самоопрашувачи вклучуваат пченица, јачмен, овес, ориз, грашок и грав.

Репродукцијата кај растенијата се одвива или сексуално преку опрашување и оплодување или асексуално преку вегетативна репродукција.

За време на сексуалната репродукција, поленот и јајце клетките се формираат во цвеќето на растенијата. Се прави разлика помеѓу самоопрашување, во кое поленот на цвеќето влегува во стигмата на истиот цвет и вкрстеното опрашување, во кое поленот од цветот на едно растение се пренесува на стигмата на цветот на друго растение.

Видот на опрашување има одлучувачко влијание врз карактеристиките на потомството и нивната разновидност. Бидејќи, во случај на самоопрашувачи, семето и поленот потекнуваат од иста фабрика, потомството е главно идентично едни со други и со матичното растение.

Генетскиот состав на овие растенија може да се промени само преку мутации или вкрстено оплодување.

Крос-опрашувачи вклучуваат 'рж, луцерка, сончогледи, семе од репка, коноп, сточна храна и шеќерна репка, како и пченка.

Во вкрстено опрашување, поленот и јајцето доаѓаат од различни растенија. Поленот може да се транспортира до растенијата приматели од инсекти или ветер. Потомството од таков крст е составено од голем број генетски различни растенија.

Покрај сексуалната репродукција, растенијата имаат можност и за бесполово размножување. Таканареченото вегетативно размножување создава растенија кои имаат точно исти својства како и оригиналното растение. Таквите растенија се познати и како подмножества или клонови. Примери за овој вид размножување се компири и јагоди. Развиени се различни методи на размножување во зависност од видот на размножување и опрашување.

Кои методи на размножување се таму?

Отпорност на мувла во прав: Преминувајќи ја етиопската копнена површина (лево), европската елитна сорта (десно) исто така стана отпорна на прашкаста мувла (од приближно 1930 година).

Отпорност на мувла во прав кај јачмен: Преминувајќи ја етиопската копно (лево), европската елитна сорта (десно) исто така стана отпорна на прашкаста мувла (од приближно 1930 година).

Различни патеки водат кон целта

Околу една третина од светската реколта е изгубена од болести на растенијата, штетници и плевели. Покрај тоа, идните предизвици се огромни, како резултат на постојано растечкото светско население со истовремено намалување на областите за одгледување и промена на климатските услови. Со цел да продолжиме да постигнуваме квалитетни и еколошки компатибилни приноси во доволни количини, ни треба ефикасно и иновативно размножување на растенијата.

Во минатиот век, класичните методи на размножување засновани на избор и вкрстување може да се надополнат со нови практики. Техниките што го олеснуваат наоѓањето на растенијата погодни за понатамошно размножување или техниките што овозможуваат додавање на индивидуални својства, го направија размножувањето на растенијата поефикасно. Предуслови за ова беа создадени преку основно истражување на растенијата.

Класични методи

На Елитно размножување е најстарата култивирана форма. Првично се работеше како масовен избор, во кој се одгледуваа подобрени мешавини на растителен вид. Подоцна беа избрани најдобрите индивидуални растенија од овие мешавини (локални сорти). Како резултат, сортите на земјиштето се распаднаа на генетски униформни линии (раси на земја).

Под Комбинирано размножување го разбира преминот на растенијата со цел рекомбинирање на карактеристиките. Различни сорти на култивирано растение може да се прекрстат едни со други или дивите видови да се вкрстат во култивираното растение.

Само најперспективните се избираат од одделните премини. Додека само-оплодувањето треба да се спречи при само-оплодување за да може да се создадат нови комбинации (вештачко преминување), при вкрстено опрашување, вкрстеното оплодување е намерно направено со друг партнер.

На Хибридно размножување е понатамошен развој на комбинирано размножување. Две генетски различни, но хомозиготни родителски растенија (вродени линии) се вкрстуваат едни со други. Потомството на овој крст е далеку супериорен во однос на нивниот родител во растот и приносот. Овој феномен се нарекува хетероза. Само од економски причини, собраниот материјал од хибридна сорта не може да се користи како семе, бидејќи ефектот на хетероза, а со тоа и високиот принос се губи во следната генерација поради расцепување на имотот.

Треба да се извршат бројни тестови пред да се заврши сортата. Потребни се околу 12 до 15 години од првиот крст до одобрувањето.

Хибридно размножување Покрај пченка, се користи и за шеќерна репка, сончоглед, многу видови зеленчук, житарици како пченица и 'рж и украсни растенија.

Нови, комплементарни методи

Во одгледување со помош на маркери ќе бидат техники на молекуларна биологија како PCR, секвенционирање или Одредување состојки (Прашајте го грозјето, дел 2 - во тек) се користат за да се испита потомството на вкрстените раси за нивниот генетски состав и да се споредат со оригиналните растенија. Со создавање на таков „генетски отпечаток од прст“, можно е да се утврди кои млади растенија се погодни за понатамошно размножување. Напорите за размножување се намалуваат.

Паметно размножување: По првичен премин, се избираат потомци со помош на молекуларни биолошки методи кои ја имаат посакуваната нова одлика. Овие потоа се прекрстуваат сè додека не исчезнат сите непожелни својства.

Паметно размножување е „префинетост“ на одгледувањето потпомогнато од маркери. Овој метод, исто така познат како прецизно размножување, овозможува да се детектираат интересни варијации на гени или да се користат диви растенија поконкретно и поефикасно отколку порано за размножување.

Додека Размножување на мутација Геномот го менува генетскиот материјал на ненасочен начин преку радиоактивно зрачење или хемикалии и со тоа влијае врз составот на својството на растенијата само по случаен избор и на ненасочен начин Генетскиот инженеринг насочено вметнување на ген или помалку гени и со тоа нови својства. Ова вметнување може да го ограничи типот (трансгенско растение), но исто така и во рамките на еден вид (цисгено растение) соодветно.

Зошто ни се потребни генски банки?

Обезбедување разновидност на својства

Во Генетска банка на гени складирајте околу 145.000 примероци од семе од земјоделски култури од целиот свет. Само во генската банка има 20.000 јачмен.

Бидејќи размножувањето се базира на постојан избор на растенија, ова може да доведе до стеснување на Гени базени олово во рамките на растителен вид. Ова стеснување е особено сериозно ако само неколку видови беа припитомени и користени за понатамошно размножување на почетокот на употребата на растителен вид од страна на луѓето.

Кога одгледувачите и научниците го сфатија ова, тие беа Ген банки во која се собира и складира генетската разновидност на растенијата во вид на семе. Заради новите и поефикасни методи на размножување, зачуваните стари сорти или диви видови во иднина ќе се користат повеќе и генските банки ќе добијат поголема важност.