מאז ימי קדם, אנשים הוקסמו מהיופי והמגוון של הצמחים שמסביב, במיוחד הפרחים. הארומה והרוך שלהם בכל הגילאים היו האנשה של אהבה, טוהר, ביטוי של רגשות. בהדרגה, אדם הבין שהוא יכול לא רק ליהנות מהנופים הקיימים של היצורים היפים האלה, אלא גם לקחת חלק בהיווצרותם. כך החל עידן גידול הצמחים, שהוביל לייצור מינים חדשים בעלי תכונות הכרחיות וחשובות יותר בגנו- ובפנוטיפ. שני המדעים העובדים יחד בנושא זה הצליחו להשיג תוצאות פנטסטיות עד כה - אלו הן גנטיקה ובוטניקה.
נושא בוטני
בוטניקה הוא המדע החוקר כל מה שקשור לצמחים. זה הם:
- מורפולוגיה;
- genetics;
- physiology;
- אנטומיה;
- systematics.
דיסציפלינה זו מכסה את כל ההיבטים של חייהם של נציגי הצומח, החל מהתהליכים הפנימיים של נשימה, רבייה ופוטוסינתזה ועד למגוון החיצוני של תכונות פנוטיפיות.
זהו אחד המדעים העתיקים ביותר, שהופיעו יחד עם התפתחות האדם. העניין ביצורים הגדלים סביבו, כך לקשט את החלל שמסביב, תמיד היה עם אדם. בנוסף, בנוסף ליופי, זה תמיד היה מקור רב עוצמה למזון, רכיבים רפואיים, חומרי בניין. לכן, בוטניקה היא מדע החוקר את האורגניזמים העתיקים, החשובים, המגוונים והמורכבים ביותר על הפלנטה שלנו - צמחים.
גידול צמחים
עם חלוף הזמן וצבירת הידע התיאורטי על מבנה היצורים הללו מבפנים, אורח חייהם והתהליכים המתרחשים בהם, הוא הפך זמין להבנה כיצד לתמרן את צמיחתם והתפתחותם. מדע הגנטיקה תפס תאוצה, מה שאפשר לחקור עצמים שונים ברמה הכרומוזומלית, להצליב אותם זה עם זה, להגיע לתוצאות טובות ורעות ולבחור רווחיות והכרחיות. זה התאפשר הודות לתגליות הבאות.
- דישון כפול בצמחים.
- גילוי תהליכי המיטוזה והמיוזה.
- פיתוח שיטות מעבר.
- התופעות של הטרוזיס, גידול חוצה ודגירה.
- פענוח הקוד הגנטי של צמחים.
- מחקרים ביומולקולריים של הרכב תאים ורקמות.
- תגליות בתחום הציטולוגיה וההיסטולוגיה.
כמובן, אלו לא כל הדרישות המוקדמות ששימשו התחלה של תנועה עוצמתית ופיתוח שיטות גידול צמחים.
הצלבה ומאפייניה
שם תהליך אחרהצלבות - הכלאה. שיטת השימוש בתופעה זו נקראת היברידיולוגית. גרגור מנדל היה הראשון שהשתמש בו לניסויים שלו. כל תלמיד בית ספר מכיר את הניסויים המפורסמים שלו באפונה.
מהות התהליך כולו היא הצלבת צורות הוריות זו עם זו על מנת להשיג צאצאים הטרוזיגוטיים, שייקרא הכלאה. במקביל, פותחו סוגים שונים של מעברים. הם נבחרים תוך התחשבות במאפיינים האישיים של הזן, המין או הסוג. ישנם שני סוגים עיקריים של תהליכים כאלה.
- הגדלת חוץ, או גידול חוץ. מרמז שצורות האב הראשוניות אינן שייכות לאותו מין, מין או זן. כלומר, הם לא קשורים. הצלבה כזו היא אחת הפופולריות ביותר ולרוב מובילה להטרוזה כאשר מגדלים קווים טהורים.
- הכלאה, או הכלאה בקשר הדוק של פרטים השייכים לאותו מין או סוג, זן. שיטה זו משמשת לתיקון תכונה שימושית באוכלוסייה, כולל פנוטיפית. עם דגירה חוזרת שבוצעה כהלכה, ניתן להשיג קווי צמחים טהורים גנטית.
לסוגי מעברים אלה יש זנים צרים יותר בתוכם. אז, אחת מצורות ההתרבות היא הכלאה - הכלאה בין זנים.
בנוסף לסוגים, ישנם גם סוגים שונים של מעברים. הם תוארו ונחקרו בפירוט על ידי מנדל, תומס מורגן וגנטיקאים אחרים במאות השנים האחרונות.
צפיותהכלאה
יש כמה סוגים עיקריים של הכלאה של פרטים.
- מונוהיברידי, או פשוט. זה מרמז על הצלבה של צורות הוריות עם הצאצא הראשון, המתבצעת פעם אחת.
- Dihybrid - מבוסס על הורים שנבדלים זה מזה בשני זוגות של מאפיינים.
- ניתן להחזיר - הכלאה מהדור הראשון מוצלבת עם ההורה המקורי.
- Polyhybrid, או כפול - פרטים מהדור הראשון מוצלבים זה עם זה, ואחריהם עם זנים ומינים אחרים.
לכל הזנים המצוינים יש משמעות בכל מצב ספציפי. כלומר, עבור כמה צמחים, חצייה פשוטה מספיקה כדי לקבל את התוצאה הרצויה. ועבור אחרים, נדרשת הכלאה מורכבת של פולי-היברידית בשלבים כדי להשיג את התכונה הרצויה ולגבש אותה בכל האוכלוסייה.
היברידיות של דורות שונים
כתוצאה מכל הצלבה, נוצר צאצא זה או אחר. התכונות שהוא לקח מהוריו יכולות להתבטא בדרגות שונות.
לכן, הסימנים של כלאיים מהדור הראשון הם באופן פנוטיפי תמיד אחידים, דבר המאושר על ידי חוק מנדל (הראשון) והניסויים שלו באפונה. לכן, לרוב מדובר בסוג ההכלאה המונו-היברידי המשמש להשגת אותה תוצאה, הנדרשת רק בכל פעם.
בהמשך, כל הפרטים הבאים כבר משלבים מאפיינים בפני עצמם, כך שפיצול מופיע ביחסים מסוימים. מופיעים רצסיביים, תהליכים מוטציות מפריעים. לכן, החשוב ביותר לפעילות תעשייתיתהאדם, החקלאות שלו, הוא בדיוק הדור הראשון של צמחים שהתקבלו.
דוגמה טיפוסית: אם המטרה היא לייצר רק עגבניות צהובות כתוצאה מתקופה עונתית אחת, אז יש לחצות עגבנייה צהובה ואדומה, אבל את האדומה יש לקבל מוקדם יותר מההורה הצהוב. במקרה זה, הדור הראשון בהחלט יהיה אחיד - פירות עגבניות צהובות.
הכלאות בין-ספציפיות: מאפיינים
כלאיים בין-ספציפיים הם כאלה שמתקבלים כתוצאה מהתרבות או מהצלבה מרוחקת. כלומר, זוהי תוצאה של הזדווגות של פרטים המשתייכים למינים שונים על מנת להשיג אחד חדש עם מאפיינים ותכונות שנקבעו מראש.
בדרך זו, צמחים חקלאיים ונוי חשובים רבים הושגו בתעשייה על ידי אנשים, ומינים חדשים רבים של פרטים גדלו בגידול בעלי חיים.
דוגמאות של אורגניזמים דומים
דוגמאות של הכלאות בין-ספציפיות בין צמחים:
- feed wheat;
- triticale - חיטה ושיפון;
- צורות עשב שיפון;
- wheat-elimus;
- מספר סוגי טבק ואחרים.
אם אנחנו מדברים על בעלי חיים, אז גם הרבה נציגים יכולים להיות מובאים כדוגמה:
- hines (סוס וחמור);
- ligr - אריה ונמרה;
- mezhnyak - גרוש שחור וגפת ועוד.
הבעיה העיקרית בהכלאות כאלה היא שהצאצאים הם או סטריליים אולא בר-קיימא. זו הסיבה שאנשים יצרו ופיתחו הרבה דרכים לחסל את הגורמים הללו. אחרי הכל, אם התוצאה הרצויה מתקבלת, אז חשוב מאוד לא רק לתקן את זה, אלא גם להכניס את הייצור של אורגניזמים כאלה למערכת.
מה גורם לאי-פוריות בהכלאות בין-ספציפיות?
הגורמים לבעיות כאלה נעוצות בתהליכים של מיוזה ומיטוזה, כלומר באנפאזה, כאשר הכרומוזומים מתפצלים לכיוון הקטבים של התא. ברגע זה, כל אחד מהם מחפש את הזוג ההומולוגי שלו. כך נוצרים כרומוזומים שלמים מכרומטידות ונוצר הקריוטיפ הכללי של האורגניזם.
אבל אצל אותם אנשים שבהם המיזוג התרחש מצורות הורות שונות, האפשרות לפגוש מבנים כאלה היא מינימלית או בלתי אפשרית. לכן מתרחש שילוב אקראי של תכונות וכתוצאה מכך, אנשים הופכים לא פוריים או חסרי קיימא. כלומר, גנים, למעשה, הופכים לבלתי תואמים.
אם נפנה לרמה המולקולרית ונגלה מהי הסיבה לאי-פוריות של כלאיים בין-ספציפיים, אז התשובה תהיה כזו: מדובר בחוסר התאמה של קטעי DNA מגרעין התא והמיטוכונדריה. כתוצאה מכך, אין צימוד כרומוזומים בתהליך המיוטי.
זה מוביל לתוצאות הרות אסון הן בגידול צמחים והן בהצלבה והתרבות גזעים ומינים חדשים של בעלי חיים. במיוחד לעתים קרובות זה קורה בנציגי הצומח. לכן, אתה יכול לקבל יבול של צמחים היברידיים רק פעם אחת, וזה מאוד לא נוח לפיתוח החקלאות.
לאחר שהתברר למדענים מה הגורם לאי פוריות בין המיניםכלאיים, עבודה פעילה החלה למצוא דרך לחסל את הסיבות הללו. זה הוביל ליצירת מספר דרכים לחסל את הסטריליות של אנשים.
דרכים להתגבר על אי פוריות
הדרך העיקרית שבחרו ביולוגים כדי לפתור בעיה זו היא הבאה. בשלב המיוזה, כאשר הכרומוזומים מתפצלים לכיוון הקטבים של התא, מוכנס לתוכו חומר מיוחד, קולכיצין. זה מקדם את פירוק סיבי הציר (מרכז התא). כתוצאה מכך, כל הכרומוזומים נשארים בתא אחד, ואינם נופלים לתא שונים. כעת מתאפשרת צימוד חופשי בין זוגות הומולוגיים, מה שאומר שתהליך המיוזה די נורמלי בעתיד.
לפיכך, הצאצאים הופכים פוריים ומניבים בקלות פירות בעתיד כשהם מצליבים עם צורות שונות. לרוב, שיטה זו משמשת בגידול צמחים, היא נקראת פוליפלוידיה. זה יושם לראשונה על ידי המדען שלנו Karpechenkov. אז הוא קיבל את ההכלאה הפורה הראשונה של כרוב וצנון.
מהי הסיבה לאי-פוריות של כלאיים בין-ספציפיים, כבר גילינו. מתוך ידיעת מהות הבעיה, הצלחנו ליצור שתי דרכים נוספות לפתור אותה.
- צמחים מאביקים עם אבקה מהורה אחד בלבד. שיטה זו מאפשרת לך לקבל כמה דורות של פרטים היברידיים, פוריים. עם זאת, אז התכונה עדיין חוזרת, והפרטים הופכים שוב לסטריליים.
- האבקת כלאיים בדור הראשון עם אבקה מהורים.
היום לא נוצרו עוד שיטות מאבק, אבל מתבצעת עבודה בכיוון זה.
חבצלות והכלאיים שלהם
סמל של טוהר ותמימות, פרחיםעצב וצער על היוצאים, נציגים עדינים ועדינים של חבצלות - חבצלות. צמחים אלה מוערכים על ידי האדם במשך מאות שנים. במהלך תקופה זו, לא נוצרו זנים! כמובן, גם מעברים בין-ספציפיים השפיעו עליהם.
התוצאה הייתה פיתוח של תשע קבוצות של זנים היברידיים שפשוט מדהימים עם היופי של תכונות פנוטיפיות! ביניהם, מקום מיוחד תופסים שני הנציגים יוצאי הדופן והמבוקשים ביותר:
- הכלאות מזרחיות;
- ליליות OT היברידיות.
בואו נשקול את הסימנים של שתי הקבוצות וניתן להם תיאור.
כלאיים מזרחיים
זוהי ההיברידית הגדולה ביותר מבחינת היווצרות פרחים. הביולוגיה שלהם כמעט אינה שונה מזו של נציגים אחרים. מימדי הגביע הגדל יכולים להגיע לקוטר של 31 ס מ, והצבע יכול להיות שונה. זן הניפון יפה מאוד, בעל פרחים לבנים גדולים עם גבול ורוד. עלי הכותרת שלהם גליים.
גובהם של צמחים אלו נע עד 1.2 מ' זה מאפשר לשתול אותם במרחק של 20-25 ס מ אחד מהשני וליצור רכסי פריחה יפים. כל נציגי הקבוצה הזו מדיפים ארומה חזקה מאוד.
Orienpits
זהו החבצלות ההיברידיות של OT, שהקיצור שלהן נוצר מהשם המלא: צורות מזרחיות-צינוריות. הם נקראים גם עצי שושן בשל גודל הצמח הגבוה מאוד והפרחים הגדולים שלהם. על גבעול אחד בגובה של עד 2.5 מטרים יכולים להיווצר למעלה מ-25 פרחים גדולים (עד 30 ס מ) שהם ריחניים מאוד וצבעוניים עזים.
זה מאפשר לקבוצה זו של כלאיים להיות פופולריים מאוד בקרב גננים, אם כי לא כולם יכולים להתמודד עם הרבייה שלהם. נדרשת טיפול זהיר מאוד ושתילה נכונה כדי שצורות כאלה יוכלו להשתרש ולהוליד צאצאים.
Sunflower והצורות ההיברידיות שלה
כלאי חמניות נבדלים זה מזה מבחינת הבשלת זרעים. אז, הקצו:
- early (עד 90 ימים);
- הבשלה מוקדמת (עד 100 ימים);
- אמצע העונה (עד 110 ימים).
הכלאיים של זרעים גם נותנים אחרת. תכולת השמן והיבול מצוינים ותלויים בתקופת ההבשלה. ככל שהצמח נמצא זמן רב יותר באדמה, כך איכות היבול גבוהה יותר. אתה יכול למנות כמה מהכלאיים הנפוצים ביותר בעולם של צמח זה, המבוקשים ביותר בחקלאות.
- Tunka.
- בוספורוס.
- רוקי.
- PR64A15.
- Jason.
- Forward.
בין היתרונות העיקריים שלהם:
- סובלנות לבצורת;
- מחלות ומזיקים;
- תשואה;
- זרעים באיכות גבוהה;
- פרי טוב.
