از زمان های قدیم، مردم مجذوب زیبایی و تنوع گیاهان اطراف، به ویژه گل ها بوده اند. عطر و لطافت آنها در همه اعصار مظهر عشق و صفا و تجلی احساسات بوده است. به تدریج، شخص متوجه شد که می تواند نه تنها از مناظر موجود این موجودات زیبا لذت ببرد، بلکه در شکل گیری آنها نیز مشارکت داشته باشد. بدین ترتیب عصر اصلاح نباتات آغاز شد و منجر به تولید گونه های جدید با ویژگی های ضروری و مهم تر در ژنوتیپ و فنوتیپ شد. این دو علم که روی این موضوع با هم کار می کنند تا به حال به نتایج خارق العاده ای دست یافته اند - اینها ژنتیک و گیاه شناسی هستند.
موضوع گیاه شناسی
گیاه شناسی علمی است که همه چیز مربوط به گیاهان را مطالعه می کند. آنها هستند:
- مورفولوژی;
- ژنتیک;
- فیزیولوژی؛
- آناتومی;
- سیستماتیک.
این رشته تمام جنبه های زندگی نمایندگان فلور، از فرآیندهای داخلی تنفس، تولیدمثل و فتوسنتز گرفته تا تنوع خارجی صفات فنوتیپی را پوشش می دهد.
این یکی از کهن ترین علومی است که همراه با تکامل انسان پدید آمده است. علاقه به موجوداتی که در اطراف او رشد می کنند، بنابراین تزئین فضای اطراف، همیشه با یک شخص همراه بوده است. علاوه بر این، علاوه بر زیبایی، همیشه منبع قدرتمندی از مواد غذایی، اجزای دارویی، مصالح ساختمانی بوده است. بنابراین، گیاه شناسی علمی است که به مطالعه قدیمی ترین، مهم ترین، متنوع ترین و پیچیده ترین موجودات روی سیاره ما - گیاهان - می پردازد.
اصلاح نباتات
با گذشت زمان و انباشته شدن دانش نظری در مورد ساختار این موجودات از درون، شیوه زندگی و فرآیندهای در حال وقوع در آنها، درک چگونگی دستکاری رشد و تکامل آنها در دسترس قرار گرفت.. علم ژنتیک در حال شتاب گرفتن بود که این امکان را به وجود آورد که اشیاء مختلف را در سطح کروموزومی مطالعه کرد، آنها را با یکدیگر تلاقی کرد، نتایج خوب و بد را به دست آورد و موارد سودآور و ضروری را انتخاب کرد. این با اکتشافات زیر ممکن شد.
- کوددهی مضاعف در گیاهان.
- کشف فرآیندهای میتوز و میوز.
- توسعه روش های تقاطع.
- پدیده هتروزیس، زاد و ولد و جوجه کشی.
- رمزگشایی کد ژنتیکی گیاهان.
- مطالعات زیست مولکولی ترکیب سلولی و بافتی.
- اکتشافات در زمینه سیتولوژی و بافت شناسی.
البته اینها همه پیش نیازهایی نیست که به عنوان آغاز یک حرکت قدرتمند و توسعه روش های اصلاح نباتات عمل کرد.
کراسینگ و ویژگی های آن
نام فرآیند دیگرصلیب - هیبریداسیون. روش استفاده از این پدیده هیبریدولوژیک نامیده می شود. گرگور مندل اولین کسی بود که از آن برای آزمایشات خود استفاده کرد. هر دانش آموزی آزمایش های معروف خود را روی نخود فرنگی می داند.
ماهیت کل فرآیند تلاقی اشکال والدین با یکدیگر به منظور به دست آوردن فرزندان هتروزیگوت است که هیبرید نامیده می شود. در همان زمان، انواع مختلفی از عبور توسعه یافته است. آنها با در نظر گرفتن ویژگی های فردی تنوع، گونه یا جنس انتخاب می شوند. دو نوع اصلی از این فرآیندها وجود دارد.
- Outbreeding یا Outbreeding. به این معنی است که اشکال والد اولیه به یک گونه، جنس یا گونه تعلق ندارند. یعنی ربطی به هم ندارند. چنین تلاقی یکی از محبوب ترین است و اغلب منجر به هتروزیس در هنگام پرورش لاین های خالص می شود.
- همخونی، یا همخونی - هیبریداسیون نزدیک افراد متعلق به همان گونه یا جنس، واریته. این روش برای تثبیت یک صفت مفید در یک جمعیت از جمله یک صفت فنوتیپی استفاده می شود. با انکوباسیون مکرر و درست انجام شده، می توان خطوط گیاهی خالص ژنتیکی به دست آورد.
این نوع عبورها در درون خود انواع باریک تری دارند. بنابراین، یکی از اشکال هم نژادی، تلاقی - هیبریداسیون بین واریته ها است.
علاوه بر انواع، انواع مختلفی از عبور نیز وجود دارد. آنها توسط مندل، توماس مورگان و دیگر ژنتیک دانان قرون گذشته توصیف و مورد مطالعه قرار گرفتند.
بازدیدتلاقی
چند نوع اصلی هیبریداسیون افراد وجود دارد.
- تک هیبریدی یا ساده. این به معنای تلاقی اشکال والدین با اولین فرزندان است که یک بار انجام می شود.
- Dihybrid - بر اساس والدینی که در دو جفت ویژگی متفاوت هستند.
- قابل بازگشت - هیبریدی از نسل اول با والد اصلی تلاقی می‌کند.
- Polyhybrid، یا دو - افراد نسل اول سپس با یکدیگر تلاقی داده می شوند، و افراد بعدی با گونه ها و گونه های دیگر تلاقی می کنند.
همه گونه های نشان داده شده در هر موقعیت خاص معنی دارند. یعنی برای برخی از گیاهان یک تلاقی ساده کافی است تا به نتیجه مطلوب برسد. و برای دیگران، هیبریداسیون چند هیبریدی فازی پیچیده برای به دست آوردن صفت مورد نظر و تثبیت آن در کل جمعیت مورد نیاز است.
هیبریدهای نسل های مختلف
در نتیجه هر تلاقی، این یا آن فرزندان تشکیل می شود. صفاتی که از والدین خود گرفته است می تواند خود را به درجات مختلف نشان دهد.
بنابراین، علائم هیبریدهای نسل اول از نظر فنوتیپی همیشه یکنواخت است که قانون مندل (اول) و آزمایشات او روی نخود فرنگی تأیید می کند. بنابراین، اغلب این نوع هیبریداسیون تک هیبریدی است که برای به دست آوردن همان نتیجه مورد استفاده قرار می گیرد، که فقط در یک زمان مورد نیاز است.
بعلاوه، همه افراد بعدی در حال حاضر ویژگی ها را در خود ترکیب می کنند، بنابراین تقسیم در نسبت های خاصی ظاهر می شود. مغلوب ظاهر می شود، فرآیندهای جهشی تداخل دارند. بنابراین، مهم ترین فعالیت صنعتی استانسان، کشاورزی او، دقیقاً اولین نسل از گیاهان دریافت شده است.
مثال معمولی: اگر هدف تولید تنها گوجه فرنگی زرد در نتیجه یک دوره فصلی باشد، باید یک گوجه زرد و یک گوجه قرمز را با هم تلاقی کرد، اما قرمز را باید زودتر از والد زرد دریافت کرد. در این صورت، نسل اول مطمئناً یکنواخت خواهد بود - میوه های گوجه فرنگی زرد.
هیبریدهای بین گونه ای: خصوصیات
هیبریدهای بین گونه ای آنهایی هستند که در نتیجه زاد و ولد یا تلاقی دور به دست می آیند. یعنی این نتیجه جفت گیری افراد متعلق به گونه های مختلف به منظور به دست آوردن گونه جدیدی با ویژگی ها و ویژگی های از پیش تعیین شده است.
به این ترتیب بسیاری از گیاهان مهم کشاورزی و زینتی در صنعت توسط مردم به دست آمد و بسیاری از گونه های جدید از افراد در پرورش حیوانات پرورش یافتند.
نمونه هایی از موجودات مشابه
نمونه هایی از هیبریدهای بین گونه ای در بین گیاهان:
- گندم خوراک؛
- تریتیکاله - گندم و چاودار؛
- اشکال چاودار-علف گندم؛
- wheat-elimus;
- چند نوع تنباکو و موارد دیگر.
اگر در مورد حیوانات صحبت می کنیم، می توان نمایندگان زیادی را به عنوان مثال ذکر کرد:
- hines (اسب و الاغ)؛
- ligr - شیر و ببر؛
- mezhnyak - خروس سیاه و کاپرکایلی و دیگران.
مشکل اصلی این گونه هیبریداسیون ها این است که فرزندان یا عقیم هستند یاغیر قابل دوام به همین دلیل است که مردم راههای زیادی برای حذف این عوامل ایجاد و توسعه داده‌اند. از این گذشته، اگر نتیجه مطلوب حاصل شد، نه تنها رفع آن، بلکه معرفی تولید چنین موجوداتی در سیستم بسیار مهم است.
چه چیزی باعث ناباروری در هیبریدهای بین گونه ای می شود؟
علل چنین مشکلاتی در فرآیندهای میوز و میتوز نهفته است، یعنی در آنافاز، زمانی که کروموزوم ها به سمت قطب های سلول جدا می شوند. در این لحظه، هر یک از آنها به دنبال جفت همولوگ خود هستند. اینگونه است که کروموزوم های کامل از کروماتیدها تشکیل می شوند و کاریوتیپ کلی ارگانیسم تشکیل می شود.
اما در افرادی که ادغام در آنها از اشکال مختلف والدین رخ داده است، امکان ملاقات با چنین ساختارهایی حداقل یا غیرممکن است. به همین دلیل است که ترکیبی تصادفی از صفات رخ می دهد و در نتیجه افراد نابارور یا غیرقابل زندگی می شوند. یعنی ژن‌ها در واقع ناسازگار می‌شوند.
اگر به سطح مولکولی رجوع کنیم و علت ناباروری هیبریدهای بین گونه ای را دریابیم، پاسخ این خواهد بود: ناسازگاری بخش های DNA از هسته سلول و میتوکندری است. در نتیجه، در فرآیند میوز هیچ پیوند کروموزومی وجود ندارد.
این منجر به نتایج فاجعه آمیزی هم در اصلاح نباتات و هم در تلاقی و اصلاح نژادها و گونه های جانوری جدید می شود. به خصوص اغلب این در نمایندگان فلور اتفاق می افتد. بنابراین، شما می توانید فقط یک بار محصولی از گیاهان هیبریدی تهیه کنید که برای توسعه کشاورزی بسیار ناخوشایند است.
بعد از اینکه برای دانشمندان مشخص شد علت ناباروری بین گونه ای چیستهیبریدها، کار فعال برای یافتن راهی برای از بین بردن این علل آغاز شد. این منجر به ایجاد چندین راه برای از بین بردن عقیمی افراد شد.
راههای غلبه بر ناباروری
راه اصلی انتخاب شده توسط زیست شناسان برای حل این مشکل به شرح زیر است. در مرحله میوز، زمانی که کروموزوم ها به سمت قطب های سلول جدا می شوند، ماده خاصی به نام کلشی سین وارد آن می شود. باعث انحلال الیاف دوک (مرکز سلول) می شود. در نتیجه، همه کروموزوم ها در یک سلول باقی می مانند و در سلول های مختلف قرار نمی گیرند. اکنون صرف رایگان بین جفت های همولوگ امکان پذیر است، به این معنی که روند میوز در آینده کاملاً طبیعی است.
بنابراین، نسل بارور می شود و در آینده در صورت تلاقی با اشکال مختلف، به راحتی میوه می دهد. اغلب از این روش در اصلاح نباتات استفاده می شود که به آن پلی پلوئیدی می گویند. اولین بار توسط دانشمند ما کارپچنکوف استفاده شد. بنابراین او اولین هیبرید حاصلخیز از کلم و تربچه را به دست آورد.
دلیل ناباروری هیبریدهای بین گونه ای را قبلاً فهمیدیم. با دانستن ماهیت مشکل، موفق شدیم دو راه دیگر برای حل آن ایجاد کنیم.
- گیاهان تنها با گرده یکی از والدین گرده افشانی می کنند. این روش به شما امکان می دهد چندین نسل از افراد هیبریدی را بارور کنید. با این حال، پس از آن این ویژگی همچنان باز می گردد و افراد دوباره عقیم می شوند.
- گرده افشانی هیبریدها در نسل اول با گرده والدین.
امروز روش های مبارزه بیشتری ایجاد نشده است، اما کار در این راستا در حال انجام است.
نیلوفرها و هیبریدهای آنها
نماد پاکی و معصومیت، گلغم و اندوه برای درگذشتگان، نمایندگان ملایم و ظریف نیلوفرها - نیلوفرها. این گیاهان برای قرن های متمادی مورد توجه انسان بوده اند. در این مدت، هیچ گونه ای ایجاد نشده است! به طور طبیعی، تلاقی های بین گونه ای آنها را نیز تحت تأثیر قرار داد.
نتیجه توسعه 9 گروه از گونه های هیبریدی بود که به سادگی با زیبایی صفات فنوتیپی شگفت زده می شوند! در میان آنها، جایگاه ویژه ای توسط دو نماینده غیرمعمول و مورد تقاضا اشغال شده است:
- هیبریدهای شرقی؛
- lilies OT hybrids.
بیایید علائم هر دو گروه را در نظر بگیریم و آنها را شرح دهیم.
هیبریدهای شرقی
این بزرگترین هیبرید از نظر تشکیل گل است. بیولوژی آنها عملاً هیچ تفاوتی با سایر نمایندگان ندارد. ابعاد کاسه گل در حال رشد می تواند به قطر 31 سانتی متر برسد و رنگ آن می تواند متفاوت باشد. واریته نیپون بسیار زیبا است و دارای گلهای سفید بزرگ با حاشیه صورتی است. گلبرگهای آنها موجدار است.
ارتفاع این گیاهان تا 1.2 متر می رسد که باعث می شود در فاصله 20-25 سانتی متری از یکدیگر کاشته شوند و پشته های گلدار زیبایی تشکیل دهند. همه نمایندگان این گروه عطر بسیار قوی دارند.
Orienpits
این نیلوفرهای OT-hybrids است که مخفف آن از نام کامل تشکیل شده است: اشکال شرقی-لوله ای. آنها را به دلیل اندازه گیاه بسیار بلند و گلهای بزرگ درخت سوسن نیز می نامند. روی یک ساقه تا ارتفاع 2.5 متر، بیش از 25 گل بزرگ (تا 30 سانتی متر) می تواند تشکیل شود که بسیار معطر و رنگ های روشن هستند.
این اجازه می دهد تا این گروه از هیبریدها در بین باغبانان بسیار محبوب باشند، اگرچه همه نمی توانند با پرورش خود کنار بیایند. مراقبت بسیار دقیق و کاشت مناسب مورد نیاز است تا چنین اشکالی بتوانند ریشه بدهند و فرزندان تولید کنند.
آفتابگردان و اشکال ترکیبی آن
هیبریدهای آفتابگردان از نظر رسیدن بذر با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین، اختصاص دهید:
- اوایل (تا 90 روز)؛
- زودرس (تا 100 روز)؛
- وسط فصل (تا 110 روز).
هیبرید دانه ها نیز متفاوت است. محتوای روغن و عملکرد عالی است و به دوره رسیدن بستگی دارد. هر چه مدت زمان طولانی تری گیاه در زمین باشد، کیفیت محصول بالاتر می رود. می توانید برخی از رایج ترین هیبریدهای این گیاه در جهان را نام ببرید که بیشترین تقاضا را در کشاورزی دارند.
- Tunka.
- بسفر.
- راکی.
- PR64A15.
- Jason.
- به جلو.
در میان مزایای اصلی آنها:
- تحمل به خشکی؛
- بیماری ها و آفات؛
- بازده;
- دانه با کیفیت بالا؛
- باردهی خوب.
