Omul în dorința lui de a îmbunătăți natura se mișcă din ce în ce mai departe. Datorită realizărilor moderne în genetică, fermierii obțin hibrizi din ce în ce mai neobișnuiți și interesanți, care pot satisface cele mai îndrăznețe dorințe ale consumatorilor.
În plus, globalizarea duce la răspândirea unor specii de plante care nu sunt tipice pentru o anumită zonă climatică. Am plecat de mult de la ananasul și bananele exotice, nectarinele hibride și miniolii etc. au devenit familiari.

pepene galben (38 kcal, vitamine A, C)

În exterior, este obișnuitul pepene cu dungi, dar în același timp galben strălucitor în interior. O altă caracteristică este numărul foarte mic de oase. Acest pepene verde este rezultatul încrucișării unui pepene sălbatic (galben în interior, dar complet lipsit de gust) cu un pepene cultivat. Rezultatul este suculent și fraged, dar mai puțin dulce decât roșu.
Sunt cultivate în Spania (soiuri rotunde) și Thailanda (ovale). Există o varietate „Lunar” crescută de crescătorul Sokolov din Astrakhan. Această tulpină are arome foarte dulci, cu unele note exotice precum mango sau lămâie sau dovleac.
Există, de asemenea, un hibrid ucrainean bazat pe pepene verde („kavun”) și dovleac („garbuza”) - „kavbuz”. Seamănă mai mult cu un dovleac cu aromă de pepene verde și este ideal pentru a face terci.

cartofi mov (72 kcal, vitamina C, vitamine B, potasiu, fier, magneziu și zinc)

Un cartof cu coaja roz, galbenă sau mov nu mai surprinde pe nimeni. Dar oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Colorado au reușit să obțină un cartof cu o culoare violet înăuntru. La baza soiului au fost cartofii andini de munte, iar culoarea se datorează conținutului ridicat de antociani. Aceste substanțe sunt cei mai puternici antioxidanți, ale căror proprietăți se păstrează chiar și după gătire.
Au numit soiul „Purple Majesty”, acesta este deja vândut activ în Anglia și începe în Scoția, a cărui climă este cea mai potrivită pentru soi. Popularizarea soiului a fost facilitată de specialistul culinar englez Jamie Oliver. Acești cartofi mov cu gustul obișnuit arată grozav sub formă de piure de cartofi, o culoare bogată de nedescris, copți și bineînțeles cartofi prăjiți.

varza romanesco (25 kcal, caroten, vitamina C, săruri minerale, zinc)

Aspectul eteric al acestei rude apropiate a broccoli și conopidă ilustrează perfect conceptul de „fractal”. Inflorescențele sale de culoare verde pal sunt în formă de con și dispuse în spirală pe un cap de varză. Această varză provine din Italia, este pe piață de aproximativ 10 ani, iar crescătorii olandezi au contribuit la popularizarea ei, îmbunătățind ușor leguma cunoscută de gospodinele italiene încă din secolul al XVI-lea.

Romanesco are puține fibre și multe substanțe utile datorită acestui fapt, este ușor de digerat. Interesant este că atunci când gătiți această varză, nu există un miros caracteristic de varză care să nu le placă atât de mult copiilor. În plus, aspectul exotic al legumei spațiale te face să vrei să o încerci. Romanesco se prepară ca broccoli obișnuit - fiert, înăbușit, adăugat în paste și salate.

Pluot (57 kcal, fibre, vitamina C)

Din încrucișarea unor astfel de specii de plante precum prunele (prune) și caisele (caise), s-au obținut doi hibrizi pluot, care arată mai mult ca un prun, și aprium, mai mult ca o caise. Ambii hibrizi poartă numele primelor silabe titluri în engleză specie parentală.
În exterior, fructele pluot sunt de culoare roz, verde, visiniu sau Violet, în interior - de la alb la prune bogat. Acești hibrizi au fost crescuți în Pepiniera Dave Wilson în 1989. Acum în lume există deja două soiuri de aprium, unsprezece soiuri de pluot, una nectaplama (un hibrid de nectarină și prune), una pichplama (un hibrid de piersică și prune).
Plugurile sunt folosite pentru a face sucuri, deserturi, preparate de casă și vin. Gustul acestui fruct este mult mai dulce decât cel al prunelor și caiselor.

ridiche pepene verde (20 kcal, acid folic, vitamina C)

Ridichi de pepene verde se ridică la înălțimea numelui lor - sunt zmeură strălucitoare în interior și acoperite cu o coajă alb-verzuie la exterior, la fel ca un pepene verde. Și ca formă și dimensiune (diametru 7-8 cm), seamănă cu o ridiche sau un nap de mărime medie. Are un gust destul de obișnuit - amar la piele și dulce la mijloc. Adevărul este mai solid, nu atât de suculent și crocant ca de obicei.
Arată minunat într-o salată, pur și simplu feliată cu semințe de susan sau sare. De asemenea, se recomandă să se facă piure de cartofi din el, să se coace, să se adauge la legume pentru prăjit.

Yoshta (40 kcal, antociani cu proprietăți antioxidante, vitamine C, P)

Încrucișarea unor astfel de specii de plante precum coacăzele (johannisbeere) și agrișele (stachelbeere) a dat fructelor joshtu cu fructe aproape de negru, de mărimea unei cireșe, gust dulce-acrișor, ușor astringent, care amintește plăcut de coacăze.
Michurin a visat și să creeze o coacăz de mărimea unei agrișe, dar nu înțepător. A reușit să scoată agrișa „Black Moor” violet închis. Până în 1939, la Berlin, Paul Lorenz reproducea și hibrizi similari. În legătură cu războiul, aceste lucrări au fost oprite. Și abia în 1970 Rudolf Bauer a reușit să obțină planta perfectă. Acum există două soiuri de yoshta: „Negru” (maro-visiniu) și „Roșu” (roșu decolorat).
În timpul sezonului, din tufa de yoshta se obțin 7-10 kg de fructe de pădure. Se folosesc in preparate de casa, deserturi, pentru aromatizarea sifonului. Yoshta este bun pentru boli gastrointestinale, pentru îndepărtarea metalelor grele și a substanțelor radioactive din organism și pentru îmbunătățirea circulației sângelui.

Broccolini (43 kcal, calciu, vitamine A, C, fier, fibre, acid folic)

În familia de varză, ca urmare a încrucișării broccoli obișnuit cu broccoli chinezesc (gailana), s-a obținut o nouă varză asemănătoare sparanghelului deasupra cu un cap de broccoli.
Broccolini este usor dulce, nu are un spirt de varza ascutit, cu o nota piperata, delicat la gust, care aminteste de sparanghel si broccoli in acelasi timp. Conține mulți nutrienți și are un conținut scăzut de calorii.
În SUA, Brazilia, țările asiatice, Spania, broccolini este folosit în mod obișnuit ca garnitură. Se serveste proaspat, stropit cu unt sau usor prajit in unt.

Nashy (46 kcal, antioxidanți, fosfor, calciu, fibre)

Un alt rezultat al încrucișării plantelor este neshes. L-au luat de la un măr și o pară din Asia cu câteva secole în urmă. Acolo se numește asiatic, apă, nisip sau para japoneză. Fructul arată ca un măr rotund, dar are gust de para suculent, crocant. Culoarea nashi este de la verde pal la portocaliu. Spre deosebire de perele obișnuite, nashi este mai dur, așa că este mai bine depozitat și transportat.
Neshi este destul de suculent, așa că este mai bine să îl folosiți în salate sau solo. Este bun și ca aperitiv pentru vin împreună cu brânză și struguri. Acum aproximativ 10 soiuri comerciale populare sunt cultivate în Australia, SUA, Noua Zeelandă, Franța, Chile și Cipru.

Yuzu (30 kcal, vitamina C)

Yuzu (lămâie japoneză) este un hibrid de mandarină și citrice ornamentală (Ichang papeda). Fructul verde sau galben de mărimea unei mandarine, cu coajă denivelată, are un gust acru și o aromă strălucitoare. A fost folosit de japonezi încă din secolul al VII-lea, când călugării budiști au adus acest fruct de pe continent pe insule. Yuzu este popular în bucătăria chineză și coreeană.
Are o aromă complet neobișnuită - citrice, cu note florale și note de ace de pin. Cel mai adesea folosit pentru aromatizare, coaja este folosită ca condiment. Acest condiment se adaugă la preparatele din carne și pește, supa miso, tăiței. Cu coaja se prepara si dulceturi, bauturi alcoolice si nealcoolice, deserturi, siropuri. Sucul este asemănător cu sucul de lămâie (acru și parfumat, dar mai blând) și stă la baza sosului ponzu, folosit și ca oțet.
De asemenea, are o semnificație de cult în Japonia. Pe 22 decembrie, de solstițiul de iarnă, se obișnuiește să se facă băi cu aceste fructe, care simbolizează soarele. Aroma sa alungă forțele malefice, protejează împotriva răcelilor. Animalele sunt scufundate în aceeași baie, iar plantele sunt apoi udate cu apă.

sfecla galbena (50 kcal, acid folic, potasiu, vitamina A, fibre)

Această sfeclă diferă doar de cea obișnuită doar prin culoare și prin faptul că nu vă murdărește mâinile când este gătită. Are un gust la fel de dulce, parfumat, bine copt și chiar și în chipsuri. Frunzele galbene de sfeclă pot fi folosite proaspete în salate.

Dar o persoană învață doar să transforme specii de plante, iar natura a creat de mult

Se numește încrucișare sexuală a doi indivizi care diferă unul de celălalt prin mai multe sau mai puține semne. Ele pot aparține la două soiuri, rase, soiuri ale aceleiași specii, două specii din același gen sau genuri diferite ale aceleiași familii. În cele mai multe cazuri, cu cât indivizii încrucișați sunt mai aproape unul de celălalt, cu atât este mai probabil să obțină descendenți viabili și fertili.

Hibridizarea sexuală este de mare importanță și aplicare în producția practică a culturilor. Foarte mulți dintre noștri plante cultivate, după cum s-a indicat deja, sunt hibrizi sexuali, obținuți parțial natural în natură și luați de acolo în cultură, parțial crescuți prin încrucișări artificiale.

Capacitatea de hibridizare sexuală în unele familii sau genuri și specii individuale se dovedește a fi mai mare, în altele mai puțin. Uneori hibridizarea între specii strâns înrudite din punct de vedere morfologic eșuează, în timp ce reușește între cele mai îndepărtate.

Hibridizarea sexuală se realizează cel mai ușor între soiurile și soiurile aparținând aceleiași specii. Hibrizii între specii se obțin în cea mai mare parte mic ca număr, nu foarte viabili și infertili în viitor; hibrizii între genuri se obţin mult mai rar şi în viitor în majoritatea cazurilor sunt sterili.

Cercetările lui I. V. Michurin au arătat că sterilitatea hibrizilor în multe cazuri este temporară.

Adesea, la încrucișare, prima generație de hibrizi se caracterizează printr-o dezvoltare extrem de puternică, depășind de câteva ori formele parentale. Acest fenomen se numește heteroză. La descendenții hibrizilor obținuți pe cale sexuală, plantele revin de obicei la dimensiunea anterioară a progenitorilor lor. Dar dacă astfel de hibrizi giganți se pot reproduce vegetativ, atunci gigantismul rezultat va apărea și la descendenții crescuți vegetativ. În acest fel, se poate deriva soiuri mari culturi de rădăcini și tuberculi, arbori ornamentaliȘi plante erbacee cu flori foarte mari etc. O nouă reproducere anuală a plantelor heterotice anuale este, de asemenea, posibilă pentru a crește producția acestora, de exemplu, la Tutun, roșii, porumb etc.

În unele cazuri de infertilitate a hibrizilor, este posibilă, cu ajutorul încrucișărilor ulterioare sistematice, restabilirea fertilității acestora.

La încrucișarea hibrizilor sexuali diferite feluriîntre ele s-au putut obține forme care sunt hibrizi între 3, 4 sau mai multe specii.

Problema dominanței - predominanța în hibrid a anumitor trăsături ale părinților sau ale strămoșilor acestora - este cea mai importantă problemă în ameliorare, în ameliorarea unor noi soiuri.

I. V. Michurin credea că hibridul nu reprezintă ceva între producători. Ereditatea unui hibrid este compusă numai din acele trăsături ale plantelor producătoare și ale strămoșilor lor, care la începutul

stadiile de dezvoltare ale hibridului sunt favorizate de condițiile externe. Dominanța anumitor trăsături depinde și de puterea inegală a producătorilor în sensul transmiterii trăsăturilor lor către urmași. Într-o măsură mai mare, semnele sunt transmise: 1) specii care cresc în sălbăticie; 2) un soi mai vechi după origine; 3) o plantă individuală mai veche; 4) flori mai vechi în coroană. Planta mamă, în egală măsură, își va transfera proprietățile mai complet decât planta tată, dar dacă condițiile de creștere a hibrizilor sunt mai favorabile pentru planta tată, atunci caracteristicile acesteia pot domina.

Plantele slăbite de secetă sau primăvara rece au o putere mai slabă de a-și transmite proprietățile ereditare.

Pentru a depăși neîncrucișarea speciilor sistematice îndepărtate, I. V. Michurin a dezvoltat o serie de metode eficiente și foarte interesante din punct de vedere biologic general.

Metoda mediatorului constă în faptul că, dacă două dintre specii nu se încrucișează între ele, atunci una dintre ele este încrucișată cu o treime, cu care ambele specii pot fi încrucișate. Hibridul rezultat - „intermediar” - are o capacitate mai mare de încrucișare și poate fi încrucișat cu succes cu a doua dintre acele specii care au fost planificate pentru încrucișare. I. V. Michurin a folosit această metodă la traversare migdale sălbatice (Amygdalus nana) cu piersici; intermediarul aici a fost un hibrid obținut din încrucișarea migdalei sălbatice cu piersicul David nord-american ( prunus davidiana). Cercetările ulterioare au arătat că astfel de forme hibride complexe au o capacitate largă de a se încrucișa cu acele specii cu care formele lor parentale originale nu se încrucișează.

Metoda „convergenței vegetative", folosit de I. V. Michurin pentru a depăși neîncrucișarea, constă în faptul că un răsad tânăr al uneia dintre plantele care trebuie încrucișate este altoit în coroana alteia, o plantă adultă cu care este de dorit să se încrucișeze. Acest răsad, instabil, ca un organism neformat, treptat până la Porii de înflorire se schimbă sub influența unui portaltoi mai puternic, abordându-l în proprietăți și încrucișându-se cu el în viitor mai bine decât forma originală fără altoire.I. V. Michurin a folosit această metodă, de exemplu , la hibridizarea mărului și frasinului de munte cu o para.

Metoda de aplicare a amestecului de polen, care facilitează și încrucișarea, constă în amestecarea unei cantități mici din polenul plantei mamă (polenizată) cu polenul plantei polenizatoare. Se presupune că polenul din propria specie face ca stigmatizarea să fie mai susceptibilă la polenizarea cu polenul străin. Aceste metode sunt acum utilizate pe scară largă în munca de reproducere cu o varietate de plante. Se mai foloseste si la amestecarea polenului de un al treilea tip sau varietate, care poate stimula si polenizarea prin polen, fara aceasta metoda nu da rezultate.

Un rol important în lucrările lui I. V. Michurin l-a jucat educația puieților tineri hibrizi cu ereditate instabilă. Hibridizarea la distanță fără educație direcționată ulterioară nu dă adesea rezultatele dorite. Se obține efectul vizat asupra hibrizilor diverse metode, inclusiv prin altoire, sau prin metoda mentor, în care hibridul este chemat în mod repetat pentru a spori anumite proprietăți. Metoda mentorului se bazează pe influența reciprocă a portaltoiului și a puiului. A fost folosit de I. V. Michurin în două versiuni. Cu așa-zisa

butașii unui puieț hibrid tânăr sunt altoiți în coroana unuia dintre producătorii săi adulți, a cărui calitate (de exemplu, rezistența la îngheț) este de dorit să fie crescută în hibrid. Hibridul altoit, sub influența puternică a portaltoiului (mentorul standului), capătă într-o măsură mai mare proprietatea dorită de hibridizator (în acest exemplu, rezistența la îngheț). Sau, de exemplu, dintr-un răsad, un hibrid între prun verde renklod și sloe, ochii au fost luați și altoiți: unul pe renklod, celălalt pe sloe. În primul caz, în viitor, s-a obținut o plantă cu semne de renklod (Spinul de Renklod), în al doilea caz cu semne de spini (Sweet thorn). Efectul invers al puiului asupra stocului se reflectă în așa-numitul mentor de altoire, când, de exemplu, prin altoirea mai multor butași dintr-un soi vechi (mentor de altoire), care se caracterizează prin fructificare abundentă, în coroana unui tânăr. răsad, este posibilă accelerarea și îmbunătățirea fructificării stocului; cu alte combinații de plante altoite, această metodă, dimpotrivă, a reușit să întârzie maturarea fructelor, să prelungească capacitatea acestora de a rămâne în pat etc.

Aceste noi principii și metode de lucru, descoperite de IV Michurin, sunt de mare importanță. Selectarea perechilor în timpul hibridizării prin analiza biologică preliminară a părinților, cultivarea dirijată a hibrizilor și accelerarea ameliorării noilor soiuri - toate acestea sunt acum utilizate pe scară largă în ameliorarea noilor soiuri de plante cultivate.

Prin încrucișarea grâului tare ( Triticum durum) cu moale ( Triticum vulgare) a obţinut câteva soiuri noi valoroase de grâu. S-au obținut hibrizi secară-grâu, care prezintă interes atât prin ei înșiși, cât și pentru încrucișări ulterioare din nou cu grâul pentru a obține hibrizi cu o calitate înaltă a boabelor de grâu și rezistență la frig a secară. Se lucrează la încrucișarea grâului cu iarba de canapea sălbatică (N.V. Tsitsin), cu secară sălbatică perenă. Prin încrucișarea cartofilor cu rudele sălbatice, s-au obținut soiuri de cartofi care sunt rezistente la deteriorarea unei ciuperci periculoase pentru cartofi - ciuperca târzie. Se lucrează la încrucișarea floarea soarelui anuală cu plante perene, trestie de zahăr, care are un sezon de vegetație foarte lung, cu rudele sălbatice care au un sezon de vegetație mai scurt, pepeni de crescătorie cu rude sălbatice rezistente la secetă etc. Managementul sistematic al dezvoltării plantelor (și animalelor) și crearea de noi forme ale acestora , bazat pe un studiu profund al relațiilor biologice complexe și descoperirea tiparelor de viață baza teoretica selecția sovietică.

În anii 30. al secolului trecut N.I. Vavilov a remarcat că problema creării de soiuri de culturi rezistente la boli poate fi rezolvată în două moduri: prin selecție în sensul restrâns al cuvântului (selectarea plantelor rezistente dintre formele existente) și prin hibridizare (încrucișare între ele). diferite plante). Metodele de ameliorare a plantelor pentru imunitatea la organismele patogene nu sunt specifice. Sunt modificări ale metodelor convenționale de reproducere. Principalele dificultăți în crearea soiurilor imunitare sunt necesitatea de a ține cont simultan de caracteristicile plantelor și ale organismelor dăunătoare care le dăunează. În prezent, în creșterea pentru rezistență, sunt utilizate toate metodele moderne de reproducere general acceptate: hibridizare, selecție, precum și poliploidie, mutageneza experimentală, biotehnologie și inginerie genetică.

Una dintre principalele dificultăți în ameliorarea plantelor pentru imunitate este legătura genetică a trăsăturilor plantelor care reflectă istoria lor filogenetică în ecosistemele naturale. În procesul de domesticire spontană și de formare a unor forme de plante foarte productive și de înaltă calitate, sistemul lor imunitar a fost slăbit. În acele cazuri în care selecția se efectuează fără atenție la imunitate, slăbirea acesteia din urmă are loc în timpul nostru.

Cea mai importantă sarcină a ameliorării plantelor, a geneticii și a biologiei moleculare este de a găsi modalități de a combina productivitatea ridicată și alte proprietăți valoroase din punct de vedere economic ale plantelor cu semne ale imunității lor. Este de dorit ca baza imunității să fie poligenică.

Cea mai simplă soluție este atunci când este posibilă izolarea plantelor din populația unui soi existent care sunt foarte imune la un anumit agent patogen. Pentru o astfel de selecție se pot folosi diferite metode de selecție și metode de analiză, care țin cont de heteroza populației varietale.

La întocmirea programelor de ameliorare este foarte important tipul de polenizare a unei populații de plante (polenizare încrucișată, autopolenizare sau populația aparține unui grup intermediar). Lucrările de selecție pentru imunitate la un agent patogen trebuie efectuate ținând cont de următorii factori: în populația de plante din primul grup, unitatea de analiză este o plantă individuală, în timp ce cealaltă unitate este populația (varietatea sau linia).

Metode tradiționale de reproducere în crearea de genotipuri rezistente la boli și dăunători

Selecţie. Atât în ​​natură în general, cât și în activitățile de reproducție umană, selecția este principalul proces de obținere a unor noi forme (formarea speciilor și a soiurilor, crearea rasei, soiurilor). Selecția este cea mai eficientă atunci când se lucrează cu culturi cu autopolenizare, precum și cu plante care se reproduc vegetativ (selecție clonală).

În creșterea pentru rezistență, selecția este utilizată în mod eficient atât de la sine (este metoda principală atunci când se lucrează cu agenți patogeni necrotrofici), cât și ca componentă a procesului de reproducere, fără de care este, în general, imposibil de făcut cu orice metodă de reproducere. În selecția practică pentru rezistență, se folosesc două tipuri de selecție: în masă și individuală.

Selecția în masă este cea mai veche metodă de reproducere, datorită căreia au fost create varietăți ale așa-numitei selecții populare și este încă un material sursă valoros pentru crescătorii moderni. Acesta este un tip de selecție în care se selectează un număr mare de plante din populația inițială din câmp care îndeplinesc cerințele pentru viitorul soi, evaluând imediat un set de trăsături (inclusiv rezistența la anumite boli). Recolta tuturor plantelor selectate este combinată și semănată în anul următor sub forma unui singur lot. Rezultatul selecției în masă este descendentul masei totale a celor mai bune plante selectate pentru o anumită trăsătură (trăsături).

Principalele avantaje ale selecției în masă sunt simplitatea și capacitatea de a îmbunătăți rapid o cantitate mare de material. Dezavantajele includ faptul că materialul selectat prin selecție în masă nu poate fi verificat cu descendenți și nu poate determina valoarea genetică a acestuia și, prin urmare, este imposibil să izolați soiurile sau hibrizii care sunt valoroși în termeni de reproducere din populație și să le folosiți pentru lucrări ulterioare.

Selecție individuală (pedigree) - una dintre cele mai eficiente metode moderne de reproducere pentru rezistență. Hibridizarea, mutageneza artificială, biotehnologia și ingineria genetică sunt în primul rând furnizori de material pentru selecția individuală - următoarea etapă a muncii de selecție extrage cele mai valoroase din materialul furnizat.

Esența metodei constă în faptul că plantele rezistente individuale sunt selectate din populația inițială, urmașii fiecăreia dintre acestea fiind ulterior înmulțiți și studiati separat.

Atât selecția individuală, cât și cea în masă pot fi o singură dată și reutilizabile.

Selecție unică utilizat în principal în selecția culturilor autopolenizate. Selecția individuală unică asigură un studiu consistent în toate verigile procesului de selecție, selectat o singură dată pentru o anumită trăsătură a plantei. Selecția în masă unică este mai des și mai eficient utilizată pentru a îmbunătăți varietatea în practica de producție a semințelor. Prin urmare, se mai numește și vindecare.

Selecții multiple sunt mai potrivite și mai eficiente în selecția culturilor cu polenizare încrucișată, eficacitatea lor este determinată în primul rând de gradul de heterozigozitate al materialului sursă. Prin selecția repetată în masă, se menține rezistența la necrotrofe - agenți patogeni precum fuzarium, putregaiul gri și alb etc. Prin această metodă, au fost create foarte rezistente și.

Hibridizare.În prezent, una dintre cele mai utilizate metode în ameliorarea pentru rezistență este hibridizarea - încrucișarea genotipurilor cu diferite abilități ereditare și obținerea de hibrizi care combină proprietățile formelor parentale.

În ameliorarea pentru rezistența la boli, hibridizarea este oportună și eficientă dacă cel puțin o formă parentală este purtătoare de factori ereditari care pot oferi protecție genetică pentru viitorul soi sau hibrid de tulpinile și rasele potențial periculoase ale agentului patogen.

După cum sa menționat mai devreme, astfel de factori ereditari (gene eficiente de rezistență) s-au format în centrele de evoluție asociată a plantelor gazdă și a agenților patogeni ai acestora. Multe dintre ele au fost deja transferate la plante cultivate de la rudele lor sălbatice prin hibridizare la distanță. Acestea sunt acum cunoscute ca gene de rezistență a culturilor.

Dar faptul incontestabil este că astăzi majoritatea acestor gene sunt utilizate pe scară largă în reproducere și și-au pierdut în mare parte eficacitatea, depășite ca urmare a variabilității agenților patogeni. De aceea hibridizare intraspecifică (între plante din aceeași specie) în crearea de soiuri rezistente la boli sau hibrizi în unele cazuri este nepromițătoare. Pentru a obține rezultate pozitive, amelioratorul, implicând în încrucișări cu una sau alta formă parentală, trebuie să fie sigur de eficiența ridicată a genelor lor de rezistență la populația agentului patogen în locul cultivării viitoare a soiului (hibrid).

Pe acest fond, devine din ce în ce mai mare importanță în reproducere pentru rezistență hibridizare la distanță (între plante din diferiți taxoni botanici). La urma urmei, plantele speciilor sălbatice și primitive sunt caracterizate de cea mai pronunțată imunitate. Genomul rudelor sălbatice ale plantelor cultivate a fost și rămâne principala sursă naturală de gene de rezistență, inclusiv imunitatea complexă. Încrucișarea plantelor cultivate ale soiurilor existente cu specii sălbatice vă permite de obicei creșterea proprietăților imunogenetice. Și dacă mai devreme utilizarea hibridizării la distanță nu era foarte populară din cauza dificultăților asociate cu dezechilibrul genomului formelor parentale, a legăturii rezistenței cu trăsături nedorite din punct de vedere economic, atunci au fost dezvoltate acum metode pentru a rezolva problemele problematice.

Hibridizarea de la distanță face posibilă transferul de la plante salbatice plasticitate ecologică culturală, rezistență la factori adversi Mediul extern, la boli și alte proprietăți și calități valoroase. Soiurile și noi forme de cereale, legume, culturi industriale și alte culturi au fost create pe baza hibridizării la distanță. De exemplu, sursa genelor de imunitate ale grâului și este endemică în Transcaucazia Triticum dicoccoides Korn.

După cum arată practica mondială, un tip foarte eficient de hibridizare în selecția culturilor auto-polenizate pentru rezistență este backcrosses (backcrosses) când un hibrid este încrucișat cu una dintre formele părinte. Această metodă este numită și metoda de „reparare” a soiurilor, deoarece vă permite să îmbunătățiți un anumit soi pentru o anumită trăsătură care îi lipsește (în special, rezistența la o anumită boală). Dar trebuie avut în vedere faptul că utilizarea acestei metode nu permite depășirea productivității unui soi care este „reparat” (și în conformitate cu cerințele Serviciului de Stat pentru Protecția Drepturilor la Soiurile de Plante din Ucraina, o varietate nu poate fi înregistrat dacă nu depăşeşte standardul din punct de vedere al productivităţii).

De regulă, la retroîncrucișare, un soi donor rezistent la boală este utilizat ca formă mamă, iar un soi instabil, dar foarte productiv (recipient cu rezistență) este utilizat ca formă părinte. Ca urmare a încrucișării lor, se obțin hibrizi, care sunt reîncrucișați cu forma părinte (backcrossing). O condiție prealabilă este ca formele mamă pentru fiecare încrucișare următoare să fie selectate din plante hibride rezistente ale încrucișării anterioare, găsite pe un fundal infecțios. Puii sunt selectați în funcție de fenotipul soiului primitor. Încrucișările sunt efectuate până când genotipul și fenotipul primitorului sunt aproape complet restaurate, dobândind în același timp rezistență la boala caracteristică donatorului.

O creștere a eficienței creșterii plantelor pentru imunitatea la dăunători poate fi obținută prin utilizarea așa-numitelor sintetice pentru imunitate create anterior (cunoscute, de exemplu, pentru porumb). Sinteticele menționate sunt create pe baza încrucișării a 8-10 linii imune, caracterizate prin plasticitate ecologică diferită și compoziția factorilor de imunitate. Multe dintre substanțele sintetice sunt surse bune pentru crearea liniilor imune pentru dezvoltarea ulterioară a hibrizilor interlinii simple și dubli.

Mutageneză. Spre deosebire de metodele de hibridizare, acestea sunt destul de laborioase și necesită mulți ani de muncă pentru a obține rezultatul final, mutageneza experimentală (artificială) face posibilă creșterea variabilității plantelor într-o perioadă scurtă și obținerea de mutații de rezistență care nu se găsesc în natură.

Metoda de mutageneză experimentală (artificială) se bazează pe acțiunea dirijată asupra plantelor a diverșilor mutageni fizici și chimici (ionizanți, ultraviolete, radiații laser, substanțe chimice), în urma cărora apar mutații genetice în organismele vegetale (modificări ale structurii moleculare). ale genei), mutații cromozomiale (modificări ale structurilor cromozomilor) sau genomice (modificări ale seturilor de cromozomi).

Cele mai valoroase mutații genetice din punct de vedere al reproducerii, care, spre deosebire de cele cromozomiale, nu duc la sterilitatea polenului, infertilitatea sau inconsecvența liniilor mutante. Mutațiile genei de rezistență sunt cel mai adesea asociate fie cu o schimbare a bazei într-o anumită regiune a ADN-ului cromozomului, fie cu pierderea, adăugarea sau deplasarea acesteia. Ca urmare, are loc o modificare a codului genetic și, în consecință, o schimbare a mecanismelor fiziologice și biochimice ale celulei, ceea ce duce la inhibarea creșterii, dezvoltării și reproducerii agentului patogen.

Metoda mutagenezei artificiale în creșterea rezistenței la boli este utilizată în multe țări, dar nu poate fi considerată principala metodă de obținere a formelor rezistente de plante. Această metodă este utilizată cel mai eficient atunci când se lucrează la rezistența cu culturi care se înmulțesc vegetativ, deoarece înmulțirea lor prin semințe implică o segregare complexă a descendenților datorită gradului ridicat de heterozigozitate.

5 072

Din timpuri imemoriale, omul a creat hibrizi atât de plante, cât și de animale. Cei mai vechi în practica creșterii animalelor sunt hibrizii unui cal cu un măgar (catâr, bardo) și o zebră (zebrod), o cămilă cu o cocoașă cu două cocoașe (nar), un iac și un zebu cu vite. . În industria porcilor se practică hibridizarea porcilor domestici cu mistreți pentru a îmbunătăți adaptabilitatea la condițiile locale. Secolul al XX-lea a dat naștere la o serie de noi hibrizi: în păsări de curte, piscicultură și creșterea vitelor. Și apoi sunt ligri și tigri. Și nu se vede un sfârșit...
Melc sau plantă?

Nu cu mult timp în urmă, în mass-media a apărut un mesaj despre descoperirea unui hibrid al unei plante cu un animal. Era vorba despre un melc de mare, a cărui lungime este de trei centimetri, care trăiește pe coasta atlantică a Americii de Nord. Un grup de oameni de știință de la universitățile din SUA și Coreea de Sud care au descoperit acest organism minune l-au numit Elysia chlorotica. Potrivit revistei New Scientist, acești melci de mare „sunt o formă alimentată cu energie solară: mănâncă plante și au capacitatea de a fotosintetiza”.

Hibridul găsit este un fel de plantă verde gelatină. Arată ca o bucată de lemn și are o parte din potențialul său datorită genelor de alge pe care le consumă. Nu numai că melcul primește cloroplaste - organelele intracelulare ale unei celule vegetale unde are loc fotosinteza, care le permite plantelor să transforme lumina solară în energie, ci le stochează și în celulele sale situate de-a lungul intestinului.

Cel mai curios este că, dacă Elysia chlorotica se hrănește cu alge pentru prima dată (două săptămâni), atunci pentru tot restul vieții - în medie, durata sa nu depășește un an - este posibil să nu consume alimente. Până acum, oamenii de știință nu au reușit să dezvăluie toate secretele acestei creaturi ciudate, al cărei ADN de cloroplast conține doar 10% din proteina codificată necesară vieții active a melcului. Cu toate acestea, au publicat o serie de observații și concluzii în jurnalele Academiei Americane de Științe.

Nu se poate pentru că...

Descoperirea unui hibrid al unei plante cu un animal a făcut furori în lumea științifică, dar ideea de a încrucișa animale cu animale din specii similare a apărut omenirii cu mulți ani în urmă. Un exemplu clasic de hibridizare este catârul, un hibrid de iapă și măgar.

Acesta este un animal puternic, rezistent, care este folosit în condiții mult mai dificile decât formele parentale. Catârul datorează acest lucru unui fenomen numit heterosis de către oamenii de știință și observat atât la animalele domestice, cât și la plante: în timpul încrucișărilor sau încrucișărilor interspecifice, hibrizii din prima generație experimentează o dezvoltare deosebit de puternică și o creștere a viabilității.

Apropo, heterosis este utilizat pe scară largă în creșterea industrială a păsărilor de curte, de exemplu, în creșterea puilor de carne și în creșterea porcilor. În natură, cazurile de încrucișare a unui animal sălbatic cu reprezentanți ai altor specii sunt extrem de rare. Să presupunem că gazelele lui Grant și Thompson coexistă fericite în grupuri mixte. Aceste specii au multe în comun și doar experții le pot distinge unele de altele. În ciuda acestui fapt, nu au fost observate cazuri de încrucișare a acestor două specii.

Câinii domestici se pot împerechea fără discernământ cu alte specii, dar speciile canine sălbatice, cum ar fi lupii, vulpile și coioții, se înmulțesc numai în cadrul propriei specii. Pe lângă motivele evidente, acest lucru este împiedicat și de faptul că în multe grupuri de animale și plante, în timpul încrucișărilor interspecifice se formează hibrizi puternici, dar sterili, o ilustrare a cărora este catârul menționat.

Deoarece există multe exemple de hibrizi sterili, oamenii de știință au ajuns la concluzia că schimbul de gene între diferite populații sau sisteme de populație este slăbit sau împiedicat de diferite bariere și, de îndată ce acestea interferează cu hibridizarea pe scară largă a animalelor sau plantelor înrudite. specii, acestea ar trebui să interfereze și mai mult cu apariția unui hibrid de plante.cu un animal.

Din numeroase experimente, oamenii de știință au ajuns la concluzia că hibrizii apar aproape întotdeauna în captivitate ca urmare a condițiilor de viață nenaturale sau a inseminarei artificiale. Hibrizii sunt amuzanți... Un exemplu în acest sens este ligrul maiestuos

Un hibrid dintre un leu mascul și o femelă de tigru este cel mai mare membru al familiei de pisici. La fel și tigrolev -

o încrucișare între un tigru mascul și o femeie leu. Cu toate acestea, Tiger Rolls, sau Tigrii, dimpotrivă, au o tendință de nanism și sunt de obicei mai mici ca dimensiuni decât părinții lor. Masculii ligri și tigri sunt sterili. în timp ce femelele pot avea uneori descendenți. Un tigru a trăit din 1978 până în 1998 în India, celălalt a murit la vârsta de 24 de ani în 2003, la Grădina Zoologică din Beijing. Un ligru pe nume Hercules locuiește la Institutul American de Specii Protejate și Rare din Miami, a cărui înălțime la greabăn este de 3 m. Primul ligren a apărut în țara noastră în Grădina Zoologică din Novosibirsk în 2004, iar apoi s-au născut încă doi ligri.

Un leopard este rezultatul încrucișării unui leopard mascul cu o femelă de leu. Capul lui este ca al mamei sale, iar trupul lui este ca al tatălui său. Și există și hibrizi de hibrizi - acestea sunt încrucișări între un tigru mascul și o femeie ligru / tigru leu sau un leu mascul și o femeie ligru / tigru leu. Astfel de hibrizi de nivel al doilea sunt extrem de rari și sunt în mare parte proprietate privată.

Începutul procesului de încrucișare a pisicilor mari datează din vremurile în care îngrijitorii grădinii zoologice doreau să obțină cât mai multe creaturi ciudate pentru a atrage publicul. Hibridizarea își are originile în anii 1800, când grădinile zoologice erau menajeri itinerante concepute pentru a obține profit, nu pentru a conserva speciile de animale. În India, de exemplu, încrucișarea a fost înregistrată pentru prima dată în 1837, când o prințesă din statul indian Jamnagar i-a prezentat reginei Victoria un hibrid de pisică mare. În ciuda faptului că toți acești hibrizi feline giganți atrag invariabil vizitatorii grădinii zoologice, mulți oameni de știință cred că acest mod de hibridizare este fără speranță și chiar dăunător. În orice caz, nu există niciun beneficiu practic de la astfel de hibrizi, în timp ce ei înșiși sunt predispuși la boli și la moarte timpurie.

…si util

Recent, în presa internă au apărut rapoarte despre hibridizarea cu succes a unei lupă și a unui câine în canisa departamentului canin al Institutului Militar al Trupelor Interne din Perm.

O parte semnificativă a animalelor hibride obținute acolo prezintă semne bine marcate de toleranță, adică toleranță pentru oameni, ceea ce înseamnă că aproape principala barieră în calea utilizării practice a spermei de lup în creșterea câinilor poate fi, în principiu, depășită.

În plus, toți câinii lup sunt foarte reținuți din punct de vedere emoțional. Au mult mai multă rezistență fizică decât câinii. Stăpânesc rapid o platformă cu obstacole, un gard înalt de peste 2 metri sare ușor dintr-un loc, împușcăturile și exploziile nu îi sperie. Când sunt instruiți, înțeleg și învață foarte repede ce se cere de la ei și, în plus, au, fără îndoială, un instinct excelent. Deci, viteza de detectare a unui infractor condiționat în cache în timpul percheziției unui obiect nu depășește un minut pentru ei, în timp ce pentru câini, 1,5-4 minute, cu un standard de până la 6 minute.

Desigur, câinii-lup, hibrizii rezistenți la frig de crap cu crap de Amur, oile cu muflon și argali nu sunt la fel de impresionanți ca ligrii și tigrii, dar aduc mai multe beneficii omenirii. Și la ce ne putem aștepta în viitor de la un melc mic - viața se va arăta.

Este, aparent, îmbunătățirea în continuare a culturilor existente cultivate pe terenuri deja dezvoltate. Hibrizii sunt ceva care poate juca un rol cheie în securitatea alimentară. La urma urmei, majoritatea zonelor potrivite pentru agricultură sunt deja ocupate. În același timp, creșterea cantității de apă, îngrășăminte și alte substanțe chimice utilizate pe acestea nu este fezabilă din punct de vedere economic în multe locuri. De aceea, îmbunătățirea culturilor existente este de o importanță excepțională. Iar hibrizii sunt plante obținute tocmai ca urmare a unei astfel de îmbunătățiri.

Provocarea nu este doar de a crește randamentele, ci și de a crește conținutul de proteine ​​și altele nutrienți. Pentru o persoană, este, de asemenea, foarte importantă calitatea proteinelor din comestibile (inclusiv oameni) trebuie să primească din alimente cantitățile necesare din toți aminoacizii esențiali (adică cei pe care nu sunt capabili să-și sintetizeze singuri). Opt din cei 20 de aminoacizi de care are nevoie o persoană provin din alimente. Restul de 12 pot fi dezvoltate de el. Cu toate acestea, plantele cu o compoziție proteică îmbunătățită ca urmare a selecției necesită inevitabil mai mult azot și alți nutrienți decât formele originale, prin urmare, nu pot fi cultivate întotdeauna pe terenuri infertile, unde nevoia de astfel de culturi este deosebit de mare.

Proprietăți noi

Calitatea include nu numai randamentul, compoziția și cantitatea de proteine. Se creează soiuri care sunt mai rezistente la boli și dăunători, datorită fructelor pe care le conțin, mai atractive ca formă sau culoare a fructelor (de exemplu, merele roșii aprinse), mai capabile să reziste la transport și depozitare (de exemplu, hibrizii de roșii). de calitate crescută a păstrării) și au și alte proprietăți semnificative pentru o anumită cultură.

Activitățile crescătorilor

Crescătorii analizează cu atenție diversitatea genetică disponibilă. De-a lungul mai multor decenii, au dezvoltat mii de linii îmbunătățite ale celor mai importante plante agricole. De regulă, mii de hibrizi trebuie să fie obținuți și evaluați pentru a-i selecta pe cei câțiva care îi vor depăși pe cei deja crescuți pe scară largă. De exemplu, în Statele Unite din anii 1930 până în anii 1980. a crescut de aproape opt ori, deși doar o mică parte din diversitatea genetică a acestei culturi a fost folosită de crescători. Există tot mai mulți hibrizi noi. Acest lucru permite o utilizare mai eficientă a suprafețelor cultivate.

porumb hibrid

Creșterea productivității porumbului a fost posibilă în principal prin utilizarea semințelor hibride. Liniile consangvinizate ale acestei culturi (de origine hibridă) au fost folosite ca forme parentale. Din semințele obținute ca urmare a încrucișării dintre ele se dezvoltă hibrizi foarte puternici de porumb. Liniile încrucișate sunt semănate în rânduri alternative, iar paniculele (inflorescențe masculine) sunt tăiate manual din plantele uneia dintre ele. Prin urmare, toate semințele de pe aceste exemplare sunt hibride. Și au proprietăți foarte utile pentru oameni. Prin selecția atentă a liniilor consangvinizate, pot fi obținuți hibrizi puternici. Acestea sunt plante care vor fi potrivite pentru creștere în orice zonă necesară. Deoarece caracteristicile plantelor hibride sunt aceleași, acestea sunt mai ușor de recoltat. Și randamentul fiecăruia dintre ele este mult mai mare decât cel al exemplarelor neîmbunătățite. În 1935, hibrizii de porumb reprezentau mai puțin de 1% din toată această recoltă cultivată în Statele Unite, iar acum practic toată. Acum, obținerea unor recolte semnificativ mai mari ale acestei culturi este mult mai puțin laborioasă decât înainte.

Succesele centrelor internaționale de reproducere

În ultimele decenii, s-au depus multe eforturi pentru a crește randamentul grâului și al altor cereale, în special în zonele cu climă caldă. Un succes impresionant a fost obținut în centrele internaționale de reproducere situate în zonele subtropicale. Când noi hibrizi de grâu, porumb și orez crescuți în ele au început să fie cultivați în Mexic, India și Pakistan, acest lucru a dus la o creștere bruscă a productivității agricole, numită Revoluția Verde.

Revolutia verde

Îngrășămintele și irigațiile dezvoltate în timpul acesteia au fost folosite în multe țări în curs de dezvoltare. Fiecare cultură necesită condiții optime de creștere pentru a obține recolte mari. Fertilizarea, mecanizarea și irigarea sunt componente esențiale ale Revoluției Verzi. Datorită particularităților distribuției creditelor, numai proprietarii relativ bogați au putut să crească noi hibrizi de plante (cereale). În multe regiuni Revolutia verde a accelerat concentrarea pământului în mâinile câtorva proprietari bogați. Această redistribuire a bogăției nu asigură neapărat locuri de muncă sau hrană pentru majoritatea populației din aceste regiuni.

Triticale

Metodele tradiționale de reproducere pot duce uneori la rezultate surprinzătoare. De exemplu, un hibrid de grâu (Triticum) și secară (Secale) triticale (nume științific Triticosecale) câștigă importanță în multe zone și pare a fi foarte promițător. A fost obținut prin dublarea numărului de cromozomi într-un hibrid steril de grâu și secară la mijlocul anilor 1950. J. O'Mara la Universitatea din Iowa cu colchicină, o substanță care previne formarea plăcilor celulare. Triticale combină randamentul mare al grâului cu duritatea secară. Hibridul este relativ rezistent la rugina liniară, o boală fungică care este una dintre principalele producții de grâu. Încrucișările și selecția ulterioare au produs linii de triticale îmbunătățite pentru zone specifice. La mijlocul anilor 1980. această cultură, datorită randamentului mare, rezistenței la factorii climatici și paielor excelente rămase după recoltare, a câștigat rapid popularitate în Franța, cel mai mare producător de cereale din CEE. Rolul triticalelor în alimentația umană crește rapid.

Conservarea și utilizarea diversității genetice a culturilor

Programele intensive de încrucișare și selecție duc la o restrângere a diversității genetice a plantelor cultivate pentru toate trăsăturile lor. Din motive evidente, se urmărește în principal creșterea productivității, iar printre descendenții foarte omogeni ai exemplarelor selectate strict pe această bază, rezistența la boli se pierde uneori. În cadrul unei culturi, plantele devin din ce în ce mai uniforme, întrucât unele dintre caracterele lor sunt mai pronunțate decât altele; prin urmare, culturile în ansamblu sunt mai vulnerabile la agenți patogeni și dăunători. De exemplu, în 1970, helminthosporiasis, o boală fungică a porumbului cauzată de specia Helminthosporium maydis (foto sus), a distrus aproximativ 15% din recolta din Statele Unite, provocând o pierdere de aproximativ 1 miliard de dolari. Aceste pierderi par să se datoreze apariției unei noi rase de ciuperci, care este foarte periculoasă pentru unele dintre liniile principale de porumb care au fost utilizate pe scară largă în producția de semințe hibride. În multe linii valoroase din punct de vedere comercial ale acestei plante, citoplasma a fost identică, deoarece aceleași plante de pistil sunt utilizate în mod repetat în producția de porumb hibrid.

Pentru a preveni astfel de daune, este necesar să se cultive izolat și să se conserve diferite linii de culturi critice care, chiar dacă suma trăsăturilor lor nu este de interes economic, pot conține gene utile în controlul continuu al dăunătorilor și bolilor.

Hibrizi de tomate

Crescatorii de tomate au avut un succes remarcabil in cresterea diversitatii genetice prin atragerea de soiuri salbatice. Crearea unei colecții de linii ale acestei culturi, realizată de Charles Rick și colaboratorii săi de la Universitatea din California din Davis, a făcut posibilă tratarea eficientă a multor boli grave ale acesteia, în special a celor cauzate de ciupercile imperfecte Fusarium și Verticillum. , precum și unii viruși. Valoarea nutritivă a roșiilor a crescut semnificativ. În plus, hibrizii de plante au devenit mai rezistenți la salinitate și la alte condiții adverse. Acest lucru sa datorat în principal colectării, analizei și utilizării sistematice a liniilor de tomate sălbatice pentru reproducere.

După cum puteți vedea, hibrizii interspecifici sunt foarte promițători în agricultură. Datorită acestora, puteți îmbunătăți randamentul și calitatea plantelor. Trebuie remarcat faptul că încrucișarea este folosită nu numai în agricultură, ci și în creșterea animalelor. Ca urmare a acesteia, de exemplu, a apărut un catâr (fotografia sa este prezentată mai sus). Acesta este, de asemenea, un hibrid, o încrucișare între un măgar și o iapă.