Pagtatawid ng mga bulaklak. Pagtawid sa mga species ng halaman. Ano ang hybrid na halaman Paano tinatawid ang mga halaman ng iba't ibang uri. Paano malutas ang mga problema sa pagtutubero

Sasabihin namin sa iyo kung paano i-cross ang dalawang uri ng parehong species ng halaman sa bawat isa - ang pamamaraang ito ay tinatawag hybridization. Hayaan itong mga halaman na may iba't ibang kulay o iba't ibang hugis ng mga talulot at dahon. O marahil sila ay magkakaiba sa oras ng pamumulaklak o mga kinakailangan para sa mga panlabas na kondisyon?

Pumili ng mga halaman na mabilis na namumulaklak upang mapabilis ang eksperimento. Mas mainam din na magsimula sa pamamagitan ng pagpili ng hindi mapagpanggap na mga bulaklak - halimbawa, foxgloves, calendulas o delphiniums.

Pag-unlad ng eksperimento at talaarawan sa pagmamasid

Una, bumalangkas ng iyong mga layunin - kung ano ang gusto mong makuha mula sa eksperimento. Anong mga kanais-nais na katangian ang dapat magkaroon ng mga bagong varieties?

Panatilihin ang isang notebook-diary kung saan mo isusulat ang iyong mga layunin at itala ang pag-unlad ng eksperimento mula simula hanggang katapusan.

Siguraduhing ilarawan nang detalyado ang orihinal na mga halaman at pagkatapos ay ang mga resultang hybrids. Narito ang pinaka mahalagang punto: kalusugan ng halaman, rate ng paglago, laki, kulay, aroma, oras ng pamumulaklak.

Istraktura ng bulaklak

Sa aming artikulo, gagamit kami ng isang bulaklak bilang isang halimbawa; makikita mo ito sa diagram at sa mga litrato.

Hitsura ng mga bulaklak iba't ibang halaman maaaring magkaiba nang malaki, ngunit sa pangkalahatan ay pareho.

Polinasyon ng isang bulaklak

1. Magsimula sa pamamagitan ng pagpili ng dalawang halaman. Magkakaroon ng isa pollinator, at ang iba pa - halamang binhi. Pumili ng malusog at masiglang halaman.

2. Pagmasdan nang mabuti ang binhing halaman. Pumili ng isang hindi pa nabuksang usbong kung saan mo isasagawa ang lahat ng mga manipulasyon, at markahan ito. Bukod dito, ito ay kailangang ihiwalay bago buksan– tinali ito sa isang light linen na bag. Sa sandaling magsimulang magbukas ang bulaklak, putulin ang lahat ng mga stamen upang maiwasan ang hindi sinasadyang polinasyon.

3. Kapag ang bulaklak ng halaman ay ganap na nabuksan, ilipat ang pollen dito mula sa isang pollinating na halaman. Ang pollen ay maaaring ilipat gamit ang cotton swab, brush, o sa pamamagitan ng pagpunit sa mga stamen ng isang pollinating na bulaklak at direktang dalhin ang mga ito sa buto. Lagyan ng pollen ang stigma ng bulaklak ng isang binhing halaman.

4.Ilagay ang bulaklak ng binhing halaman linen na bag. Huwag kalimutang gawin ang mga kinakailangang tala sa iyong talaarawan sa pagmamasid tungkol sa oras ng polinasyon.

5. Upang maging ligtas, ulitin ang operasyon ng polinasyon pagkatapos ng ilang oras - halimbawa, pagkatapos ng ilang araw (depende sa tiyempo ng pamumulaklak).

Pagkuha ng mga hybrid

1. Kung matagumpay ang polinasyon, pagkatapos ay sa lalong madaling panahon ang bulaklak ay magsisimulang kumupas, at ang obaryo ay tataas. Huwag tanggalin ang bag sa halaman hanggang sa hinog ang mga buto.

2. Itanim ang mga nagresultang binhi bilang mga punla. Kailan mo ito matatanggap? mga batang hybrid na halaman, pagkatapos ay bigyan sila ng isang hiwalay na lugar sa hardin o itanim ang mga ito sa mga kahon.

3. Ngayon hintayin ang mga hybrid na mamukadkad. Huwag kalimutang isulat ang lahat ng iyong mga obserbasyon sa iyong talaarawan. Kabilang sa una, at kahit na ang pangalawang henerasyon, maaaring may mga bulaklak na eksaktong inuulit ang mga katangian ng magulang nang walang mga pagbabago. Ang mga naturang specimen ay agad na tinatanggihan. Mag-check in gamit ang iyong mga layunin at pumili sa mga bagong halaman na natanggap ang mga pinaka malapit na tumutugma sa mga nais na katangian. Maaari mo ring i-pollinate ang mga ito sa pamamagitan ng kamay, o ihiwalay ang mga ito.

Kung magpasya kang seryosong bumuo ng mga bagong varieties, kakailanganin mo ang payo ng isang espesyalista na breeder. Ang katotohanan ay kailangan mong malaman kung nakabuo ka ba ng isang bagong uri o sinusundan mo ba ang isang landas na tinahak na ng iba. Ang kumpetisyon sa larangan ng paglikha ng mga bagong varieties ay napakataas.

Para sa mga nagpasya na mag-eksperimento sa hybridization bilang isang libangan sa bahay, nais naming makakuha ka ng maraming kasiyahan mula sa aktibidad na ito, gumawa ng maraming masayang pagtuklas at sa wakas ay bigyan ang lahat ng iyong mga kaibigan sa hardinero ng bagong uri ng ilang magagandang bulaklak na ipinangalan sa sarili nito.

Pagpili- isang agham na bumubuo ng mga paraan upang lumikha ng bago at pahusayin ang mga umiiral na uri ng halaman, lahi ng hayop at mga strain ng microorganism.

Ang paglikha ng mga bagong varieties at breed ay batay sa mga mahalagang katangian ng isang buhay na organismo bilang pagmamana at pagkakaiba-iba. Iyon ang dahilan kung bakit ang genetika - ang agham ng pagkakaiba-iba at pagmamana ng mga organismo - ay teoretikal na batayan pagpili.

Ang pagkakaroon ng sarili nitong mga gawain at pamamaraan, ang pagpili ay matatag na nakabatay sa mga batas ng genetika at isang mahalagang lugar ng praktikal na paggamit ng mga batas na itinatag ng genetika. Kasabay nito, ang pagpili ay batay din sa mga nagawa ng iba pang mga agham. Ngayon, ang genetika ay umabot sa antas ng naka-target na disenyo ng mga organismo na may ninanais na mga katangian at katangian.

Iba't-ibang, lahi at pilay- isang matatag na pangkat ng mga organismo, artipisyal na nilikha ng tao at may ilang mga namamana na katangian.

Ang lahat ng mga indibidwal sa loob ng isang lahi, iba't-ibang at strain ay may magkatulad, namamana na naayos na morphological, physiological, biochemical at pang-ekonomiyang katangian at mga katangian, pati na rin ang parehong uri ng reaksyon sa mga salik sa kapaligiran.

Pangunahing direksyon ng pagpili:

• mataas na produktibidad ng mga uri ng halaman, pagkamayabong at produktibidad ng mga lahi ng hayop;
• pagpapabuti ng kalidad ng produkto (hal. panlasa, hitsura Prutas at gulay, komposisyong kemikal butil - nilalaman ng protina, gluten, mahahalagang amino acid, atbp.);
• mga katangian ng pisyolohikal (kaagahan, paglaban sa tagtuyot, katigasan ng taglamig, paglaban sa mga sakit, mga peste at hindi kanais-nais na kondisyon ng klima).

• pag-aanak ng mga lahi na lumalaban sa stress (para sa pag-aanak sa masikip na kondisyon - sa mga sakahan ng manok, bukid, atbp.);
• pagsasaka ng balahibo;
• pagsasaka ng isda - pagpaparami ng isda sa mga artipisyal na reservoir.

PAGKAKAIBA NG MGA ANYO NG KULTURAL SA MGA LIWID NA ANYO

pangunahing paraan ng pagpili

Mga pangunahing pamamaraan ng pagpili:

• pagpili ng mag-asawang magulang
• pagpili
• hybridization
• artipisyal na mutagenesis

Pagpili ng mga pares ng magulang

Ang pamamaraang ito ay pangunahing ginagamit sa pag-aanak ng hayop, dahil ang mga hayop ay nailalarawan sa pamamagitan ng sekswal na pagpaparami at kakaunti ang mga supling.

Ang pagpaparami ng bagong lahi ay isang mahabang proseso na nangangailangan ng malaking gastos sa materyal. Ito ay maaaring ang may layuning pagkuha ng isang tiyak panlabas(isang hanay ng mga phenotypic na katangian), pagtaas ng nilalaman ng gatas, nilalaman ng taba ng gatas, kalidad ng karne, atbp.

Ang pag-aanak ng mga hayop ay tinasa hindi lamang ng panlabas na mga palatandaan, ngunit din sa pamamagitan ng pinagmulan at kalidad ng supling. Kaya naman, kailangang malaman ng mabuti ang kanilang pedigree. Sa mga sakahan ng pag-aanak, kapag pumipili ng mga sires, ang isang talaan ng mga pedigree ay palaging pinananatili, kung saan ang mga panlabas na katangian at pagiging produktibo ng mga form ng magulang ay tinasa sa ilang henerasyon.

gawa ni I. V. Michurin

Ang gawaing pag-aanak ay sumasakop sa isang espesyal na lugar sa pagsasanay ng pagpapabuti ng mga pananim ng prutas at berry I. V. Michurina. Binigyan niya ng malaking kahalagahan ang pagpili ng mga parental pairs para sa pagtawid. Kasabay nito, hindi siya gumamit ng mga lokal na ligaw na varieties (dahil mayroon silang patuloy na pagmamana, at ang hybrid ay karaniwang lumihis patungo sa ligaw na magulang), ngunit kumuha ng mga halaman mula sa iba, malayong mga heograpikal na lugar at tumawid sa bawat isa.

Ang isang mahalagang link sa trabaho ni Michurin ay naka-target na edukasyon hybrid seedlings: sa isang tiyak na panahon ng kanilang pag-unlad, ang mga kondisyon ay nilikha para sa pangingibabaw ng mga katangian ng isa sa mga magulang at ang pagsugpo sa mga katangian ng isa pa, ibig sabihin, epektibong pamamahala ng pangingibabaw ng mga katangian (iba't ibang paraan ng pagbubungkal ng lupa, pagpapabunga, paghugpong sa korona ng ibang halaman, atbp.).

Paraan ng mentor- edukasyon sa isang rootstock. Bilang isang scion, kinuha ni Michurin ang parehong batang halaman at mga putot mula sa isang mature na punong namumunga. Gamit ang pamamaraang ito, posibleng maibigay ang ninanais na kulay sa mga bunga ng cherry-cherry hybrid na tinatawag na "Beauty of the North."

Gumamit din si Michurin ng malayong hybridization. Nakuha niya ang isang natatanging hybrid ng cherry at bird cherry - cerapadus, pati na rin ang hybrid ng tinik at plum, mansanas at peras, peach at aprikot. Ang lahat ng uri ng Michurin ay pinananatili sa pamamagitan ng vegetative propagation.

Pagpili

Artipisyal na pagpili- pangangalaga para sa karagdagang pagpaparami ng mga indibidwal na may mga katangian ng interes sa breeder. Mga anyo ng pagpili: masa at indibidwal.

• Intuitive (walang malay) na pagpili- ang pinaka sinaunang anyo ng pagpili, na ginamit ng sinaunang tao: pagpili ng mga indibidwal ayon sa phenotype, i.e. na may pinakakapaki-pakinabang na kumbinasyon ng mga tampok.
• Pamamaraan na pagpili- pagpili para sa pagpaparami ng mga indibidwal na may malinaw na tinukoy na mga katangian, ayon sa layunin at isinasaalang-alang ang kanilang mga phenotypes at genotypes.

• Pagpili ng masa- pag-aalis mula sa pagpaparami ng mga indibidwal na walang mahahalagang katangian o may hindi kanais-nais na mga katangian (halimbawa, agresibo).

Ang mass selection ay maaaring maging epektibo kung mataas ang kalidad, simpleng namamana at madaling matukoy na mga katangian ang pipiliin. Ang mass selection ay karaniwang isinasagawa sa mga cross-pollinated na halaman. Sa kasong ito, pinipili ng mga breeder ang mga halaman ayon sa kanilang phenotype na may mga katangiang interesado sila. Ang kawalan ng mass selection ay hindi palaging matukoy ng breeder ang pinakamahusay na genotype mula sa phenotype.

• Indibidwal na pagpili- paghihiwalay ng mga indibidwal na indibidwal na may mga katangian ng interes sa mga tao at pagkuha ng mga supling mula sa kanila.

Ang pagpili ng indibidwal ay mas epektibo kapag pumipili ng mga indibidwal para sa dami, kumplikadong minanang mga katangian. Ginagawang posible ng ganitong uri ng pagpili na tumpak na matantya ang genotype sa pamamagitan ng pagsusuri sa pagmamana ng mga katangian sa mga supling. Ang indibidwal na pagpili ay ginagamit na may kaugnayan sa self-pollinating na mga halaman (mga uri ng trigo, barley, gisantes, atbp.).

Hybridization

Sa gawaing pag-aanak sa mga hayop, higit sa lahat dalawang paraan ng pagtawid ang ginagamit: inbreeding At outbreeding.

Inbreeding- pagtawid sa malapit na nauugnay na mga anyo: ang mga kapatid na lalaki at babae o mga magulang at mga supling ay ginagamit bilang mga paunang anyo.

Resulta: pagkuha ng mga homozygous na organismo → pagkabulok ng orihinal na anyo sa isang bilang ng mga purong linya.

Mga disadvantages: nabawasan ang posibilidad na mabuhay (ang mga recessive homozygotes ay madalas na nagdadala ng mga namamana na sakit).

Ang nasabing pagtawid ay sa isang tiyak na lawak na katulad ng self-pollination sa mga halaman, na humahantong din sa isang pagtaas sa homozygosity at, bilang isang resulta, sa pagsasama-sama ng mga matipid na mahalagang katangian sa mga inapo. Sa kasong ito, ang homozygotization para sa mga gene na kumokontrol sa katangiang pinag-aaralan ay nangyayari nang mas mabilis, ang mas malapit na nauugnay na pagtawid ay ginagamit para sa inbreeding. Gayunpaman, ang homozygotization sa panahon ng inbreeding, tulad ng sa kaso ng mga halaman, ay humahantong sa pagpapahina ng mga hayop, binabawasan ang kanilang paglaban sa mga impluwensya sa kapaligiran, at pinatataas ang saklaw ng sakit.

Sa pag-aanak, ang inbreeding ay karaniwang isa lamang sa mga yugto sa pagpapabuti ng isang lahi. Sinusundan ito ng pagtawid sa iba't ibang mga interline hybrids, bilang isang resulta kung saan ang mga hindi kanais-nais na recessive alleles ay inilipat sa isang heterozygous na estado at ang mga nakakapinsalang kahihinatnan ng inbreeding ay kapansin-pansing nabawasan.

Outbreeding- walang kaugnayang pagtawid sa pagitan ng mga indibidwal ng parehong lahi o iba't ibang lahi mga hayop sa loob ng parehong species.

Resulta: pagtanggap malaking dami heterozygous na organismo → pagpapanatili kapaki-pakinabang na mga katangian at pagtaas ng kanilang pagpapahayag sa mga susunod na henerasyon.

Malayong hybridization - pagkuha ng interspecific at intergeneric hybrids.

Ang malayong hybridization ay hindi gaanong ginagamit sa pag-aanak ng hayop kaysa sa pag-aanak ng halaman.

Ang mga interspecific at intergeneric na hybrid ng mga hayop at halaman ay kadalasang infertile, dahil ang meiosis ay nagambala at ang gametogenesis ay hindi nangyayari. Kasabay nito, ang pagpapanumbalik ng pagkamayabong sa mga hayop ay higit pa mahirap na pagsubok, dahil imposibleng makakuha ng polyploid batay sa pagpaparami ng bilang ng mga chromosome.

Ang geneticist ng Sobyet ang unang nagtagumpay sa kawalan ng mga interspecific na hybrid ng halaman noong unang bahagi ng 20s ng ikadalawampu siglo. G. D. Karpechenko kapag tumatawid labanos at repolyo. Ang bagong likhang halaman na ito ay hindi labanos o repolyo. Ang mga pods ay sumasakop sa isang uri ng intermediate na posisyon at binubuo ng dalawang halves, ang isa ay kahawig ng isang repolyo pod, ang isa ay isang labanos. Ang bawat isa sa mga orihinal na anyo ay mayroong 9 na kromosom sa mga selulang mikrobyo. Sa kasong ito, ang mga selula ng hybrid na nakuha mula sa kanila ay mayroong 18 chromosome. Ngunit ang ilang mga itlog at butil ng pollen ay naglalaman ng lahat ng 18 chromosome (diploid), at kapag sila ay tumawid, isang halaman na may 36 chromosome ay nilikha, na naging mataba. Kaya, ang posibilidad ng paggamit ng isang polyploid upang malampasan ang uncrossability at kawalan ng katabaan sa panahon ng malayong hybridization ay napatunayan.

Nangyayari na ang mga indibidwal ng isang kasarian lamang ay baog. Halimbawa, ang mga hybrid ng isang highland bull, yak at baka ay baog (sterile) fertile ang mga lalaki at babae (fertile).

Ngunit kung minsan ang gametogenesis sa malalayong hybrid ay nagpapatuloy nang normal, na naging posible upang makakuha ng mga bagong mahalagang lahi ng mga hayop. Ang isang halimbawa ay ang arharomerinos, na, tulad ng argali (mga tupa sa bundok), ay maaaring nanginginain nang mataas sa mga bundok, at tulad ng mga tupa ng merino, gumagawa sila ng magandang lana. Ang mga fertile hybrids ay nakuha mula sa pagtawid ng mga lokal (Indian) na baka na may zebu. Sa pamamagitan ng pagtawid sa beluga at sterlet, ang isang mayabong na hybrid ay nakuha - mas mahusay, ferret at mink - honorik, isang produktibong hybrid ay nasa pagitan ng carp at crucian carp.

Sa kalikasan, mayroong mga hybrids ng zebra at kabayo (zebroid), bison at bison (bison), black grouse at partridge (mezhnyak), brown hare at white hare (tumak), sable at fox (kidus), pati na rin ang tigre at leon (liger).

Kabilang sa mga halimbawa ng intergeneric na hybrid na halaman ang hybrid ng wheat at rye (triticale), isang wheat-wheatgrass hybrid, isang hybrid ng currants at gooseberries (yoshta), isang hybrid ng rutabaga at fodder cabbage (kuuzika), hybrids ng winter rye at wheatgrass, mala-damo at punong kamatis, atbp.

Heterosis- ang kababalaghan ng pagtaas ng sigla, pagiging produktibo, pagkamayabong ng mga hybrid na unang henerasyon, na lumampas sa parehong mga magulang sa mga parameter na ito.

Mula na sa ikalawang henerasyon, ang heterotic na epekto ay nawawala. Tila, ito ay nangyayari dahil sa isang pagbawas sa bilang ng mga heterozygous na organismo at isang pagtaas sa proporsyon ng mga homozygotes.

Ang mga klasikong halimbawa ng heterosis ay ang mule (isang hybrid ng isang asno at isang asno) at ang hinny (isang hybrid ng isang kabayo at isang asno) (Fig. 1,2). Ang mga ito ay malalakas, matitigas na hayop na maaaring gamitin sa mas mahirap na mga kondisyon kaysa sa kanilang mga magulang na anyo.

kanin. 1. Mule Fig. 2. Hinny

Ang kanilang pag-asa sa buhay ay makabuluhang mas mahaba kaysa sa kanilang mga magulang na species.

Ang hinny ay mas maliit kaysa sa isang mule at matigas ang ulo, kaya hindi gaanong maginhawa para sa paggamit sa aktibidad sa ekonomiya tao.

Ang heterosis ay malawakang ginagamit sa pang-industriya na pagsasaka ng manok, halimbawa, mga manok ng broiler, na nailalarawan sa pamamagitan ng napakabilis na paglaki. Ang manok na broiler ay ang huling hybrid na nakuha sa pamamagitan ng pagtawid sa ilang linya ng iba't ibang lahi ng mga manok (mga anyo ng magulang ng karne), na sinubukan para sa pagiging tugma. Sa una, ang Cornish (bilang paternal form) at White Plymouth Rock (bilang maternal form) ay ginamit para sa naturang pagtawid.

artipisyal na mutagenesis

Ang artipisyal na mutagenesis ay kadalasang ginagamit bilang paraan ng pagpaparami ng halaman. Ito ay batay sa paggamit ng mga pisikal at kemikal na mutagens upang makakuha ng mga anyo ng halaman na may binibigkas na mutasyon. Ang ganitong mga form ay kasunod na ginagamit para sa hybridization o pagpili.

Malawakang ginagamit sa pagpaparami ng halaman polyploidy.

Polyploidy- isang pagtaas sa bilang ng mga hanay ng mga chromosome sa mga selula ng katawan, isang maramihang ng haploid (solong) bilang ng mga chromosome; uri ng genomic mutation.

Ang mga selulang mikrobyo ng karamihan sa mga organismo ay haploid (naglalaman ng isang hanay ng mga kromosom - n), ang mga somatic na selula ay diploid (2n). Ang mga organismo na ang mga cell ay naglalaman ng higit sa dalawang set ng chromosome ay tinatawag na polyploids, tatlong set ay triploids (3n), apat na set ay tetraploids (4n), atbp. Ang pinakakaraniwang mga organismo na may isang bilang ng mga chromosome set na isang multiple ng dalawa ay tetraploids , hexaploids (6n ) atbp.

Ang mga polyploids na may kakaibang bilang ng mga set ng chromosome (triploids, pentaploids, atbp.) ay kadalasang hindi gumagawa ng mga supling (sterile), dahil ang mga sex cell na kanilang nabuo ay naglalaman ng hindi kumpletong hanay ng mga chromosome - hindi isang multiple ng haploid.

hitsura ng polyploidy

Maaaring mangyari ang polyploidy kapag hindi naghihiwalay ang mga chromosome sa panahon ng meiosis. Sa kasong ito, natatanggap ng germ cell ang kumpletong (hindi nabawas) na hanay ng mga chromosome ng somatic cell (2n). Kapag ang naturang gamete ay nagsasama sa isang normal na isa (n), isang triploid zygote (3n) ay nabuo, kung saan nabuo ang isang triploid. Kung ang parehong gametes ay nagdadala ng diploid set, isang tetraploid ang nangyayari. Ang mga polyploid cell ay maaaring lumitaw sa katawan sa panahon ng hindi kumpletong mitosis: pagkatapos ng pagdodoble ng mga chromosome, maaaring hindi mangyari ang cell division, at ito ay magtatapos sa dalawang set ng chromosome. Sa mga halaman, ang mga tetraploid na selula ay maaaring magbunga ng mga tetraploid shoots, ang mga bulaklak nito ay magbubunga ng diploid gametes sa halip na mga haploid. Ang self-pollination ay maaaring magresulta sa isang tetraploid, habang ang polinasyon ng isang normal na gamete ay maaaring magresulta sa isang triploid. Sa panahon ng vegetative propagation ng mga halaman, ang ploidy ng orihinal na organ o tissue ay napanatili.

Dahil sa polyploidy, ang mga high-yielding na polyploid varieties ng sugar beet, cotton, buckwheat, atbp. ay na-develop na madalas na mas mabubuhay at mayabong kaysa sa mga normal na diploid. Ang kanilang higit na pagtutol sa lamig ay napatunayan ng pagtaas ng bilang ng mga polyploid species sa matataas na latitude at matataas na bundok.

Dahil ang mga polyploid form ay madalas na may mahalagang mga katangiang pang-ekonomiya, ang artipisyal na polyploidization ay ginagamit sa paglaki ng halaman upang makakuha ng paunang materyal sa pag-aanak.

Ang pang-eksperimentong produksyon ng polyploid ay malapit na nauugnay sa artipisyal na mutagenesis. Para sa layuning ito, ginagamit ang mga espesyal na mutagens (halimbawa, ang alkaloid colchicine), na nakakagambala sa paghihiwalay ng chromosome sa mitosis at meiosis.

Nakuha ang mga polyploid ng rye, bakwit, sugar beet at iba pa mga nilinang na halaman; Ang mga sterile triploid ng pakwan, ubas, at saging ay sikat dahil sa kanilang mga prutas na walang binhi.

Ang paggamit ng malayong hybridization kasabay ng artipisyal na polyploidization ay nagpapahintulot sa mga domestic scientist na makakuha ng mayabong polyploid hybrids ng mga halaman (G. D. Karpechenko, tetraploid hybrid ng labanos at repolyo) at mga hayop (B. L. Astaurov, hybrid-tetraploid silkworm).

Silkworm ng Astaurov

Ang mga kaso ng natural na polyploidy sa mga hayop ay napakabihirang. Gayunpaman, ang Academician B.L. Astaurov ay nakabuo ng isang pamamaraan artipisyal na produksyon polyploids mula sa isang interspecific hybrid ng silkworms Bombyx mori at B. mandarina. Pareho sa mga species na ito ay may n = 28 chromosome.

Kapag nag-synthesize ng tetraploid, ginamit ang paraan ng artipisyal na parthenogenesis. Una, nakuha ang parthenogenetic polyploid ng B. mori - 4 n, 6 n. Ang lahat ng nakuhang indibidwal ay naging fertile (fertile) na babae.

Pagkatapos, ang mga parthenogenetic na babae ng B. mori (4n) ay pinag-cross sa mga lalaki ng ibang species, B. mandarina (2n). Ang mga triploid na babae 2n B. mori + 1 n B. mandarina ay lumitaw sa mga supling ng naturang pagtawid.

Ang mga babaeng ito, sterile sa ilalim ng normal na mga kondisyon, na ginawa sa pamamagitan ng parthenogenesis. Kasabay nito, ang 6n na babae ay minsan ay bumangon parthenogenetically (4n B. mori + 2n B. mandarina).

Sa mga supling ng pagtawid sa mga babaeng ito na may 2n na lalaki ng B. mandarina, 4n na anyo ng parehong kasarian na may dobleng hanay ng mga chromosome ng bawat species ang napili (2n B. mori + 2n B. mandarina).

Kung ang hybrid na 1n B. mori + 1n B. mandarina ay sterile, kung gayon ang tetraploid (4n) ay naging mataba at, kapag pinalaki, ay nagbunga ng mga mayabong na supling. Gamit ang polyploidy, posible na mag-synthesize ng bagong anyo ng silkworm.

bioteknolohiya

Biotechnology- isang agham na nag-aaral ng posibilidad ng pagbabago ng mga biyolohikal na organismo upang matugunan ang mga pangangailangan ng tao.

Paglalapat ng biotechnology (Larawan 3):

• paggawa ng mga gamot, pataba, mga produktong proteksyon ng biyolohikal na halaman;
• biological wastewater treatment;
• pagbawi ng mahahalagang metal mula sa tubig-dagat;
• pagwawasto at pagwawasto ng mga genetic pathologies.

kanin. 3. Mga pagkakataon ng biotechnology

Halimbawa, ang pagsasama sa genome ng Escherichia coli ng gene na responsable para sa pagbuo ng insulin sa mga tao ay naging posible upang maitatag ang pang-industriya na produksyon ng hormon na ito (Larawan 4).

kanin. 4. Biotechnology para sa paggawa ng insulin

Matagumpay na ginagamit ng biotechnology ang mga pamamaraan ng genetic at cell engineering.

GENE AT CELL ENGINEERING

Genetic engineering- artipisyal, naka-target na pagbabago sa genotype ng mga microorganism upang makakuha ng mga pananim na may paunang natukoy na mga katangian.

Ang pananaliksik sa larangan ng genetic engineering ay umaabot hindi lamang sa mga mikroorganismo, kundi pati na rin sa mga tao. Ang mga ito ay partikular na nauugnay sa paggamot ng mga sakit na nauugnay sa mga karamdaman ng immune system, sistema ng coagulation ng dugo, at oncology.

Ang pangunahing paraan ng genetic engineering: paghihiwalay ng mga kinakailangang gene, pag-clone sa kanila at pagpapakilala sa kanila sa isang bagong genetic na kapaligiran. Halimbawa, ang pagpapakilala ng ilang mga gene gamit ang isang plasmid sa katawan ng isang bacterium para sa synthesis nito ng isang tiyak na protina (Larawan 5).

kanin. 5. Paglalapat ng genetic engineering

Ang mga pangunahing yugto ng paglutas ng problema sa genetic engineering ay ang mga sumusunod:

1. Pagkuha ng isang nakahiwalay na gene.
2. Pagpapakilala ng isang gene sa isang vector (plasmid) para ilipat sa katawan.
3. Paglipat ng vector na may gene (recombinant plasmid) sa binagong organismo.
4. Pagbabago ng mga selula ng katawan.
5. Pagpili ng mga genetically modified organism at pag-aalis ng mga hindi matagumpay na nabago.

Cell engineering ay isang direksyon sa agham at kasanayan sa pag-aanak na nag-aaral ng mga pamamaraan ng hybridization ng mga somatic cells na kabilang sa iba't ibang species, ang posibilidad ng pag-clone ng mga tisyu o buong organismo mula sa mga indibidwal na selula.

Kasama ang paglilinang at pag-clone ng mga cell sa espesyal na napiling media, cell hybridization, paglipat ng cell nuclei at iba pang microsurgical operations para sa "disassembly" at "assembly" (reconstruction) ng mga mabubuhay na cell mula sa mga indibidwal na fragment.

Naka-on sa sandaling ito Posibleng makakuha ng mga hybrid sa pagitan ng mga selula ng mga hayop na malayo sa sistematikong posisyon, halimbawa, isang daga at isang manok. Ang mga somatic hybrid ay nakahanap ng malawak na aplikasyon sa pareho siyentipikong pananaliksik, at sa biotechnology.

Ang mga hybrid na cell na nakuha mula sa human-mouse at human-Chinese hamster cells ay lumahok sa pag-decipher ng genome ng tao.

Ang mga hybrid sa pagitan ng mga selula ng tumor at mga lymphocyte ay may mga katangian ng parehong linya ng cell ng magulang: nahahati sila nang walang katiyakan at maaaring makagawa ng ilang mga antibodies. Ang ganitong mga antibodies ay ginagamit para sa therapeutic at diagnostic na layunin sa medisina.

Sa embryology, ang mga organismo ay ginagamit upang pag-aralan ang mga proseso ng pagkita ng kaibahan ng mga selula at tisyu sa panahon ng ontogenesis. mga chimera, na binubuo ng mga cell na may iba't ibang genotypes. Ang mga ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga cell mula sa iba't ibang mga embryo sa mga unang yugto ng kanilang pag-unlad.

Pag-clone ng Hayop- isa pang paraan ng cell engineering: ang nucleus ng isang somatic cell ay inilipat sa isang nucleus-deprived na itlog, na sinusundan ng pagpapalaki ng embryo sa isang adult na organismo.

Ang bentahe ng cell engineering ay pinapayagan ka nitong mag-eksperimento sa mga cell kaysa sa buong organismo.

Ang mga pamamaraan ng cell engineering ay kadalasang ginagamit kasama ng genetic engineering.

gawa ni N. I. Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov - Russian geneticist, breeder ng halaman, geographer.

1. Nag-organisa si N.I. Vavilov ng 180 ekspedisyon (20–30s ng ikadalawampu siglo) sa pinaka-hindi naa-access at madalas na mapanganib na mga lugar sa mundo upang pag-aralan ang pagkakaiba-iba at heograpikal na pamamahagi ng mga nakatanim na halaman.
2. Nakolekta niya ang isang natatanging, pinakamalaking koleksyon ng mga nilinang halaman sa mundo (sa pamamagitan ng 1940 ang koleksyon ay may kasamang 300,000 specimens), na taun-taon ay pinalaganap sa mga koleksyon ng All-Russian Institute of Plant Growing na pinangalanang N.I Vavilov (VIR) at malawakang ginagamit ng mga breeder bilang panimulang materyal para sa paglikha ng mga bagong uri ng butil, prutas, gulay, pang-industriya, panggamot at iba pang pananim.
3. Lumikha ng doktrina ng kaligtasan sa sakit ng halaman.

   Hinati ni N.I. Vavilov ang kaligtasan sa halaman sa istruktura (mekanikal) at kemikal. Ang mekanikal na kaligtasan sa sakit ng mga halaman ay dahil sa mga tampok na morphological host plant, lalo na, sa pagkakaroon ng mga protective device na pumipigil sa pagpasok ng mga pathogens sa katawan ng halaman. Ang kaligtasan sa kemikal ay nakasalalay sa mga kemikal na katangian ng mga halaman.

4. Ang batas ng homological series ng hereditary variability: ang genetically similar species at genera ay may mga gene na nagbibigay ng magkatulad na katangian. Sa ganitong paraan, posibleng mahulaan ang pagkakaroon ng mga katangian sa ibang mga species ng isang kilalang genus.
5. Nalaman niya na ang pinakamalaking pagkakaiba-iba ng mga anyo ng mga species ay puro sa mga lugar kung saan nagmula ang species na ito. Itinampok ni N.I. Vavilov 8 sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman.

Mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman

Mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman- mga heyograpikong lugar na tahanan ng mga ligaw na ninuno ng mga nilinang halaman.

Ang mga sentro ng pinagmulan ng pinakamahalagang nilinang halaman ay nauugnay sa mga sinaunang sentro ng sibilisasyon at ang lugar ng pangunahing paglilinang at pagpili ng mga halaman. Mga katulad na sentro ng domestication (centres domestication) ay nakilala rin sa mga alagang hayop.

Natukoy ang walong sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman (Larawan 6):

1. Mediterranean (asparagus, olibo, repolyo, sibuyas, klouber, buto ng poppy, beets, karot).

2. Kanlurang Asya (igos, almendras, ubas, granada, alfalfa, rye, melon, rosas).

3. Central Asian (chickpeas, aprikot, peas, peras, lentils, flax, bawang, malambot na trigo).

4. Indo-Malay (citrus, breadfruit, pipino, mangga, black pepper, niyog, saging, talong).

5. Intsik (millet, labanos, cherry, mansanas, bakwit, plum, toyo, persimmon).

6. Central American (kalabasa, beans, cocoa, avocado, shag, mais, kamote, bulak).

7. Timog Amerika (tabako, pinya, kamatis, patatas).

8. Abyssinian center (saging, kape, sorghum, durum wheat).

Sa mga huling gawa ni N. I. Vavilov, ang mga sentro ng Kanlurang Asya at Gitnang Asya ay pinagsama sa sentro ng Timog-Kanlurang Asya.

kanin. 6. Mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman

Sa kasalukuyan, natukoy ang 12 pangunahing sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman.

Mga uri ng pagtawid

Sa pagsasanay sa pag-aanak, dalawang uri ng pagtawid ang ginagamit:

–simple (isang beses)– dalawang barayti ang pinag-krus sa bawat isa (A X B)

Mga pagkakaiba-iba:

Simpleng doubles

Kapalit

Maramihan

Mga topcross

Diallelic

–kumplikado (marami)– tatlong baitang o higit pa [(A x B) x C] x D

Mga pagkakaiba-iba:

Maibabalik (bkcrosses)

Convergent

humakbang

Interhybrid

Mga simpleng krus

Ang pagpili ay direktang isinasagawa sa mga hybrid na supling.

Batay sa mga simpleng ipinares na mga krus, ang trabaho sa hybrid na materyal ay nabawasan sa pagpili ng mga hybrid na halaman sa paghahati ng mga henerasyon at ang pagsusuri ng kanilang mga supling.

Ang ganitong uri ng pagtawid ay may malaking kahalagahan sa intervarietal hybridization kaysa sa interspecific hybridization, kapag ang isang solong pagtawid ay hindi sapat upang makuha ang kinakailangang kumbinasyon ng mga katangian sa isang hybrid.

Reciprocal crosses

Reciprocal (direkta at pabalik na pagtawid, ang parent form ay ipinagpalit) -

bawat isa sa dalawang bahagi ng magulang ay ginagamit sa isang kaso bilang maternal form, at sa pangalawang kaso bilang paternal form.

Ang ganitong uri ng pagtawid ay lalong mahalaga para sa malayong hybridization, kapag sa direkta at baligtad na mga kumbinasyon ang mga resulta ay maaaring magkaiba pareho sa set ng binhi at sa kalidad ng hybrid.

Kinakailangan upang suriin ang pagkakaroon ng genetic na materyal sa cytoplasm ng mga anyo ng magulang ay pantay na inililipat sa panahon ng pasulong at pabalik na pagtawid; ang cytoplasm ay ipinapadala sa mga hybrid lamang sa pamamagitan ng maternal line. Sa mga reciprocal crosses, sa ilang mga kaso ang impluwensya ng cytoplasm ng maternal form ay maaaring maging makabuluhan, sa iba ay maaaring hindi ito lumitaw sa lahat.

11. Complex stepwise at interhybrid crosses.

Mga hakbang na tawiran

Sa panahon ng sunud-sunod na hybridization, ang mga nagresultang hybrid na halaman ay muling tinawid sa isang pangatlong uri, at kung kinakailangan, ang isang ikaapat na uri o species ay kasangkot din sa pagtawid, atbp. Kaya, maraming mga anyo ng magulang ang kasangkot sa mga krus na ito, na sunud-sunod (stepwise) kasama sa hybridization .

Sa sunud-sunod na pagtawid, isang hybrid na materyal ang nilikha, kabilang ang germplasm ng ilang mga varieties o kahit na mga species ng mga halaman. Sa pamamagitan ng pagpili, halimbawa, ng isang pagkakasunud-sunod ng sunud-sunod na hybridization ng isang iba't, isa sa kung saan ay maagang pagkahinog, ang pangalawa ay mataas ang ani, at ang pangatlo ay lumalaban sa sakit, maaaring asahan ng isa na makakuha ng isang hybrid na pinagsasama ang lahat ng tatlong mga katangiang ito.

Mga interhybrid na krus

Upang lumikha ng mapagkukunan ng materyal na may malaking lawak ng genetic variability, ipinapayong gamitin ang paraan ng kumplikado o interhybrid crossing.

Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang populasyon ay nilikha sa pamamagitan ng pagtawid sa isang malaking grupo ng mga form ng magulang, at, bilang isang panuntunan, ang mga indibidwal na F1 ay agad na tumawid.

Halimbawa, ang isang pamamaraan ng crossbreeding para sa 16 na uri ng magulang ay magiging ganito:

Unang taon: (1x2); (3x4); (5x6); (7x8); (9x10); (11x12); (13x14); (15x16).

Ika-2 taon: (1x2)x(3x4); (5x6)x(7x8); (9x10)x(11x12); (13x14)x(15x16).

Ika-3 taon: [(1x2)x(3x4)]x[(5x6)x(7x8)]; [(9x10)x(11x12)]x[(13x14)x(15x16)].

Ika-4 na taon: ([(1x2)x(3x4)]x[(5x6)x(7x8)])x([(9x10)x(11x12)]x[(13x14)x(15x16)]).

Gamit ang pamamaraang ito, higit sa apat na henerasyon ng pagtawid, ang mga kinakailangan ay nilikha para sa pagbuo ng isang recombined genotype, ang mga gene na maaaring magmula sa lahat ng 16 na uri o linya.

Pagpipilian 1 - kumplikadong hakbang na tawiran

A x B => F 1 (reseeding) => F 2 – piliin ang mga kapansin-pansing katangian A at B, i-cross ang iba't C => F 1 (reseed) => F 2 – piliin ang mga kapansin-pansing katangian A, B, C, i-cross na may D => F 1 (reseeding) => F 2 piliin ang ABSD (1 sa 256). Tumagal ng 6 na taon.

Pagpipilian 2 - interhybrid:

Naghahasik tayo ng A x B at C x D nang magkatulad => i-cross ang mga ito F 1 sa isa't isa => F 1 muling itanim => F 2 piliin ang ABSD (1 sa 4096 ay napakalaking trabaho). Tumagal ng 4 na taon.

Ang unang pagpipilian ay halos palaging ginagamit.

MGA SENTO SA MUNDO NG HALAMAN

"Centaurs" sa mundo ng halaman. Mga nakamit ng mga siyentipikong Ruso, Europeo at Amerikano. Paano lumitaw ang plum at ang paboritong strawberry ng lahat. Paglikha ng mga bagong uri ng trigo. Ang pangunahing tagumpay ng mga siyentipikong Ruso ay labanos ng repolyo.

Ang listahan ng mga "centaur" ng halaman ay hindi limitado sa mga hybrid na repolyo-radish. Kaya, bilang isang resulta ng pagtawid ng dalawang pananim na butil - rye at trigo - nakuha ng mga siyentipiko ang isang bilang ng mga anyo, na pinagsama ng karaniwang pangalan na triticale. Ang Triticale ay may magandang ani, tibay ng taglamig at lumalaban sa maraming sakit sa trigo. Salamat sa hybridization trigo at isang malisyosong field weed - wheatgrass - ang mga breeder ay nakakuha ng mahahalagang uri ng halaman - wheat-wheatgrass hybrids na lumalaban sa tuluyan at may mataas na ani. Ang isa pang sikat na breeder ng Russia, si I.V. Michurin, ay tumawid sa Pennsylvania cherry (isang napaka-frost-resistant species, hindi katulad ng karaniwang cherry) na may bird cherry at nag-synthesize ng isang bagong halaman, na tinawag niyang cerapadus. Nang maglaon lamang ay natuklasan na ang mga cerapaduse ay kusang lumitaw sa mga Pamir, ngunit sa isang bahagyang naiibang paraan.