Sejak zaman dahulu, orang-orang terpesona dengan keindahan dan keragaman tanaman di sekitarnya, terutama bunga. Aroma dan kelembutan mereka di segala usia telah menjadi personifikasi cinta, kemurnian, manifestasi perasaan. Lambat laun, seseorang menyadari bahwa dia tidak hanya dapat menikmati pemandangan yang ada dari makhluk-makhluk cantik ini, tetapi juga mengambil bagian dalam pembentukannya. Maka dimulailah era pemuliaan tanaman, yang mengarah pada produksi spesies baru dengan fitur yang lebih penting dan penting dalam geno- dan fenotipe. Kedua ilmu yang bekerja sama dalam masalah ini telah berhasil mencapai hasil yang fantastis sejauh ini - ini adalah genetika dan botani.
Subjek Botani
Botany adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu yang berhubungan dengan tumbuhan. Itu mereka:
- morfologi;
- genetik;
- fisiologi;
- anatomi;
- sistematika.
Disiplin ini mencakup semua aspek kehidupan perwakilan flora, mulai dari proses internal respirasi, reproduksi dan fotosintesis hingga keragaman eksternal sifat fenotipik.
Ini adalah salah satu ilmu paling kuno, yang muncul seiring dengan perkembangan manusia. Ketertarikan pada makhluk yang tumbuh di sekitarnya, sehingga mendekorasi ruang di sekitarnya, selalu bersama seseorang. Selain itu, selain kecantikan, itu selalu menjadi sumber makanan, komponen obat, bahan bangunan yang kuat. Oleh karena itu, botani adalah ilmu yang mempelajari organisme paling kuno, penting, beragam, dan kompleks di planet kita - tumbuhan.
Pemuliaan tanaman
Dengan berlalunya waktu dan akumulasi pengetahuan teoretis tentang struktur makhluk-makhluk ini dari dalam, cara hidup mereka dan proses yang terjadi di dalamnya, menjadi tersedia untuk memahami bagaimana memanipulasi pertumbuhan dan perkembangan mereka. Ilmu genetika mendapatkan momentum, yang memungkinkan untuk mempelajari objek yang berbeda pada tingkat kromosom, menyilangkannya satu sama lain, mendapatkan hasil yang baik dan buruk, dan memilih yang menguntungkan dan perlu. Ini dimungkinkan oleh penemuan-penemuan berikut.
- Pemupukan ganda pada tanaman.
- Penemuan proses mitosis dan meiosis.
- Pengembangan metode penyeberangan.
- Fenomena heterosis, outbreeding dan inkubasi.
- Menguraikan kode genetik tanaman.
- Studi biomolekuler tentang komposisi sel dan jaringan.
- Penemuan di bidang sitologi dan histologi.
Tentu saja, ini tidak semua prasyarat yang menjadi awal dari gerakan yang kuat dan pengembangan metode pemuliaan tanaman.
Crossing dan Ciri-cirinya
Nama proses lainpersilangan - hibridisasi. Metode menggunakan fenomena ini disebut hibridologis. Gregor Mendel adalah orang pertama yang menggunakannya untuk eksperimennya. Setiap anak sekolah tahu eksperimennya yang terkenal pada kacang polong.
Inti dari seluruh proses ini adalah untuk menyilangkan bentuk induk satu sama lain untuk mendapatkan keturunan heterozigot, yang akan disebut hibrida. Pada saat yang sama, berbagai jenis penyeberangan telah dikembangkan. Mereka dipilih dengan mempertimbangkan karakteristik individu dari varietas, spesies atau genus. Ada dua jenis utama dari proses tersebut.
- Outbreeding, atau perkawinan sedarah. Menyiratkan bahwa bentuk induk awal tidak termasuk dalam spesies, genus, atau varietas yang sama. Artinya, mereka tidak berhubungan. Persilangan seperti ini adalah salah satu yang paling populer dan paling sering menyebabkan heterosis ketika membiakkan galur murni.
- Perkawinan sedarah, atau perkawinan sedarah - hibridisasi terkait erat dari individu-individu yang termasuk dalam spesies atau genus, varietas yang sama. Metode ini digunakan untuk memperbaiki sifat yang berguna dalam suatu populasi, termasuk sifat fenotipik. Dengan inkubasi berulang yang dilakukan dengan benar, dimungkinkan untuk mendapatkan galur tanaman yang murni secara genetik.
Jenis persilangan ini memiliki varietas yang lebih sempit. Jadi, salah satu bentuk outbreeding adalah persilangan - hibridisasi antar varietas.
Selain jenis, ada juga berbagai jenis penyeberangan. Mereka dijelaskan dan dipelajari secara rinci oleh Mendel, Thomas Morgan dan ahli genetika lainnya dari abad yang lalu.
Tampilanpersilangan
Ada beberapa tipe utama hibridisasi individu.
- Monohibrid, atau sederhana. Ini menyiratkan persilangan bentuk induk dengan keturunan pertama, dilakukan satu kali.
- Dihibrida - berdasarkan induk yang berbeda dalam dua pasang karakteristik.
- Returnable - hibrida dari generasi pertama disilangkan dengan induk aslinya.
- Polyhybrid, atau ganda - individu dari generasi pertama kemudian disilangkan satu sama lain, dan yang berikutnya dengan varietas dan spesies lain.
Semua varietas yang ditunjukkan memiliki arti dalam setiap situasi tertentu. Artinya, untuk beberapa tanaman, persilangan sederhana sudah cukup untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Dan untuk yang lain, hibridisasi polihibrid bertahap kompleks diperlukan untuk mendapatkan sifat yang diinginkan dan mengkonsolidasikannya di seluruh populasi.
Hibrida dari generasi yang berbeda
Sebagai hasil dari persilangan apa pun, keturunan ini atau itu terbentuk. Sifat-sifat yang diambil dari orang tuanya dapat memanifestasikan dirinya ke berbagai tingkat.
Dengan demikian, tanda-tanda hibrida generasi pertama secara fenotip selalu seragam, yang dikonfirmasi oleh hukum Mendel (pertama) dan eksperimennya pada kacang polong. Oleh karena itu, seringkali jenis hibridisasi monohibrid yang digunakan untuk memperoleh hasil yang sama, yang hanya diperlukan pada suatu waktu.
Selanjutnya, semua individu berikutnya sudah menggabungkan properti dalam dirinya sendiri, sehingga pemisahan muncul dalam rasio tertentu. Resesif muncul, proses mutasi mengganggu. Oleh karena itu, yang paling penting untuk kegiatan industrimanusia, pertaniannya, adalah tanaman generasi pertama yang diterima.
Contoh umum: jika tujuannya adalah untuk menghasilkan hanya tomat kuning sebagai hasil dari satu periode musim, maka tomat kuning dan tomat merah harus disilangkan, tetapi merah harus diperoleh lebih awal dari induk kuning. Dalam hal ini, generasi pertama pasti akan seragam - buah tomat kuning.
Hibrida interspesifik: karakteristik
Hibrida interspesifik adalah hibrida yang diperoleh sebagai hasil perkawinan sedarah atau persilangan jarak jauh. Artinya, ini adalah hasil perkawinan individu dari spesies yang berbeda untuk mendapatkan yang baru dengan karakteristik dan sifat yang telah ditentukan.
Dengan cara ini, banyak tanaman pertanian dan tanaman hias yang penting diperoleh dalam industri oleh manusia, dan banyak spesies individu baru dibiakkan dalam pembiakan hewan.
Contoh organisme serupa
Contoh hibrida interspesifik antar tumbuhan:
- memberi makan gandum;
- triticale - gandum dan gandum hitam;
- bentuk rye-wheatgrass;
- gandum-elimus;
- beberapa jenis tembakau dan lainnya.
Jika kita berbicara tentang hewan, maka banyak juga perwakilan yang dapat dikutip sebagai contoh:
- hines (kuda dan keledai);
- ligr - singa dan harimau betina;
- mezhnyak - belibis hitam dan capercaillie dan lainnya.
Masalah utama dengan hibridisasi semacam itu adalah bahwa keturunannya steril atautidak layak. Itulah sebabnya orang telah menciptakan dan mengembangkan banyak cara untuk menghilangkan faktor-faktor ini. Lagi pula, jika hasil yang diinginkan diperoleh, maka sangat penting tidak hanya untuk memperbaikinya, tetapi juga untuk memasukkan produksi organisme tersebut ke dalam sistem.
Apa yang menyebabkan infertilitas pada hibrida interspesifik?
Penyebab masalah tersebut terletak pada proses meiosis dan mitosis, yaitu pada anafase, ketika kromosom menyimpang ke arah kutub sel. Pada saat ini, masing-masing dari mereka mencari pasangan homolognya. Ini adalah bagaimana seluruh kromosom terbentuk dari kromatid dan kariotipe umum organisme terbentuk.
Tetapi pada individu-individu di mana penggabungan terjadi dari bentuk induk yang berbeda, kemungkinan bertemu struktur seperti itu minimal atau tidak mungkin. Itulah sebabnya terjadi kombinasi acak dari sifat-sifat dan sebagai hasilnya, individu menjadi tidak subur atau tidak dapat bertahan hidup. Artinya, gen, pada kenyataannya, menjadi tidak kompatibel.
Jika kita beralih ke tingkat molekuler dan mencari tahu apa alasan ketidaksuburan hibrida interspesifik, maka jawabannya adalah: ini adalah ketidakcocokan bagian DNA dari inti sel dan mitokondria. Akibatnya, tidak ada konjugasi kromosom dalam proses meiosis.
Hal ini menyebabkan hasil yang membawa malapetaka baik dalam pemuliaan tanaman maupun persilangan dan pemuliaan breed dan spesies hewan baru. Terutama sering ini terjadi pada perwakilan flora. Oleh karena itu, Anda bisa mendapatkan tanaman hibrida hanya sekali, yang sangat merepotkan untuk pengembangan pertanian.
Setelah menjadi jelas bagi para ilmuwan apa penyebab infertilitas antarspesieshibrida, kerja aktif mulai menemukan cara untuk menghilangkan penyebab ini. Hal ini menyebabkan terciptanya beberapa cara untuk menghilangkan kemandulan individu.
Cara mengatasi kemandulan
Jalan utama yang dipilih oleh para ahli biologi untuk memecahkan masalah ini adalah sebagai berikut. Pada tahap meiosis, ketika kromosom menyimpang ke arah kutub sel, zat khusus, colchicine, dimasukkan ke dalamnya. Ini mempromosikan pembubaran serat gelendong (pusat sel). Akibatnya, semua kromosom tetap berada dalam satu sel, dan tidak jatuh ke dalam sel yang berbeda. Sekarang konjugasi bebas antara pasangan homolog dimungkinkan, yang berarti bahwa proses meiosis cukup normal di masa depan.
Dengan demikian, keturunannya menjadi subur dan mudah berbuah di kemudian hari ketika disilangkan dengan bentuk yang berbeda. Paling sering, metode ini digunakan dalam pemuliaan tanaman, disebut poliploidi. Ini pertama kali diterapkan oleh ilmuwan kami Karpechenkov. Jadi dia mendapat hibrida pertama yang subur dari kubis dan lobak.
Apa alasan infertilitas hibrida interspesifik, kami telah mengetahuinya. Mengetahui sifat masalahnya, kami berhasil membuat dua cara lagi untuk menyelesaikannya.
- Tanaman menyerbuki dengan serbuk sari hanya dari satu induk. Metode ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan beberapa generasi individu hibrida, subur. Namun, kemudian sifat tersebut tetap kembali, dan individu menjadi mandul kembali.
- Penyerbukan hibrida pada generasi pertama dengan serbuk sari dari tetua.
Hari ini, lebih banyak metode perjuangan belum dibuat, tetapi pekerjaan sedang dilakukan ke arah ini.
Lili dan hibridanya
Simbol kesucian dan kepolosan, bungakesedihan dan kesedihan untuk perwakilan bunga lili yang telah meninggal, lembut dan halus. Tanaman ini telah dihargai oleh manusia selama berabad-abad. Selama waktu ini, tidak ada varietas yang dibuat! Secara alami, persilangan antarspesies juga mempengaruhi mereka.
Hasilnya adalah pengembangan sembilan kelompok varietas hibrida yang cukup memukau dengan keindahan sifat fenotipik! Di antara mereka, tempat khusus ditempati oleh dua perwakilan yang paling tidak biasa dan dicari:
- hibrida oriental;
- lili hibrida PL.
Mari kita perhatikan tanda-tanda dari kedua kelompok dan beri mereka deskripsi.
Hibrida oriental
Ini adalah hibrida terbesar dalam hal pembentukan bunga. Biologi mereka praktis tidak berbeda dengan perwakilan lainnya. Dimensi kelopak yang tumbuh bisa mencapai diameter 31 cm, dan warnanya bisa berbeda. Varietas Nippon sangat indah, memiliki bunga putih besar dengan tepi merah muda. Kelopaknya bergelombang.
Tinggi tanaman ini berkisar hingga 1,2 m, sehingga dapat ditanam pada jarak 20-25 cm dari satu sama lain dan membentuk pegunungan berbunga yang indah. Semua perwakilan grup ini memancarkan aroma yang sangat kuat.
Orienpits
Ini adalah bunga lili hibrida-PL, singkatan yang dibentuk dari nama lengkap: bentuk-bentuk oriental-tubular. Mereka juga disebut pohon lily karena ukuran tanamannya yang sangat tinggi dan bunganya yang besar. Pada satu batang setinggi 2,5 meter, lebih dari 25 bunga besar (hingga 30 cm) dapat terbentuk, yang sangat harum dan berwarna cerah.
Ini memungkinkan kelompok hibrida ini menjadi sangat populer di kalangan tukang kebun, meskipun tidak semua orang dapat mengatasi perkembangbiakan mereka. Perawatan yang sangat hati-hati dan penanaman yang tepat diperlukan agar bentuk seperti itu dapat berakar dan menghasilkan keturunan.
Bunga matahari dan bentuk hibridanya
Hibrida bunga matahari berbeda satu sama lain dalam hal pematangan benih. Jadi, alokasikan:
- awal (hingga 90 hari);
- matang awal (hingga 100 hari);
- pertengahan musim (hingga 110 hari).
Bibit hibrida juga memberikan yang berbeda. Kandungan dan hasil minyak sangat baik dan tergantung pada periode pematangan. Semakin lama tanaman berada di tanah, semakin tinggi kualitas tanaman. Anda dapat menyebutkan beberapa hibrida paling umum di dunia dari tanaman ini, yang paling diminati di bidang pertanian.
- Tunka.
- Bosphorus.
- Rocky.
- PR64A15.
- Jason.
- Maju.
Di antara manfaat utama mereka:
- toleransi kekeringan;
- penyakit dan hama;
- hasil;
- benih berkualitas tinggi;
- berbuah baik.
