Як схрещування рослин. Схрещування рослин - технологія схрещування та переваги гібридних сортів. Чисті сорти! або гібриди! що вибрати
Сторінка 2 з 4
Відомо, що переважна більшість рослин та тварин розмножується статевим шляхом. Насіннєве потомство їх виникає лише в результаті запліднення - злиття чоловічих та жіночих статевих клітин, що дає початок новим організмам.
На відміну від вегетативного способу розмноження (клубнями, живцями, нирками і т. д.), при якому організми, що ростуть, продовжують свій розвиток з тієї стадії, до якої дійшов розвиток взятої для їх отримання тканини материнського куща, при статевому розмноженні запліднена яйцеклітина - зигота дає початок нової рослини, що починає свій розвиток знову.
Процес запліднення має величезну біологічну значимість, тому що завдяки йому нові організми, що розвиваються, набувають подвійну спадковість - материнську і батьківську, а внаслідок цього і більшу життєвість, яка проявляється в кращій їх пристосованості до різноманітних умов зовнішнього середовища.
По Лисенку, біологічна роль процесу запліднення полягає в тому, що шляхом об'єднання різняться певною мірою за своїми спадковими властивостями жіночої та чоловічої статевих клітин в одну клітину і злиття двох ядер їх в одне ядро створюється суперечливість живого тіла, що є причиною саморозвитку, саморуху, т.п. е. життєвого процесу з властивим йому обміном речовин.
Штучне схрещування різних сортів рослин та порід тварин широко використовується у селекційній практиці.
Вирішальними моментами при виведенні нових високопродуктивних сортів рослин і порід тварин з позицій матеріалістичної мічуринської біології є осмислений і вмілий підбір для схрещування вихідних батьківських пар і подальше управління природою гібридного потомства, що формується, регулюванням умов життя.
Шляхом багаторічної наполегливої практичної роботи, що має під собою глибоко обґрунтований фундамент, І. В. Мічурін послідовно, крок за кроком, будував свою теорію статевої гібридизації. Ця теорія спростовує основні положення прихильників формально-генетичної науки, які стверджують незалежність спадковості організмів від умов їхнього життя та пропагують «славнозвісні горохові закони Менделя», про застосування яких у селекції багаторічних культур, як писав Іван Володимирович, не варто навіть мріяти. Він різко засуджував тих, хто працював за принципом: «Висип, підмішуй, говори, може щось вийде інше». На противагу цьому девіз І. В. Мічуріна говорить: «Ми не можемо чекати милостей від природи: взяти їх у неї – наше завдання».
Заперечуючи проти поглядів на спадковість, висловлюваних прихильниками формально-генетичної «науки», він неодноразово стверджував, що з неодноразовому схрещуванні тих самих вихідних батьківських пар у тому послідовних потомствах будь-коли вийде однакову кількість гібридів, які завжди домінували б суворо певні ознаки батька чи матері згідно з менделівським законом 3:1. Отримані рослини у всіх випадках схрещування одних і тих же батьківських пар за своїми морфологічними та біологічними ознаками не бувають тотожні, тому що успадкування ознак батьків залежить як від підбору сортів, що схрещуються, так і від багатьох інших причин.
Правильний підбір батьківських пар неможливий без знання біологічних закономірностей успадкування гібридним потомством ознак і властивостей батьків і наявності глибоких взаємозв'язків між природою рослинних організмів, що формується, і умов їх виховання, встановлених І. В. Мічуріним, Т. Д. Лисенком та їх послідовниками.
1. Щоб отримати новий сорт з бажаними якостями, необхідно насамперед підібрати для схрещування такі рослини, які мають господарсько цінні ознаки, що відповідають селекційному завданню.
І. В: Мічурін неодноразово підкреслював думку про те, що сучасним селекціонерам, як правило, нема чого проходити знову шлях, пройдений до них; завдяки наявності в організмів спадковості вони повинні користуватися результатами праць багатьох поколінь своїх попередників.
Цю думку проводив у своїх працях і Лютер Бербанк. Він образно порівнював вибір рослин для схрещування з роботою архітектора. Як архітектор підбирає будівельний матеріал, що відповідає ідейному задуму майбутньої будівлі, так і селекціонер намічає для схрещування рослинні форми, що мають ті ознаки, які він хоче бачити в майбутньому сорті. При цьому в розпорядженні селекціонера є набагато більш багатий і різноманітний матеріал, який він може залучити до роботи для здійснення свого задуму, ніж кількість мінералів або порід дерева, яке відомо архітектору.
При виведенні нових сортів, як вказує Т. Д. Лисенко, дуже важливо підібрати вихідні форми за принципом наявності у них найменшої кількості негативних якостей, які могли б обмежити в цих умовах розвиток у потомстві кращих ознак і властивостей батьків.
2. І. В. Мічурін надавав важливого значення сортової та індивідуальної історії материнської та батьківської рослин, тому що знання її дозволяє передбачати можливий характер успадкування ознак батьківських форм гібридним потомством.
«Найенергійнішою здатністю передачі своїх властивостей, - вказував Іван Володимирович, - мають, по-перше, всі рослини чистих видів, що ростуть у дикому стані, по-друге, більшою енергією відрізняються всі старі культурні сорти рослин, а найслабшими в цьому відношенні потрібно вважати нещодавно виведені молоді сорти плодових дерев та ягідних кущів»*.
* І. В. Мічурін, Вибрані твори, 1948, стор 69.
Домінування ознак диких рослин при схрещуванні їх з культурними обумовлено наявністю у них значно більш консервативної спадковості, ніж у пізніших у процесі діяльності людини культурних форм.
Ще Ч. Дарвін зазначав, що з рослин і тварин, поширених у природних умовах, немає такі різкі і раптові зміни, які відомі у приручених тварин і культурних рослин. Слід вважати, що сам факт окультурення, тобто переміщення рослин з природних умов у нові - штучні, і обробіток їх протягом багатьох поколінь під впливом певних прийомів агротехніки та фітотехніки сприяє формуванню у них пластичнішої спадковості і активнішої реакції їх на зміну умов довкілля, ніж у диких форм.
3. Для отримання гібридного потомства з пластичною спадковістю, здатного найбільше піддаватися спрямованому вихованню і дає найбагатший за різноманітністю форм матеріал для подальшого відбору, І. В. Мічурін рекомендував застосовувати географічно та генетично віддалене скрішування.
Як правило, при віддаленій (міжвидової або міжродової) гібридизації отримане гібридне потомство порівняно легко пристосовується до тих умов життя, що йому надаються.
На великому практичному матеріалі І. В. Мічурін довів можливість схрещування далеких за спорідненістю форм рослин і широко використовував віддалену гібридизацію у своїй практичній роботі при виведенні відомих сортів: яблуні – бельфлер-китайка, кандиль-китайка (гібриди між домашньою та китайською яблунею), бельфлер червоний, Бельфлер рекорд (гібриди між домашньою яблунею та яблунею Недзвецького), Таежное (гібрид між Кандиль-китайкою та сибірською яблунею); груші - Бере зимова Мічуріна, Товстобіжка, Раковка (гібриди між звичайною - культурною грушею та уссурійською); вишні - Краса півночі, Бастард черешні (гібриди вишні з черешні); нових рослин - церападусів (гібриди степової вишні з японською черемхою); сливи - прозора жовта (гібрид сливи з абрикосом), ренклод терновий, терн солодкий (гібриди сливи з диким терном); виноград - Російський Конкорд, Металевий, Буйтур (гібриди між американськими та амурськими видами), Коринка Мічуріна (гібрид між амурським та культурним видами винограду). Відомі також його сорти - гібриди горобини з мушмулою, горобини з глодом, малини з ожиною і т.д.
Метод віддаленої гібридизації знайшов широке застосування у роботі радянських селекціонерів, оскільки він відкриває великі можливості отримання нових форм корисних рослин.
Віддалені за спорідненістю рослини можуть бути також далекими за географічним походженням та за умовами середовища, у яких кожне з них сформувалося.
Схрещування географічно віддалених рослин та виховання їхнього гібридного потомства бажано проводити в нових природних умовах, чужих як материнському, так і батьківському батькам. У цьому випадку, згідно з мічурінським вченням, як би виключаються ті умови, які необхідні для сильного прояву в потомстві ознак найближчих предків. Класичним прикладом практичного використання цього становища може бути отримання І. В. Мічуріним в умовах Тамбовської області нового високоякісного зимового сорту груші Бере зимова Мічуріна.
Йому довго не вдавалося отримати новий сорт груші з плодами добрих смакових якостей, придатними для тривалого зберігання зими. З цією метою він проводив численні схрещування високоякісних західноєвропейських зимових сортів груші (Бере Діль, Бере Клержо, Бере Лігеля, Сен-Жермен) із місцевими сортами (Тонковетка, Царська, Безсемянка). Однак вирощені сіянці не мали бажаної властивості внаслідок домінування у потомства раннього терміну дозрівання плодів, властивого місцевим сортам груш. Лише шляхом схрещування італійського сорту груші Бере Рояль із молодим, вперше зацвілим сіянцем уссурійської груші (батьківщина цього виду груші – Далекий Схід) він отримав гібриди з плодами літнього, осіннього та зимового дозрівання. Один з них виявився особливо цінним, оскільки успадкував найкращі властивості обох батьків - морозостійкість, властиву уссурійській груші, і величину плодів, прекрасний їх десертний смак, а також здатність до тривалого зберігання у свіжому вигляді, властиві сорту Бере рояль.
4. На підставі багаторічних експериментів та спостережень І. В. Мічурін відкрив ще одну важливу закономірність: у процесі схрещування сортів, рівноцінних у сенсі консерватизму спадковості материнський організм, будучи природним ментором, як правило, повніше передає свої ознаки та властивості потомству, ніж батьківський .
Керуючись цією закономірністю, радянські селекціонери під час проведення схрещувань у ролі материнського батька часто підбирають ту рослину, господарсько цінні ознаки та властивості якої бажано бачити у потомстві. Якщо виникає необхідність послабити індивідуальну силу спадкової передачі материнського батька, необхідно підбирати у ролі матері молодий, вперше квітучий сіянець, з уже розхитаною попередньою гібридизацією спадковістю.
5. Іван Володимирович Мічурін – перший селекціонер, який застосував для схрещування суміш пилку різних сортів. Щоправда, він використовував метод суміші пилку, в основному з метою подолання нехрещування при гібридизації рослин, віддалених у спорідненому відношенні, проте послідовники його довели доцільність застосування суміші пилку ряду сортів та при звичайних схрещуваннях.
Ще Дарвін зазначав, що схрещування особин, що піддавалися протягом життя попередніх поколінь різним умовам, надає сприятливу дію на потомство, оскільки у разі їх статеві клітини є у тому чи іншою мірою диференційованими. При самозапиленні квіток такої диференціації статевих елементів немає, тому його на потомство несприятливо.
Це спостереження послужило основою іншого важливого висновку Ч. Дарвіна про наявність обов'язкової вибірковості статевих елементів рослин у природних умовах. І. В. Мічурін та Т. Д. Лисенко розвинули дарвінське положення про наявність вибірковості запліднення рослин і довели, що успадкування ознак батьків потомством при штучній гібридизації перебуває у великій залежності від виборчого характеру процесу запліднення, причому ця залежність має двоякий характер.
Далеко не кожне пилкове зерно біологічно відповідає певній яйцеклітині, тому чим більше пилкових зерен різних сортів наноситься при запиленні на рильці кастрованої квітки, тим ширша можливість надається материнській рослині вибрати найбільш прийнятні з них. Численними експериментами мічуринців доведено, що за наявності великого вибору пилку квітками запліднення відбувається активніше, насіння, що зав'язалося, виявляється значно життєздатнішим і багатшим поживними речовинами, а виросли з них рослини - більш врожайними.
Крім того, при запиленні сумішшю пилку в результаті взаємодії пилкових зерен різних сортів створюється якісно нове фізіологічне середовище, більш сприятливе, ніж при звичайному запиленні.
І. В. Мічурін звертав увагу селекціонерів і на інший бік цього процесу. Далеко не завжди при штучній гібридизації слід очікувати отримання більш життєздатного потомства. Адже найчастіше в якості батьків залучаються рослини, що біологічно не відповідають одна одній, схрещування яких є примусовим. Наприклад, при віддаленій гібридизації іноді виходять рослини, які не здатні до побудови навіть найбільш життєво важливих органів. Тим не менш, Т. Д. Лисенко підкреслює, що вибірковою здатністю рослин необхідно користуватися для отримання різких змін спадковості шляхом примусового схрещування з тими особами, пилок яких не вибрав би материнський організм у природних умовах.
У цій галузі мічуринська агробіологічна наука висуває нові, ще не вирішені проблеми, що мають важливе теоретичне значення.
Для практичних селекційних робіт суміш пилку для схрещування підбирається за тими ж принципами, які зазначені раніше, тобто враховується селекційне завдання, господарсько цінні якості батьківських сортів (у тому числі кількох батьківських), їх біологічні особливості та історія походження.
6. Не завжди шляхом одноразового схрещування наперед підібраних з урахуванням зазначених закономірностей домінування спадковості батьківських пар селекціонеру вдається отримати гібридне потомство з бажаними ознаками. Щоб досягти здійснення своєї мети, іноді корисно вдатися до повторного схрещування кращих з отриманих гібридних рослин з одним з батьків або з будь-яким іншим сортом, що має потрібні якості.
Надаючи виняткове значення повторному схрещуванню першого гібридного покоління плодових культур, отриманих у середній смузі Росії, з південними сортами, І. В. Мічурін наполегливо вказував селекціонерам: «Далі, найважливішим у справі виведення нових сортів плодових рослин слід вважати третій спосіб - спосіб повторного схрещування гібридів з кращими культурними (і іноземними) сортами... Тут ми здебільшого отримаємо значне загальне поліпшення як від впливу введеного в схрещування сорту з новими добрими властивостями, так і від легшої сприйнятливості гібрида в його молодому віці і до того ж кореневласного». *.
* І. В. Мічурін, Соч., Т. 1, 1948, стор 496-498.
У той же час він застерігав від використання в суворих кліматичних умовах сіянців другої або навіть третьої генерації від природного запилення, тому що нові форми, які при цьому отримують, ухиляються в основному в гірший бік внаслідок повторного негативного впливу місцевих факторів середовища на домінування ознак батьків.
Встановлені І. В. Мічуріним, Т. Д. Лисенком та їх учнями закономірності домінування спадковості рослин поширюються і на культуру виноградних лоз.
Багаторічними дослідженнями, проведеними відділом селекції та сортовивчення Українського науково-дослідного інституту виноградарства та виноробства ім. Таїрова (П. К. Айвазян) встановлено, що у першому та другому насіннєвих потомствах статевих гібридів спостерігається досить складна картина успадкування ознак батьків. В одних сіянців можуть переважати ознаки одного з батьків, в інших - іншого, у третіх - може мати місце проміжне успадкування ознак і, нарешті, відомі випадки, коли в гібридному потомстві з'являються нові ознаки і властивості, що повністю були відсутні у вихідних батьківських пар.
Як правило, найбільш константними у сенсі спадковості виявляються дикорослі форми чистих видів: Вітіс Ріпаріа, Вітіс Рупестріс, Вітіс Лабруска, Вітіс Амурензіс і т. д., тому при міжвидовій гібридизації винограду сіянці першого потомства, отримані від схрещування культурного винограду з американським подвійними сортами та вирощувані у звичайних агротехнічних умовах, переважно успадковують ознаки диких батьків. При цьому більша частина рослин, що ухилилася за морфологічними ознаками у бік диких форм, успадковує від материнських рослин (європейських сортів) нестійкість до ураження мілдью та низьку морозостійкість, а від батьківських сортів (диких форм) – низька якість урожаю. Сіянці, що наближаються за морфологічними ознаками до культурних сортів, поступаються якістю врожаю материнському культурному сорту.
Невелика кількість міжвидових гібридів, що мають практичну стійкість до мильдь і морозу, за своїми морфологічними ознаками (пагони та листя), а також за кількістю та якістю врожаю наближаються до диких видів. Такі сіянці становлять інтерес для повторної та вегетативної гібридизації.
Дослідження показали також, що при міжвидовій гібридизації найкраще брати як материнські рослини стародавні аборигенні сорти винограду з гарною якістю врожаю. Такі сорти, що сформувалися в місцевих умовах і мають більш стійку спадковість, легше передають гібридному потомству свої ознаки та властивості, ніж інтродуковані.
У гібридному потомстві, отриманому від повторних схрещувань міжвидових гібридів з високоякісними сортами, як і слід було очікувати, значна частина сіянців є дикими формами. Отримання й у разі великої кількості сіянців, отклоняющихся за своїми ознаками від культурних рослин, можна пояснити тим, що у походження одного з батьків брали участь дикі різновиди, які з давності існування відрізняються винятковою здатністю зберігати свої спадкові властивості.
У межах однієї і тієї ж гібридної комбінації, за однакових умов середовища, сорт повніше передає потомству свої ознаки та властивості (урожайність, силу росту кущів, величину гронів та ягід, забарвлення ягід та соку, якість урожаю, стійкість рослин проти несприятливих умов та інші) у тому випадку, якщо він взятий як материнська рослина. Забезпечуючи гібридний зародок у наймолодшому його віці, починаючи з моменту утворення зиготи, необхідними поживними речовинами, материнський організм як ментор впливає на формування спадковості потомства.
Правильний підбір вихідних батьківських сортів для схрещування є лише першим етапом селекційної роботи, що закінчується отриманням гібридного насіння. Подальший процес формування спадковості сіянців є дуже складним біологічним явищем, що відбувається під впливом умов середовища і часто супроводжується проявом у них низки глибоких змін.
У гетевські часи, як згадував сам Ґете, у Карлсбаді – на карті не шукайте, тепер це Карлові Варі – на водах відпочиваючі любили визначати у букетах рослини по Ліннею. Ці букети мінеральні води, що п'ють у тіні колонади (гідрокарбонатно-сульфатно-хлоридно-натрієві - до відома збираються в Karlovy Vary) доставляв щодня молодий гарний садівник, що викликає у блідих самотніх дам підвищений інтерес.
Правильне визначення кожної рослинки було справою честі та успіху у садівника, який заохочував за скромну плату безневинні ботанічні захоплення. Важко сказати чому - чи через ревнощі до садівника, чи до Ліннея, але поет жорстко розійшовся з Ліннеєм у принципах систематики рослин. Лінней, як відомо, шукав у рослинах відмінності, Гете став шукати загальне і цим, треба сказати, зробив перший крок до генетичної систематизації рослин.
Захоплення жінок ботанікою можна було зрозуміти: система Ліннея була напрочуд проста і зрозуміла. Це вам не «Визначник вищих рослин європейської частини СРСР» Станкова-Талієва більш ніж тисяча сторінок, що приводить студентів до передфарктного стану.
Лінней, що зроду не любив арифметики, проте заклав її, можна сказати, в основу своєї системи. Він підрозділив рослини на 24 класи, з яких 13 виділено за кількістю тичинок. Рослини з однією тичинкою в кожній квітці вміщені в перший клас, з двома - в другій і так далі до десятого класу, до якого віднесені рослини з 10 тичинками. Клас 11-й включав рослини з 11-20 тичинками, 20 і більше тичинок у квітці говорило про приналежність до 12-го та 13-го класу. Ці два класи розрізняли за рівнем розташування основи тичинок щодо місця прикріплення маточка. Рослини 14-го та 15-го класів мають тичинки нерівної довжини. У квітах класів 15-20-го тичинки у рослин зрощені між собою або з маточкою. У 21-й клас були вміщені однодомні рослини, що мають частину тичинкові, частиною плодючі (пестичні) квітки. До 22-го класу потрапили дводомні рослини, що розвивають на одних рослинах лише тичинкові, на інших - тільки квітучі. Клас 23-й включав рослини з хаотичним розкидом чоловічих та жіночих квіток (у тому числі часом та спільному) на рослині. У 24-му класі були об'єднані «таємношлюбні» рослини - всі безквіткові рослини, починаючи з папоротеподібних і закінчуючи водоростями. Названі останні «таємничими» через те, що ботаніки не знали, як вони розмножуються. Це зараз біологам відомі їх організація та розмноження краще, ніж квіткових рослин.
Лінней відніс 20 з 23 класів до явношлюбних двостатевих квіток. Саме їх він вважав правилом у рослинному царстві, інші – цікавим винятком. Воно начебто логічно, для рослин зручніше - тичинки та маточки поруч, значить, шлюб без затримки; Результат любові - плід і насіння з'являються в результаті самозапилення, зашифрованого біологами латинським словом autogamia.
Вже після Ліннея з'ясувалося, що деякі рослини мають лише на вигляд двостатеві квітки. Хоча в них у квітках поруч і тичинки, і маточки, але пилкові клітини в пильовиках недорозвинені і вся рослина євнухом дивитися гидко. Інші квітки самі себе не можуть запліднити, але їх пилок здатний до виробництва потомства при запиленні маточок чужих рослин.
Оскільки повелося здавна у ботаніків все називати латинськими іменами, то сукупність тичинок квітки вони назвали андроцеєм, а сукупність маточок (або просто маточок) - гінецеєм. Але оскільки жоден вчений на вже досягнутому одного разу ні за що не зупиниться, то ботаніки надалі в залежності від будови квіток підрозділили їх на обох статей (містять андроцей і гинецей) і одностатеві (містять або андроцей, або гінецей). Якщо чоловічі та жіночі квіти розквітають на одній рослині, його називають однодомним (кукурудза), якщо ж на різних – дводомним (конопля). У полігамних видів на одній рослині бувають двостатеві та одностатеві квітки (диня, соняшник). Однак, мабуть, у спис вченим-ботаникам природа часом підставляє їх допитливому оку всі форми переходу від одного статевого типу квітки і рослин до іншого, аж до пустоцвітів, зовсім позбавлених тичинок і з недорозвиненими маточками.
Надзвичайно дратівлива городників бур'янка мокриця, або топтун, має в двох п'ятичленних мутовках десять тичинок, з яких зазвичай 5 внутрішніх з деяким додаванням таких же з зовнішньої мутовки зморщені і позбавлені пилку. Квіткові головки чорноголовника (Poterium polygamum) містять крім чисто плодових і чисто тичинкових квіток ще й справжні статеві двостатеві квітки. Вони представляють усі приклади переходу від справжніх обох статей до квіток суто материнського типу. До речі, цей ботанічний рід винятковий серед розоцвітих своєю схильністю до вітрозапилення.
Надзвичайно різноманітні також ступеня відокремлення серед хибноопалих плідних і тичинкових квіток. Бодяк, спаржа, хурма, виноград, деякі скабіози, ломикамені, валеріани мають квітки на перший погляд обох статей. У них добре розвинені маточки, видно і тичинки, в пиляках яких може бути або відсутні пилок. В останньому випадку це хибноопалих квіток. Що робити, і в природі «лжедмитрії» трапляються. Те ж саме можна сказати і про частину квіток у кистях кінських каштанів і деяких видів щавлю, а також у квітках у центрі кошиків мати-й-мачухи та нігтиків, що мають вигляд справжніх обох статей, але чиї зав'язі не дають схожого насіння, так як рильце не здатне пропускати через себе пилкові трубки.
У кистях явору (один з видів клена) можна помітити всі можливі переходи від хибноопалих тичинкових квіток з добре розвиненими великими зав'язями до таких, у яких маточки недорозвинені або зовсім відсутні. Переходи від справжніх обох статей до пустоцвітів можна зустріти у декількох видів степового гіацинту.
Відомі також тридомні види: у них одні рослини несуть тільки чоловічі, інші – тільки жіночі, а треті – двостатеві квітки (смолівка). З курйозів рослин можна назвати зміну статі з віком чи окремі роки. Виноград серцеподібний, що відноситься на своїй батьківщині до типово дводомних, у Віденському ботанічному саду представлений кущами з квітками тичинками. Але в деякі роки виноградні кущі приводять екскурсоводів в замішання, оскільки утворюють крім тичинкових справжні статеві двостатеві квітки.
У багатьох рослин самопліднення перешкоджає неодночасне дозрівання тичинок і маточок у квітці - дихогомія (соняшник, малина, груша, яблуня, слива), при якій розрізняють протерандрію, коли тичинки пилять раніше дозрівання маточок, і протогінію, коли маточки дозрівають раніше тичинок.
Головним чином протерандричні складноцвіті, губоцвіті, мальвові, гвоздикові та бобові; протерогінічні ситники та ожики, кірказонові та дафнієві, жимолостні, глобулярієві, пасльонові, розоцвіті та хрестоцвіті. Протерогінічні всі однодомні рослини: осоки, рогози, щоголовники, ароїдні з однодомними квітками, кукурудза, однодомна кропива пекуча, уруть, чорноголовник, дурнишник, шалений огірок, молочайні рослини, вільха, береза, волоський горіх, бук, платан . У названих тут дерев і чагарників пильовики починають припадати пилом із запізненням у 2-3 дні. У альпійської зеленої вільхи ця різниця дорівнює 4-5 дням, а у дрібного рогозу - навіть дев'яти.
Здебільшого протерогінічні дводомні рослини. У великих вербових чагарниках по не травленим хімією берегах наших річок деякі види все ще представлені численними чагарниками. Частина їх несе тичинкові квіти, інша – маточкові. Вони практично знаходяться в одних умовах, але, незважаючи на однакові зовнішні умови в одній і тій же місцевості, кущі з маточковими квітками завжди вправно випереджають у цвітінні своїх «чоловіків» з тичинковими квітками. У білотала, пурпурового лозника, кошикової верби та ракити приймочки у своєму дозріванні на 2-3 дні випереджають розтин тичинкових квіток. Те саме у альпійських верб - переконайтеся, якщо доведеться побувати в Альпах. Але тут різниця в часі обмежена лише одним днем, з чого правомірно зробити висновок, що наші верби - найбільш протерогінічні верби у світі.
У рослин конопель, що ростуть поруч, на початку цвітіння можна помітити приймочки, готові до сприйняття пилку, хоча жодна тичинкова квітка ще не розкрита - вони розкриються лише через 4-5 днів. Біля проліски, або курей-зілля, що росте по листяних лісах і чагарниках, поруч розташовані материнські та батьківські особини. Проте маточкові квіти у них відкриваються за два дні до тичинкових. Те саме у хмелю та багатьох інших дводомних рослин.
У небагатьох рослин самопліднення утруднене через таке розташування тичинок і маточок, при якому пилок важко потрапити на рильці маточки своєї квітки. Наприклад, при гетеростилії одні особини мають квітки з довгими маточками та короткими тичинками, а інші – навпаки. До гетеростильних (розностовбчастих) відносяться деякі тирличові (наприклад, вахта, або трилистник), гречка, різні види лінцю, численні першокольорові (наприклад, проломник, турча, примула, або первоцвіт), а також багато бурачникові (незабудки, медуниця та ін) .
Вахта має дуже витончені волохатими білорожевими квітками-зірочками, зібраними пензлем на безлистому стеблі. Одні квітки мають низький стовпчик і укріплений над ним пильовик, інші, навпаки, - високі стовпчики і укріплені під ними пильовики. Приймочки у рослини дозрівають раніше тичинок. Комахи, що відвідують квіти вахти, стосуються однією і тією ж частиною свого тіла то маточок, то тичинок, здійснюючи строго перехресне запилення. Однак у довгу негоду квітка закрита і змушена самозапліднюватися.
Примула, серед дітей відоміша як баранчики, розпускає квітки однієї з перших серед весняних квітів. Звідси і латинська назва primus – перша. Запилюють рослину тільки джмелі та метелики. Завдяки розностовбчастості маточки одних квіток можуть бути запилені пилком тільки з інших квіток. Якщо джміль сідає на квітку з низьким маточкою, він стосується головою високостоящих тичинок. Перелітаючи на квітку з високостоящим маточкою, вона стосується головою приймочки і виробляє перехресне запилення.
Явление разностолбчатости вперше було відкрито на квітках турчі болотяної, та був і інших рослинах. Першість турчі в цьому відношенні здається навіть неймовірною, якщо врахувати, що вся рослина занурена у воду, і лише у липні квітки з'являються над водою. Інша прикметність турчі в тому, що коріння вона не має, і всмоктувальні функції у неї виконують клітини шкірки листя.
У гречки, за клятвенним засвідченням генетиків, довгоостовпчастість контролюється рецесивною алелею s, а короткостовпчастість - домінантною алелею S (нагадуємо, що алель - одна з форм стану одного і того ж гена). Оскільки запилення в межах одного типу квітки не відбувається, то в популяціях постійно підтримується рівне співвідношення рослин з генотипами Ss і ss; це видно з грат Пеннета, відомої зі шкільного курсу біології:
тобто розщеплення 1:1, як і в людини, на хлопчиків (АТ) та дівчаток (XX) у потомстві.
За будовою квітки гречка пристосована до перехресного запилення переважно комахами (мухами, джмелями і особливо бджолами), яких приваблює нектар, і лише частково вітром. При нормальному (легітимному) запиленні, коли пилок коротких тичинок потрапляє на приймочки коротких стовпчиків і, відповідно, пилок довгих тичинок - на приймочки довгих стовпчиків, зав'язується найбільша кількість насіння.
Плакун-трава (Lythrum salicaria) – одна з найцікавіших наших рослин. Справа в тому, що квітки плакун-трави мають маточки трьох різних величин і 12 тичинок, розташованих порівну в два кола. В одних квітках маточка вище обох кіл тичинок, в інших - він знаходиться між ними і в третіх - нижче обох кіл. Отже, тичинки розташовуються на різних висотах так само, як і маточки, що забезпечує перехресне запилення. Комаха, прилітаючи за нектаром, вимазується пилком і віддає її на приймочку маточка, по довжині відповідного тичинці, з якого знятий пилок. Запліднення відбувається нормально, коли пилок переноситься з тичинки, однакової по довжині з маточкою. Зерна пилку з тичинок трьох різних висот різняться між собою за величиною і частково за кольором, а відповідно до цього довжина сосочків на рильцях трьох різних висот також різна, - адже рильця повинні вловлювати різний пилок. Процес запилення у деталях вперше досліджено Ч. Дарвіном.
У деяких рослин тичинки та маточки розташовані в суворій черговості, підставляючись комахою для «розвантаження» пилку або «навантаження» приймочка. У нашої рути звичайної, що зустрічається на схилах і пагорбах у лісах Південного Криму, квітка містить десять пильовиків, що підтримуються прямими, розташованими зіркою нитками. Спочатку піднімається одна нитка, влаштовуючи пильовик, що підтримується нею, в середині квітки по лінії, що веде до нектару, який виділяється м'ясистим кільцем у підстави маточка. Вона зберігає таке положення близько доби, потім повертається до попереднього положення. Коли перша тичинка відгинається, піднімається інша - і все повторюється. Це триває, поки всі десять пильовиків, один за одним, не постоять у середині квітки. Коли, нарешті, і десята тичинка відігнеться назад, у центрі квітки виявляється приймочка, що стало в цей час сприйнятливим до запилення.
У обох квітах постені з сімейства кропив'яних рильце розвивається ще до розпускання квітки і першим видається з зеленого бутона квітки. Пильовики на зігнутих ніжках, немов на пружинах, закриті дрібними зеленуватими покриволистиками, що змикаються. Але перш ніж вони дозволять пильовикам піднятися з «колін», випростатися і розсіяти свій пилок у вигляді хмаринки в повітрі, рильце в'яне і стовпчик відокремлюється разом з рильцем від зав'язі. Так що на час звільнення пилку з пильовиків зав'язь закінчується вістрям - засохлою основою стовпчика.
Зазвичай у рослин все це відбувається інакше: спочатку в квітці опадають пильовики і тичинки, і лише після цього приймочка набуває здатності сприймати пилок. У квітках бальзаміну пильовики зрощені між собою і утворюють щось на кшталт ковпачка над рильцем. Після того як квітка розкрилася і стала доступною комахою, що прилітає, пильовики відразу розтріскуються, і перед нами постає утворений пилками ковпачок, що розкрилися. Але нитки тичинок відокремлюються, і ковпачок вивалюється з квітки. Лише тепер показуються приймочки, що цілком уже дозріли. Те саме можна спостерігати у великоквіткових видів журавельника та герані.
У двостатевих квітках традесканції, що розводиться вдома і з непорозуміння званої «бабиними плітками», пильовики розкриваються трохи раніше, ніж приймочки стануть сприйнятливими до пилку. Але як тільки рильце готове до запилення, тичинки згортаються в спіраль, а незабаром за цим в'януть покроволистики, що покривають собою пильовики на нитках, що згорнулися. Стовпчик ж видається, і приймочки сприйнятливі до пилку ще весь наступний день. Ці квітки відвідують комахи з короткими хоботками, щоб поласувати соком зім'ятих покроволистків, що приховують тичинки, при цьому вони торкаються приймок і запилюють їх пилком, принесеним з інших квіток. Запилення ж пилком своїх пильовиків вже неможливе.
Дихогамії ботаніки, що спираються у своїх дослідженнях лише на морфоекологічні відмінності, без урахування вмісту геномів, зобов'язані достатку видів осок, які нескінченно знову відкриваються, а то й перевідкриваються. Тим більше, що так звані «види» осок легко схрещуються один з одним, видаючи безліч проміжних форм, які охоче приймаються за нові «види» (авторів видів приваблює можливість увічнити своє ім'я в латинській транскрипції). Недосконала (неповна) дихогамія у ботанічних пологів з однодомними квітками забезпечує, наприклад, у осок спочатку так зване міжвидове, а пізніше внутрішньовидове схрещування. Це зрозуміло, оскільки приймочка найпершої квітучої рослини протерогінічного виду може бути запилено лише пилком інших, ще раніше зацвілих «видів».
Лисенко вважав, що «діалектичний матеріалізм, розвинений та піднятий на нову висоту працями товариша Сталіна, для радянських біологів, для мічуринців є найціннішою, найпотужнішою теоретичною зброєю у вирішенні глибоких питань біології, у тому числі й питання про походження одних видів з інших» . Тому і дано їм наддіалектічне визначення виду на цій новій висоті: «Вигляд – це особливий, якісно певний стан живих форм матерії. Істотною характерною рисою видів рослин, тварин та мікроорганізмів є певні внутрішньовидові взаємини між індивідуумами». Ось так то.
Не всі ботаніки бажають бачити, що в діалектичній єдності форми та змісту визначальним є зміст. Зміст виду - це єдність генетичної будови популяцій, його складових. Зовні воно проявляється у фенотипічній схожості, вільної схрещуваності, особливо ж у здатності давати плідне потомство при схрещуванні. Спадкова інформація - ось те, що якісно визначає вигляд та становить його зміст. Важко сказати, чи виникло життя одночасно зі спадковістю (підозрюю, що одночасно), але одне не викликає сумнівів: з появою дискретної спадковості на земній кулі з'явилися види.
З урахуванням відомих науці формулювань визначення виду може бути таким: вид - якісно відокремлене на даному етапі еволюційного процесу, складне та рухливе співтовариство організмів, що характеризується єдністю походження, спільністю генетичної конституції, спадковою стійкістю та плодючістю потомства. Більшість виділених «видів» осок і в цьому визначенні не відповідають.
При виділенні «хороших», чи справжніх, видів по схрещуваності та утворенню плідного потомства не можна забувати про явище самонесовместимости - неможливості самопліднення в деяких гермафродитних організмів чи перехресного запліднення між особами виду з однаковими генетичними чинниками несумісності. Основна функція систем самонесумісності - запобігання самозапліднення та сприяння схрещуванню між неспорідненими особинами.
Розрізняють гаметофітну, спорофітну та гетероморфну самонесумісність. Гаметофітна самонесумісність - найпоширеніша (злакові, буряки, люцерна, плодові, картопля та ін.). Ця система характеризується незалежною дією в пилку та стовпчику двох алелів локусу несумісності S. присутнього в кожній особині. Наприклад, пилок рослини з генотипом S 1 S 2 поводиться як S 1 або S 2 залежно від того, яку аллель містить пилкове зерно. Жодна з алелів не виявляє домінування чи іншої форми міжалельного взаємодії. Така сама повна незалежність дії спостерігається і в стовпчику.
Реакція несумісності проявляється в стовпчику маточка: зростання пилкових трубок, що несуть цю аллель, припиняється в стовпчиках, що містять ідентичну аллель. Якщо всі алелі, що беруть участь у гібридизації, різні, наприклад S 1 S 2 XS 3 S 4 то всі пилкові трубки сумісні, зав'язь виходить нормальною і в потомстві утворюються 4 перехресно сумісних генотипу. У величезної більшості вивчених видів гаметофітної несумісності управляють один-два локуси.
Спорофітна несумісність вперше була описана у гваюли. При спорофітної самонесумісності поведінка кожного пилкового зерна залежить від генотипу стовпчика. Так, якщо S 1 домінує над S 2 весь пилок рослини S 1 S 2 буде реагувати як S 1 і зможе проникати в стовпчики, що несуть алель S 2 незалежно від генотипу пилкової трубки - S 1 або S 2 .
Гетероморфна несумісність виникає з урахуванням гетеростилії, вже описаної нами раніше.
Одним із пристосувань рослини для здійснення перехресного запліднення є чоловіча стерильність. В останні десятиліття чоловіча стерильність у культурних рослин викликає у селекціонерів і насінників величезний інтерес, тому що дозволяє в широких масштабах отримувати гетерозисні гібриди першого покоління, які дають збільшення врожаю до 40 відсотків по відношенню до звичайних сортів, відрізняються раннім і дружнім дозріванням, високою стійкістю до несприятливих чинників середовища.
На цей час описані цитоплазматична чоловіча стерильність (ЦМС) і генна чоловіча стерильність (ГМС), контрольована генами ядра клітини. Цитоплазматична чоловіча стерильність рослин зумовлена взаємодією стерильної цитоплазми (S) з 1-3 парами рецесивних генів ядра (rf). У присутності домінантних генів ядра (RF) відновлюється фертильність пилку. ЦМС широко використовується для отримання гетерозисних гібридів у промислових масштабах у кукурудзи, сорго, Цукрових буряків, цибулі, моркви. Як правило,
для використання ЦМС у насінництві гібридів першого покоління (вони позначаються F 1) використовують фертильні закріплювачі стерильності з генотипом Nrfrf (N – нормальна цитоплазма), їх стерильні аналоги – Srfrf та відновники фертильності – RfRf.
Генна чоловіча стерильність використовується для отримання гетерозисного насіння у томатів, перцю, ячменю. При виробництві гібридного насіння на основі одного рецесивного гена ГМС розщеплення в Fi йде по Менделю у співвідношенні 3 фертильних: 1 стерильна рослина, оскільки, на відміну від ЦМС, чоловіча стерильність передається як через жіночі, так і через чоловічі гамети.
Схрещування, як відомо, широко застосовуються в селекції та насінництві рослин. Можливість штучного отримання гібридів уперше припустив німецький вчений Р. Камераріус у 1694 році, і, як це часто буває, йому ніхто не повірив. Тільки в 1760 році німецький ботанік і почесний член Петербурзької академії наук Йозеф Кельрейтер отримав гібрид перуанського тютюну хуртовини з махоркою. З цього року вчені розпочинають свідому гібридизацію.
Залежно від ступеня спорідненості схрещуваних форм розрізняють внутрішньовидову та віддалену - міжвидову та міжродову гібридизацію. Якщо у схрещуванні беруть участь дві батьківські форми, говорять про просту, або парну, гібридизацію, якщо більше двох - про складну. Розрізняють прямі (A×B) і зворотні (В×А) схрещування, що носять загалом назву реципрокних. Схрещування гібридів з одним із батьків, наприклад (A×B)×A або (А×В)×В, називають беккроссом, або зворотним.
Для позначення гібридів та батьківських форм використовують символи: Р – батьківська форма; F 1 – гібрид першого покоління; F 2 - другий і т. д.; В 1 або ВС 1 - перше покоління беккросу; У 2 або ВС 2 - друге і т. д. Материнську форму позначають значком ♀, батьківську - ♂. Втім, найчастіше обходяться без останніх, поміщаючи записи комбінації схрещування материнську форму першому місці, а батьківську - друге.
Методика і техніка схрещування залежать від біології цвітіння та запилення, запліднення, особливостей будови квіток (обоєполе, раздельностатеві), розташування останніх на рослині та в суцвітті, від способу запилення, тривалості збереження життєздатності маточка та пилку та умов схрещування.
Селекціонери використовують примусове, обмежено-вільне та вільне схрещування, для здійснення яких часто необхідна кастрація рослин. Кастрація полягає у видаленні незрілих пильовиків або їх пошкодження підрізанням, термічною стерилізацією (гарячим повітрям або водою) або хімічною кастрацією – застосуванням спеціально підібраних гаметоцидів.
При примусовому схрещуванні кастровані та ізольовані материнські рослини запилюють пилком батьківської рослини. При вільному схрещуванні батьківські форми висівають рядками, що чергуються. Кастровані, чоловічі стерильні або біологічно жіночі материнські рослини запилюються пилком дорослих батьківських рослин.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.
КЕНТАВРИ У СВІТІ РОСЛИН
"Кентаври" у світі рослин. Досягнення російських, європейських та американських вчених. Як з'явилася злива та всіма улюблена полуниця. Створення нових сортів пшениці. Головне досягнення російських учених – капусторідка.
Ще один, не менш давній спосіб отримання нових сортів рослин та порід тварин – це схрещування, або, як кажуть вчені, гібридизація між собою різних видів. Уявіть собі, що в руках агронома виявилося дві рослини, кожна з яких має якісь корисні властивості. Звичайно, дуже привабливою виглядає ідея отримати одну рослину, яка поєднувала б у собі ознаки їх обох. Як здійснити цю ідею? Звичайно, схрестити між собою обидві ці рослини. Цим прийомом люди почали користуватися ще в давнину, спочатку неусвідомлено - просто відбираючи природні гібриди, що іноді виникають у природі, потім - цілеспрямовано схрещуючи різні форми. Прикладів тому безліч. Взяти хоча б таку всім відому культурну рослину, як зливу. Напевно, мало хто з вас знає, що у дикій природі немає такого виду рослин. Слива - це гібрид, що виник у результаті природної гібридизації двох інших видів - терну та аличі, і поєднує властивості і тієї, і іншої рослини. У горах Кавказу і зараз іноді можна знайти дикі гібриди цих видів. Звичайна - це також результат міжвидової гібридизації у природі. Вона з'явилася ще в давнину від схрещування черешні зі степовою вишнею - непоказним чагарником, що не перевищує у висоту 1-2 метрів.Але, як відомо, люди дуже рідко задовольняються тим, що дає їм природа. Дуже швидко вони навчилися самі схрещувати різні дикі види, внаслідок чого з'явилися такі гібриди, яких природа ніколи не знала. Перелічимо лише кілька прикладів. Так, улюблена всіма садова суниця (її у нас часто неправильно називають полуницею) походить від гібридизації двох диких видів суниці – чилійської та віргінської. І хоча предки її родом з Америки, виведена вона все ж таки в Європі. Широко використовував міжвидову гібридизацію американський селекціонер "Бербанк". Мабуть, одним із найпримітніших його досягнень було створення чотиривидового гібрида карликового їстівного скоростиглого каштану, що дає плоди вже на другий рік після посіву.
Справжньою сенсацією стало свого часу створення американським генетиком Н.Борлоуг так званих короткостеблових пшениць. Дослідник випадково виявив у колекції пшениць США надзвичайно низькорослу пшеницю, яку здавна вирощували в Індії. Наявність короткого стебла - дуже важлива якість для зернової культури - інакше більшість поживних речовин йде зростання стебла, а чи не на утворення зерна. Ось і виходило: соломи багато, а зерна – не дуже. Борлоуг схрестив цю пшеницю з іншою карликовою формою - цього разу японською (у неї вдалося виявити цілих три гени карликовості). На основі цих двох форм американському селекціонеру вдалося вивести відразу кілька чудових карликових і напівкарликових сортів пшениці, які нині повсюдно вирощуються в тропічних і субтропічних районах земної кулі. Тільки завдяки цьому досягненню генетики та селекції вдалося підняти врожаї зерна у два, а подекуди й утричі!
Надзвичайно важкою, проте успішно завершилася, була робота англійських селекціонерів з гібридизації дикоростучого диплоїдного виду ожини з тетраплоїдною культурною ожиною, що відрізнялася надзвичайно смачними плодами, але вкрай пізньостигла. Спочатку дослідникам пощастило: випадково було знайдено ожину без шпильок. Але, незважаючи на численні зусилля по схрещуванню цих двох видів, вдалося отримати лише чотири гібридних сіянці і, на жаль, все з шипами. Крім іншого, три з них були триплоїдними (тобто з потрійними наборами хромосом) і, відповідно, насіння не дали. Але останній сіянець потішив вчених - він виявився плодоносним тетраплоїдом. Коли дочекалися плодоношення, посіяли і виростили нове потомство, виявили, що 37 рослин без шипів, а 835 несуть шипи. З перших відібрали одне та схрестили з колючим культурним сортом. У новому потомстві на кожні три рослини з шпильками довелося по одному без шпильок. З безшипних селекціонерам сподобалася лише одна рослина - вона і стала родоначальником знаменитого англійського сорту Мертон Торн Лес.
Однак справжнім шедевром селекції по праву вважається отримання справжніх рослинних «кентаврів» - гібридів між рослинами, що належать не лише до різних видів, а й до різних родів. Найвідоміші з таких дослідів – це роботи російського селекціонера Г.Д.Карпеченка. В результаті генетичного експерименту, проведеного дослідником, на світ з'явилася нова рослина – капусторідка. На його пагонах погойдувалися наполовину капустяні, наполовину плоди. Давайте детальніше ознайомимося з історією його створення.
Кожен селекціонер, який намагався схрещувати різні види рослин, знає, що найважче – це не отримати нового гібрид , а добитися того, щоб він почав давати насіння. Адже якщо новий сорт не зможе розмножуватися, вся праця виявиться марною - отримана рослина рано чи пізно загине, не залишивши після себе нащадків. Чому ж плідні гібриди – це дуже велика рідкість? Щоб відповісти на це питання, нам знову вкотре доведеться звернутися до механізму утворення статевих клітин - гамет. Згадаймо, що кожна гамета, і чоловіча, і жіноча виникає в результаті особливого процесу розподілу клітин, який називається мейозом. Під час мейозу зменшується число хромосом у клітинах, тому гамети несуть рівно вдвічі менше хромосом, ніж клітини батьківського організму. Але на початку мейозу відбувається ще одна дуже важлива подія - парні або, як кажуть вчені, гомологічні хромосоми щільно притискаються один до одного і обмінюються між собою шматочками ДНК. А що буде, якщо хромосоми не впізнають один одного і не зможуть обмінятися генами? А нічого – нормальні гамети виникнути не зможуть.
А тепер уявімо собі гібрид , що виникла при схрещуванні двох різних видів рослин або тварин. Кожна хромосома з пари гомологічних хромосом у його клітинах походить від різних організмів. У випадку з капустою та редькою на кожну «капустяну» хромосому припадає одна «рідинна» - обидві ці рослини несуть у статевих клітинах по 9 хромосом. Але гени капусти нічого спільного з генами редьки не мають (ці рослини взагалі належать до різних біологічних пологів). Значить, навіть якщо вдасться отримати гібридну рослину (наприклад, шляхом «насильницького» запилення квітів капусти пилком редьки), хромосоми «не впізнають» один одного, і гібриди виявляться не здатними до розмноження.
Невже немає жодної можливості отримати здатний до розмноження гібрид? Як відомо, безвихідних ситуацій не буває. Адже ніхто не говорив, що у гібридних рослин взагалі не утворюються гамети - ні, вони таки з'являються, але несуть не строго певну кількість хромосом (9, як належить капусті та редьці), а випадкове, наприклад, 5 або 8. Значить, Існує дуже маленька ймовірність того, що з'явиться гамета з 18 хромосомами - 9 капустяних і 9 редисових хромосом виявляться в одній клітині. З маси схрещувань капусти з редькою, що закінчилися невдачею, в одному випадку Карпеченко отримав рослину, яка виросла і навіть зацвіла, після чого зав'язалося одноєдине насіння. Це був той самий щасливий випадок: усі 18 хромосом потрапили в одну гамету.
Незвичайна гамета випадково зустрілася з гаметою, яка також несе 18 хромосом, в результаті зросла рослина з 36 хромосомами, тобто звичайний одинарний набір з 9 хромосом повторювався у нього 4 рази (ми вже знаємо, що такі рослини зазвичай називають тетраплоїдами). Таким чином, тут ми знову зіштовхуємось із вже знайомим нам явищем поліплоїдії – збільшення кількості хромосом. Розподіл клітин і утворення гамет у цього гібрида пройшло благополучно - кожна з дев'яти рідкових хромосом тепер знайшла собі пару, те саме було і з капустяними хромосомами.. Нащадки такі організми давали. Коли з насіння виросла перша гібридна рослина, його природа виявилася найдивовижнішим чином: половина плодів виявилася капустяною, а інша половина - рідинною. Капусторідка цілком виправдала свою назву. Але Карпеченко не зупинився на досягнутому. Гамету отриманого гібрида він поєднав із нормальною редковою гаметою. Тепер рідкових хромосом виявилося вдвічі більше, ніж капустяних, що негайно позначилося і на плодах: дві третини кожного плоду мали рідинну форму і тільки одна третина - капустяну. Так завдяки поліплоїдії вперше зуміли подолати природну несхрещуваність двох різних пологів.
Список рослинних «кентаврів» зовсім не обмежується капусто-рідинними гібридами. Так, у результаті схрещування двох зернових культур - жита та пшениці - вчені набули цілої низки форм, об'єднаних загальною назвою тритикале. Тритикале має гарну врожайність, зимостійкість і стійкі до багатьох хвороб пшениці. Завдяки гібридизації п шениці і злісного польового бур'яну - пирію - селекціонери отримали цінні сорти рослин - пшенично-пирійні гібриди, стійкі до вилягання і мають високу врожайність. Інший відомий російський селекціонер - І.В.Мічурін - схрестив вишню пенсільванську (дуже морозостійкий на відміну від звичної нам вишні вид) із черемхою та синтезував нову рослину, яку назвав церападусом. Лише набагато пізніше виявилося, що церападуси спонтанно виникають на Памірі, але трохи інакше.
Як отримати якісний посівний матеріал овочів у домашніх умовах, у чому відмінність сортів від гібридів? Відповіді на ці та інші питання щодо насінництва ви знайдете в наведеному нижче матеріалі.
Одержання насіння з томатів, перців, баклажанів
Томати та інші пасльонові - культури самозапильні (тобто плоди зав'язуються від запилення своїм власним пилком). Для отримання власного насіння потрібно, щоб між одним сортом (або гібридом) у відкритому грунті була просторова ізоляція близько 50 м, а якщо місце захищене деревами, чагарниками - не менше 30 см.
Нині багато овочевих культур селекціонери виводять не сорти, а гібриди (F1). Такі гібриди називають гетерозисними. Гетерозис - це спосіб отримання гібридів першого покоління (F1), які перевершують батьківські форми (батьківську та материнську) при схрещуванні. Гетерозисні гібриди більш врожайні, стійкі до хвороб та шкідників, мають багато інших корисних властивостей порівняно з сортами. Однак з їх плодів не слід брати насіння, так як при посіві такого насіння на наступний рік відбудеться розщеплення, в потомстві виявлятимуться ознаки материнських та батьківських рослин (рослини матимуть різноманітну висоту, забарвлення та форму плодів, пізніше або раніше дозріватимуть і т.д. .).
Сорти в порівнянні з гібридами мають головну позитивну властивість - вони не будуть розщеплюватися при дотриманні умов для одержання чистосортного насіння.
Томат, перець, баклажан – теплолюбні культури, вони не переносять ранніх весняних заморозків. Для отримання насіння необхідно виростити якісну розсаду. Розсада на момент висадки повинна мати висоту 25-35 см, 7-8 листя, бутони квіток. Перед висаджуванням на постійне місце відбирають рівні рослини.
Висаджують рослини в теплицю або у відкритий ґрунт. На півдні (Волгоградська область, Краснодарський та Ставропольський краї) ці культури добре ростуть у відкритому ґрунті і дають повноцінний урожай насіння та плодів. Але в Нечорнозем'ї та у північних регіонах їх треба вирощувати у теплиці.
Насіннєві рослини вимагають посиленого підживлення мінеральними та органічними добривами, частіших поливів. Після висаджування рослини підв'язують до опори. Для кращого зав'язування плодів рекомендується акуратно постукувати па стеблі паличкою, щоб пилок потрапив на приймочку квітки. Тоді насіння у плодах буде набагато більше.
Перші плоди на рослині мають найсильніше і життєздатні насіння. Насіння треба виділяти з плодів, які дозріли прямо на рослині.
Добре дозрілі плоди томату миють водою, розрізають упоперек, витягають насіння разом з м'якоттю в чашку або банку, залишають на 2-3 дні. Після того як насіння забродять, промивають їх водою і просушують. Потім добре просушене насіння висипають у паперові пакетики і зберігають до сівби.
Слід пам'ятати, що для отримання насіння перцю треба дотримуватися головного правила - висаджувати солодкі сорти окремо від гострих сортів (тобто треба дотримуватись просторової ізоляції: на відкритій ділянці - 2000 м, на захищеному - 1000 м). Інакше солодкі сорти перцю - їх плоди та насіння - стануть гострими. Найкраще на дачній ділянці вирощувати якийсь один сорт або вид перцю (або солодкий, або гострий).
Отримання власного гібридного насіння
При отриманні власного гібридного насіння томату та інших пасльонових культур найголовніше полягає в техніці запилення квіток. Попередньо обирають один сорт - батьківську форму. З 8 до 10 ранку на квітках, що розпустилися, знаходять дозрілі пильовики (тичинки з пилком), обривають їх пінцетом і складають у скляну баночку.
Потім вибирають інший сорт – материнську форму. На цьому сорті акуратно пінцетом розкривають бутони, що не розкрилися (вони розкриються завтра-післязавтра), обривають тичинки і наносять на приймочку пестика пилок батьківської форми, попередньо розкривши пінцетом пиляки. Для запилення однієї квітки рекомендується наносити пилок з 2-3 пильовиків (підвищується гарантія зав'язування плода і у плоді утворюється більше насіння).
Після нанесення пилку на рильці квітки ізолюють від комах (вдягають на них мішечок з нетканого матеріалу), на квітконіжку вішають етикетку (на ній записують батьківську та материнську форму та дату запилення).
Наступного дня мішечки можна зняти з квіток. Вже за кілька днів стане зрозуміло, як пройшло схрещування: якщо зав'язь почне збільшуватися у розмірах - отже, запилення пройшло успішно.
Отже, можна одержати власне гібридне насіння, тобто. гібрид першого покоління (F1)
Вихід насіння з одного плоду перцю солодкого – 150-250 шт., перцю гострого – 300-700 шт., Баклажану – 600-1300 шт., томату – 600-1800 шт. Насіння томату зберігає схожість до 7-8 років, перцю та баклажану - 2-3 роки.
Власне насіння гороху та квасолі
Овочевий горох і квасоля - рослини, що самозапиляються. Використовуючи цю властивість для отримання власного насіння, можна висадити кілька сортів, дотримуючись відстань між ними 20-50 см.
Насіння гороху сіють у ґрунт наприкінці квітня – на початку травня, а квасолі – наприкінці травня – на початку червня. Відстань у ряду між рослинами – 10-12 см (для квасолі) та 5-6 (для гороху), між рядами – 20-30 см.
Після появи сходів проводять розпушування, підживлення мінеральними чи органічними добривами перед цвітінням чи під час нього.
Для отримання насіння відбирають типові для сорту рослини, здорові та однорідні. Відбір та прочищення потрібно вести починаючи з появи сходів, потім у період цвітіння та формування бобів.
Забирають рослини після пожовтіння. Акуратно висмикують їх, зв'язують та просушують під навісом для дозарювання. Потім повністю висохлі стручки з насінням обмолочують (очищають). З однієї насіннєвої рослини можна одержати 30-40 шт. насіння квасолі овочевої, 100 та більше шт. насіння гороху овочевого.
У гетевські часи, як згадував сам Ґете, у Карлсбаді – на карті не шукайте, тепер це Карлові Варі – на водах відпочиваючі любили визначати у букетах рослини по Ліннею. Ці букети мінеральні води, що п'ють у тіні колонади (гідрокарбонатно-сульфатно-хлоридно-натрієві - до відома збираються в Karlovy Vary) доставляв щодня молодий гарний садівник, що викликає у блідих самотніх дам підвищений інтерес.
Правильне визначення кожної рослинки було справою честі та успіху у садівника, який заохочував за скромну плату безневинні ботанічні захоплення. Важко сказати чому - чи через ревнощі до садівника, чи до Ліннея, але поет жорстко розійшовся з Ліннеєм у принципах систематики рослин. Лінней, як відомо, шукав у рослинах відмінності, Гете став шукати загальне і цим, треба сказати, зробив перший крок до генетичної систематизації рослин.
Захоплення жінок ботанікою можна було зрозуміти: система Ліннея була напрочуд проста і зрозуміла. Це вам не «Визначник вищих рослин європейської частини СРСР» Станкова-Талієва більш ніж тисяча сторінок, що приводить студентів до передфарктного стану.
Лінней, що зроду не любив арифметики, проте заклав її, можна сказати, в основу своєї системи. Він підрозділив рослини на 24 класи, з яких 13 виділено за кількістю тичинок. Рослини з однією тичинкою в кожній квітці вміщені в перший клас, з двома - в другій і так далі до десятого класу, до якого віднесені рослини з 10 тичинками. Клас 11-й включав рослини з 11-20 тичинками, 20 і більше тичинок у квітці говорило про приналежність до 12-го та 13-го класу. Ці два класи розрізняли за рівнем розташування основи тичинок щодо місця прикріплення маточка. Рослини 14-го та 15-го класів мають тичинки нерівної довжини. У квітах класів 15-20-го тичинки у рослин зрощені між собою або з маточкою. У 21-й клас були вміщені однодомні рослини, що мають частину тичинкові, частиною плодючі (пестичні) квітки. До 22-го класу потрапили дводомні рослини, що розвивають на одних рослинах лише тичинкові, на інших - тільки квітучі. Клас 23-й включав рослини з хаотичним розкидом чоловічих та жіночих квіток (у тому числі часом та спільному) на рослині. У 24-му класі були об'єднані «таємношлюбні» рослини - всі безквіткові рослини, починаючи з папоротеподібних і закінчуючи водоростями. Названі останні «таємничими» через те, що ботаніки не знали, як вони розмножуються. Це зараз біологам відомі їх організація та розмноження краще, ніж квіткових рослин.
Людина у своєму прагненні покращити природу рухається все далі. Завдяки сучасним досягненням генетики аграрії отримують все більше незвичайних та цікавих гібридів, здатних задовольнити найсміливіші бажання споживачів.
Крім того, глобалізація призводить до поширення видів рослин, нехарактерних для даної кліматичної зони. У нас вже давно вийшли з екзотики ананаси та банани, стали звичними гібридні нектарини та мініоли тощо.
Жовтий кавун (38 ккал, вітаміни А, С)
Зовні це звичний смугастий кавун, але при цьому яскраво-жовтий усередині. Ще однією особливістю є дуже невелика кількість кісточок. Цей кавун є результатом схрещування дикого (жовтого всередині, але зовсім несмачного) з культурним кавуном. Результат вийшов соковитий та ніжний, але менш солодкий, ніж червоний.
Вирощують їх в Іспанії (округлі сорти) та Таїланді (овальні). Є сорт «Місячний», виведений селекціонером Соколовим з Астрахані. Цей сорт відрізняється дуже солодким смаком з деякими екзотичними нотками, схожими на присмак манго або лимона, або гарбуза.
Є й український гібрид на основі кавуна («кавуна») та гарбуза («гарбуза») – «кавбуз». Він більше схожий на гарбуз із ароматом кавуна та ідеальний для приготування каш.
Фіолетова картопля (72 ккал, вітамін С, вітаміни групи В, калій, залізо, магній та цинк)
Картопля з рожевою, жовтою чи фіолетовою шкіркою вже нікого не дивує. Але вченим з Colorado State University вдалося отримати картоплю з фіолетовим забарвленням усередині. Основою сорту стала андська високогірна картопля, а колір викликаний високим вмістом антоціанів. Ці речовини є найсильнішими антиоксидантами, властивості яких зберігаються після приготування.
Назвали сорт «Фіолетова величність», його вже активно продають в Англії та починають у Шотландії, клімат якої найбільше підійшов сорту. Популяризації сорту сприяв англійський кулінар Джеймі Олівер. Ця фіолетова картопля зі звичним смаком чудово виглядає у вигляді пюре, невимовного насиченого кольору, запеченої, і звичайно фрі.
Капуста романеско (25 ккал, каротин, вітамін С, мінеральні солі, цинк)
Неземний вигляд цього близького родича броколі та цвітної капусти чудово ілюструє поняття «фрактала». Його ніжно-зелені суцвіття мають конусоподібну форму та розташовуються по спіралі на качані. Ця капуста родом з Італії, у широкому продажу вона знаходиться близько 10 років, а її популяризації сприяли голландські селекціонери, які злегка покращили овоч, відомий італійським домогосподаркам з XVI століття.
У романеско мало клітковини та багато корисних речовин, за рахунок цього вона легко засвоюється. Що цікаво, при приготуванні цієї капусти немає характерного капустяного запаху, який діти не люблять. Крім того, екзотичний вигляд космічного овочу викликає бажання його пробувати. Готують романеско як звичайну броколі – варять, гасять, додають у пасту та салати.
Плуот (57 ккал, клітковина, вітамін С)
Від схрещування таких видів рослин як сливи (plum) та абрикоси (apricot) отримані два гібриди плуот, який зовні більше схожий на сливу, і апріум, що більше нагадує абрикос. Обидва гібриди названі за першими складами англійських назв видів-батьків.
Зовні плоди плуота пофарбовані в рожевий, зелений, бордовий або фіолетовий колір, нутрощі - від білого до насичено-сливового. Вивели ці гібриди в розпліднику Dave Wilson Nursery 1989 року. Зараз у світі вже два сорти апріуму, одинадцять сортів плуота, один нектаплама (гібрида нектарину та сливи), одні пічплама (гібрида персика та сливи).
Використовують плоути для приготування соку, десертів, домашніх заготовок та вина. На смак цей фрукт набагато солодший і сливи, і абрикоси.
Кавунова редис (20 ккал, фолієва кислота, вітамін С)
Кавунова редька повністю відповідає своїй назві - вона яскрава малинова всередині і вкрита біло зеленою шкіркою зовні, точно як кавун. Формою та й розміром теж (діаметр 7-8см) він нагадує велику редьку або ріпку. За смаком він цілком звичайний - гіркий у шкірки і солодкуватий до середини. Правда твердіший, не такий соковитий і хрумкий як звичайний.
Він чудово виглядає у салаті, просто нарізаний скибочками з кунжутом чи сіллю. Також рекомендують робити з нього пюре, запікати, додавати до овочів для смаження.
Йошта (40 ккал, антоціани, що мають антиоксидантні властивості, вітаміни С, Р)
Схрещування таких видів рослин як смородина (johannisbeere) і агрус (stachelbeere) дало ягоду йошту з плодами близького до чорного кольору, розміром з вишню, кисло-солодким трохи в'язким смаком, що приємно віддають смородиною.
Ще Мічурін мріяв створити смородину розмірами з аґрус, але при цьому не колючу. Він встиг вивести аґрус «Мавр чорний» темно-фіолетового кольору. До 1939 року у Берліні Пол Лоренц як і займався виведенням подібних гібридів. У зв'язку з війною ці роботи було зупинено. І лише 1970 року вдалося отримати ідеальну рослину Рудольфу Бауеру. Тепер є два сорти йошти: "Чорний" (коричнево-бордового кольору) та "Червоний" (блякло-червоного кольору).
За сезон із куща йошти одержують 7-10 кг ягід. Використовують в домашніх заготовках, десертах, для ароматизації газування. Йошта добре допомагає при шлунково-кишкових захворюваннях, для виведення з організму важких металів та радіоактивних речовин, покращення кровообігу.
Брокколіні (43 ккал, кальцій, вітаміни А, С, залізо, клітковина, фолієва кислота)
У родині капуст у результаті схрещування звичайної броколі та китайської броколі (гайлана) отримали нову капусту схожу на спаржу на маківці з головкою броколі.
Брокколіні трохи солодкуватий, не має різкого капустяного духу, з перцевою ноткою, ніжною на смак, нагадує спаржу одночасно і броколі. У ньому безліч корисних речовин і при цьому низькокалорійний.
У США, Бразилії, країнах Азії, Іспанії, брокколіні зазвичай використовують як гарнір. Його подають свіжою, политою олією або злегка обсмажують у маслі.
Неші (46 ккал, антиоксиданти, фосфор, кальцій, клітковина)
Ще один результат схрещування рослин – це неші. Отримали його від яблука та груші в Азії кілька століть тому. Там його називають азіатською, водяною, пісочною чи японською грушею. Виглядає плід як кругле яблуко, а смак як соковита, хрумка груша. Колір неші – від блідо-зеленого до помаранчевого. На відміну від звичайної груші неші твердіша, тому краще зберігається і транспортується.
Неші досить соковите, тому його краще використовувати у салатах чи соло. Так само гарний як закуска до вина разом із сиром та виноградом. Зараз вирощують близько 10 популярних комерційних сортів в Австралії, США, Новій Зеландії, Франції, Чилі та на Кіпрі.
Юзу (30 ккал, вітамін С)
Юзу (японський лимон) це гібрид мандарину та декоративного цитрусу (ічангської папеди). Фрукт розміром з мандарин зеленого або жовтого кольору з бугристою шкіркою має кислий смак та яскравий аромат. Його використовують японці ще з VII століття, тоді буддійські ченці завезли з материка острови цей фрукт. Юзу популярний у кулінарії Китаю та Кореї.
У нього зовсім незвичайний аромат – цитрусовий, з квітковими відтінками та нотами хвої. Найчастіше застосовують для віддушки, цедру використовують як приправу. Цю приправу додають до м'ясних та рибних страв, у суп місо, локшину. Також з цедрою готують джеми, алкогольні та безалкогольні напої, десерти, сиропи. Сік схожий на лимонний (кислий і ароматний, але м'якший) і є основою соусу понзу, так само використовують як оцет.
Має і культове значення у Японії. 22 грудня у свято зимового сонцестояння прийнято приймати ванни із цими плодами, які символізують сонце. Його аромат відганяє злі сили, захищає від застуди. У цю ж ванну занурюють тварин, а потім водою поливають рослини.
