Гібриди - це Схрещування рослин. Міжвидові гібриди

Найбільш перспективним підходом при вирішенні світової продовольчої проблеми є, мабуть, подальше вдосконалення існуючих культур, вирощуваних на вже освоєних землях. Гібриди - це те, що може зіграти ключову роль у забезпеченні продовольством. Адже більшість площ, придатних для землеробства, вже зайнято. При цьому збільшення кількості використовуваних на них води, добрив та інших хімікатів у багатьох місцях економічно неможливо. Саме тому виключного значення набуває поліпшення існуючих культур. А гібриди - це рослини, отримані саме в результаті такого поліпшення.

Вміст білка

Завдання полягає не тільки у підвищенні врожайності, але і в збільшенні вмісту білка і інших поживних речовин. Для людини дуже важливо також якість білків в їстівних рослинах: тварини (і люди в тому числі) повинні отримувати з їжі потрібні кількості всіх незамінних (тобто тих, які вони не здатні самі синтезувати) амінокислот. Вісім з 20 амінокислот, необхідних людині, що надходять з їжею. Решта 12 можуть бути вироблені їм самим. Однак рослини з поліпшеним в результаті селекції білковим складом неминуче вимагають більше азоту і інших біогенних речовин, ніж вихідні форми, тому не завжди можуть вирощуватися на неродючих землях, де потреба в таких культурах особливо велика.

Нові властивості

Якість включає не тільки врожайність, склад і кількість білків. Створюються сорти, більш стійкі до хвороб і шкідників, завдяки вмісту в них вторинних метаболітів, більш привабливі за формою або забарвленням плодів (наприклад, яблука яскраво-червоного кольору), краще витримують перевезення і зберігання (наприклад, гібриди томатів підвищеної лежкості), а також володіють іншими істотними для даної культури властивостями.

Діяльність селекціонерів

Селекціонери ретельно аналізують наявну генетична різноманітність. Вони протягом кількох десятиліть вивели тисячі поліпшених ліній найважливіших сільськогосподарських рослин. Як правило, доводиться отримувати та оцінювати тисячі гібридів, щоб відібрати ті з них, які дійсно будуть перевершувати за своїми властивостями вже широко розводяться. Наприклад, врожайність кукурудзи в США з 1930-х по 1980-ті рр. зросла майже у вісім раз, хоча селекціонерами була використана лише невелика частина генетичного різноманіття цієї культури. З'являються все нові і нові гібриди. Це дозволяє ефективніше використовувати посівні площі.

Гібридна кукурудза

Підвищення продуктивності кукурудзи стало можливим в основному завдяки використанню гібридного насіння. Інбредні лінії цієї культури (гібридні самі за походженням) використовувалися в якості батьківських форм. З насіння, отриманих у результаті схрещування між ними, розвиваються дуже потужні гібриди кукурудзи. Скрещиваемые лінії висіваються чергуються рядами, і з рослин однієї з них вручну зрізаються волоті (чоловічі суцвіття). Тому все насіння на цих примірниках виявляються гібридними. І вони мають дуже корисними для людини властивостями. Шляхом ретельного підбору інбредних ліній можна отримати потужні гібриди. Це рослини, які будуть придатні для вирощування в будь-якій необхідної місцевості. Оскільки ознаки гібридних рослин однакові, їх легко прибирати. А врожайність кожного з них набагато вище, ніж у неулучшенних примірників. У 1935 р. на гібриди кукурудзи припадало менше 1% усієї цієї культури, вирощуваної в США, а тепер фактично вся. Зараз отримання значно більш високих врожаїв цієї культури набагато менш трудомістке, ніж раніше.

Успіхи міжнародних селекційних центрів

Протягом останніх декількох десятиліть було докладено чимало зусиль для підвищення врожайності пшениці та інших зернових, особливо в зонах теплого клімату. Вражаючі успіхи досягнуті в міжнародних селекційних центрах, розташованих в субтропіках. Коли виведені в них нові гібриди пшениці, кукурудзи і рису стали вирощуватися в Мексиці, Індії та Пакистані, це призвело до різкого підвищення продуктивності сільського господарства, отримав назву Зеленої революції.

Зелена революція

Розроблені в ході неї методи селекції, добрива і зрошення були використані у багатьох країнах, що розвиваються. Кожна культура для отримання високих врожаїв вимагає оптимальних умов зростання. Внесення добрив, механізація і зрошення — необхідні складові Зеленої революції". Із-за особливостей розподілу кредитів лише відносно багаті землевласники були в стані вирощувати нові гібриди рослин (зернових). У багатьох регіонах Зелена революція прискорила концентрацію землі в руках небагатьох найбільш заможних власників. Такий перерозподіл майна не обов'язково забезпечує роботою або продовольством більшість населення цих регіонів.

Тритикале

Традиційні методи селекції іноді можуть призвести до дивних результатів. Наприклад, гібрид пшениці (Triticum) і жита (Secale) тритикале (наукова назва Triticosecale) набуває все більшого значення у багатьох районах і, мабуть, є досить перспективним. Він був отриманий шляхом подвоєння числа хромосом у стерильного гібриду пшениці і жита в середині 1950-х рр. Дж. О'мара в Університеті шт. Айова за допомогою колхіцину, речовини, що перешкоджає утворенню клітинної пластинки. Тритикале поєднує високу урожайність пшениці з невибагливістю жита. Гібрид відносно стійкий до лінійної іржі — грибкового захворювання, що є одним з головних факторів, що обмежують урожайність пшениці. Подальші схрещування і відбір дали поліпшені лінії тритикале для конкретних районів. У середині 1980-х рр. ця культура завдяки високій врожайності, стійкості до кліматичних чинників і прекрасної соломі, що залишається після збирання, швидко завоювала популярність у Франції, найбільшому виробнику зерна в рамках ЄЕС. Роль тритикале в раціоні людини швидко зростає.

Збереження і використання генетичного різноманіття культур

Інтенсивні програми схрещувань і відбору ведуть до звуження генетичного різноманіття культурних рослин по всім їх ознаками. З цілком зрозумілих причин штучний відбір в основному спрямований на підвищення врожайності, і серед досить однорідного потомства відбираються строго за цією ознакою примірників іноді втрачається стійкість до хвороб. В межах культури рослини стають більш одноманітними, так як певні їх ознаки виражені сильніше, ніж інші; тому більш уразливими для патогенів і шкідників виявляються посіви в цілому. Наприклад, у 1970 р. гельмінтоспоріоз, грибкове захворювання кукурудзи, що викликається видом Helminthosporium maydis (на фото вище), знищило приблизно 15 % врожаю цієї культури в США, принісши збитки приблизно в 1 млрд доларів. Ці втрати, мабуть, пов'язані з появою нової раси гриба, вельми небезпечною для деяких з основних ліній кукурудзи, які широко використовувалися при отриманні гібридного насіння. У багатьох комерційно цінних ліній цієї рослини цитоплазма була ідентичною, оскільки при отриманні гібридної кукурудзи неодноразово використовуються однакові маточкові рослини. Для запобігання такої шкоди необхідно вирощувати ізольовано і зберігати різні лінії найважливіших культур, які, навіть якщо сума їх ознак не представляє економічного інтересу, можуть містити гени, корисні в ході триваючої боротьби з шкідниками і хворобами.

Гібриди томатів

Вражаючих успіхів у підвищенні генетичного різноманіття за рахунок залучення дикорослих форм домоглися селекціонери томатів. Створення колекції ліній цієї культури, здійснене Чарльзом Ріком і його співробітниками в Каліфорнійському університеті в Дейвісі, дозволило ефективно боротися з багатьма її серйозними захворюваннями, зокрема, що викликаються недосконалими грибами Fusarium і Verticillum, а також деякими вірусами. Поживна цінність томатів була значно підвищена. Крім того, гібриди рослин стали більш стійкі до засолення й до інших несприятливих умов. Це відбулося головним чином за рахунок систематичного збору, аналізу і використання ліній дикорослих томата для селекції. Як ви бачите, міжвидові гібриди вельми перспективними в сільському господарстві. Завдяки їм можна поліпшити врожайність і якість рослин. Слід зазначити, що не тільки в землеробстві, але і в тваринництві застосовується схрещування. У результаті нього, наприклад, з'явився мул (фото його представлено вище). Це теж гібрид, помісь осла з кобилою.