Как се получават хибридите?

Как се получават хибриди? Настоящата статия ще се фокусира върху механизма на получаването им и видовете хибриди.

При кръстосването на специфични родителски растения се получава хибридно семе (растение) чрез контролираното опрашване. Тези хибридни семена се наричат „F1” или „F1 хибриди”. Термините „хибриди” или „F1” са строго определени в семенната индустрия и се използват в каталози с имена, но не за растения, кръстосани при диви условия.

Някои хора считат за хибрид смесването на две различни растения, като например от червено цъфтящо и бяло цъфтящо растение да се получи розово. За нещастие, правилата на генетиката не са така прости. Много хибридни растения изискват кръстосаното размножаване на внимателно подбрани родителски растения. Полученото семе трябва да създаде растение с много специфични характеристики. Хибридните растения са много еднообразни помежду си както в едно поколение, така и в следващите. Те носят комбинация от чертите на родителите.

Селекционерите избират специфични мъжки и женски родителски растения с желаните характеристики. На растенията, даващи семена и избрани за женски се премахват прашниците. Те получават полен само от тези растения, които са избрани за техни партньори. Чрез контролиране на опрашването, полученото потомство ще има разпознаваеми генетични характеристики от двамата родители.

Създаването на хибрид изисква много време и е скъпо, защото растенията трябва да се опрашват ръчно. В добавка селекционерите могат да работят с години, за да открият правилната комбинация от желани черти, които търсят.

Селекционерът на даден хибрид F1 може да бъде и единствения източник на тази разновидност, тъй като само той знае точно кои две родителски растения са нужни, за да се създаде семето. Другите селекционери може да пробват да създадат хибрид, но само първия такъв знае точната използвана комбинация. Разбира се, че чрез процеса на създаване на нови и подобрени разновидности, сеоткриват неочаквани нови.

Не всеки хибрид F1 е успешен. Много от тях отпадат още при вътрешни тестове на семепроизводителите и така никога не достигат до пазара.

Допълнителната работа, нужна за създаването на хибридни разновидности, означава и по-висока цена. От друга страна хибридите притежават по-широка адаптивост към околната среда и са по-еднородни от нехибридите. Други предимства са по-ранни цветове, по-високи добиви, увеличена устойчивост към болести и други характеристики. Много хибриди са по-успешни и по-устойчиви в градината.

Допълнителната жизненост при хибридните растения се нарича „хетерозисен ефект”. Повече растения оцеляват след семенния стадий, растат по-високи и по-силни от нехибридите и имат по-големи добиви. По-висока устойчивост спрямо болести и насекоми означава, че няма нужда от използването на много пестициди.

Главният недостък на хибридите е, че семената могат да се запазят за следващата година, но няма да дадат същия ефект. Това е така, защото хибридните семена обикновено не могат да създадат същото растение следващата година, понеже много разновидности не са самоподдържащи се. Потомството на хибриди обикновено представлява непредсказуема смес от характеристики от прародителите вместо да бъде подобна на родителя си.

Някои градинари усещат, че вкуса на хибридните зеленчуци не е същия както на генетически чистите разновидности. Но вкусът е толкова субективна характеристика, че не е обективно да сравняваме хибриди, създадени за домашната градина, с генетически чистите растения.

Свободното опрашените, същото така – стандартни или генетически чисти растения са разновидности, които имат стабилни черти, които се предават в поколенията. Свободно опрашените растения са подобни едно на друго, но не еднакви като хибридите. Тъй като повечето са избрани само заради една или две специфични характеристики, отделните растения на други стандартни разновидности могат да се различават по размери, форми или други черти.

Свободно опрашените растения обикновено растат на полета, където мога да се самоопрашат или да се опрашат кръстосано, като във втория случай вятърът и насекомите носят полена от едно растение към друго. Тези, които се опрашват кръстосано могат да се изолират от другите разновидности, така че да създадат семе, с което да се запазят точните характеристики на разновидността. Фасулът, марулята, граха и доматите са самоопрашващи се, затова при тях е лесно да се поддържа реколтата в същия вид всяка година, без да е нужно да се изолират от други разновидности растения.

Генетичният „дрейф” (промяна в честотата на срещане на алел в дадена популация) може да се получи след определен период от време. Растенията, които се различават твърде много от позволения стандарт, се премахват от търговските полета на свободно опрашени видове. Също така домашните градинари трябва да унищожават необичайни растения, ако искат да опазят свободно опрашената разновидност. Премахването на тези отклонения ги препазва от опрашването на други растения и създаването на твърде много отклонения.

Предимствата на свободно опрашените растения се състоят в това, че домашния градинар година след година и поколение след поколение може да запази растението като съхранява семената. Свободно опрашените растения предоставят по-голям генетичен пул (набора от всички гени или генетична информация в някаква популация, обикновено от определени видове) за бъдеща селекция.

Произходът на партенокарпните (безсеменни) плодове

За да се получат безсеменни плодове, първо трябва да се обясни как се получават тетраплоидно растение.

За да се получи тетраплоидно (с четири набора хромозоми, вместо нормалните две) растение се прилага колхицин на последната пъпка на клонче. Колхицинът е алкалоид – естествено срещащо се химично съединение, съдържащо азотни атоми. След тази процедура всички клетки в развиващото се клонче ще бъдат тетраплоидни с четири набора хромозоми. Това включва клетките на стъблото, листата, цветовете и плода. Гаметите (яйцеклетки и сперматозоиди), образуващи се в цвета на това тетраплодно клонче, ще бъдат диплодни – с два набора хромозоми. Цвят на нормално, диплоидно клонче, ще образува хаплодни гамети, съдържащи един набор хромозоми.

Ботаническият термин „партенокарпия” означава развитието на цветен яйчник в плод без оплождане. (Биологичният термин „партеногенезис” означава развитието на яйце без оплождане.) Плодове, които се развиват партенкарпно са обичайно без семена. Някои безсеменни плодове произхождат от стерилни триплоидни растения, с три набора хромозоми вместо стандартните два. Триплоидните семена се получават от кръстосването на фертилно тетраплоидно растение с диплодно.

Например – когато се засажда безсеменна диня, са необходими два типа семена – едните са по-малки и са за фертилното диплоидно растение, а другите – по-големи и са за стерилния триплоид. Двата вида семена се засаждат в близост и когато израстнат мъжките цветове на диплодното растение дават полена, който опрашва (но не опложда) стерилното триплоидно растение. Опрашването поражда развитие на плод без оплождане, така че триплоидните дини са развиват партеногенетично и са без семки.

Повечето банани, които може да купим в магазина идват от стерилни триплоидни хибриди, развили са се партеногенетично и затова са безсеменни.

Някои интересни хибриди:

Цитрусното семейство съдържа някои от вкусните плодове в света, включително множество хибриди между видовете. Танджело (tangelo) е хибрид между грейпфрут (grapefruit) и танжерина (tangerine). Танжерината е много близък родственик на мандарината, получил името си от мароканския град Танжер. Самият грейпфрут е хибрид между помело и сладък портокал.

^{Получаването на танджело}

Розовото семейство също има необичайни хибриди. Пийчкот (peachcot) е хибрид между праскова (peach) и кайсия (apricot), черикот (cherrycot) между череша (cherry) и кайсия, а плъмкот (plumcot) – слива (plum) и кайсия. Хибридите, които често запазват повече от характеристиките на единия родител получават специални имена. Например някои плъмкоти са наречени плуоти (pluots), защото приличат на сливи повече, отколкото на кайсии. Плъмкоти наречени априуми (apriums) приличат повече на кайсии, отколкото на сливи.

^Плуот

^{Безсеменна, жълта диня. Източник и на трите картинки: waynesword.palomar.edu}

Хибридните растения представляват голяма част от съвременното производство на плодове и тяхното получаване е интересен процес, подпомагащ осъзнаването на механизмите, които движат живота.

Използвани източници:

Hybrids & Heirlooms

Polyploidy & Hybridization In San Diego County

Още по темата

20/02/2015

Животът

Мутантите на нашата трапеза - рожби на традиционната селекция