§ 42. Селекція рослин

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Яким чином у процесі одомашнення рослини вдалося позбутися насінин у плодах?

У процесі одомашнення позбутися насінин вдалося завдяки штучному добору мутацій, які спричиняють безнасінність (партенокарпію), а також за допомогою поліплоїдизації (зокрема, створення триплоїдних форм, у яких порушується мейоз і насіння не формується). Оскільки такі рослини втрачають здатність розмножуватися насінням, їх розмножують та підтримують вегетативним шляхом (клонуванням).

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Існує поширена думка, що сучасні сорти томатів втратили свій оригінальний смак, а причиною цього вважають генну модифікацію. Але ці сорти було отримано методами класичної селекції. Чому ж вони втратили смак томатів?

Сучасні сорти томатів втратили свій оригінальний смак через те, що селекціонери тривалий час відбирали рослини за ознаками твердості, стійкості до механічних ушкоджень при транспортуванні та тривалого зберігання. Оскільки класичні методи селекції є невибірковими, разом із корисними характеристиками для продажу в супермаркетах випадково втратилися гени, що відповідали за накопичення цукрів та ароматичних речовин.

2. У 1960 році українських дослідниць Олександру Коломієць і Марію Бордонос було нагороджено премією за створення сортів цукрового буряку з однонасінними плодами. Чому однонасінність буряку виявилася такою важливою ознакою?

У звичайного буряка плоди зростаються у супліддя, тому з однієї висіяної одиниці виростає одразу кілька паростків, які заважають розвитку один одного. Це вимагало значних затрат важкої ручної праці на проріджування посівів. Створення однонасінних сортів дало змогу висівати насіння поштучно та повністю механізувати процес вирощування буряків.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які методи використовують у селекції рослин?

У селекції рослин використовують такі методи:

• Штучний добір (масовий та індивідуальний).
• Гібридизацію (близькоспоріднене, неспоріднене та віддалене міжвидове схрещування).
• Поліплоїдизацію (кратне збільшення кількості наборів хромосом).
• Клонування та мікроклональне розмноження.
• Методи генетичної та клітинної інженерії (генетичну модифікацію організмів, соматичну гібридизацію клітин, редагування геному).

2. У чому відмінність між масовим та індивідуальним добором?

Відмінність полягає в тому, що за масового добору відбирають групу рослин лише за зовнішніми ознаками (фенотипом) без урахування ознак конкретних батьківських рослин і їхнього генотипу. За індивідуального добору оцінюють кожну рослину окремо з урахуванням її фенотипу, генотипу та ознак батьківських форм, а також аналізують потомство від кожної рослини.

3. Які переваги надає застосування поліплоїдії у селекції рослин?

Застосування поліплоїдії надає такі переваги:

1. Збільшення розмірів клітин, вегетативних органів, квіток, плодів та насіння рослин.
2. Підвищення загальної врожайності та збільшення маси біомаси.
3. Зростання стійкості рослин до несприятливих умов довкілля, посухи, заморозків та захворювань.
4. Можливість усунення стерильності (неплідності) міжвидових гібридів, як це було зроблено під час створення тритикале.

4. Опрацюй в e-ДОДАТКУ інформацію про селекцію ріпаку (завдання 42.2).

Селекція ріпаку спрямована на покращення його харчових та кормових якостей. Головним досягненням стало виведення сортів типу «00» («двічі нульові»), у яких вилучено шкідливу для організму ерукову кислоту та знижено вміст глюкозинолатів. Це дозволило використовувати ріпакову олію у харчовій промисловості, а ріпаковий шрот — як цінний високобілковий корм у тваринництві. Сучасна селекція ріпаку також орієнтована на створення гібридів зі стійкістю до хвороб, гербіцидів та несприятливих погодних умов.

5. Завдяки яким особливостям рослин мікроклональне розмноження активно використовують у селекції? Які його переваги над статевим у селекції?

Мікроклональне розмноження активно використовують завдяки здатності рослинних клітин повертатися у недиференційований стан і утворювати калусну тканину під дією фітогормонів.

Переваги мікроклонального розмноження над статевим:

1. Повне збереження унікального генотипу та цінних ознак материнської рослини в усіх нащадків.
2. Висока швидкість розмноження та отримання значної кількості посадкового матеріалу за короткий час.
3. Можливість проведення розмноження цілорічно у лабораторних умовах незалежно від сезону та погоди.
4. Здатність розмножувати види, які погано розмножуються насінням або вегетативно у природі (наприклад, хвойні рослини).
5. Отримання повністю здорового та безвірусного посадкового матеріалу.

6. Об’єднайтеся у групи і підготуйте презентацію про один сорт рослин, який районований у вашій місцевості.

План та зміст презентації на тему: «Сорт озимої пшениці “Подолянка”, районований в Україні»

Слайд 1. Назва: Озима пшениця «Подолянка» — провідний сорт для степової та лісостепової зон України.
Слайд 2. Походження: Створено науковцями Інституту фізіології рослин і генетики НАН України методом індивідуального добору з гібридної популяції.
Слайд 3. Біологічні характеристики: Високоврожайний сорт цінної продовольчої пшениці з високим вмістом білка та клейковини.
Слайд 4. Агрономічні переваги: Висока зимостійкість, посухостійкість, стійкість до вилягання та обсипання зерна.
Слайд 5. Значення для господарства: Забезпечує стабільно високий урожай якісного хлібопекарського зерна в умовах помірного та посушливого клімату.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

Виконай завдання (див. с. 9).

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• За допомогою поліплоїдизації науковцям вдалося подолати стерильність міжвидового гібрида жита і пшениці — тритикале.
• Класична селекція томатів на механічну міцність плодів для транспортування призвела до втрати їхніх природних смакових якостей та аромату.
• Створення сортів цукрового буряку з однонасінними плодами повністю усунуло потребу у важкій ручній праці для проріджування сходів.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…
Я став більш обізнаним щодо практичного застосування технологій мікроклонального розмноження для швидкого отримання якісного та здорового посадкового матеріалу рослин.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Перешкодою було чітке розрізнення переваг поліплоїдії та мікроклонального розмноження, але труднощі вдалося подолати завдяки уважному аналізу схем у підручнику та повторному перегляду висновків до параграфа.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Отримані знання допоможуть свідомо обирати якісний посадковий матеріал для вирощування рослин на дачній ділянці, а також краще розуміти склад та походження сільськогосподарської продукції в магазинах.