ZAGADNIENIA NA EGZAMIN POSTEP BIOLOGICZNY(1)

Spis treści

PODAJ DEFINICJE POSTĘPU BIOLOGICZNEGO

Postęp biologiczny — całokształt zmian samoczynnych (naturalnych), bądź wynikających z celowej działalności człowieka (antropogeniczny), w organizmach roślinnych i zwierzęcych, wpływający na cechy indywidualne tych organizmów. W sensie rolniczym jest to całokształt zmian wpływających na wartość technologiczno-użytkową roślin i zwierząt gospodarskich. Postęp biologiczny w rolnictwie ma na celu podniesienie wydajności i/lub poprawienie jakości produkcji rolniczej.

CZYM SIĘ RÓŻNI POSTĘP BIOLOGICZNY OD POSTĘPU GENETYCZNEGO OBLICZANEGO W CZASIE HODOWLI ROŚLIN?

Postęp genetyczny; postęp biologiczny;

- odnosi się do jednej cechy, - ma o wiele większy zakres,

-jest obliczany dla jednego cyklu selekcji - odbywa się bardzo powoli

- jest jednym z etapów postępu biologicznego - jest postępem skokowym

- zależy od dziedziczności

JAKIE RODZAJE POSTĘPU BIOLOGOCZNEGO SĄ WYRÓŻNIANE W PRAKTYCE?

Rodzaje postępu biol.:

I. wynikające ze źródła postępu (może wynikać z tego co jest źródłem postępu jak działalność człowieka):

a) odmianowy- powstaje w wyniku wytwarzania nowych odmian na danym terenie z odmian istniejących, nowe odmiany muszą być lepsze od starych.

b) wynikające ze zmiany struktury zasiewu- roś o różnych potencjałach plonotwórczych dostosowane do warunków(np. na miejsce roś o mniejszym potencjale plonowania wysadza się roś o większym potencjale plonowania)

c)wynikający z aklimatyzacji nowych gat. roś- wprowadzanie i wykorzystywanie możliwości nowych gat roś z innych stref klimatycznych(np. ziemniak, słonecznik, papryka)

d) wynikający z wprowadzenia do uprawy nowych gat roś- roś te istniały w innym klimacie ale u nas do tej pory nie były uprawiane, wprowadzenie nowego gat. często dostarcza nowego pokarmu, surowca (np. pszenżyto, szarłat, tytoń, jojoba, melisa lekarska, kminek, żeńszeń)

II. na podstawie zmieniających się cech wyróżnia się postęp biol.:

1. ilościowy- mierzony plonem, zawartością suchej masy, zawartością pożądanych substancji, itd.

2. jakościowy- zmiany odporności roślin, poprawa cech jakościowych, kształtu, wypełnienia, smaku, itd.

3. cech ze względu na obniżenie kosztów produkcji- lepsza zdolność wykorzystania nawożenia, odmiany szybko rozrastające się po założeniu plantacji, odporne na choroby i szkodniki, odm wymagające mniejszej ilości wody, rekcja odm na zakwaszenie gleby, odm o lepszej wymłacalności, odm warzyw dobrze przechowujące się i znoszących transport.

4. odm dostarczające nowe surowce do przemysłu lub człowieka- np. amarantu- pokarm i napój alkoholowy, roś lecznicza, jojoba- olej jojoby może zastąpić tłuszcz wielorybów( stosowany jako smar do części obrotowych w tłoku), do kosmetyków

5. roś dostarczające surowców energetycznych- np. trawa słoniowa

6.roś wpływające korzystnie na środowisko (niewymaganą stosowania pestycydów)- roś służące do zobojętniania ścieków, roś pozostawiające dużo resztek pożniwnych,

WYJAŚNIJ NA KILKU PRZYKŁADACH NA CZYM POLEGA POSTĘP BIOLOGICZNY JAKOŚCIOWY I ILOŚCIOWY?

postęp ilościowy - mierzony plonem, zawartością suchej masy, zawartością pożądanych substancji, itd.

Przykłady: wyhodowanie odmiany pszenicy ozimej twardej Lupidur, która w 2010 roku uzyskała najlepsze plony w Austrii; postęp w hodowli buraka cukrowego zwiększa plon cukru o 0,25 t;

postęp jakościowy - zmiany odporności roślin, poprawa cech jakościowych, kształtu, wypełnienia, smaku, itd.

Przykłady: wszystkie odmiany ziemniaka odporne zarejestrowane w KRO odporne są na raka ziemniaka; wyhodowanie odmiany pszenicy ozimej twardej Lunadur o najlepszej zimotrwałości wśród wszystkich odmian zarejestrowanych w Austrii,

Postęp ilościowy można wyliczyć stosując modele matematyczne i statystyczne, o tyle postęp jakościowy można oceniać jedynie uznaniowo

JAK MOŻNA ZMIERZYĆ POSTĘP BIOLOGICZNY?

Postęp biologiczny w hodowli roślin: nowe metody krzyżowania i selekcji, nowe sposoby korygowania genotypu roślin i uzyskiwanie nowych odmian, nowe odmiany i gatunki, stosowanie kwalifikowanych nasion i sadzeniaków, właściwy dobór odmian.

Postęp biologiczny w hodowli zwierząt: używanie w produkcji wysokojakościowych organizmów zwierzęcych, genetycznie wartościowych zwierząt.

JAKIE CZYNNIKI DECYDUJĄ O WYKORZYSTANIU PRZEZ ROLNIKÓW POSTĘPU BIOLOGICZNEGO?

Cechy obniżenia kosztów

Np. nowe odm. mogą lepiej wykorzystać nawożenie

-hodowca wyhoduje odm. która szybciej wykiełkuje

-odmiana będzie odporna na choroby i szkodniki

-jeśli odm. będzie wymagać mało wody

-reakcja odmiany na zakwaszenie gleby

-odm. która nie będzie osypywała nasion

-odm. warzyw musi się dobrze przechowywać

DLACZEGO POSTĘP BIOLOGICZNY JEST W POLSCE SŁABIEJ WYKORZYSTYWANY NIŻ W INNYCH KRAJACH?

Mała ilość wykorzystywania kwalifikowanego materiały siewnego Si sadzeniaków kwalifikowanych. Przyczynami niskiego zainteresowania stosowaniem kwalifikowanego materiału siewnego w Polsce są; mała skala i niska towarowość produkcji, brak świadomości części rolników o roli postępu biologicznego w podnoszeniu plonowania, niedopasowanie odmian do lokalnych warunków produkcji oraz różnych poziomów intensywności, niski przeciętny poziom agrotechniki i wysoki udział zbóż w zasiewach. Duże znaczenie ma też wysoki koszt zakupu materiału kwalifikowanego, szczególnie sadzeniaków ziemniaka. Ważnymi ograniczeniami dla wzrostu zużycia kwalifikantów i wykorzystywania potencjału odmian w produkcji rolniczej są i będą w najbliższym okresie także takie czynniki, jak: mały obszar gospodarstw, produkcja na własne potrzeby (konsumpcyjne i paszowe) i niska opłacalność produkcji rolniczej. Brak ukierunkowania produkcji na sprzedaż nie wymusza dostosowania jakości produktu do wymagań odbiorcy.

W Polsce poziom wydatków z budżetu państwa na poziom biologiczny w produkcji roślinnej jest skromy. Jest to zjawisko niepokojące, ponieważ ogranicza zakres realizowanych programów hodowlanych, spowolnienie tempa badań naukowych i zwiększenie dystansu między polską a zagraniczną hodowlą roślin.

Dla porównania w 2001 roku środki przeznaczone w ustawie budżetowej na postęp biologiczny roślin wynosiły 86.285 tys. zł, zaś w planie na 2011 rok środki te wynoszą tylko 18.592 tys. zł

JAKIE ZNACZENIE MA POSTĘP BIOLOGICZNY DLA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU NASZEGO ROLNICTWA?

Postęp biologiczny, będący częścią składową postępu rolniczego, jest jedną z najistotniejszych sił napędowych rozwoju rolnictwa. W odróżnieniu od innych sposobów intensyfikacji rolniczej ma on charakter ekologiczny. Wiąże się bowiem z doskonaleniem cech genetycznych roślin i zwierząt, czyniąc je coraz wydajniejszymi z punktu widzenia wykorzystania sił przyrody i przemysłowych środków produkcji oraz jakościowo lepszymi z punktu widzenia wymagań człowieka.

Wykorzystanie postępu biologicznego daje możliwość ogromnej oszczędności energii w różnych postaciach. Przykładowo, wyhodowanie odmian odpornych na choroby zmniejsza zużycie preparatów chemicznych, a dzięki odmianom dobrze przechowującym się ograniczane są straty w czasie magazynowania.

Postęp biologiczny jest więc swoistym substytutem nakładów rzeczowych (energetycznych) i prowadzi do zmniejszenia kosztów produkcji rolniczej. Chociaż hodowla nowych odmian roślin uprawnych oraz zwierząt o wysokich walorach jest kosztowna, i w tym kryje się również zwiększony wydatek energii, to jednak jest on nieporównanie mały wobec korzyści, osiąganych w powtarzających się procesach produkcji.

Postęp biologiczny jest uważany za jeden z podstawowych czynników wpływających na wzrost poziomu plonów, wydajności zwierząt oraz wartości biologicznej, technologicznej i konsumpcyjnej uzyskiwanych produktów rolniczych. Jednak dla ujawnienia się postępu biologicznego konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków wzrostu i rozwoju roślin i zwierząt. Tak więc np. odkwaszenie gleb, zwiększenie nawożenia i zużycia środków ochrony roślin, racjonalne ich stosowanie, przeprowadzenie melioracji, zapewnienie zwierzętom właściwych warunków bytowania i żywienia pozwala na efektywniejsze wykorzystanie istniejącego w organizmach roślinnych i zwierzęcych potencjału genetycznego.

KTO W POLSCE SPRAWUJE NADZÓR NAD WYTWARZANIEM I WYKORZYSTYWANIEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO, NA CZYM TEN NADZÓR POLEGA?

Urzędowe działania wykonywane są przez: 1. COBORU, 2. PIORIN, 3. Os. Prawnie i fizycznie upoważnioną przepisami w imieniu w/w organów państwa. Działania urzędowe obejmują: -OWT, WGO, -sporządzenie spisu odmian, -ocena mat siewnego, -pobieranie prób mat siewnego. Krajowy Rejestr jest jawny i zawiera spis odmian zalecanych do uprawy w obrębie gat.

IHAR pełnił rolę doradcy naukowego w rozwiązywaniu szeregu zagadnień dotyczących tworzenia i wykorzystania postępu biologicznego, w tym wartości użytkowej produktów roślinnych.

OPISZ NA CZYM POLEGAŁ I POLEGA POSTĘP BIOLOGICZNY W TRZECH WYBRANYCH GATUNKACH ROŚLIN?

POSTĘP U ZIEMNIAKA

Według stanu na dzień 30 marca 2003 roku polski rejestr odmian ziemniaka liczył 117 oryginalnych odmian, z których 83 było krajowej hodowli, a pozostałe zagranicznej (głównie holenderskiej i niemieckiej). Uwzględniając podział na dwa główne kierunki użytkowania, 71% odmian stanowiły odmiany jadalne (najwięcej odmian średnio wczesnych). W grupie odmian skrobiowych (29%) przeważały odmiany o dłuższym okresie wegetacji. W pięcioleciu 1999-2003 nastąpił bardzo duży dopływ nowych odmian ziemniaka. W tym okresie zarejestrowano 33 odmiany krajowe i 26 odmian zagranicznych.

Nasze krajowe odmiany górują nad odmianami zagranicznymi przede wszystkim odpornością na choroby wirusowe, zarazę ziemniaka i biotypy raka.

Pomimo istniejącego postępu biologicznego plony ziemniaka w Polsce wyglądają bardzo skromnie w porównaniu z plonami ziemniaków w krajach zachodnich. Przykładowo w 2002 roku średnie plony ziemniaka w Unii Europejskiej wynosiły 35,2 t∙ha-1, podczas gdy średnie plony w Polsce w tym okresie wyniosły 19,3 t∙ha-1

POSTĘP U BURAKA CUKROWEGO

W odniesieniu do buraka cukrowego postęp biologiczny oznacza określenie zmian w plonie korzeni, zawartości cukru, jakości soku buraczanego, w formie materiału siewnego i odporności czy tolerancji na stresy biotyczne (choroby i szkodniki) oraz abiotyczne, głównie na suszę.

POSTĘP U PSZENICY OZIMEJ

O postępie biologicznym hodowli pszenicy ozimej w Polsce świadczy ilość odmian które są corocznie wpisywane do Krajowego Rejestru (W 2010 roku do rejestru zostało wpisanych 12 odmian pszenicy ozimej z czego 5 odmian jakościowych(A), 5 odmian chlebowych(B) i 2 odmiany paszowe(C.). Odmiany są nieustannie zmieniane i ulepszane zarówno pod względem wielkości plonu ziarna i jego jakości jak również pod względem odporności na szkodniki i choroby oraz odporności na wyleganie. Ważnym kryterium jest również mrozoodporność danych odmian. Dzięki nieustannym staraniom hodowców powstaje wiele nowych odmian które charakteryzują się korzystniejszymi cechami w zależności od ich przeznaczenia.

POSTĘP U PRZENŻYTA

W rezultacie postępu hodowlanego, pszenżyto zmieniło się istotnie pod względem zdolności plonotwórczej, wartości paszowej, podatności na wyleganie, mrozoodporności i odporności na choroby. Każdy z tych elementów można analizować oddzielnie i nie każdą zmianę można oceniać pozytywnie, ale łączny wynik - wzrost zainteresowania ze strony producentów - dowodzi sukcesu hodowców. Wraz z rozwojem uprawy pojawiły się problemy związane ze zdrowotnością uprawy w warunkach produkcyjnych. Choroby liści stały się istotnym problemem. Masowy pojaw chorób obserwowany w Polsce po 2002 roku stał się impulsem do podjęcia badań nad Blumeria graminis sp., sprawcy mączniaka prawdziwego, i innymi czynnikami chorobotwórczymi, w celu wypracowania metod zwalczania chorób przy zredukowanym użyciu fungicydów. Na podstawie wyników badań odmianowych prowadzonych w Stacjach Doświadczalnych COBORU, można stwierdzić, że dzięki hodowli i pracom na rzecz hodowli pszenżyto w dalszym ciągu pozostaje wyróżniającym się pod względem odporności gatunkiem zboża.

OPISZ SPOSOBY I EFEKTY WPROWADZANIA DO PRAKTYKI ROLICZEJ POSTEPU BIOLOGICZNEGO

PODAJ PRZYKŁADY SKOKOWEGO POSTĘPU BIOLOGICZNEGO W POLSKIM I ŚWIATOWYM ROLNICTWIE

Hodowcy kanadyjscy oceniają, że skokowy postęp biologiczny, jaki nastąpił w wyniku wprowadzenia genu "afila", przyczynił się do podwojenia produkcji grochu, która obecnie na świecie wynosi 13 mln ton suchego ziarna i 8 mln ton zielonego groszku warzywnego. Groch jest drugim po soi źródłem wysoko skoncentowanego białka roślinnego. Ale wartość żywieniowa białka sojowego jest ostatnio silnie kontestowana, ze względu na zanieczyszczenia estrogenne. Dlatego bardzo rośnie znaczenie mączki grochowej i wytwarzanych z niej ekstraktów białkowych w wyżywieniu ludności w Indiach i innych przeludnionych krajach wegetariańskich.

PRZEDSTAW GŁÓWNE PROBLEMY I PERSPEKTYWICZNE KIERUNKI POSTĘPU HODOWLI NAJWAŻNIEJSZYCH ROŚLIN, KTÓRYCH ROZWIĄZANIE MOŻE BYĆ ŹRÓDŁEM POSTEPU BIOLOGICZNEGO.

1.Zimotrwałość-w naszym kraju jest co 10-13lat,występuje ostra zima. Zimotrwałość jest cechą złożoną i można je podzielić na cechy

+mrozoodporność(rośliny mogą ginąć pod pokrywą śniegową)

+w czasie zamarzania mogą być uszkodzone systemy korzeniowe

+wyprzenie - gleba zamarznięta, spadnie śnieg, rośliny zginą

+wysmalanie roślin-występuje na wiosnę jeśli temp. powietrza rośnie a ziemia jest zmarznięta.

Do krzyżowania bierzemy rośliny zimotrwałe z wysokich kolekcji.

2.Odporność na susze-rośliny mają w tkankach od 70-90% wody, większość roślin w okresie wegetacji zużywa dużo wody, wymaga opadów od 600-1000mm.Woda w glebie może się znajdować ale może być wyczerpana przy braku opadów.

Jeśli odmiana jest odporna na susze tzn. że może wydać duże plony przy braku wody są susze glebowe, powietrzne. Odporność na susze ma duże znaczenie w Egipcie, krajach arabskich w Polsce w okresie dojrzewania zbóż.

3.Tolerancja gatunku i odmian na złe zmianowanie

-obecnie rolnicy rezygnują z płodozmianów, uprawiając gatunki roślin, które dają im duże korzyści

-obniżenie plonu wysokoplonujących gatunków-złe pobieranie składników pokarmowych

-namnażanie się szkodników i patogenów

-różne związki organiczne przy rozpadzie resztek pożniwnych

Przy częstej uprawie tego samego gatunku może doprowadzić do nagromadzenia się herbicydów.

Hodowla polega na skomplikowanych krzyżówkach, powstają mieszańce, które selekcjonujemy. Uprawiając ten sam gatunek rośliny na tym samym polu trzeba zmieniać odmiany.

4.Odporność na zasolenie gleby-takie gleby występują w krajach afrykańskich, w Azji, wyspach oceanicznych. W Polsce nad morzem, w szklarniach, przy drogach krajowych, na polach marchwi, pietruszki przy małym nawadnianiu.

Zła gospodarka może prowadzić do zniszczenia środowiska. Zasolenie pojawia się jak zużywa się mało wody. Gatunki odporne: palma daktylowa, wełna, burak cukrowy, warzywa, drzewa owocowe.

5.Odporność na zasolenie gleby i toksyczne działanie jonów glinu.

Gleby kwaśne można wapnować i uprawiać gatunki, które silniej reagują na zakwaszenie gleby. Jony glinu zatruwają rośliny. Dużo gleb kwaśnych jest w Brazylii i Argentynie.

6.Tolerancja na herbicydy-związana jest z obecnością enzymów w odmianie. Tolerancja na herbicydy może być związana z budową anatomiczną np. odmiany o liściach woskowanych.

7.Zdolność do szybkiego odrastania plantacji-dotyczy to roślin wypasanych przez zwierzęta oraz takie co są koszone.

8.Odprność na wyleganie

Błędy rolnika:

-zbyt duże zagęszczenie siewów(żyto)

-nieodpowiednie nawożenie mineralne(za dużo azotu rośliny wybujają)

Przed wyleganiem chronią retardanty, można je stosować przy uprawie na nasiona.

9.odporność na porastanie ziarna

Współczesne możliwości wytwarzania postępu biol. przez ulepszenie materiału siewnego.

Zdolność kiełkowania-oznacza się w laboratorium. Można oznaczać zdolność wschodu w polu

NA CZYM POLEGA AKLIMATYZACJA ROŚLIN?

Aklimatyzacja roślin polega na tym że gatunki przywiezione na inny teren muszą się przystosować do istniejących warunków środowiska. Zmiany genetyczne trwają bardzo długo nawet 60-70 lat, mniej gdy człowiek znajdzie takie genotypy dzięki którym roś przystosuje się szybciej. Aklimatyzacja odbywa się przy udziale ludzi i można ją przyśpieszyć.

WYMIEŃ GŁÓWNE CZYNNIKI /PRZYSTOSOWANIA/ OGRANICZAJĄCE MOŻLIWOŚĆ AKLIMATYZACJI?

Czynniki ograniczające(stresowe) możliwość aklimatyzacji(przystosowania):

a) czynniki fizyczne:

- temperatura

- światło (fotoperiodyzm)

- susza lub nadmiar wody

- ilość tlenu i ozonu

-długość okresu wegetacji

b)czynniki biotyczne:

- allelopatia

- zagęszczenie w łanie,

- mikroorganizmy(bakterie, wirusy, grzyby)

- owady

PODAJ PRZYKŁADY UDANEJ I NIE UDANEJ AKLIMATYZACJI?

a)udana:

- słonecznik

-kukurydza

b)nieudana:

-pomidor

-papryka

DLACZEGO DO AKLIMATYZACJI NADAJĄ SIĘ BARDZIEJ ZŁOŻONE MIESZAŃCE NIŻ ODMIANY HOMOZYGOTYCZNE?

DLACZEGO AKLIMATYZACJA SPRZYJAJA POWSTANIU NOWEJ ZMIENNOŚCI GENETYCZNEJ?

CZYM RÓŻNI SIĘ UDANA PEŁNA AKLIMATYZACJA OD AKLIMATYZACJI NIEPEŁNEJ?

Aklimatyzacja pełna - przystosowanie się gatunków roślin do zmienionych warunków środowiska, uprowadzenie do uprawy roślin z jednego obszaru geograficznego czy strefy klimatycznej do innego o odmiennych warunkach klimatycznych. Pełna aklimatyzacja polega na wyprodukowaniu przez rośliny nasion w odmiennych warunkach niż naturalne.

Aklimatyzacja niepełna polega na tym że niezbierany pełnego plonu lub gdy roślina nie może przetrwać

W JAKICH SYTUACJACH OPŁACA SIĘ UPRAWIAĆ ROŚLINY, KTÓRE NIE PRZESZŁY PEŁNEJ AKLIMATYZACJI?

jeśli uprawiana roślina jest użytkowana jako pasza dla zwierząt w postaci siana lub kiszonki, gdy nie jest wymagane uzyskanie z niej nasion,

JAKIE ROŚLINY UPRAWNE SĄ U NAS AKLIMATYZOWANE?

DLACZEGO PRZEWOŻENIE ROŚLIN Z INNYCH KRAJÓW MUSI BYĆ KONTROLOWANE?

Ponieważ sprowadzane gatunki mogą po zaaklimatyzowaniu się w danych warunkach klimatycznych stać się gatunkami inwazyjnymi zagrażającymi innym roślinom.

JAKIE ZNACZENIE MA KWARANTANNA DLA GOSPODARKI ŻYWNOŚCIOWEJ W POLSCE?

WYTŁUMACZ NA CZYM POLEGA MIKROROZMNAŻANIE ROŚLIN, DLACZEGO I U JAKICH GATUNKÓW ROŚLIN JEST WAŻNYM ŹRÓDŁEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO?

Mikrorozmnażanie jest to wegetatywne rozmnażanie roślin w sterylnych warunkach laboratoryjnych na sztucznych pożywkach pozwalające na uzyskanie dużej liczby wyrównanych genotypowo i fenotypowo, wolnych od patogenów i szkodników, sadzonek.

Mikrorozmnażanie jest metodą uzyskiwania sadzonek od roślin, które nie wytwarzają nasion lub ich wytworzenie zajmuje dużo czasu (np. drzewa). Zastosowanie mikrorozmnażania: rośliny sadownicze (agrest, czereśnia, borówka, mirabelka, jabłoń, leszczyna, porzeczka), rośliny ozdobne (dracena, lilia, narcyz, mieczyk), drzewa i krzewy (dąb, akacja, brzoza, jodła, klon, sosna, wiąz, świerk, topola), Rośliny użytkowe (chmiel, bawełna, jęczmień, len, lucerna, pszenica, ziemniak, sorgo )

WYMIEŃ SYTUACJE /W HODOWLI ROŚLIN/ W KTÓRYCH TEN SPOSÓB ROZMNAŻANIA JEST NIEZASTĄPIONY?

W JAKI SPOSÓB PRZEPROWADZA SIĘ ODWIRUSOWYWANIE ROŚLIN, DLACZEGO JEST ONO ŹRÓDŁEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO (U JAKICH GATUNKÓW)?

Metody eliminowania wirusów:

1. Kultura in vitro merystemów

Pobieranie merystemów zupełnie wolnych od wirusów

2. Chemoterapia

Chemoterapia polega na dodaniu do pożywki tzw. antymetabolitów, czyli substancji o wysokiej aktywności przeciwwirusowej. Są to substancje włączające się w metabolizm wirusów i wywołujące zmiany w kodzie genetycznym RNA wirusowego, hamując ich rozmnażanie się.

3. Termoterapia

Pod wpływem długotrwałego działania podwyższoną temperaturą ( w granicach 26-45 stopni C. w czasie od 1-3 miesięcy) następuje inaktywacja wirusów w tkankach rośliny. Terapii cieplnej poddaje się całe rośliny lub ich organy wegetatywne. Po zakończeniu procesu termoterapii, z roślin tych pobiera się tkanki merystematyczne i dalej prowadzi kulturę in vitro w celu uzyskania roślin. Metoda ta znalazła zastosowanie między innymi do odwirusowywania chryzantem i goździków.

4. Krioterapia

Krioterapia - działanie niskimi temperaturami (0d +1-4 stopni)

CO TO SĄ BANKI GENÓW I JAK WPŁYWAJĄ NA WYTWARZANIE POSTĘPU BIOLOGICZNEGO I OCHRONĘ ŚRODOWISKA?

Banki genów są wyspecjalizowanymi instytucjami, których zadaniem jest zachowanie oraz udostępnianie zasobów genowych. Polska posiada dużą różnorodność zasobów genowych gatunków wolno żyjących, jak również gatunków, odmian i ras hodowlanych występujących w stanie dzikim, a także w kolekcjach ex situ (w sztucznych warunkach). Krajowe banki genów utrzymują łącznie 73 tysiące genotypów o znaczeniu użytkowym.

Banki genów wpływają na bioróżnorodności, zróżnicowanie środowiska, zawierają genotypy roślin będących pod ochroną, zapobiegają wyginięciu danego genotypu.

DO CZEGO SŁUŻY METODA WSKAŹNIKOWEJ ANALIZY WZROSTU?

Wskaźnikowa analiza wzrostu jest pomocna rolnikowi do określenia postępu ilościowego, do tego jakie cechy roslin poprawic alby ilość plonu była większa oraz do tego jak rolnik powinien wpływać na rośliny aby zwiększyć plon. Posługując się wskaźnikowa analiza wzrostu oparta jest na obliczaniu wskaźników na podstawie których można zorientować się dlaczego jedna odmiana np. ziemniaków daje wyższy plon a inna niższy. Podstawowe zasady wsk. Analizy wzrostu opracowano w latach 1920-1926. Pozwalają one scharakteryzować co dzieje się w łanie produkcyjnym. Aby obliczyć wskaźniki należy systematycznie mierzyć biomasę i powierzchnię asymilacyjna, w ten sposób mierzono całkowitą biomasę nad i podziemną. Pomiary powierzchni asymilacyjnej były skomplikowane ze względu na zmierzenie powierzchni liści czy kłosa. Teraz za pomocą komputerów jest do dużo łatwiejsze. Wycina się z 1m2kawałek liścia i oblicza się wzory przy pomocy komputerów

JAKIE PODSTAWOWE WSKAŹNIKI CHARAKTERYZUJĄ OKRES ROZWOJU WEGETATWNEGO?

Okres rozwoju wegetatywnego charakteryzują wskaźniki produktywności zasiewu cgr( intensywności gromadzenia biomasy) , indeks ilościowy LAI(indeks powierzchni asymilacyjnej), intensywność asymilacyjna netto NAR, stopień ulistnienia suchej masy LAR, względne tempo wzrostu RgR.

JAKIE WSKAŹNIKI UŻYWA SIĘ DO CHARAKTERYSTYKI (OCENY) OKRESU GENERATYWNEGO?

Do oceny okresu generatywnego używa się wskaźnika długotrwałości pokrycia liściowego LAD (sumaryczna długość życia powierzchni asymilacyjnej blaszek liściowych), względne tempo wzrostu masy całej roślinyRGRc, wydajność powierzchni asymilacyjnej po kwitnieniu w tworzeniu plonu ziarna ,,g,, , współczynnik plonowania Hi

CO ROZUMIESZ POD POJĘCIEM MIESZAŃCÓW ODDALONYCH?

Mieszańce oddalone - są to mieszańce, które uzyskuje się w wyniku krzyżowania różnych rodzajów lub gatunków roślin.

Krzyżowanie międzygatunkowe i międzyrodzajowe jest ważną metodą we współczesnej hodowli. Celem tego krzyżowania jest najczęściej włączenie genów z form nieuprawnych do materiału hodowlanego, warunkujących lepszą zdolność przystosowawczą do niesprzyjających warunków uprawy i odporność na czynniki patogeniczne. Celem krzyżowania form oddalonych może być nadanie roślinom uprawnym jakiejś użytecznej cechy, właściwej ich dzikim krewniakom, np. odporności na patogeny i stresy abiotyczne (np. susza, chłód), czy korzystnego pokroju. W takich pracach zakłada się, że pożądana roślina powinna odziedziczyć zdecydowaną większość cech po jednym z rodziców (gatunku uprawnym), a tylko jedną lub kilka cech przejąć od drugiego rodzica (dzikiej rośliny).

WYMIEŃ ROŚLINY UPRAWNE, KTÓRE SĄ NATURALNYMI ALLOPLOIDAMI

Kapusta, Rzodkiewnik pospolity, Tytoń, Rzepik

WYMIEŃ ALLOPLOIDY WYTWORZONE PRZEZ CZŁOWIEKA ZNAJDUJĄCE SIĘ W UPRAWIE.

Niektóre gatunki pszenic(p.zwyczajna, p.szorstka), pszenżyto, bawełna, truskawka?,

DO CZEGO WYKORZYSTYWANE SĄ MIESZAŃCE ODDALONE W HODOWLI ROŚLIN?

CZYM RÓŻNIĄ SIĘ ROŚLINY Z CYKLEM C⁴ OD ROŚLIN Z CYKLEM C³?

Rośliny C3:
-przeprowadzają fotosynteza w sposób mniej sprawny(jej produkty-elementy są inaczej zbudowane niż u roś C4)
-pojedyncza karboksylacja
-mogą być roś: cieniolubnymi przystosowanymi do mniejszej ilości światła(las, poszycie leśne), światłolubnymi-roś wystawiające organy asymilacyjne bezpośredni na działanie światła(słońca),
-światłolubne w miarę wzrostu natężenia światła będą pobierać więcej CO2, cieniolubne nie zareagują pozytywnie na natężenie światła
-nie mogą zwiększać lub zmniejszać pow. asymilacyjnej
-nie potrafią wykorzystać wszystkich atomów CO2 w zamkniętym pomieszczeniu np. słoik
-wraz ze wzrostem temp. przyspieszają oddychanie
-w przypadku dużej temperatury zwiększają parowanie
Rośliny C4:
-podwójna karboksylacja (produkty z większą liczbą atomów C),
-występuje u nich 1 rodzaj chloroplastów(kukurydza), u ziemniaka jest więcej
-przy wysokiej temperaturze i dużej ilości światła mogą zwiększać lub zmniejszać pojemność asymilacyjną poprzez np. zmniejszenie powierzchni liścia (kukurydza, trawy)
-wraz ze wzrostem natężenia światła (napromieniowania) będzie rosła intensywność asymilacji, szybkość fotosyntezy i gromadzenie asymilatów
-wykorzystują wszystkie atomy CO2, wyłapują wszystkie cząsteczki
-wraz ze wzrostem temp. nie przyspieszą oddychania, brak takiej właściwości, nie rozłożą cukrów
-pochodzą z innej strefy klimatycznej niż roś C3 i lepiej gromadzą i gospodarują wodą bo potrafią hamować transpirację

JAKIE ROŚLINY C⁴ SĄ AKTUALNIE UPRAWIANE W POLSCE I INNYCH KRAJACH?

Proso rózgowate, Trzcina cukrowa, Sorgo, Kukurydza, Miskantus, trawy nieuprawiane

WYJAŚNIJ, CZYM RÓŻNIĄ SIĘ ODMIANY TRANSGENICZNE OD ODMIAN WYTWARZANYCH W TRADYCYJNEJ HODOWLI, DLACZEGO SĄ ŹRÓDŁEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO?

Różnica pomiędzy odmianami genetycznie modyfikowanymi a tradycyjnymi polega tylko na metodzie ich tworzenia. Stosując zwyczajne metody hodowli, prowadzi się wiele krzyżowań, aż osiągnie się zamierzony efekt. Trwa to od kilkunastu do kilkudziesięciu lat. W metodach inżynierii genetycznej na początku określa się gen odpowiedzialny za daną cechę. Następnie odpowiednimi "narzędziami" wycina się z jednej odmiany i wprowadza do innej. Dzięki temu proces hodowlany jest krótszy. Unika się częściowo ślepego liczenia na szczęśliwy traf. Dodatkowo możliwe są skojarzenia pomiędzy niespokrewnionymi gatunkami, co tradycyjnymi metodami jest prawie niemożliwe. I to właśnie rodzi najwięcej kontrowersji.

Modyfikacje genetyczne roślin mogą polegać na zmianie wielu innych cech. Od zwiększenia odporności na mróz i suszę aż po produkcję leków. Najpopularniejsze jak dotychczas są wprowadzone do roślin odporność na nieselektywny herbicyd glifosat oraz odporność na szkodniki. Pierwszy typ odmian odchwaszcza się pogłównie tylko środkami zawierającymi glifosat. Odmiany odporne na szkodniki zawierają dodatkowy gen Bt. Rośliny takie produkują w swoich komórkach dodatkowe białko, które jest szkodliwe dla larw motyli lub chrząszczy. Białko to nie jest trujące dla organizmów ssaków.

PODAJ PRZYKŁADY TRANSGANICZNYCH ROŚLIN ZAGRAŻAJĄCYCH ŚRODOWISKU I TAKICH KTÓRE WEDŁUG CIEBIE POWINNY BYĆ UPRAWIANE (WYKORZYSTYWANE) GDYŻ NIE STANOWIĄ ZAGROŻEŃ.

CO ROZUMIESZ POD POJĘCIEM BIOLOGICZNEJ WARTOŚCI NASION?

W JAKI SPOSÓB DZIAŁA SYSTEM MVS SORTOWANIA NASION?

MVS - metoda sortowania nasion, poszczególnych genotypów - stosowana w dużych firmach nasiennych, wcześniej w przemyśle. Zasada działania: nasiona wysypywane są na taśmę, przesuwają się, oświetlane są odpowiednim światłem - kamera odbiera obraz nasion i przekazuje go do komputera z odpowiednim programem zawierającym charakterystykę zdrowych nasion. Obraz jest porównywany - odpowiednia informacja przekazywana jest do robota, który usuwa nieodpowiednie nasiona (o złym kolorze, rozmiarze, innej odmiany, pęknięte, o nieodpowiednim kształcie. System ten jest stosowany również przy sortowaniu ryb (np. śledzi), papierosów oraz przez bogate kraje do sporządzania charakterystyk odmian materiału siewnego - rozmiar, połysk, barwa, omszenie, wstępne badanie materiału siewnego po jego zakupie.

WYJAŚNIJ JAKIE KORZYŚCI DAJE POBUDZENIE NASION, OPISZ METODY HARDENING I PRIMING

Pobudzanie nasion - polega ono na kontrolowanym doprowadzeniu nasion do takiej wilgotności, która pozwala na uruchomienie wstępnych procesów metabolicznych związanych z kiełkowaniem nasion, lecz jest niewystarczająca do pojawienia się korzonka zarodkowego. Nasiona tak przygotowane wysiane w glebę, mając już ten etap za sobą szybko przechodzą do fazy kiełkowania właściwego.

Typowe korzyści z pobudzania nasion nasion:

przyśpieszenie kiełkowania,
wyrównanie kiełkowania i wzrost siewek,
lepsze wschody w różnych warunkach glebowych,
szerszy zakres temperatur kiełkowania,
lepsza obsada roślin w polu.
Skraca okres wschodów

Metoda priming (uszlachetniania fizjologicznego)- Polega na nawilżeniu nasion w stopniu umożliwiającym zwiększenie ich aktywności życiowej, lecz niewystarczającym do rozpoczęcia kiełkowania rozumianego w praktyce jako przebicie okrywy przez korzonek zarodkowy. Nasiona zwykle nawilżane są w pojemnikach lub specjalnych kolumnach wypełnionych napowietrzaną wodą. Zabieg ten sprawia, że wschody w polu czy w szklarni następują szybciej i są bardziej wyrównane. Poza tym, kiełkujące nasiona są bardziej tolerancyjne wobec warunków środowiska.

Metoda hardening - Adaptacja rozwoju roślin do warunków zewnętrznych w szklarni lub kontrolowanym środowisku poprzez redukcję dostępności wody, obniżenie temperatury, wzrost intensywności świata lub redukcje zaopatrzenia w składniki odżywcze. Polega na moczeniu nasion w wodzie, do nasion dodaje się tyle wody aby wilgotność wzrosła do 40-50%.Ilość wody którą pobiorą nasiona zależy od tego ile tej wody będzie i od czasu nasycenia ich wodą

PODAJ GŁÓWNE CELE OTOCZKOWANIA NASION, NA CZYM POLEGA OTOCZKOWANIE, JAKIE RODZAJE OTOCZEK SĄ WYRÓŻNIANE?

Otoczkowanie - pokrywanie nasion warstwą substancji, dzięki czemu możemy zmienić ich kształt, wyrównać masę i rozmiary

Do otoczkowania stosuje się klej lub glinę z wodą; materiał budulcowy: kaolit, węglan wapnia, gips, kreda, mączka drzewna, mączka ze słomy, ziemia okrzemkowa, wermikulit, torf, skalit, polipropylen (proszek); do sklejania: guma arabska, żelatyna, skrobia, octan poliwinylowy, metylo-etylo celuloza, melasa.

Różne otoczki:

- porowate, - nieporowate,

- pękające, - niepękające,

- łatwo rozpuszczalne, - trudno rozpuszczalne,

- nasion pobudzonych, - nasion niepobudzonych.

Otoczki nieporowate - składają się z różnych warstw, na zewnątrz warstwa nie przepuszczająca wody (np. polistyren), warstwa środkowa - porowata, przewodzi wodę i tlen, warstwa najbliżej nasienia - porowata; nasiona zachowują żywotność przez kilka lat, mogą być wysiewane jesienią; w zewnętrznej warstwie można umieścić nasiona innego gatunku (rozrywają one powierzchnię nieporowatą).

Otoczki porowate - najczęściej stosowane, ich ostatnia warstwa dobrze przewodzi wodę, w krótkim czasie po wysianiu.

Otoczka musi posiadać określone właściwości:

- nie powinna utrudniać przepływu związków odżywczych do nasienia;

- nie powinna stwarzać mechanicznego oporu dla kiełków;

- nie może działać toksycznie.

Właściwości wodno-powietrzne otoczek:

- porowatość ogólna w % - stosunek całkowitej objętości otoczki do objętości porów, średnica 0,35-100 mikronów, porowatość ogólna powyżej 25% - dobra otoczka - minimalna porowatość otoczki nie niższa niż 12%;

- potencjał wodny roztworów powstających w otoczce;

- szybkość wymywania składników z otoczki;

- wielkość sorpcji wymiennej między składnikami otoczki, a różnymi składnikami chemicznymi (otoczki z gliny - sorbują bardzo szybko różne mikroelementy, pestycydy, herbicydy);

- otoczki do wysiewu na sucho - powinny zawierać związki przyspieszające wchłanianie wody np. polimery skrobi (absorbują wodę o masie 2000 większej niż ich ilość).

Cele otoczkowania:

- poprawa kształtu i wielkości nasion (pomocne przy użyciu siewnika);

- zapewnienie większej ochrony przed szkodnikami i chorobami;

- poprawa wschodów i początkowego wzrostu rośliny (siewki mają lepszy wigor);

- precyzyjne nawożenie;

- ułatwienie zakażenia roślin różnymi korzystnymi mikroorganizmami;

- ułatwienie walki z chwastami (zawartość w otoczce herbicydu uniemożliwiającego kiełkowanie chwastów).

Nasiona otoczkowane potrzebują większej ilości wody do kiełkowania.

WYJAŚNIJ, NA CZYM POLEGA PRZEDSIEWNA BIOSTYMULACJA NASION ŚWIATŁEM LASERA?

Światło lasera działając na odpowiednie składniki łańcucha oddechowego roślin zwiększa aktywność jednych enzymów, a ogranicza innych powodując zwiększenie szybkości ATP. Powoduje to w efekcie wzrost szybkości kiełkowania, lepszy rozwój kiełków i wzrost dynamiki całego procesu początkowego. Pozytywne efekty biostymulacji przejawiają się również lepszym rozwojem roślin przez cały okres wegetacji. Rośliny takie mają większą powierzchnię asymilacyjną, lepiej rozwinięty system korzeniowy oraz zwiększoną odporność na choroby i niektóre warunki pogodowe. Liczne badania wykazały, że uszlachetnienie nasion światłem prowadzi do wyższych plonów, o lepszych właściwościach fizyko-chemicznych. Stwierdzono również, że najlepsze efekty daje zastosowanie lasera He-Ne o długości promieniowania 632,8 nm, a skuteczność działania tego promieniowania zależy nie tylko od czasu promieniowania, lecz także od częstotliwości krótkotrwałych impulsów świetlnych. Efekt stymulacji dla każdej rośliny rośnie ze wzrostem dawki promieniowania do pewnego maksimum charakterystycznego dla tej rośliny, a następnie maleje zależnie od czasu naświetlania do pewnego minimum wartości badanej cechy. Dlatego też optymalną dawkę światła biostymulacyjnego należy dobrać indywidualnie dla każdego gatunku rośliny, z uwzględnieniem specyficznych cech jej nasion.

NA CZYM POLEGA TAŚMOWANIE NASION?

Taśmowanie nasion - przygotowanie uszlachetnionych (najczęściej pobudzonych i otoczkowanych) nasion do siewu; pojedyncze nasiona umieszcza się w taśmie ( z papieru, celofanu, polietylenu) , ulegającej rozkładowi w glebie; zapewnia to precyzyjny wysiew oraz umożliwia równomierne wschody.

W JAKICH SYTUACJACH STOSUJE SIĘ WYSIEW KIEŁKUJĄCYCH NASION W ŻELU (MOKRY WYSIEW)?

Mokry wysiew (w żelu) - możemy wysiewać nasiona podkiełkowane, kiełki od 1-4 mm; można zastosować system MVS. W specjalnym bębnie miesza się nasiona z odpowiednim żelem i odpowiednią ilością nasion. Następnie wypełniamy żelem zbiornik w siewniku i nasiona są wysiewane, np. trawy na pastwiskach górskich. Nasiona można przechowywać do dwóch tygodni (podkiełkowane) w odpowiednich warunkach.

WYJAŚNIJ, DO CZEGO SĄ WYKORZYSTYWANE HORMONY ROŚLINNE I SUBSTANCJE SYNTETYCZNE O DZIAŁANIU HORMONALNYM WE WSPÓŁCZESNYM ROLNICTWIE I OGRODNICTWIE.

Hormony wykorzystywane są przez hodowców w prowadzeniu upraw do:

regulacji stanu spoczynku roślin,
ukorzeniania,
stymulacji rozwoju owoców,
regulowania dojrzewania owoców,
zapobiegania opadaniu owoców,
przyspieszania opadania liści,
zapobiegania starzeniu się warzyw.

CO TO SĄ SUBSTANCJE ANTYŻYWIENIOWE, DLACZEGO ICH ELIMINACJA (OGRANICZENIE ILOŚCI) JEST ŹRÓDŁEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO (PODAJ PRZYKŁADY - OSIĄGNIĘCIA Z OSTATNICH LAT)

Substancja antyżywieniowa - wszystkie substancje(związki mineralne i organiczne) znajdujące się w biomasie roślin lub w produktach z nich wytworzonych i źle wpływających na organizmy ludzi i zwierzą. Należy hodować takie odmiany aby nie wytwarzały metabolitów wtórnych lub w małych ilościach. Substancje antyżywieniowe wytwarzane przez rośliny pod względem metabolicznym są metabolitami wtórnymi.

Niekorzystne działanie substancji antyżywieniowych:

1.śmierć np. agluteniny(zarodki pszenżyta )-glutenizacja krwi

Wonitoksyny u roślin przy porażeniach fuzarium:

-związki utrudniające trawienie

-inhibitory trypsyny-białka nie są trawione ponieważ blokowana jest trypsyna

Są metody wtórne powodujące zaburzenia hormonów-zniechęcają zwierzęta do rozmnażania.

Przykłady

Pszenica porażona przez Fuzarium-z takiego ziarna nie powinno się produkować mąki.

Łubiny-są odmiany słodkie (śladowe ilości alkaloidów)

Bobik-taniny,glukozydy9w okrywie owocowo-nasiennej)- Można usunąć okrywę i wtedy nie SA już tak szkodliwe.

Soczewica-prawie nie ma substancji antyżywieniowych.

DO CZEGO SĄ WYKORZYSTYWANE MOLEKULARNE MARKERY DNA W HODOWLI ROŚLIN I NASIENNICTWIE ( REPRODUKCJI NASIENNEJ), DLACZEGO SĄ ŹRÓDŁEM POSTĘPU BIOLOGICZNEGO?

Wykorzystanie markerów molekularnych w genetyce i hodowli roślin:

- poznanie struktury i organizacji genomów-tworzenie map genetycznych-określenie pozycji markerów genetycznych w genomie,

- badania filogenetyczne i taksonomiczne,

- selekcja materiałów hodowlanych-wybór pożądanych form(nosicieli określonych alleli genów) do krzyżowań,

- sprawdzanie skuteczności przeprowadzonych krzyżowań-potwierdzenie mieszańcowego pochodzenia,

- sprawdzenie czystości odmianowej,

- identyfikacja odmian, materiałów hodowlanych, bądź kolekcyjnych,

- ocena podobieństwa (zróżnicowania) genetycznego badanego materiału roślinnego np. ocena zróżnicowania materiałów hodowlanych.