1T: ROŚLINY ZBOŻOWE (3.10.2012)

POCHODZENIE I CYTOLOGIA Bliski Wschód ok. 7000p.n.e Europa neolit ok. 5000lat p n e starożytne kultury rzymskie starożytnych i greckie. Polska ok. 1000-2000 pne (pszenica płaskurka odnaleziona w jaskiniach Ojcowskich)BIOLOGIA KWITNIENIA schemat Pierwszy kwitnie kłos główny 5-6dni. Od środka kłosa ku części górnej oraz ku dolnej. W ciągu jednego dnia 6-28 kwiatów (101-120H) w kłosku w kolejności kwiaty dolne 1i2 środkowe 3i4 górny 5 (3dni) czas kwitnienia jednego kwiatu ok. 20min. 1/3 pyłku zapyla własny kwiat podczas wysuwania się pylników. W czasie niskich temp zapylanie następuje przy zamkniętych plewkach

CHARAKTERYSTYKA ODMIAN

PSZENICA OZIMA cechy jakościowe grupy odmian: elitarna E, jakościowa A, chlebowa B, na ciastka K, paszowa C a)Pszenica- pierwszy kwitnie kłos główny (5-6 dni) , od środka kłosa ku części górnej oraz ku dolnej, w ciągu jednego dnia: 6-28 kwiatów (101-120h), w kłosku w kolejności: kwiaty dolne 1 i 2 środkowe 3i4 górny 5 (3dni), czas kwitnienia jednego kwiatu około 20min, 1/3 pyłku zapyla własny kwiat (podczas wysuwania się pylników), w czasie niskich temperatur zapylenia następuje w czy zamkniętych plewkach. TECHNIKA KRZYŻOWANIA kastracja ręczna: usuwanie niewykształconych górnych i dolnych kłosów. Usuwanie górnych kwiatów w kłosku. Przycinanie ości/ plewek. Rozchylanie plewek ujęcie pęsetą i usunięcie jednym ruchem (wszystkie 3 pylniki) zaciśnięcie plewek (ochrona znamion przed wyschnięciem), zaizolowanie kłosa. Kastracja termiczna: gorącą wodą 40-44C zanurzenie kłosa powoduje wysunięcie pylników i utratę żywotności pyłku, zalążnia pozostaje nieuszkodzona. Zapylenie znamion między pierwszym a czwartym lub między trzecim a szóstym dniu po kastracji, pobieranie pylników wcześnie rano, umieszczenie pękającej torebki pyłkowej na znamieniu 1pylnik/3 kwiaty, zaizolowanie kłosa (pergamin/celofan) na ok. 10dni

ZMIENNOŚĆ I DZIEDZICZENIE cechy morfologiczne barwa ziarniaków 1,2 lub 3 pary genów kształt ziarna gen niezupełnie dominujący u tetraploidów gen recesywny, owłosienie plew cecha dominująca uwarunkowana 2 parami genów w różnych genomach przekazywanych niezależnie. Ościstość bezostność dominują nad ościstością związana z licznymi genami , zbitość kłosa geny kumulatywne. Wypełnienie źdźbła 3 pary genów kumulatywnych (każdy w innym genomie) źdźbło puste prawie całkowicie dominuje nad pełnym, karłowatość 3 pary genów komplementarnych oraz obecność 1 genu hamującego komplementarny efekt genów karłowatości (epistaza) rodzaj biotypu AABBcc (jary) aabbCC (ozimy) gen A epistatyczny do b i C gen B- epistatyczny do a i C gen c- do a i b, zimotrwałość geny kumulatywne

KIERUNKI HODOWLI wysoki potencjał plonowania elementy (komponenty) plonowania długość kłosa + liczba kłosków w kłosie (zbitość kłosa) liczba ziaren w kłosku, liczba kłosów na m2. Odporność na wyleganie krótka sztywna słoma. Mrozoodporność średnia ocena 5. Cechy jakościowe ziarna. Odporność na choroby rdza brunatna, źdźbłowa, mączniak prawdziwy, śnieć cuchnąca pszenicy, głownia pyłkowa, zgorzel podstawy źdźbła. Odporność na szkodniki pryszczarek heski, niezmiarka paskowana.

b)ŻYTO pochodzenie i cytologia Pochodzi prawdopodobnie z zachodniej Azji pierwotnie jako chwasty w uprawie pszenicy. Im dalej na północ (ostrzejszy klimat, lżejsze gleby) tym bardziej wypierał pszenicę. Pierwsze wzmianki o uprawie na terenach Austrii Niemiec i Polski o czym świadczą znaleziska najstarsze nasiono dzikiego przodka żyta uprawnego.

Pochodzenie i cytologia liczba chromosomów 1n=7 diploidy lub tetraploidy często heterozygoty cz strukturalne (spontaniczne mutacje chromosomowe dodatkowe chromosomy tworzące triwalenty)

Biologia kwitnienia rozpoczęcie temp ok. 12C 6-10rano. Pierwszy kwitnie kłos główny nast. Boczne. Od środka kłosa ku części górnej oraz ku dolnej. W kłosku pierwszy kwiat zakwita wcześniej od drugiego drugi wcześniej od trzeciego. W ciągu jednego dnia kilka środkowych kłosków najwięcej w 4 dniu od rozpoczęcia. W obrębie jednego kłoska czas trwania kwitnienia 5 dni. Rzadko dochodzi do samozapylenia (na 64kłosy 1 kwiat) częstsze u tetraploidów. Plewki są otwierane przez łuszczki które się powiększają pod wpływem wilgotności powietrza i temperatury

Zmienność i dziedziczenie . rozmiary źdźbła ziarna dziedziczą się w sposób polimeryczny w f1 cechy pośrednie długie kłosy ziarna dominują nad kłosem krótkim. Liczba źdźbeł długość kłosów liczna ziaren w kłoski dziedziczenie cytoplazmatyczne. Odporność na choroby (rdzę mączniak) geny dominujące.

Kierunek hodowli Plon- średnia krzewistość węzeł krzewienia w kształcie gwiazdy lekko płożący się, eliminacja szczerbatości kłosa odm tetraploidalne, MTZ zbyt duża u pojedynków ze szczerbatością. Zmniejszenie podatności na osypywanie grube szerokie ziarno, zbity kłos, długie grube plewki. Cechy jakościowe ziarna niska zawartość białka, cienkie okrywy nasienne. Odporność na stresowe warunki środowiska zimotrwałość na suszę. Odporność na wyleganie skrócenie słomy, poprawa krzewistości. Odporność na porastanie. Odporność na szkodniki płoniarka zbożówka (zwiększenie zawartości cukru w liściach omszenie i zwiększenie krzewistości), pryszczarek heski (późny siew) wciornastek pszenicznik (szybkie dojrzewanie)

c)PSZENŻYTO pochodzenie i cytologia 1875 po raz pierwszy odkrył mieszańce pszenicy i żyta występujące spontanicznie na polu szkocki botanik Stefan Wilson były one całkowicie sterylne. 1888r niemiecki hodowca Wilhelm Rimpau uzyskał mieszańca z którego wytworzył 4 nasiona w tym jedno dało początek nowej roślinie zawiązała ona 12 kiełkujących ziaren. 1973 we Francji odkryto technikę podwajania liczby chromosomów poprzez kolchicynowanie co umożliwiło postęp w hodowli roślin. Pierwszą odmianą była Bokolo wyhodowana na Węgrzech jednak nie uzyskiwano zadowalających plonów w1968. Ojcem pszenżyta który rozstawił mieszańca w Europie poprzez wprowadzenie odmiany Lasko 1982 był polski hodowca Tadeusz Wolski.

Kierunki hodowli- wysoki plon, odporność na wyleganie, odporność na porastanie, zimotrwałość, przydatność do produkcji etanolu

d) jęczmień- pochodzenie i cytologia prawdopodobnie pochodzi z regionów Egiptu, Etiopii, Bliskiego Wschodu lub Tybetu, najstarsze uprawy 10 000 lat p.n.e (środkowy wschód), sześciorzędowy- Egipt ok. 6000 lat p.n.e Biologia kwitnienia- kwitnienie w pochwie liściowej lub przy zamkniętych plewkach, formy męskosterylne luźnokłose kwitną przy otwartych plewkach, kwitnienie trwa ok. 3 godzin do godziny 9.00 w południe, kłos źdźbła głównego, kwiaty środkowych rzędów a później boczne. Zmienności dziedziczenia- łamliwość osadki kłosowej 2 pary genów dominujących Bt,Bt,Bt2,Bt2 rzędowość- seria alleli wielokrotnych występujących na chromosomie 2 Vt,definiens, VVd distichon, v hexastichon, zbitość kłosa- luźny kłos dominuje mniej lub więcej nad kłosem zbitym,

kapturkowatość – seria alleli: K normalne kapturki Ke- kapturki na długich ościach k-tworzenie ości

MTZ- działanie 2-3 genów, oplewienie ziaren- dominujący gen N na pierwszym chromosomie, odporność na głównie i rdzę karłową- gen dominujący Kierunki hodowli- jęczmień pastewny- wysoki plon ziarna o stosunku białka do węglowodanów1:7 łatwa przyswajalność składników odżywczych, jęczmień browarny- cechy technologiczne ziarna: cienka plewka, niska zawartość białka (ok. 9%), wysoka zawartość skrobi, niska zawartość beta- glukanów, wysoka aktywność enzymatyczna słodu, bardzo wysoka energia kiełkowania, Odporność na porastanie, Odporność na wyleganie

*pszenica systematyka- diploidalne (2n=14): Triticum aegilopoides- dzikie, łamliwa osadka, niewymłacające się Triticum monococcum- uprawne, oplewione, niewymłacające się

Tetraploidalne (2n=14): triticum dicoccoides, Triticum timopheevi- dzikie, łamliwa osadka, niewymłacające się, Triticum diccoum- uprawne oplewione niewymłacające się, Triticum durum, T.turgidum, T.Polonicum, T.orientale, T.persicum, T.pymidale- uprawne, nagie, wymłacające się

Heksaploidalne(2n=42)- T.aestivum ssp. Pelta, T.aestivum ssp. Vavilovi- uprawne, oplewione, niewymłacające się, T.aestivum ssp. Vulgare, T. aestivum ssp. Compactum, T.astivum ssp. Sphaerococcum- uprawne, nagie, wymłacające się

*żyto systematyka- Secale montanum- dzikie, łamliwa osadka, niewymłacające się, (ssp anatolicum, ssp. Vavilovi), Secale fragile- dzikie, łamliwa osadka, drobne ziarno, jednoroczna, Secale africanum- dzikie, łamliwa osadka, drobne ziarno, wieloletnie Secale cereale- (ssp. Ancestrale- dzikie, łamliwa osadka, niewymłacające SSP. Segetale- dzikei, łamliwa soadka, niewymłacające

*jęczmień systematyka- gatunek- Hordeum vulgare, Grupy odmianowe- hexastichon sześciorzędowy

e) kukurydza- systematyka Rodzaj- Zea, Gatunek- Zea mays L. podgatunki- kukurydza pastewna, kukurydza zwykła, kukurydza cukrowa, kukurydza skrobiowa, kukurydza woskowa, kukurydza oplewiona, kukurydza skrobiowo- cukrowa, kukurydza pękająca

pochodzenie i cytologia- prawdopodobny (lecz nie jedyny) przodek- teozine, Ośrodek Meksyku i Gwatemali , oprócz genomu A pojawiają się chromosomy nie homologiczne B, poliploidalne- zaburzenia mejozy, monoploidalne- słabsze od diploidów

biologia kwitnienia- kwiat rozdzielnopłciowy, góra męski kwiatostan dół żeński. Obcopylna ze zdolnością samozapylenia, rozdzielnopłciowe kwiaty męskie i żeńskie. Wiecha kwitnie od 9.00 rano, 1-10 dni przed ukazaniem się znamion (protandria) rzadko protogynia, najwcześniej kłoski na najwyższej gałązce boczne po przekwitnięciu w/w, kwiaty męskie kwitną d góry do dołu żeńskie od dołu kolby do wierzchołka, cała wiecha przekwita w 6-10 dni, żywotność pyłku trwa do 20h.

Kolba górna kwitnie 1-7 dni wcześniej niż kolba dolna, szyjki słupków wydłużają się przez 8-10 dni Az do zapłodnienia, szyjka słupka jest rozgałęziona i pokryta włoskami na całej długości- jest zdolna do przyjęcia pyłku na całej swej długości zwłaszcza po wyschnięciu po z liście (5-8) gdy są kleiste.

Po zapłodnieniu szyjki więdną w przeciągu 50 godzin, świeży pyłek wykształca łagiewkę pyłkową po 4-6 minutach po przedostaniu się na znamię, zapłodnienie następuje po ok.24 godz.

Techniki krzyżowania- długie izolatory (pergaminowe) nakłada się na wiechy na 2-3 dni przed kwitnieniem (obcy pyłek traci żywotność), krótkie izolatory zakłada się na kolby roślin przeznaczonych na matki, w chwili pylenia nakładami izolator z wiechy na kolby i opylamy znamiona oraz szyjki słupka, po opyleniu izolator ”męski” pozostawia się na kolbie do momentu zapłodnienia kwiatów górnych. Zmienność i dziedziczenia- defekty chlorofilowe- normalne zabarwienie siewek 86 genów roślin dojrzałych ponad 100, męska niepłodność – 20 czynników genetycznych dwa geny dominują Rf1, Rf2 przywracają płodność, odporność na głownię- dziedziczenie złożone F1 ma charakter pośredni lub dominuje odporność bądź wrażliwość, zawartość białka- niska zawartość aminokwasów w ziarnie ma charakter dominujący (uwarunkowana kilkoma genami),

wczesność- ujemnie skorelowana z plonem kierunki hodowli- uprawa na ziarno (wysokość plonu przy zawartości wody 15%, wczesność, wymłacalność kolb, łatwość doduszania ziarna), na CCM- (plon nasion, struktura kolby- stosunek ziarna do rdzenia), odporność na wyleganie (korzeniowe, fuzaryjne), cecha stay green, odporność na choroby ( głownia, fuzarioza kolb, omacnica prosowianka, kukurydziana stonka korzeniowa), uprawa na kiszonkę (całkowity plon masy łodyg liści kolb, udział kolb w całkowitym plonie- korzystny powyżej 50%, zawartość suchej masy w całych roślinach przy zbiorze korzystny około 32%, strawność), produkcja bioetanolu, produkcja biogazu

rodzaje odmian- podział według wczesności wg FAO – , wczesne do 200 – 25% zarejestrowanych odmian średniowczesne- 230-250 47%, średniopóźne 250-290 27%, późne powyżej 290

typ hodowlany: SC mieszańce pojedyncze dwuliniowe A x B- większe wyrównaniu morfologiczne, wyższe plonowanie przy intensywnej uprawie TC mieszańce pojedyncze trójiniowe (A x B x C) lepiej dostosowanie do gorszych warunków uprawy, DC mieszańce podwójne czteroliniowe (A x B x C xD)

T: hodowla rośli oleistych 1. Rzepak- systematyka: kapusiowate (Brassicaceae), rodzaj: Brassica, Gatunki podstawowe: kapusta (gorczyca )czarna, kapusta warzywna (pastewna), kapusta polna. Gatunki amfiploidalne: kapusta (gorczyca) abisyńska, kapusta sitowata (gorczyca sarepska), kapusta rzepak. Podgatunki: rzepak oleisty, forma biennia-ozima, forma Anna-jara, brukiew (warzywo korzeniowe), pabularia- (warzywo liściowe). *pochodzenie i cytologia- przypuszcza się, że powstał w wyniku przekrzyżowania kapusty polnej z kapustą warzywną w rejonach Morza śródziemnego. Pierwsze uprawy na terenach Indii ok.2000 lat p.n.e. W Europie rozpowszechniony w XIII w- olej używany do lamp oliwnych. W 1942r jako smar do statków wojennych. W latach 70 (odmiany oo)- na cele spożywcze i pastewne *biologia kwitnienia: budowa kwiatu wskazuje możliwość zapylenia obcym i własnym pyłkiem. Jeśli nie dojdzie do zapylenia przez owady 2/3 roślin zapylana jest pyłkiem własnym podczas zamykania płatków kwiatu. Najważniejszym gatunkiem biorącym udział w obco zapyleniu rzepaku jest Apis mellefica (Pszczoła miodna). Kwiatostan- grono. *techniki krzyżowania- a) kastracja- pąki środkowej części bocznych pędów pierwszego i drugiego rzędu, 10 największych pąków, w godzinach popołudniowych, pozostałe pąki usuwamy. B) izolacja- torebką pergaminową lub woreczkiem z gazy c) zapylenie: w drugim dniu po kastracji, żywotność pyłku- do 2 tygodni, temperatura po zapyleniu od 10 do 15 st C, izolacja przez 5-6 dni *kierunki hodowli- plon i jego jakość- wprowadzenie do uprawy mieszańców liniowych i zastąpienie nimi odmian populacyjnych (zastosowanie cytoplazmatyczno- genetycznej lub genetycznej męskości sterylności). Poprawienie zimotrwałości form ozimych szybkiej regeneracji uszkodzeń mrozowych. Otrzymanie genotypów równomiernie dojrzewających i odpornych na pękanie łuszczyn. Wyhodowanie odmian odpornych na choroby grzybowe, szkodniki i herbicydy. Obniżenie zawartości glukozynolanów. Otrzymanie genotypów żółto nasiennych (niższa zawartość włókna i polifenoli- saponiny). Modyfikacja składu kwasów tłuszczowych. Podwyższenie zawartości białka w nasionach, przy niezmienionym poziomie tłuszczu *odmiany- Adrianna, Arot, Bogart, Goya, Vision, Califonium 2. Słonecznik- systematyka: rodzina- Astrowate, rodzaj- Halianthus, Gatunek- Helianthus annuus, podgatunki: słonecznik dziki, ozdobny i siewny. Grupy użytkowe- słonecznik jadalny („gryzoń”), słonecznik oleisty, słonecznik pośredni (pastewny) *pochodzenie i cytologia- znanych jest ponad 70 gatunków, formy jednoroczne (Annui) pochodzą z południowych regionów Ameryki Północnej, uprawiane były już ok 4000 lat p.n.e przez plemiona Indian- poprzez selekcję wyprowadził formy o większych nasionach, do Europy sprowadzili go Hiszpanie w 1500 r n.e. Pierwsze odmiany o zwiększonej zawartości tłuszczu wyhodowano we wschodniej Europie. N=17. *biologa kwitnienia- obcopylna (pszczoły i wiatr), kwitnie rozpoczyna się z chwilą ukazania się bezpłodnych kwiatów języczkowych, codziennie rozkwita 2-4 rzędów (okółków) kwiatów, kwitnienie koszyczka trwa 5-15 dni, proces zapłodnienia przebiega ok 1 godz od zapylenia. *techniki krzyżowania- kastracja (wczesne godziny ranne 6.00-800, usuwane „rosnących” pylników zrośniętych w rurkę – słupek się rozwija później, pozostałe nierozwinięte kwiaty usuwa się nożem), przemywanie koszyczków co kilka dni i izolacja, zapylenie po 1-2 dniach po kastracji za pomocą tamponu z waty przez 3-4 dni *kierunek hodowli i odmiany- skrócenie okresu wegetacji, zwiększenie plonu niełupek i zawartości tłuszczu (na cele spożywcze, właściwości przeciwutleniające tłuszcz, biopaliwa), tolerancja na choroby, adaptacja w trudnych warunkach, odmiana wpisana do krajowego rejestru: LG53.85 (mieszańcowa) T: okopowe 1. Ziemniak- rodzaj: solonum (psianka), rodzina- psiankowate, gatunek- psianka ziemniak, Grupy- dzikie odporne na zarazę, na stonkę ziemniaczaną, przymrozki, na mątwika natomiast Tuberosa- uprawne i dzikie,

*pochodzenie i cytologia- Ameryka Południowa- Peru, Chile, W Europie około 1570r (Hiszpania)

*biologia kwitnienia i technika krzyżowania- rozpoczyna się po zakończeniu wzrostu łodyg i rozpoczęciu zawiązywania bulw, niektóre odmiany nie zawiązują pączków kwiatowych.

Krzyżowanie- zbadanie płodności pyłku- kiełkowanie pyłku na pożywce, usuwanie stolonów i bulw (wysadzanie na cegle), kastracja- w momencie wysuwania płatków korony z pączków kwiatowych, pobranie pylników w przypadku form z niepękającymi pylnikami- mechaniczne wydobycie , izolacja przekrzyżowanych kwiatów, zabezpieczenie gaza wykształconych jagód przez opadnięciem *zmienność i dziedziczenie- wysokość plonu- dziedziczona niezależnie, uwarunkowana wielkość bulw i ich liczbą, wysoka plenność jest związana z długością okresu tuberyzacji i wzrostu bulw oraz szybkością ich wzrostu, S. adigenum przekazuje cechę dużej liczebności bulw przy jednoczesnym ich zmniejszaniu i pogorszeniu kształtu. Dziedziczne są także długie stolony. Zawartość skrobi- skorelowana z drobnokłębkowością barwa miąższu- żółta nad białą (niepełna dominacja), po matce

*kierunki hodowli- wysoki plon- odporność na porażenie wirusami i szkodnikami, ziemniak jadalny (do bezpośredniego spożycia, zaopatrzenie jesienno- zimowe, na cele przetwórcze – chipsy frytki. Ziemniak przemysłowy- dla krochmalnictwa, gorzelnictwa