Początek formularza

Hodowla roślin jest celową działalnością ludzką, polegającą na ulepszeniu genotypów roślin użytkowanych przez człowieka. Zadaniem hodowli roślin jest tworzenie nowych odmian i mieszańców, plenniejszych, lepszych jakościowo, lepiej dostosowanych do danych warunków klimatyczo-glebowych i bardziej odpornych na choroby i szkodniki od dotychczas uprawianych. Hodowla roślin jako nauka jest ściśle związana z genetyką (podstawy teoretyczne) i nasiennictwem (reprodukcja wytworzonego przez hodowcę materiału matecznego).

hodowlę twórczą- która zajmuje się tworzeniem nowych odmian; jest to szybki, tani i istotny czynnik zwiększania plonów roślin lub zmniej­szenia nakładów na produkcję roślinną;

-hodowlę zachowawczą- której zadaniem jest utrzymanie stałości cech dziedzicznych, zachowanie genotypów istniejących odmian; brak ho­dowli zachowawczej prowadzi do szybkiego pogorszenia się materiału siewnego i spadku plonów.

Rozróżniamy 5 kierunków prac hodowlanych:l)zwiększenie plonów z hektara i polepszenie plonowania,2)poprawa jakości plonu, a więc wartości technologicznych i użyt­kowych,3)przystosowanie roślin do warunków środowiska,4)zwiększenie odporności na choroby i szkodniki,5)przystosowanie roślin do zmechanizowanych prac agrotechnicznych.

Hodowla wykorzystuje dziedziczną zmienność organizmów wynikającą z mutacji i rekombinacji.

Krzyżowanie jest więc bardzo skuteczną i najczęściej stosowaną metodą zwiększania zmienności genetycznej. Zmienność w procesie krzyżowania pochodzi z:-losowego rozchodzenie się chromosomów do gamet,/-zjawiska crossing-over,/-losowego łączenie się gamet. Dodatkowo krzyżowanie odpowiednich form rodzicielskich może prowadzić do wystąpienia takich korzystnych zjawisk, jak heterozja czy transgresja.

Krzyżowanie proste jest krzyżowaniem 2 komponentów (roślin, linii)P: AxB F₁: AB. Materiał genetyczny zawarty w jądrze komórkowym mieszańca pocho­dzi w połowie od matki (A), a w połowie od ojca (B). Natomiast cytoplazma prawie w 100% dziedziczona jest po matce. Jeżeli więc krzyżowane formy różnią się zawartymi w cytoplazmie istotnymi czynnikami dziedzicznymi, to efekt krzyżowania prostego może być zupełnie różny, zależnie od tego, która z nich jest formą mateczną.

Chcąc skrzyżować dwie homozygoty - dominującą i recesywną, ze względów technicznych na formę mateczną lepiej wybrać homozygotę recesywną. Potomstwo powstałe w wyniku krzyżowania będzie wówczas różne fenotypowo od matki. Hodowca może mieć pewność, że nie jest ono efektem samozapylenia formy matecznej.

Krzyżowanie złożone jest to wielokrotne krzyżowanie tych samych lub różnych komponentów. Rozróżniamy krzyżowanie wypierające, dopeł­niające, zbieżne, zbieżnodopełniające, wielokierunkowe.

Krzyżowanie wypierające-wielokrotne krzyżowanie potom­stwa z jedną z form rodzicielskich (B) ma na celu wyparcie niekorzystnych cech formy drugiej (A), a pozostawienie jedynie niektórych korzystnych genów formy wypieranej. Dzięki tej metodzie krzyżowania można wprowadzić pewne geny bez zmiany zasadniczego genotypu lub połączyć cytoplazmę jednego komponentu z genami drugiego. Krzyżowanie wypierające bywa stosowane np. w hodowli odpornościowej oraz przy wprowadzaniu cytoplazmatycznej męskiej niepłodności.

Krzyżowanie dopełniające (wielokrotne) jest to wielo­krotne krzyżowanie każdorazowo z nowym partnerem. Ma ono na celu skumulowanie korzystnych cech z wielu różnych genotypów. Potomstwo większość materiału genetycznego dziedziczy po ostatnio krzyżowanej formie (50%D, 25%C, 12,5% B i A).P: AxB F₁: AB AbxC F₂: ABC ABCxD F₃: ABCD

Krzyżowanie zbieżne - ten sam cel (skumulowanie wielu korzystnych cech w jednym organizmie) uzyskuje się w znacznie krótszym czasie dzięki równoległym prowadzeniu kilku krzyżowań. Mieszaniec charakteryzuje się równym udziałem genotypów wszystkich krzyżowanych form.

P: AxB CxD ExF GxH F₁: AB x CD x EF x GH F₂: ABCD x EFGH F₃: ABCDEFGH

Krzyżowanie zbieżno-dopełniające jest połączeniem krzyżowania zbieżnego i dopełniającego. Otrzymane rośliny wykazują przewagę cech jednej z form (A- 50%) wzbogaconych genami pozostałych. P: AxB AxC AxD AxE F₁: AB x AC x AD x AE F₂: AABC x AADE F₃: AAABCDE

Krzyżowanie wielokierunkowe -mając 4 rośliny A, B, C, D, krzyżujemy każdą z każdą: A x B, A x C, A x D, B x C, B x D i C x D, aby znaleźć kombinację najlepszych partnerów do krzyżowania.

Technika krzyżowania Ze względu na stopień kontroli zapylenia wyróżniamy następujące typy krzyżowań: -w pełni kontrolowane, kiedy znamy obie formy rodzicielskie, sztuczne zapylenie;/-częściowo kontrolowane, gdy znamy tylko jedną formę (mateczną), zapylenie swobodne jedną z wielu form ojcowskich;/-swobodne, kiedy nie znamy żadnej z form rodzicielskich, wiele form krzyżuje się swobodnie (panmiktycznie).

Przeprowadzenie krzyżowania w pełni kontrolowanego jest żmudne i wymaga opanowania techniki i znajomości biologii kwitnienia. Krzyżowanie to składa się z następujących czynności:1)przygotowania pojedynczych kwiatów lub kwiatostanów do krzyżo­wania,2)kastrowania kwiatów matecznych,3)izolowania wykastrowanych kwiatów lub kwiatostanów,4)zapylenia kwiatów,5)pielęgnowania zapylonych kwiatów.

selekcja. Jest to najstarsza metoda hodowlana. Człowiek od zarania dziejów stosował selekcję - do siewu przeznaczał nasiona dorodne, natomiast gorszej jakości na spożycie i paszę. Polega ona na ukierunkowanym wyborze osobników z określonej populacji wyjściowej. Konsekwencją wyboru jest zawężanie zmienności populacji. Selekcja może być stosowana sama lub w połączeniu z innymi metodami. Rola hodowcy prowadzącego selekcję jest ograniczona do wykorzystania istniejącej zmienności. Metody selekcji są różne, a wybór metody zależy od biologii kwitnienia, sposobu dziedziczenia cechy i czasu jej ujawniania.

selekcja naturalna, polegająca na tym, że pew­ne genotypy pozostawiają po sobie więcej potomstwa niż inne. W jej wyniku przeżywają i rozmnażają się osobniki lepiej przystosowane do istniejących warunków środowiska. Selekcja naturalna nie zmierza do żadnego określonego celu.

Selekcja sztuczna jest najstarszą metodą hodowlaną, stosowaną przez człowieka od zarania dziejów. Jest procesem celowym, prowadzi do zmian w genetycznej strukturze populacji. Hodowca zapobiega rozmnażaniu niepożądanych osobników w populacji, zmniejszając częstotliwość ich pojawiania się, bądź doprowadza do całkowitego ich wyeliminowania w następnych pokoleniach. Jednocześnie wybiera i rozmnaża osobniki charakteryzujące się cechami korzystnymi. Selekcja sztuczna może być oparta na informacji:-genetycznej - oceniamy rośliny na podstawie potomstwa,-fenotypowej - oceniamy fenotypy.W przeciwieństwie do selekcji naturalnej, selekcja sztuczna jest pod­porządkowana jakiemuś określonemu celowi (np. zwiększeniu plonu z rośliny, skróceniu źdźbła).

selekcję pozytywną polegającą na wyborze z populacji osobników o cechach korzystnych (pojedynków o pożądanym genotypie); w dalszych etapach, selekcji pozytywnej  poddaje się wyodrębnione linie (potomstwo pojedynków roślin samopylnych), rody (potomstwo pojedynków roślin obcopylnych) lub klony (potomstwo pojedynków rozmnażanych wegetatywnie);

-selekcję negatywną, której zasadą jest odrzucenie osobników o cechach niepożądanych (pojedynków o niepożądanym genotypie); stosuje się ją często w nasiennictwie, np. w produkcji kwalifikowanych sadzeniaków - usuwanie roślin nietypowych, zdeformowanych, porażonych przez choroby.

W zależności od rozkładu częstotliwości cech w potomstwie wyróżniamy selekcję kierunkową, rozdzielczą i zachowawczą.

Selekcja kierunkowa zmierza do wzmocnienia lub osłabienia w popu­lacji określonych cech. Efektem tej selekcji jest wzrost lub spadek średniej wartości cechy (np. zwiększenie plonu, skrócenie źdźbła), a równocześnie zawężenie zakresu zmienności osobników.

Selekcja rozdzielcza ma miejsce wtedy, gdy materiał wyjściowy selekcjonuje się w kilku kierunkach. W jej wyniku można uzyskać dwie osobne populacje różniące się wielkością cechy selekcjonowanej (np. wczesnością dojrzewania).

Selekcja zachowawcza (utrwalająca) polega na wyborze osobników o typowej, średniej wartości cechy. Selekcja ta powoduje wyrównanie cech morfologicznych, fizjologicznych i innych. Jednocześnie zawęża zmienność w obrębie populacji, co może być niekiedy zjawiskiem niekorzystnym. 

Selekcja masowa Polega na tym, że z populacji z pola hodowlanego wybiera się osobniki najlepiej odpowiadające celowi hodowli. Ich liczba wynosi od 100 do kilku tysięcy, aby zapewnić odpowiednią bazę genetyczną. Nasiona z wybranych roślin zbieramy, wysiewamy razem. W następnych latach selekcję można powtórzyć - wówczas uzyskuje się lepsze wyniki (selekcja masowa cykliczna

Selekcja indywidualna, pierwszy raz zastosowana w latach 50. XIX wieku przez H. Vilmorina we Francji, spowodowała duży postęp w hodowli roślin. Polega na wyborze pojedynczych roślin, ich ocenie oraz wysiewie nasion z każdej z nich na osobnym poletku (traktowanie indywidualne). Oceniamy więc nie tylko wartość pojedynka, ale i jego potomstwa, a więc genotyp selekcjonowanych roślin.

Sukces hodowlany zależy więc od właściwego doboru:-komponentów do krzyżowania,-metody krzyżowania,-metody selekcji.

Postęp hodowlany jest to stopień zwiększenia średniej wartości cechy selekcjonowanej w każdym następnym pokoleniu. Jest on tym większy im większa jest średnia wartość cechy w wyselekcjonowanej populacji w sto­sunku do populacji wyjściowej.

Założeniem programu jest wyhodowanie nowej odmiany. Proces wyhodowania nowej odmiany trwa długo. Jak dotychczas, zależnie od gatunku rośliny uprawnej, od 9 do 12 lat, a nawet dłużej. Program hodowlany określa sposób postępowania hodowcy począwszy od doboru komponentów rodzicielskich do uzyskania odmiany.

Program hodowlany ma ściśle określone cele, obejmujące:-założenia celu hodowli, który na ogół dotyczy plonu i jego jakości lub innej istotnej cechy odmiany;-ukształtowanie optymalnego modelu rośliny, fenotypu (ideotypu);-zasady doboru materiału wyjściowego;-schemat krzyżowania i rozmnażania pokoleń mieszańcowych;-zasady selekcji i kryteria selekcji (plon, jakość).

Genetyczne podstawy programów hodowlanychRośliny uprawne, w odniesieniu do systemu kojarzenia, dzielimy na samopłodne (pozbawione niepożądanych genów recesywnych, dobrze znoszące chów wsobny) i obcopłodne (obarczone szkodliwymi allelami recesywnymi w stanie heterozygotycznym, przy samozapyleniu źle znoszą chów wsobny). System kojarzenia jest jednym z najważniejszych różnicowań roślin uprawnych, ponieważ ma wpływ na strukturę genetyczną populacji.

Struktura genetyczna roślin samopłodnych zależy w dużym stopniu od liczby pokoleń, w ciągu których populacja była rozmnażana przez samozapylenie. W każdym następnym pokoleniu zwiększa się procent osobników homozygotycznych, a zmniejsza heterozygotycznych. Populacja zbliża się do homozygotyczności, ulega ustaleniu i składa się z czystych linii wsobnych.

Typy populacji roślin uprawnychUwzględniając fakt odmiennych struktur genetycznych populacji roślin samopłodnych i obcopłodnych, hodowca w wyniku krzyżowania i selekcji tworzy 4 typy populacji, według których hoduje się odmiany:-czystej linii wsobnej - CL W,/-panmiktycznej populacji obcopłodnej - PPO,/-populacji mieszańcowej - HYB,/-wegetatywnie rozmnażanego klonu - KLO.

Rośliny samopłodne hoduje się jako czyste linie wsobne. Rośliny obco­płodne hoduje się jako: -panmiktyczne populacje obcopłodne,/-mieszańce heterozyjne,/-klony wegetatywnie rozmnażane z generatywnego rozmnożenia mieszańca F_l.

Schemat hodowli roślin samopłodnych według typu populacji CLWRośliny samopłodne to: pszenica, jęczmień, owies, ryż, proso, soja, groch, łubin biały. Podstawą plenności roślin samopłodnych jest homozygotyczność.Hodowla polega na wyodrębnieniu nowych homozygotycznych linii transgresywnych, przewyższających pod względem danej cechy (plenności, jakości) formy rodzicielskie.

Metoda rodowodowa, najczęściej stosowana- w tej metodzie selekcja rozpoczyna się wcześnie od pokolenia F₂.

W pokoleniu F₂ dokonuje się wyboru pojedynczych roślin (pojedynków) fenotypowo najlepszych (ocena wizualna). Następnie, po wstępnej ocenie pojedynków pod względem cechy liczby i masy ziaren z kłosa czy z rośliny i masy tysiąca ziaren i innych cech, wybiera się znów najlepsze pojedynki i potomstwo tych pojedynków rozmnaża się oddzielnie w liniach (w rządku). W pokoleniu F₃ potomstwo roślin w liniach mimo wzrostu homozygotyczności jest jeszcze heterozygotyczne - rozszczepia się. Nieraz całe linie trzeba wyeliminować.