1. Nieparzysta liczba chromosomów (triploid) + przykłady
   2. Hodowla zachowawcza i twórcza (opisać i podać różnice między nimi)
   3. Selekcja grupowa (+ wymienić selekcje jakie znasz)
   4. Depresja wsobna (+ chów wsobny)
   5. Heterozyjna hodowla kukurydzy
   6. Jak się rozmnażają rośliny wegetatywne
   7. Jakie znasz materiały wyjściowe w hodowli
   8. Odmiana heterozyjna ,a odmiana tokalna ? lokalna? Totalna? xD sie doczytać nie moge
   9. Indukowana androgeneza
   10. Metody hodowli roślin (wymienić + opisać)
   11. Zalety hodowli heterozyjnej (odp. Mają lepszą odporność + dlaczego ją mają)
   12. Krzyżowanie oddalone (cel itp.)- tutaj przykład z pszenżytem
   13. Krzyżowanie rekombinacyjne i heterozyjne
   14. Znaczenie haploidów w hodowli (coś 2-3 sezony)
   15. Na czym polega selekcja
   16. Cechy i warunki hodowli

Hodowla roślin jest nauką traktującą o polepszaniu cech dziedzicznych u roślin uprawnych, obejmującą również praktyczne działania, których celem jest wytworzenie odmian lepszych jakościowo i plenniejszych.

Większość nauk rolniczych cechuje dążenie do zwiększenia plonów poprzez zmianę i stwarzanie warunków środowiskowych optymalnych dla danej rośliny, natomiast hodowla roślin, oprócz podobnych celów, dąży także do zmiany samej rośliny tak aby, zgodnie z potrzebą hodowcy, była jak najlepiej przystosowana do istniejących warunków środowiskowych i przez to dawała możliwie duży i dobrej jakości plon.

Spis treści   [ukryj]  1 Rozwój hodowli roślin 2 Rodzaje hodowli 3 Instytucje 4 Zobacz też 5 Linki zewnętrzne

Rozwój hodowli roślin[edytuj]

Ulepszaniem roślin zajmowano się praktycznie od czasów najdawniejszych, jednakże nie miało ono oparcia na podstawach naukowych. Prawdziwy przełomowy moment w rozwoju hodowli roślin nastąpił, gdy wartość potomstwa zaczęła decydować o wyborze rośliny (1856, P.L. Vilmorin), dzięki czemu wpływ środowiska na daną populację został oddzielony od cech dziedzicznych rośliny.

Naukową hodowlę roślin w Polsce zainicjował W. Popłowski około roku 1860, wprowadzając nową odmianę pszenicy. Nieco później, na przełomie wieku XIX i XX następuje u nas szybki rozwój nauki i prac hodowlanych.

Jeżeli chodzi o współczesność, hodowla roślin opiera się głównie na znajomości praw genetyki, czerpiąc jednocześnie korzyści z wielu dziedzin naukowych, takich jak cytologia, fizjologia roślin, biochemia, biometria, uprawa roślin czy fitopatologia.

Rodzaje hodowli[edytuj]

Obecnie rozróżnić możemy twórczą hodowlę roślin oraz zachowawczą hodowlę roślin.

Głównym celem twórczej hodowli roślin jest kreowanie nowych odmian roślin. W tym celu stosuje się przeróżne metody, często skomplikowane, zależne od sposobu, w jaki roślina się rozmnaża, np. samopylność, obcopylność, rozmnażanie generatywne lub wegetatywne a także od sposobu, w jaki roślina dziedziczy cechy, będące źródłem zainteresowania hodowcy, np. dziedziczenie proste, złożone, heterozja.

Najprostszą a zarazem najstarszą ze stosowanych metod hodowli twórczej jest selekcja. Z lepszych metod, dających doskonałe rezultaty, możemy wyróżnić hodowlę rekombinacyjną, pozwalającą dzięki krzyżowaniu na połączenie w potomstwie korzystnych cech form rodzicielskich. Podstawą dla obydwóch tych metod jest występowanie dziedzicznej zmienności w populacjach roślinnych o dużej liczebności.

Zjawisko heterozji, czyli bujności mieszańców, wykorzystuje się w hodowli np. mieszańcowych odmian kukurydzy. Oprócz tego dla celów hodowlanych wykorzystać można otrzymywane w sposób sztuczny mutanty roślinne, w tym także poliploidy.

Z nowymi możliwościami dla hodowli roślin wiążą się prowadzone obecnie na szeroką skalę badania z zakresu inżynierii genetycznej ichromosomowej. Dzięki nim istnieje możliwość wprowadzania dowolnych odcinków łańcucha DNA z jednej rośliny do innej, bez względu nagatunek. Istnieją metody przenoszenia informacji genetycznych z DNA w obrębie roślin wyższych dzięki wektorom genetycznym. Oznacza to możliwość rozszerzania zmienności poza zamknięty do tej pory krąg roślin mogących się krzyżować.

Zachowawcza hodowla roślin dąży do utrzymania uzyskanych odmian na jak najwyższym poziomie. Obejmuje takie dziedziny jak nasiennictwo, czyli produkcję materiału siewnego z uprawianych odmian. Odmiany poszczególnych gatunków można dopuścić lub wycofać z uprawy, także ustalić ich procentowy udział w uprawie w różnych częściach kraju, wymienić na inne, bądź ocenić w warunkach polowych, dzięki wynikom doświadczeń polowych opracowywanych przez Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych - COBORU.

Instytucje[edytuj]

Prace naukowo-badawcze dotyczące hodowli roślin prowadzone są zwłaszcza w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin-Państwowym Instytucie Badawczym (IHAR-PIB) w Radzikowie koło Warszawy oraz w innych instytutach branżowych podległych Ministerstwu Rolnictwa i Gospodarki Narodowej oraz Ministerstwu Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Zobacz też

Chów wsobny (ang. inbreeding) - zwany także kojarzeniem krewniaczym, krzyżowanie blisko spokrewnionych osobników. Chów wsobny jest metodą pozyskiwania tzw. czystych linii - czyli roślin o dużym stopniu homozygotyczności. U roślin obcopylnych - a do takich należą konopie - zawsze prowadzi do osłabienia żywotności roślin -> depresji wsobnej - patrz także -> Heterozja

Może być prowadzony poprzez samozapylenie roślin - patrz: selfing lub krzyżowanie w obrębie potomstwa dwu roślin - chów siostrzany, przy czym wymuszone samozapylenie roślin prowadzi do zdecydowanie szybszego wzrostu homozygotyczności -> patrz obrazek po prawej stronie :

Efekty Chowu wsobnego.

• Utrwalenie genotypu i homozygotyczność linii. Jest to także główny cel chowu wsobnego.

• Rozbicie populacji na zróżnicowane linie wsobne np. nawet -> krótkotrwały chów wsobny np pojedyncze samozapylenie może być pomocne w identyfikacji poszukiwanych kombinacji cech u potomstwa - przede wszystkim homozygot recesywnych

• Eliminacja szkodliwych recesywnych genów. Osobniki z nimi ujawniają się podczas chowu wsobnego i w wypadkach gdy są to geny lealne homozygoty względem ich są samoistnie eliminowane.

• Obniżenie żywotności - patrz -> Depresja wsobna

Hodowla kukurydzy

W ujęciu historycznym można powiedzieć, że hodowla kukurydzy została rozpoczęta wraz z udomowieniem tego gatunku, a więc tysiące lat p.n.e. Bo czy pozostawienie do siewu ziarna z najładniejszych kolb nie miało znamion sztucznej selekcji, czyli hodowli?

Również jako wysoce prawdopodobne przyjmuje się, że prymitywne plemiona Indian w Gwatemali i w dzisiejszej Arizonie regularnie praktykowały wysiew do jednego dołka ziaren zebranych z więcej niż jedna odmian lokalnych kukurydzy, spodziewając się wyższego plonu w następnym pokoleniu.

Jeżeli tak było naprawdę, to już wtedy w sposób mniej lub bardziej świadomy wykorzystywano w praktyce zjawisko, które dzisiaj nazywamy efektem heterozji. Również na Bliskim Wschodzie i w basenie śródziemnomorskim już 3000 lat p.n.e. wykorzystywano w praktyce efekt heterozji (nie nazywając rzeczy po imieniu) hodując muły, uzyskane w wyniku skrzyżowania osła z koniem. W mułach przejawił się znaczący efekt heterozji w wielkości ciała, sile i wytrzymałości. W tym kontekście spotykane często w różnych opracowaniach opinie, że to właśnie w kukurydzy po raz pierwszy wykorzystano zjawisko heterozji, nie są w pełni uprawnione. Również w świecie roślin pierwsze udokumentowane wyniki obserwacji bujności mieszańców nie dotyczyły kukurydzy a tytoniu. Pochodzą one z 1776r. a ich autorem był Kolreuter.

Zanim jednak uzyskano współcześnie uprawiane odmiany mieszańcowe, w uprawie były różne rasy i odmiany populacyjne kukurydzy, które podlegały ciągłemu procesowi selekcji sztucznej prowadzonej początkowo przez samych rolników, a następnie przez ośrodki naukowe. Najbardziej rozpowszechniona w uprawie kukurydza zębokształtna amerykańskiego Pasa Uprawy Kukurydzy (ang. US Corn Belt) powstała w XIX wieku w wyniku przekrzyżowania południowego końskiego zębu (dent) pochodzącego z Meksyku z północnym typem szklistym (flint) pochodzącym prawdopodobnie z gór Gwatemali. Z uzyskanej w ten sposób nowej rasy końskiego zębu Ameryki Północnej, bracia Reid na farmie w Delavan w Illinois wyhodowali odmianę Reid Yellow Dent. Ta odmiana była uprawiana na 75% areału w USA od 1890 roku do chwili wprowadzenia mieszańców.

Hodowla mieszańców kukurydzy, najpierw odmianowych a później liniowych, stała się możliwa po sformułowaniu przez Shulla w 1908r. pojęcia heterozji i opracowaniu naukowej koncepcji tego zjawiska.

Zjawisko heterozji określone początkowo jako "wigor heterozygotycznych mieszańców", można na użytek praktycznej hodowli nazwać "efektem bujności pierwszego pokolenia mieszańca uzyskanego ze skrzyżowania celowo dobranych form rodzicielskich".

Paradoksalnie, opracowana na początku XX wieku koncepcja hodowli mieszańców pojedynczych (utworzonych ze skrzyżowania dwóch linii wsobnych - A x B) nie znalazła uznania w praktyce ze względu na wysokie koszty produkcji nasiennej. Te wysokie koszty wynikały z niskiej plenności linii matecznych używanych ówcześnie do produkcji mieszańców. Dużo lepsze pod tym względem były mieszańce odmianowe, w których formami rodzicielskimi zamiast linii wsobnych były odmiany populacyjne.

W tym wypadku uzyskiwano wysokie plony w nasiennictwie, ale tylko nieliczne z mieszańców odmianowych plonowały wyżej i stabilniej od najlepszych odmian populacyjnych.

Zielone światło dla szerokiego wprowadzenia do praktyki rolniczej mieszańców liniowych pojawiło się w 1918 roku, kiedy to Jons opracował technologię mieszańców czteroliniowych (A x B/C x D), których formami rodzicielskimi były nie linie wsobne, a mieszańce pojedyncze. Lata 20. ubiegłego wieku w USA to hodowla linii wsobnych na ogromną skalę, a następnie tworzenie i ocena równie dużej liczby mieszańców czteroliniowych. Wyższy potencjał tych mieszańców w porównaniu z odmianami i mieszańcami odmianowymi został szybko zauważony i już na przełomie lat dwudziestych i trzydziestych zaczęto je powszechnie uprawiać. Po kilkudziesięciu latach stagnacji, a wręcz niewielkiego spadku plonów, wprowadzenie do uprawy mieszańców czteroliniowych zaowocowało w USA w latach 1930-60 średnio-rocznym przyrostem plonu ziarna w wysokości 0,65 dt . ha -1 .

Prawie niezauważalnym okresem, wręcz epizodem, była w USA hodowla i uprawa mieszańców trójliniowych (A x B/C), w których formą mateczną jest mieszaniec pojedynczy "A x B" a formą ojcowską (zapylaczem) linia wsobna "C". Stało się tak prawdopodobnie, dlatego, że uzyskiwane pod koniec lat pięćdziesiatych linie wsobne z nowych materiałów wyjściowych były na tyle plenne, że dawały gwarancję uzyskania wysokich plonów w nasiennictwie.

Oznaczało to powrót do zarzuconej wcześniej koncepcji hodowli mieszańców pojedynczych. Zastąpienie w uprawie mieszańców czteroliniowych przez mieszańce pojedyncze przyniosło w USA w latach 1930-90 średnioroczne przyrosty plonów ziarna w wysokości 1,10 dt . ha -1 .

W Europie hodowlę mieszańców liniowych rozpoczęto po drugiej wojnie światowej, początkowo w oparciu o linie wsobne z ośrodków uniwersyteckich w USA i Kanadzie. Najbardziej efektywne programy hodowlane zainicjowano we Francji, trochę później w Niemczech, na Węgrzech, w Jugosławii i Związku Radzieckim.

W Polsce takie prace rozpoczęto w latach 1953-54 w Pustkowie, Kobierzycach i w Smolicach. Kolejne etapy rozwoju polskiej hodowli kukurydzy wyznaczają następujące daty :

1957 - rejestracja mieszańca odmianowego Wiel-Wi, uzyskanego ze skrzyżowania odmiany populacyjnej o ziarnie szklistym (flint) Wielkopolanka z odmianą o ziarnie zębokształtnym (dent) Wigor, 
1967 - rejestracja pierwszego mieszańca czteroliniowego 
1978 - rejestracja pierwszego mieszańca trójliniowego 
1994 - rejestracja pierwszych mieszańców pojedynczych

Ponieważ w przeważającej części Europy warunki klimatyczne są mniej sprzyjające dla kukurydzy jak w USA, inna jest też koncepcja hodowli mieszańców. Ocenia się, że na 2/3 ogólnego areału uprawy kukurydzy w Europie uprawiane są odmiany mieszańcowe o ziarnie typu "semident" uzyskane ze skrzyżowania form rodzicielskich o różnym typie endospermu. Zwykle komponentem matecznym jest forma zębokształtna (dent), a ojcowskim forma szklista (flint). W odmianach mieszańcowych tego typu łączy się wyższy potencjał plonowania form zębokształtnych z lepszą tolerancją na niekorzystne warunki termiczne form szklistych. Formy szkliste kukurydzy rosną szybciej w warunkach chłodnej wiosny i szybciej osiągają dojrzałość fizjologiczną (35% zawartości wody w ziarnie). Formy zębokształtne dla wykazania wyższego potencjału plonowania potrzebują dłuższego i cieplejszego sezonu wegetacyjnego.

Jak ryzykowna jest w warunkach klimatycznych Polski uprawa odmian mieszańcowych o ziarnie zębokształtnym przekonali się rolnicy w 2004 r., kiedy nawet średniowczesne odmiany o tym typie endospermu osiągały z trudem dojrzałość ziarna o zawartości wody poniżej 40%.

O ile wykazany wcześniej na przykładzie USA wyższy potencjał plonowania mieszańców pojedynczych w porównaniu z podwójnymi potwierdził się także w Europie, to nie można tego odnieść wprost także do porównania mieszańców pojedynczych z trójliniowymi. Wprawdzie brak jest danych o takich porównaniach z USA, ale w warunkach europejskich jest aktualnie w uprawie wiele mieszańców trójliniowych, które nie ustępują najlepszym mieszańcom pojedynczym. Przewaga tych ostatnich, zwłaszcza w uprawie na ziarno, wypływa głównie ze względu marketingowych, z wprost idealnego wyrównania łanu roślin.

Poza wspomnianymi typami mieszańców czteroliniowych (DC), trójliniowych (TC) i pojedynczych (SC), występują jeszcze mieszańce o formułach zmodyfikowanych. Najczęściej są to mieszańce pojedyncze zmodyfikowane (MSC) i trójliniowe zmodyfikowane (MTC). Należy podkreślić, że modyfikacje dotyczą wyłącznie składu linii wsobnych w formułach mieszańców, nie mając nic wspólnego z modyfikacjami w strukturze DNA (GMO).

Dla przykładu, formułę mieszańca pojedynczego zmodyfikowanego można przedstawić jako (A x A 1 ) x B, gdzie formą mateczną zamiast linii wsobnej "A" jest siostrzany mieszaniec rodzicielski "A x A 1 ". Najczęstszą przyczyną takiej modyfikacji formuły jest fakt, że linia mateczna "A" daje bardzo niski plon w nasiennictwie. Dodanie do niej blisko spokrewnionej linii "A 1 " poprawia plonowanie formy matecznej w wyniku nawet niewielkiego efektu heterozji, a po skrzyżowaniu z linią ojcowską "B" uzyskany mieszaniec zachowuje fenotypowe parametry mieszańca pojedynczego. W praktyce hodowlanej nie jest to wcale zjawisko odosobnione, a firmy hodowlano-nasienne nie mają obowiązku umieszczać tej informacji w opisie odmiany.

Produkcja kukurydzy nasiennej

Zwieńczeniem całego procesu hodowli odmiany mieszańcowej, na który składa się: wybór materiału wyjściowego do hodowli linii wsobnych, chów wsobny prowadzący do uzyskania linii i ocena zdolności kombinacyjnej w doświadczeniach polowych zakończona wybraniem najlepszych formuł, jest produkcja nasienna.

Wspomniany chów wsobny w procesie hodowli linii wsobnych bywa obecnie zastępowany nowoczesną techniką podwajania haploidów (linie DH).

Plantacje nasienne mieszańców liniowych kukurydzy wysiewa się najczęściej w stosunku rzędów matecznych do ojcowskich jak 2:1 lub 4:2. Najczęściej jest tak, że komponenty rodzicielskie mają różne okresy wegetacji i konieczny jest ich wysiew w różnych terminach, aby uzyskać synchronizację kwitnienia (znamionowania) formy matecznej z pyleniem formy ojcowskiej. W momencie ukazania się wiech (ale przed rozpoczęciem pylenia) na formie matecznej, muszą one być usunięte aby zapobiec samozapyleniu. Usuwanie wiech odbywa się zwykle ręcznie, chociaż są także specjalne maszyny do ich ścinania. W tym ostatnim przypadku i tak konieczna jest kontrola i usunięcie wiech pozostawionych lub tylko częściowo ściętych przez maszynę. Poprawność wykonania tego zabiegu jest warunkiem uzyskania kwalifikacji polowej plantacji.

Kiedy ziarno formy matecznej osiągnie dojrzałość na poziomie 35% zawartości wody, przystępuje się do zbioru plantacji specjalnymi kombajnami przystosowanymi do obrywania kolb.

Kolby po dokładnym usunięciu liści okrywowych są suszone w ścisłym reżimie temperaturowym, maksymalnie do plus 43 o C. Omłot następuje, gdy zawartość wody w ziarnie spadnie poniżej 15%, czasem młóci się już przy wilgotności ok. 18% z późniejszym dosuszeniem ziarna.

Ziarno po dokładnym wyczyszczeniu i rozdzieleniu na frakcje pod względem wielkości i kształtu, jest poddane ocenie zdolności kiełkowania. Dopiero tak przygotowane i sprawdzone ziarno może być oferowane do sprzedaży.

Praktycznie wszystkie firmy hodowlano-nasienne oferują do sprzedaży nasiona odmian mieszańcowych kukurydzy w tzw. jednostkach siewnych po 50 lub 80 tysięcy nasion.

Dr hab. Józef Adamczyk

---