Селекция растений началась с оседлого земледелия , в частности с одомашнивания первых сельскохозяйственных растений, практика, которая насчитывает от 9000 до 11000 лет. Первоначально первые фермеры-люди выбирали пищевые растения с особыми желательными характеристиками и использовали их в качестве источника семян для последующих поколений, что привело к накоплению характеристик с течением времени. Однако со временем начались эксперименты с преднамеренной гибридизацией, наука и понимание которой были значительно расширены благодаря работе Грегора Менделя . Работа Менделя в конечном итоге привела к новой генетике . Современная селекция растений - это прикладная генетика, но ее научная база шире, охватываямолекулярная биология , цитология , систематика , физиология , патология , энтомология , химия и статистика ( биометрия ). Также была разработана собственная технология. Усилия по селекции растений разделены на несколько различных исторических памятников.
Ранняя селекция [ править ]
Приручение [ править ]
Одомашнивание растений - это искусственный процесс отбора, проводимый людьми для получения растений, которые имеют более желательные черты, чем дикие растения, и который делает их зависимыми от искусственной, обычно улучшенной среды для их дальнейшего существования. Считается, что эта практика насчитывает 9–11000 лет. Многие культуры, выращиваемые в настоящее время, являются результатом одомашнивания в древние времена, около 5000 лет назад в Старом Свете и 3000 лет назад в Новом Свете . В период неолита одомашнивание занимало минимум 1000 лет и максимум 7000 лет. Сегодня все основные продовольственные культуры происходят из одомашненных сортов. Почти все одомашненные растения, используемые сегодня для производства продуктов питания и ведения сельского хозяйства, были одомашнены вцентры происхождения . В этих центрах все еще существует большое разнообразие близкородственных дикорастущих растений, так называемых диких родственников сельскохозяйственных культур , которые также могут быть использованы для улучшения современных сортов путем селекции растений.
Растение, происхождение или отбор которого обусловлено в основном преднамеренной деятельностью человека, называется культигеном , а культурный вид сельскохозяйственных культур , который произошел от диких популяций из-за давления отбора со стороны традиционных фермеров , называется ландрасом . Ландрасы, которые могут быть результатом природных сил или одомашнивания, - это растения или животные , идеально подходящие для определенного региона или окружающей среды. Примером являются староместные сорта риса , подвид Oryza sativa indica , который был выведен в Южной Азии , и подвид Oryza sativa japonica. , который был разработан в Китае .
Для получения дополнительной информации о механизмах одомашнивания см. Гибрид (биология) .
Колумбийская биржа [ править ]
Люди веками торговали полезными растениями из далеких стран, и охотники за растениями были посланы, чтобы вернуть растения для выращивания. Человеческое сельское хозяйство дало два важных результата: растения, которые больше всего любили люди, стали выращивать во многих местах и (2) сады и фермы предоставили растениям некоторые возможности для скрещивания, которые были бы невозможны для их диких предков. Прибытие Колумба в Америку в 1492 году вызвало беспрецедентный перенос растительных ресурсов между Европой и Новым Светом .
Научное растениеводство [ править ]
Эксперименты Грегора Менделя с гибридизацией растений привели к его законам наследования . Эта работа стала широко известной в 1900-х годах и легла в основу новой науки генетики , которая стимулировала исследования многих ученых-растениеводов, посвященных улучшению растениеводства путем селекции растений.
Однако успешные коммерческие селекционные предприятия начали создаваться с конца 19 века. Компания Gartons Agricultural Plant Breeders в Англии была основана в 1890-х годах Джоном Гартоном, который одним из первых осуществил перекрестное опыление сельскохозяйственных растений и коммерциализацию вновь созданных сортов. Он начал экспериментировать с искусственным перекрестным опылением сначала злаковых растений, затем видов трав и корнеплодов и разработал далеко идущие методы селекции растений. [1] [2]
Уильям Фаррер произвел революцию в выращивании пшеницы в Австралии, широко выпустив в 1903 г. устойчивый к грибам штамм пшеницы "Federation", который был разработан в результате его работы по селекции растений в течение двадцати лет с использованием теорий Менделя. [3] [ циркулярная ссылка ]
С 1904 по Второй мировой войне в Италии , Назарено Стрампелл создал ряд гибридов пшеницы. Его работа позволила Италии увеличить производство сельскохозяйственных культур во время так называемой « битвы за зерно » (1925–1940), а некоторые сорта были экспортированы в зарубежные страны, такие как Аргентина, Мексика и Китай. Работа Стрампелли заложила основы Нормана Борлоуга и Зеленой революции .
Зеленая революция [ править ]
В 1908 году Джордж Харрисон Шулл описал гетерозис , также известный как гибридная сила. Гетерозис описывает тенденцию потомков определенного кросса превосходить обоих родителей. Обнаружение пригодности гетерозиса для селекции растений привело к развитию инбредных линий, которые при скрещивании демонстрируют преимущество в гетеротической урожайности. Кукуруза была первым видом, в котором гетерозис широко использовался для получения гибридов.
К 1920-м годам были разработаны статистические методы, позволяющие анализировать действие генов и отличать наследственные вариации от вариаций, вызванных окружающей средой. В 1933 году Маркус Мортон Роудс описал еще один важный метод селекции, цитоплазматическую мужскую стерильность (CMS), разработанный для кукурузы . CMS - это наследуемый по материнской линии признак, который заставляет растение производить стерильную пыльцу . Это позволяет производить гибриды без необходимости трудоемкого удаления метелок .
Эти ранние методы селекции привели к значительному увеличению урожайности в Соединенных Штатах в начале 20 века. Подобный рост урожайности не производился где-либо еще до тех пор, пока после Второй мировой войны « Зеленая революция» не увеличила производство сельскохозяйственных культур в развивающихся странах в 1960-х годах. Это замечательное улучшение было основано на трех основных культурах. Сначала была выведена гибридная кукуруза , затем - высокоурожайная и чувствительная к потребляемым ресурсам « полукарликовая пшеница » (за которую селекционер CIMMYT Н.Е. Борлоуг получил Нобелевскую премию мира в 1970 году), а на третьем - высокоурожайный «низкорослый рис». "сорта. [4]Аналогичные заметные улучшения были достигнуты по другим культурам, таким как сорго и люцерна .
Молекулярная генетика и биореволюция [ править ]
Интенсивные исследования в области молекулярной генетики привели к развитию технологии рекомбинантной ДНК (обычно называемой генной инженерией ). Развитие биотехнологических методов открыло много возможностей для селекции сельскохозяйственных культур. Таким образом, в то время как менделевская генетика позволила селекционерам растений проводить генетические преобразования в нескольких культурах, молекулярная генетика дала ключ как к манипулированию внутренней генетической структурой, так и к «созданию» новых сортов в соответствии с заранее определенным планом.
См. Также [ править ]
- Разведение клубники
- Выбор с помощью маркера
Ссылки [ править ]
- ^ «Селекция растений» . Архивировано из оригинала на 2013-10-21 . Проверено 21 октября 2013 .
- ↑ Некролог, Warrington Examiner, 11 февраля 1950 г.
- ^ Уильям Фаррер
- ↑ Kenji Asano; Масанори Ямасаки; Шохей Такуно; Котаро Миура; Сатоши Катагири; Томоко Ито; Казуюки Дои; Цзяньчжун Ву; Каору Эбана; Такаши Мацумото; Хидеки Иннан; Хидеми Китано; Мотоюки Асикари; Макото Мацуока (2011). «Искусственный отбор гена зеленой революции во время одомашнивания риса японской» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (27): 11034–11039. Bibcode : 2011PNAS..10811034A . DOI : 10.1073 / pnas.1019490108 . PMC 3131315 . PMID 21646530 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Шлегель, Рольф (2007) Краткая энциклопедия улучшения сельскохозяйственных культур: институты, лица, теории, методы и истории ( ISBN 9781560221463 ), CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, стр 423
