Самозапилення та перехресне запилення квіткових рослин, значення запилення Способи перехресного запилення вітром, комахами, птахами, кажанами Штучне запилення

Необхідна умова запліднення квіткових рослин: запилення, яке відбувається в квітці.

ЗАПИЛЕННЯ – це перенесення пилкових зерен з пиляка на приймочку маточки, причому запилення успішне, коли пилок на приймочці маточки проростає (утвориться пилкова трубка і вросте в зародковий мішок насінного зачатка в зав’язі маточки).

Два основних типи запилення : самозапилення і перехресне запилення.

Пилок потрапляє з тичин­ки на приймочку маточки у межах однієї квітки

Пилок однієї квітки переноситься на приймочку іншої квітки

Ячмінь, фіалка, арахіс, овес, просо, пшениця, горох, рис, квасоля

Переважно в бутонах до розкривання квітки, рослини з двостатевими квітами.

Запилення вітром, тваринами, водою, штучне.

Обмежує пристосовуваність рослин до умов довкілля, що не сприяє процвітанню виду

Зародок збагачується різноманітнішою спадковою інформацією, тому формуються більш стійкі нащадки.

Способи перехресного запилення.

(від грец. анемос – вітер і гамос – шлюб)

Квітки невеликі, з невиразною оцвітиною або голі, часто зібрані у суцвіття.

У пиляках на довгих тичинкових нитках велика кількість сухого і легкого пилку.

Приймочки маточок широкі або довгі, часто з волосками, висунуті далеко з квіток, деколи виділяють клейку речовину.

Багато рослин квітне до розпускання листків.

Близько 20% покритонасінних рослин.

Майже всі злаки, сережкоцвіті (ліщина, береза, кукурудза), осокові.

В одній сережці ліщи­ни може бути близько 4 млн. пилинок, а в суцвітті кукурудзи – ще біль­ше, пилок берези переноситься на відстань до 400 км, а дуба – 70 км.

(від грец. ентомон – комаха і гамос – шлюб).

Комахи-запилювачі – бджоли, джмелі, оси, жуки тощо)

Яскраво забарвлена квітка, квітки переважно великі або зібрані в суцвіття.

У нектарниках утворюється цукристий нектар.

Мають відповідний аромат.

Майже 80% покритонасінних рослин.

Конюшина запилюється джмелями та деякими довгохоботковими бджолами; шавлія, яблуня, вишня, абрикос – бджолами; тютюн, петунія, жимолость – нічними метеликами; шипшина – жуками; рафлезія, хвилівник, арум – мухами.

Переважно водяні рослини

Кушир, наяда, стрілолист, валіснерія

птахами (орнітогамія) – колібрі, нектарниці, медоноси

Тропічні рослини з яскравими квітками, клейким нектаром, утворюють багато нектару.

Орхідеї, кани, фуксії, гібікус

Нектар квітів – гарна пожива

Тропічні рослини мають багато нектару.

Розпускаються ввечері або вночі

Квітки кактуса сагуаро, баобабу запилюють кажани, квітки баобабу запилюють лемури

Штучне запилення людиною

застосову­ють у садівництві, квітникарстві, овочівни­цтві, лісовому господарстві

Усі комахи-запилювачі мають опушені тільця, ніжки, хоботок, а пилок має клейкість і горбкувату поверхню, тому пристає до них.

Орієнтири для комах-запилювачів:

Своїм забарвленням квітка приваблює не всіх комах, а лише тих, хто може її запилити: бджіл приваблюють синій і фіолетовий кольори (жовтого вони не помічають, байдужі до зеленого, а червоний їх навіть відлякує); метелики відвідують яскраво-червоні квіти; нічних метеликів приваблюють білі й блідо-рожеві квітки.

Медовий аромат приваблює метеликів та бджіл, запах зіпсутого м’яса – мух.

Приваблювачі для комах-запилювачів : пожива у вигляді пилку і нектару (тобто у пошуках пилку та нектару комахи відвідують квітки, забезпечуючи запилення).

Бджоли зібраний нектар перетворюють на запасну речовину, яку називаємо медом (щоб зібрати один грам меду, бджоли мусять відвідати понад 7 млн. квіток конюшини).

Пристосування будови квіток до запилення комахами (будова комахозапильних квіток забезпечує надійне перенесення пилку на приймочку маточки і захист нектару від відвідувачів, які не можуть запилити квітку):

• Квіти, які мають тонкі довгі трубочки віночка, запилюються нічними метеликами з довгими хоботками.

• Бджоли і джмелі запилюють квітки із короткими і широкими трубочками.

• Широко розкриті квітки, які запилюють жуки, мають багато тичинок, а ніжні маточки сховані у чашоподібному квітколожі.

Рослини-медоноси на Україні: біла акація, гречка, липа та ін.

ШТУЧНЕ ЗАПИЛЕННЯ – перенесення пилку з тичинок на приймочку маточки людиною (застосовують у садівництві, квітникарстві, овочівництві, лісовому господарстві).

Штучне запилення застосовує людина:

• для виведення нових сортів;

• для підвищення врожайності перехреснозапильних рослин (на посівах жита, кукурудзи, соняшника);

• за несприятливих кліматичних умов дозапилення підвищує врожай (під час цвітіння рослин, коли природне перенесення пилку вітром чи комахами ускладнюється).

СУЧАСНІ МЕТОДИ СЕЛЕКЦІЇ РОСЛИН, ТВАРИН ТА МІКРООРГАНІЗМІВ. ЯВИЩЕ ГЕТЕРОЗИСУ ТА ЙОГО ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ

1) Масовий добір — застосовують в селекції перехреснозапильних рослин. За допомогою цього типу добору зберігаються та поліпшуються якості сорту, але результати добору є нестійкими через випадковість перехресного запилення.

2) Індивідуальний добір — є ефективним для самозапильних рослин. Нащадки зберігають ознаки батьківської форми, гомозиготні і є чистою лінією.

3) Інбридинг — застосовують при самозапиленні перехреснозапильних рослин, наприклад для отримання чистих ліній. При цьому підбирають такі рослини, гідриди яких виявляють максимальний ефект гетерозису.

4) Перехресне запилення самозапильних рослин — надає можливість поєднувати властивості різних сортів. У результаті отримують гібридне насіння, що поєднує потрібні селекціонеру ознаки різних сортів.

5) Отримання поліплоїдів. У рослин поліпоїди мають більшу масу вегетативних органів, більші плоди та насіння.

6) Віддалена гібридизація — схрещування рослин, що належать до різних видів. Однак віддалені гібриди зазвичай стерильні, оскільки у них порушується мейоз і не утворюються статеві клітини.

7) Використання соматичних мутацій — для рослин, що здатні розмножуватися вегетативно.

8) Експериментальний мутагенез — заснований на відкритті впливу різних опромінень для отримання мутацій, а також на використанні хімічних мутагенів.

Особливостями селекції рослин є:

• висока плодючість та чисельність нащадків;
• наявність самозапильних видів;
• здатність розмножуватись вегетативно;
• можливість штучно отримувати мутантні форми.

Основні методи селекції тварин:

1) Внутрішньопорідне розведення — спрямовано на збереження та поліпшення породи. Для цього обирають найкращих плідників та відбраковують особини, що не відповідають вимогам породи.

2) Міжпорідне схрещування — застосовують для створення нової породи.

3) Використання ефекту гетерозису. Часто при міжпородному схрещуванні гетерозисні тварини скоріше дозрівають та продукують більше м’яса.

4) Випробування за потомством — проводять для відбору самців, у яких протягом життя не виявляються деякі властивості (молочність та жирномолочність у биків, яйценосність у півнів тощо).

5) Штучне запліднення — використовують для отримання нащадків від кращих самців, статеві клітини можуть довго зберігатися за температури рідкого азоту.

6) За допомогою гормональної суперовуляції та трансплантації у корів можна збирати десятки ембріонів на рік, а потім імплантувати їх у інших корів.

7) Віддалена гібридизація, міжвидове схрещування — відоме здавна. Міжвидові гібриди тварин зазвичай стерильні внаслідок порушення мейозу і, відповідно, гаметогенезу.

Особливостями селекції тварин є такі:

• для тварин властиве переважно статеве розмноження, тому будь-яка порода є складною гетерозиготною системою;
• часто пізнє статеве дозрівання, зміна поколінь відбувається через кілька років;
• нащадки нечисленні.

Основні методи селекції мікроорганізмів

Основними методами селекції мікроорганізмів є:

1) масовий добір для відбору вихідного матеріалу;

2) штучний мутагенез для збільшення різноманітності вихідного матеріалу;

3) штучне схрещування різних штамів за допомогою вірусів-бактеріофагів;

4) методи генної та клітинної інженерії для перенесення та видозміни спадкової інформації.

Особливостями селекції мікроорганізмів є:

• не мають статевого процесу;
• гаплоїдні, що дає змогу мутаціям проявлятися вже у F ;1
• швидкі темпи розмноження, а отже, можливість отримувати велику кількість клітин-нащадків;
• легко здійснюється горизонтальне перенесення генів (між різними видами).