Центры (очаги) происхождения культурных растений - географические центры генетического разнообразия культурных растений. Могут быть первичными (район изначального произрастания диких форм и доместикации) и вторичными (в результате дальнейшего распространения культурных и полукультурных растений и последующей селекции).

Н. И. Вавилов на основании материалов о мировых растительных ресурсах выделял 7 основных географических центров происхождения культурных растений.

Южноазиатский тропический центр (около 33 % от общего числа видов культурных растений). (огурец, лимон, джут, манго, рис, банан, кокосовая пальма, черный перец)

Восточноазиатский центр (20 % культурных растений). (просо, соя, редька, грецкий орех, мандарин, хурма, бамбук, женьшень)

Юго-Западноазиатский центр (4 % культурных растений). (пшеница, ячмень, рожь, слива, фундук, финиковая пальма)

Средиземноморский центр (примерно 11 % видов культурных растений). (овёс, лён, лавр, виноград, капуста, кабачок, петрушка, сельдерей, горох, бобы, морковь, свёкла, редис, мята, тмин, хрен, укроп)

Эфиопский центр (около 4 % культурных растений). (кофе, сорго, хлопчатник, кунжут, арбуз)

Центральноамериканский центр (примерно 10 %). (кукуруза, фасоль, тыква, какао, перец, подсолнечник, табак, топинамбур, папайя)

Андийский (Южноамериканский) центр (около 8 %) (картофель, помидор, ананас, гевея, арахис)

Родина картофеля.

Родина картофеля - Южная Америка, где до сих пор можно встретить дикорастущий картофель (Южноамериканский центр происхождения).

7. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости, его генетическая сущность. Значение закона.

Закон гомологичных рядов :

Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Суть явления состоит в том, что при изучении наследственной изменчивости у близких групп растений были обнаружены сходные аллельные формы, которые повторялись у разных видов (например, узлы соломины злаков с антоциановой окраской или без, колосья с остью или без и т. п.). Наличие такой повторяемости давало возможность предсказывать наличие ещё не обнаруженных аллелей, важных с точки зрения селекционной работы. Поиск растений с такими аллелями проводился в экспедициях в предполагаемые центры происхождения культурных растений. Следует помнить, что в те годы искусственная индукция мутагенеза химическими веществами или воздействием ионизирующих излучений ещё не была известна, и поиск необходимых аллелей приходилось производить в природных популяциях.

Явление параллельной изменчивости у близких родов и видов объясняется общностью их происхождения и, следовательно, наличием у них в генотипах значительной части одинаковых генов, полученных от общего предка и не изменившихся в процессе видообразования. При мутациях эти гены дают сходные признаки. Параллелизм в генотипической изменчивости у родственных видов проявляется параллелизмом фенотипической изменчивости, т. е. сходными признаками (фенотипами).

Значние

Закон Вавилова является теоретической основой при выборе направлений и методов для получения хозяйственно-ценных признаков и свойств у культурных растений и домашних животных.

Центры происхождения культурных растений - это те районы Земли, где возникли или были окультурены те или иные виды полезных для человека растений и где сосредоточено их наибольшее генетическое разнообразие. По­чти все ныне известные культурные растения появились за сотни и ты­сячи лет до нашей эры. Лишь сахар­ная свекла, каучуконосная гевея и хинное де­рево стали культурными растениями сравни­тельно недавно.

Теорию центров происхождения культур­ных растений разработал советский ученый академик Н. И. Вавилов. Он считал, что общее число видов культурных растений составляет примерно 1500-1600. Для разных куль­тур существуют свои центры многообра­зия, которые обычно и являются центра­ми их происхождения, совпадая с древ­ними центрами земледелия. Понятие о центре происхождения культурных растений Н. И. Вавилов окончательно сформулировал в 1935 г., когда выделил восемь важнейших таких центров: 1) Китайский (просо, гаолян, группа ячменей, гречиха, соя, китайский ямс, редька, горчица, хурма, олива, корица, чай, шелковица); 2) Индийский и Индо-Малайский (рис, баклажан, огурец, манго, лимон, апельсин, сахарный тростник, древовидный хлопчатник, кунжут, ямс, банан, кокосовая пальма, хлебное дерево, черный перец, мус­катный орех); 3) Среднеазиатский (горох, чечевица, морковь, репчатый лук, чеснок, шпинат, конопля, абрикос, персик, яблоня, груша, миндаль, виноград, грецкий орех); 4) Переднеазиатский (пшеница, рожь, ячмень, овес, лен, мак, роза, дыня, тыква, мор­ковь, капуста, инжир, гранат, яблоня, груша, алыча, вишня, черешня, миндаль, каштан, виноград, абрикос, хурма); 5) Средиземноморский (пшеница, овес, горох, лен, горчица, олива, свекла, капуста, петрушка, репа, брюква, редька, лук, сельдерей, укроп, тмин, лаванда, мята); 6) Абиссинский (пшеница, ячмень, сорго, горох, кунжут, клещевина, кофейное дерево, горчица, лук); 7) Южномексиканский (кукуруза, фасоль, тыква, батат, перец стручковый, хлопчатник, подсолнечник, дынное дерево, авакадо, томат, какао); 8) Южноамериканский, Чилийский и Бразильско-Парагвайский (картофель, томат, тыква, хлопчатник, табак, ананас, маниок, арахис, садовая земляника, какао, каучуковое дерево).

Хотя за прошедшие с тех пор семь десятилетий эту теорию подвергли некоторым изменениям и дополнениям (ныне принято выделять 7 главных центров - Тропический, Вос­точноазиатский, Юго-3ападноазиатский, Средиземноморский, Абиссинский, Центральноамериканский и Андийский), все же основные ее принципы не были пересмотрены.

В эпоху Великих географических открытий произошла миграции культурных растений. При этом одна часть культурных растений мигрировала из Стaрoгo в Новый Свет, а другая - в об­ратном направлении.

К числу культур, «заимствованных» Новым Светом у Старого отнесятся пшеница, сахарный тростник и кофе.

Археологические исследования свидетельствуют о том, что пшеница была известна в странах Передней Азии за шесть-пять тысячелетий до нашей эры, в Египте – более чем за четыре, в Китае – за три, на Балканах – за три-два тысячелетия. После Великих географи­ческих открытий она попала сначала в Южную Америку (1528 г.), затем в Северную Америку (1602 г.), а в конце XVIII в. и в Австралию.

Сахарный тростник, родиной которого считают Бенгалию, после Великих географических открытий также мигрировал в Новый Свет: португальцы начали возделывать его на северо-востоке Бразилии, англича­не и французы - в Вест-Индии, позднее он стал фак­тически монокультурой на Кубе и Пуэрто-Рико.

Родина кофе - нагорья Эфиопии, где эту культуру начали возделывать примерно тысячу лет назад. Счи­тается, что и свое название она получила от эфиоп­ской провинции Кафа. В XI в. кофе попал в Йемен, куда его вывозили через порт Моха; вот почему в Европе долгое время кофе называли «мокко». Во вре­мена позднего средневековья его стали употреблять в Италии, Франции, Нидерландах, Англии, других европейских странах. Чтобы удовлетворить растущий спрос, кофе начали выращивать на специальных плантациях; первую из них основали в XVII в. гол­ландцы на о. Ява. В начале XVIII в. несколько кофейных зерен по воле случая попали во Французскую Гвиану, а оттуда - в Бразилию, где эта культура обрела свою вторую родину.

Еще большее число сельскохозяйственных культур мигрировало после Великих геогра­фических открытий из Нового Света в Старый Свет. Среди них кукуруза, картофель, подсолнечник, табак, гевея, какао.

Родиной кукурузы (маиса) считают Центральную Америку. В Европу ее завез еще Колумб. Затем из Испании она распространилась по другим странам Средиземноморья, а позднее попала в Россию, Африку, Восточную Азию. Картофель, культура Андских стран, также сначала попал оттуда в Испанию, а затем в Нидерланды (которые тогда принадлежали Испании), во Францию, в Германию, другие страны Европы. В России он появился в начале XVIII в. при Петре I. Подсолнеч­ник, который, по мнению Н. И. Вавилова, культивиро­вался в Мексике и вообще на юго-западе Северной Америки, появился в Европе в XVI в. Сначала, как и кар­тофель, его считали декоративным растением, и только позднее начали использовать его семена. В России эту культуру стали возделывать также в эпоху Петра I.

Родиной какао Н. И. Вавилов считал Мексиканское нагорье. В начале XVI в. это растение и получаемый из него шоколад стали известны сначала в Испании, за­тем в других странах Европы. Главные плантации этой культуры были заложены европейцами на Гвинейском побережье Африки. Табак также попал в Европу в XVI в. - сначала в страны Средиземноморья, а затем и в другие европейские страны, в Азию, Океанию. Са­женцы гевеи были вывезены из Бразилии в Малай­зию, Нидерландскую Индию, на о. Цейлон, где воз­никли плантации этого каучуконоса.

Группы культурных растений по происхождению

Среди флоры земного шара выделяется значительная по числу (более 2500) видов группа растений, возделываемых человеком и получивших название культурных. Культурные растения и образованные ими агрофитоценозы пришли на смену луговым и лесным сообществам. Они – результат земледельческой деятельности человека, которая началась 7–10 тысячелетий назад. В переходящих в культуру диких растениях неизбежно отражается новый этап их жизни. Отрасль биогеографии, изучающая распространение культурных растений, их приспособление к почвенно-климатическим условиям в различных областях земного шара и включающая элементы экономики сельского хозяйства, называется географией культурных растений.

По своему происхождению культурные растения делятся на три группы: наиболее молодая группа, сорно-полевые виды и наиболее древняя группа.

1. Наиболее молодая группа культурных растений происходит от видов, до настоящего времени живущих в диком состоянии. Для растений этой группы установить центр начала их возделывания не составляет особого труда. К ним относятся плодово-ягодные культуры (яблоня, груша, слива, вишня, крыжовник, смородина, малина, земляника), все бахчевые, часть корнеплодов (свекла, брюква, редис, репа).

2. Сорно-полевые виды растений стали объектами культуры там, где основная культура из-за неблагоприятных природных условий давала низкие урожаи. Так, при продвижении земледелия на север озимая рожь вытеснила пшеницу; широко распространенная в Западной Сибири масличная культура рыжик, используемая для получения растительного масла, является сорняком в посевах льна.

3. Для наиболее древних культурных растений невозможно установить время начала их культивирования, поскольку их дикорастущие предки не сохранились. К ним относятся сорго, просо, горох, бобы, фасоль, чечевица.

Потребность в исходном материале для селекции и улучшения сортов культурных растений обусловила создание учения о центрах их происхождения. В основу учения легла идея Ч. Дарвина о существовании географических центров происхождения биологических видов. Впервые географические области происхождения важнейших культурных растений были описаны в 1880 г. швейцарским ботаником А. Декандолем. Согласно его представлениям, они охватывали довольно обширные территории, в том числе целые континенты. Важнейшие исследования в этом направлении спустя полвека были выполнены замечательным русским генетиком и ботанико-географом Н. И. Вавиловым (1887–1943), который осуществил изучение центров происхождения культурных растений на научной основе.

Дифференцированный метод Н. И. Вавилова

Н. И. Вавилов предложил новый, названный им дифференцированным, метод установления исходного центра происхождения культурных растений, заключающийся в следующем. Собранная из всех мест возделывания коллекция интересующего растения исследуется с помощью морфологических, физиологических и генетических методов. Таким образом, определяется область сосредоточения максимального разнообразия форм, признаков и разновидностей данного вида. В конечном итоге можно установить очаги введения в культуру того или иного вида, которые могут не совпадать с территорией его широкого возделывания, а находится от нее на значительных (несколько тысяч километров) расстояниях. Причем центры возникновения культурных растений, возделываемых в настоящее время на равнинах умеренных широт, иногда оказываются в горных районах.

Стремясь поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства страны, Н. И. Вавилов и его соратники во время многочисленных экспедиций в 1926– 1939 гг. собрали коллекцию, насчитывающую около 250 тыс. образцов культурных растений. Как подчеркивал ученый, его интересовали преимущественно растения умеренных зон, поскольку огромные растительные богатства Южной Азии, Тропической Африки, Центральной Америки и Бразилии, к сожалению, лишь в ограниченном масштабе могут быть использованы в нашей стране.

Географические центры происхождения культурных растений

Для возникновения крупного очага происхождения культурных растений

Н. И. Вавилов считал необходимым условием, кроме богатства дикорастущей флоры видами, пригодными для возделывания, наличие древней земледельческой цивилизации. Ученый пришел к выводу, что подавляющее большинство культурных растений связано 7 основными географическими центрами их происхождения: Южно-Азиатским тропическим, Восточно-Азиатским, Юго-Западноазиатским, Средиземноморским, Эфиопским, Центральноамериканским и Андийским.

За пределами этих центров оказалась значительная территория, которая требовала дальнейшего изучения с целью выявления новых очагов окультуривания наиболее ценных представителей дикой флоры. Последователи Н. И. Вавилова – А. И. Купцов и А. М. Жуковский продолжили исследования по изучению центров культурных растений. В конечном итоге число центров и охватываемая ими территория значительно пополнились, их стало 12.

Краткие характеристики центров

1. Китайско-Японский. Мировое растениеводство обязано Восточной Азии происхождением многих культурных видов. Среди них – рис, многорядные и голозерные ячмени, просо, чумиза, голозерные овсы, фасоль, соя, редька, многие виды яблонь, груш и луков, абрикосы, очень ценные виды сливы, восточная хурма, возможно, апельсин, тутовое дерево, сахарный тростник китайский, чайное дерево, коротковолокнистый хлопчатник.

2. Индонезийско-Индокитайский. Это центр многих культурных растений – некоторых сортов риса, бананов, хлебного дерева, кокосовой и сахарной пальм, сахарного тростника, ямса, манильской пеньки, наиболее крупных и высокорослых видов бамбука.

3.Австралийский. Флора Австралии дала миру самые быстрорастущие древесные растения – эвкалипты и акации. Здесь выявлены также 9 дикорастущих видов хлопчатника, 21 вид дикорастущего табака и несколько видов риса. В целом флора этого континента бедна дикими съедобными растениями, особенно с сочными плодами. В настоящее время в растениеводстве Австралии почти полностью используются чужеземные по происхождению культурные растения.

4. Индостанский. Полуостров Индостан имел огромное значение в развитии растениеводства древних Египта, Шумера и Ассирии. Это родина шарозерной пшеницы, индийского подвида риса, некоторых сортов фасоли, баклажана, огурца, джута, сахарного тростника, конопли индийской. В горных лесах Гималаев обычны дикие виды яблони, чайного дерева и банана. Индо-Гангская равнина представляет собой огромную плантацию культурных растений мирового значения – риса, сахарного тростника, джута, арахиса, табака, чая, кофе, банана, ананаса, кокосовой пальмы, масличного льна. Деканское плоскогорье известно культурой апельсина и лимона.

5. Среднеазиатский. На территории центра – от Персидского залива, полуострова Индостан и Гималаев на юге до Каспийского и Аральского морей, оз. Балхаш на севере, включая Туранскую низменность, особое значение имеют плодовые деревья. С древних времен здесь возделывали абрикос, грецкий орех, фисташку, лох, миндаль, гранат, инжир, персик, виноград, дикие виды яблонь. Здесь же возникли некоторые сорта пшеницы, лука репчатого, первичные типы моркови и мелкосеменные формы бобовых (горох, чечевица, конские бобы). Древние жители Согдианы (современный Таджикистан) вывели высокосахаристые сорта абрикосов и винограда. Дикий абрикос и сейчас в изобилии растет в горах Средней Азии. Сорта дынь, выведенные в Средней Азии – лучшие в мире, особенно чарджоуские дыни, сохраняющиеся в подвешенном состоянии в течение года.

6. Переднеазиатский. В состав центра входят Закавказье, Малая Азия (кроме побережья), историческая область Западной Азии Палестина и Аравийский полуостров. Отсюда происходят пшеницы, двурядный ячмень, овес, первичная культура гороха, культурные формы льна и лука-порея, некоторые виды люцерны и дынь. Это первичный центр финиковой пальмы, родина айвы, алычи, сливы, черешни и кизила. Нигде в мире нет такого обилия видов дикой пшеницы. В Закавказье завершился процесс происхождения культурной ржи из сорно-полевой, засоряющей и сейчас посевы пшеницы. По мере продвижения пшеницы на север озимая рожь, как более зимостойкое и неприхотливое растение, стала чистой культурой.

7. Средиземноморский. Этот центр включает территорию Испании, Италии, Югославии, Греции и все северное побережье Африки. Западное и Восточное Средиземноморье – родина дикого винограда и первичный центр его культуры. Здесь эволюционировали пшеницы, бобовые, лен, овсы (в диком состоянии в Испании на песчаных почвах сохранился овес со стойким иммунитетом к грибковым заболеваниям). В Средиземноморье началось окультуривание люпина, льна, клевера. Типичным элементом флоры стало оливковое дерево, ставшее культурой в древних Палестине и Египте.

8. Африканский. Для него характерно разнообразие природных условий от влажных вечнозеленых лесов до саванн и пустынь. В растениеводстве сначала использовались только местные виды, а затем уже занесенные из Америки и Азии. Африка – родина всех видов арбуза, центр возделывания риса и проса, ямса, некоторых видов кофе, масличной и финиковой пальм, хлопчатника и других культурных растений. Вызывает вопрос происхождение посудной тыквы кулебасы, возделываемой в Африке повсеместно, но неизвестной в диком состоянии. Особая роль в эволюции пшеницы, ячменя и других хлебных растений принадлежит Эфиопии, на территории которой не было их диких предков. Все они были заимствованы земледельцами уже окультуренными из других центров.

9. Европейско-Сибирский. Он охватывает территорию всей Европы, кроме Пиренейского полуострова, Британских островов и зоны тундры, в Азии доходит до оз. Байкал. С ним связано возникновение культур сахарной свеклы, клеверов красного и белого, люцерн северной, желтой и синей. Главное значение центра заключается в том, что здесь были окультурены европейская и сибирская яблони, груша, черешня, лесной виноград, ежевика, земляника, смородина и крыжовник, дикие сородичи которых и сейчас обычны в местных лесах.

10. Центральноамериканский. Он занимает территорию Северной Америки, ограниченную северными границами Мексики, Калифорнией и Панамским перешейком. В древней Мексике развивалось интенсивное растениеводство с основной пищевой культурой кукурузой и некоторыми видами фасоли. Здесь же были окультурены тыква, батат, какао, перец, подсолнечник, топинамбур, махорка и агава. В наши дни в центре встречаются дикие виды картофеля.

11. Южно-Американский. Его основная территория сосредоточена в горной системе Анд с богатыми вулканическими почвами. Анды - родина древнеиндийских видов картофеля и различных видов томатов, культур арахиса, дынного дерева, хинного дерева, ананаса, каучуконоса гевеи, земляники чилийской. В Южной Америке возникла культура длинноволокнистого хлопчатника. Здесь много диких видов табака.

12. Северо-Американский. Его территория совпадает с территорией США. Он особенно интересен прежде всего как центр большого числа видов дикого винограда, среди которых многие устойчивы к филлоксере и грибковым заболеваниям. В центре обитают свыше 50 дикорастущих травянистых видов подсолнечника и столько же видов люпина, около 15 видов сливы, были окультурены клюква крупноплодная и голубика высокорослая, первые плантации которых совсем недавно появились в Беларуси.

Вторичные центры происхождения растений

Проблема происхождения культурных растений – довольно сложная, так как иногда невозможно установить их родину и дикорастущих предков. Нередко культурное растение занимает большие площади и имеет огромное значение в растениеводстве не в очаге окультуривания, а далеко за его пределами. В таком случае говорят о вторичных центрах культурных растений. Приведем примеры вторичных центров.

1. Для ржи из Закавказья и чилийского картофеля – это умеренный пояс Евразии.

2. Арахиса из Северной Аргентины – это Африка.

3. Маньчжурской по происхождению сои – это США, где она занимает площадь около 20 млн. га.

4. Перуанского длинноволокнистого хлопчатника – это Египет.

Селекция растений

Селекция -- наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

Породы, сорта, штаммы -- искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Пионером разработки научных основ селекционной работы был Н. И. Вавилов и его ученики. Н. И. Вавилов считал, что в основе селекции лежит правильный выбор для работы исходных особей, их генетическое разнообразие и влияние окружающей среды на проявление наследственных признаков при гибридизации этих особей.

Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала, с этой целью Н.И.Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара. К 1940 году во Всесоюзном институте растениеводства насчитывалось 300 тыс. образцов.

В поисках исходного материала для получения новых гибридов растений Н. И. Вавилов организовал в 20--30-е гг. XX в. десятки экспедиций по всему миру. Во время этих экспедиций Н. И. Вавиловым и его учениками было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их сортов. Анализируя собранный материал, Н. И. Вавилов заметил, что в некоторых районах наблюдается очень большое разнообразие сортов определенных видов культурных растений, а в других районах такого разнообразия нет.

Центры происхождения культурных растений

Н. И. Вавилов предположил, что район наибольшего генетического разнообразия какого-либо вида культурного растения является центром его происхождения и одомашнивания. Всего Н. И. Вавилов установил 8 центров древнего земледелия, где люди впервые стали выращивать дикие виды растений.

1. Индийский (Южноазиатский) центр включает в себя полуостров Индостан, Южный Китай, Юго-Восточную Азию. Этот центр -- родина риса, цитрусовых, огурцов, баклажанов, сахарного тростника и многих других видов культурных растений.

2. Китайский (Восточноазиатский) центр включает в себя Центральный и Восточный Китай, Корею, Японию. В этом центре были окультурены человеком просо, соя, гречиха, редька, вишня, слива, яблоня.

3. Юго-западноазиатский центр охватывает страны Малой Азии, Средней Азии, Иран, Афганистан, Северо-Западную Индию. Это родина мягких сортов пшеницы, ржи, бобовых (гороха, бобов), льна, конопли, чеснока, винограда.

5. Средиземноморский центр включает в себя европейские, африканские и азиатские страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Здесь родина капусты, маслин, петрушки, сахарной свеклы, клевера.

6. Абиссинский центр расположен в относительно небольшом районе современной Эфиопии и на южном побережье Аравийского полуострова. Этот центр -- родина твердых пшениц, сорго, бананов, кофе. По-видимому, из всех центров древнего земледелия Абиссинский центр является самым древним.

7. Центральноамериканский центр -- это Мексика, острова Карибского моря и часть стран Центральной Америки. Здесь родина кукурузы, тыквы, хлопчатника, табака, красного перца.

8. Южноамериканский центр охватывает западное побережье Южной Америки. Это родина картофеля, ананаса, хинного дерева, томатов, фасоли.

Все эти центры совпадают с местами существования великих цивилизаций древности -- Древнего Египта, Китая, Японии, Древней Греции, Рима, государств майя и ацтеков.

Центры происхождения культурных растений

9. Основные методы селекции растений

1. Массовый отбор для перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). Результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

2. Индивидуальный отбор для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха). Потомство от одной особи является гомозиготным и называется чистой линией.

3. Инбридинг (близкородственное скрещивание) используют при самоопылении перекрестноопыляемых растений (например, для получения линий кукурузы). Инбридинг приводит к "депрессии", поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние!

Аа х Аа, АА + 2Аа + аа

4. Гетерозис ("жизненная сила") - явление, при котором гибридные особи по своим характеристикам значительно превосходят родительские формы (прибавка урожая до 30%).

Этапы получения гетерозисных растений

1. Подбор растений, которые дают максимальных эффект гетерозиса;

2. Сохранение линий путем инбридинга;

3. Получения семян в результате скрещивания двух инбредных линий.

Объясняют эффект гетерозиса две основные гипотезы:

Гипотеза доминирования - гетерозис зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии: чем больше пар генов будут иметь доминантные гены, тем больше эффект гетерозиса.

Гипотеза сверхдоминирования - гетерозиготное состояние по одному или нескольким парам генов дает гибриду превосходство над родительскими формами (сверхдоминирование).

Перекрестное опыление самоопылителей используется с целью получения новых сортов.

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов.

6. Полиплоидия. Полиплоиды - растения, у которых произошло увеличение хромосомного набора, кратное гаплоидному. У растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена.

Естественные полиплоиды - пшеница, картофель и др., выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Колхицин разрушает веретено деления и количество хромосом в клетке удваивается.

7. Экспериментальный мутагенез основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использование химических мутагенов.

8. Отдаленная гибридизация - скрещивание растений, относящихся к разным видам. Но отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз.

В 1924 году советский ученый Г.Д.Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид. Он скрестил редьку (2n = 18 редечных хромосом) и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида 2n = 18 хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но он стерилен, не образует семян.

С помощью колхицина Г.Д.Карпеченко получил полиплоид, содержащий 36 хромосом, при мейозе редечные (9 + 9) хромосомы конъюгировали с редечными, капустные (9 + 9) с капустными. Плодовитость была восстановлена.

Таким способом в дальнейшем были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др.

9. Использование соматических мутаций.

С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

10 . Технологическая схема получения картофельного концентрата

Упростили технологическую схему получения картофельного концентрата, снизили энергозатраты и трудоемкость его производства ученые из Республиканского унитарного предприятия "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию" (патент Республики Беларусь на изобретение №15570, МПК (2006.01): A23L2/385; авторы изобретения: З.Ловкис, В.Литвяк, Т.Тананайко, Д.Хлиманков, А.Пушкарь, Л.Сергеенко; заявитель и патентообладатель: вышеупомянутое РУП). Изобретение призвано обеспечить получение картофельного концентрата, используемого в рецептурах безалкогольных, слабоалкогольных и алкогольных напитков с улучшенными органолептическими характеристиками.

Предложенный способ получения картофельного концентрата включает несколько стадий: подготовку картофельного сырья, в качестве которого используют свежий картофель и (или) доброкачественные сухие и пюреобразные картофельные отходы; его термическую и последующую двухстадийную обработку амилолитическими ферментами; отделение образовавшегося осадка фильтрацией; концентрирование фильтрата упариванием; его подкисление одной или несколькими органическими кислотами; последующее термостатирование.

После термостатирования в полученный концентрат вносят водные и (или) водно-спиртовые настои пряно-ароматических растений в определенном количестве до конечного содержания сухих веществ 70±2 %. Спектр этих растений широк: тмин, эхинацея пурпурная, иссоп лекарственный, кориандр, донник, душица, бессмертник, пижма бальзамическая, мята перечная, полынь эстрагоновая и другие.

Если поставить задачу: "Назовите центры происхождения культурных растений", то многие люди, не связанные с гибридизацией, не смогут с ней справиться. Статья содержит разъясняющую информацию.

Терминология

Центры происхождения культурных растений - это особые географические "очаги". В них сосредоточены генетические многообразия сельскохозяйственных сортов. Центры происхождения бывают первичными - к ним относятся районы, где дикие и одомашненные формы произрастали изначально, и вторичными. Последние - это центры, которые образовались от последующего распространения полукультурных, культурных видов растений и их дальнейшей селекции.

Исторические сведения

Такое явления, как растениеводство, возникло еще задолго до наступления нашей эры. Вначале развитие происходило, независимо от видов окружающей флоры, на пяти географически обособленных территориях планеты. В основном флористическая структура видов, которые пытались одомашнить, была эндемичной для большинства областей. Это вынуждало прибегать к использованию местного растительного мира. Человеческая цивилизация продолжала свое развитие... Наступил период расцвета морских и сухопутных сообщений между народами, проживающими на различных географических территориях. Эти процессы смогли ускорить распространение плодов и семян эндемичных одомашненных растений. По этой причине совсем непросто установить родину того или иного культурного вида. Прогресс одомашнивания, который проходил в различных географических условиях определенных территорий, был подвержен законам эволюции. Например, с растениями происходили такие явления, как случайное скрещивание, кратное увеличение количества хромосом на фоне естественной гибридизации. Имели место и мутации различных типов.

Научно-исследовательские заключения

На основе открытия Чарльза Дарвина о географических центрах происхождения разных биологических видов сформировалось определенное направлении в изучении гибридизации. В XIX веке А. Декандоль опубликовал свои исследования, в которых выделил центры происхождения культурных растений и территории их первоначального возникновения. В его трудах данные области относились к обширным континентам, а также к иным масштабным районам. На протяжении практически пятидесяти лет после издания труда Декандоля знания центров происхождения культурных растений расширились существенно. Было издано несколько монографий, которые освещали сельскохозяйственные сорта разных стран, а также материалы об отдельных видах. Позднее этим вопросом вплотную занялся Н. И. Вавилов. На базе сведений о мировых ресурсах флоры он определил основные центры происхождения культурных растений. Всего их семь: Восточноазиатский, Средиземноморский, Центральноамериканский, Южноазиатский, Юго-Западноазиатский, Эфиопский и Индийский. В каждом их из них произрастает определенный процент от всего многообразия видов сельскохозяйственных сортов.

Внесение корректировок

Некоторые исследователи, такие, как А. И. Купцов и П. М. Жуковский, продолжили дело Н. И. Вавилова. Они внесли определенные изменения в его заключения. Так, Юго-Западноазиатский центр был поделен на Переднеазиатский и Среднеазиатсий, а Индокитай и тропическая Индия выступают как два самостоятельных географических очага. Бассейн Хуанхэ считается основой Восточноазиатского центра. Прежде им являлся Янцзы, но по данной территории китайцы - как народ, занимающийся земледелием - расселились гораздо позднее. Новую Гвинею и Западный Судан также выделили в качестве областей земледелия.

Заметим, что плодовые культуры, включая орехоплодные и ягодные, имеют обширную среду обитания. Они распространяется гораздо дальше границ территорий происхождения. Это явление больше согласуется с учением Декандоля, нежели с остальными. Причина обосновывается преимущественно лесным происхождением, а не предгорным, которое соответствует полевым и овощным сортам. Также ключевым фактором является селекция. Центры происхождения культурных растений теперь определены более четко. Среди них выделяют Европейско-Сибирский и Австралийский очаги. Сформировался и Североамериканский центр.

Общие сведения

В прошлом отдельные виды растений были внедрены в культуру вне основных очагов. Однако их число относительно невелико. Ранее основными центрами древних земледельческих культур было принято считать долины Нила, Евфрата, Тигра, Ганга и прочих крупных рек. Согласно исследованиям Вавилова, множество сельскохозяйственных сортов появилось в горных зонах тропиков и субтропиков. Исходные центры происхождения культурных растений тесно связаны с флористическим разнообразием и древнейшими цивилизациями.

Китайский участок

Данная область включает в себя горные территории западной и центральной части страны, с прилегающими к ним низменными участками. Основой этого центра являются широты умеренного пояса, расположенные на реке Хуанхэ. Здешним условиям присущи такие характеристики, как умеренный очень большая степень увлажнения и высокий температурный режим. Очаг представляет собой естественную среду обитания для сои, угловатой фасоли, гаоляна, проса, риса, овса, пайзы, чумизы, тибетского ячменя и многих других растений.

Юго-Восточноазиатский участок

Индо-Малазийский очаг происхождения агрокультур дополняет Индийская область. В него входят такие территории, как Индокитай, весь Малайский архипелаг и Филиппины. Индостанский и Китайский центры происхождения культурных растений оказывали некоторое воздействие на данную область. Местные условия характеризуются круглогодичной вегетацией, крайне высокой влажностью и температурой. Область является естественной средой обитания для мускатного ореха, кардамона, померанца, бергамота, черного перца, мангостана, бетеля, лайма и многих других видов.

Индийский участок

Он также называется Индостанским очагом и включает в себя индийский штат Ассам, Бирму и весь полуостров Индостан, за исключением северо-западных штатов Индии. Здешний климат способствует продолжительной вегетации, высокому уровню температуры и влажности. Область испытала влияние Индо-малайского центра. На данной территории произрастают цитрусовые, рис и многие другие представители флоры.

Среднеазиатский участок

В этот очаг входят земли Западного Тянь-Шаня, Таджикистана, северной части Пакистана, Узбекистана, Афганистана и северо-западной части Индии. Местные условия характеризуются умеренной продолжительностью вегетации, высокими температурами с сильными сезонными и суточными колебаниями и очень низким уровнем увлажнения. Данная область испытала сильное воздействие Переднеазиатского и Китайского центров. По этой причине она является вторичным очагом для большинства здешних плодовых сортов.

Переднеазиатский участок

Очаг расположен в В его область входят территории горной Туркмении, всего Закавказья, Ирана и внутренняя часть Малой Азии. Здешнему климату присуща продолжительность засушливых периодов, высокие температуры и очень низкий уровень влажности. Данная область испытала воздействие Среднеазиатского и Средиземноморского центров. Границы этих трех очагов тесно переплетаются, поэтому их практически невозможно установить.

Южноамериканский центр происхождения культурных растений

Эти территории включают в себя горные зоны и плоскогорья Боливии, Эквадора, Колумбии и Перу. Местные условия характеризуются недостаточным увлажнением и очень высокой температурой. Центральноамериканский центр оказывал на данную область некоторое воздействие.