Landwirtschaft & Agrartechnologie

Pflanzenzüchtung - Bewertung von Pflanzen

Bewertung von Pflanzen

Die Bewertung des Wertes von Pflanzen, damit der Züchter entscheiden kann, welche Individuen verworfen werden sollen und welche die nächste Generation produzieren dürfen, ist bei einigen Merkmalen eine viel schwierigere Aufgabe als bei anderen.

Qualitative Charaktere

Die am einfachsten zu behandelnden Charaktere oder Merkmale sind solche mit diskontinuierlichen oder qualitativen Unterschieden, die von einem oder mehreren Hauptgenen gesteuert werden . Es gibt viele solcher vererbten Unterschiede, die häufig tiefgreifende Auswirkungen auf den Pflanzenwert und die Nutzung haben. Beispiele sind im Vergleich zu stärkehaltiger sugary Kern (charakteristisch für Feld und süßen Mais , jeweils) und gegenüber Determinante indeterminant Wuchs in grünen Bohnen (Determinante Sorten mechanische Beern angepasst sind). Solche Unterschiede können leicht erkannt und schnell bewertet werden, und der Ausdruck der Merkmale bleibt unabhängig von der Umgebung, in der die Pflanze wächst, gleich. Merkmale dieser Art werden als hoch vererbbar bezeichnet.

Quantitative Zeichen

In anderen Fällen werden Pflanzenmerkmale jedoch in einer kontinuierlichen Reihe allmählich von einem Extrem zum anderen klassifiziert, und eine Einteilung in diskrete Klassen ist nicht möglich. Eine solche Variabilität wird als quantitativ bezeichnet. Viele Merkmale von wirtschaftlicher Bedeutung sind von diesem Typ; zB Höhe, Kälte- und Trockenheitstoleranz , Reifezeit und insbesondere Ertrag. Diese Eigenschaften werden von vielen Genen gesteuert, von denen jedes eine geringe Wirkung hat. Obwohl die Unterscheidung zwischen den beiden Arten von Merkmalen nicht absolut ist, ist es dennoch zweckmäßig, qualitative Zeichen als solche mit diskreten Unterschieden und quantitative Zeichen als solche mit einer abgestuften Reihe zu bezeichnen.

Quantitative Merkmale sind für den Züchter aus drei Hauptgründen viel schwieriger zu kontrollieren: (1) Die bloße Anzahl der beteiligten Gene macht eine erbliche Veränderung langsam und schwer zu bewerten. (2) Die Variationen der beteiligten Merkmale sind im Allgemeinen nur durch Messung und genaue statistische Analysen nachweisbar. und (3) die meisten Variationen sind eher auf die Umwelt als auf die genetische Ausstattung zurückzuführen; Beispielsweise beträgt die Heritabilität bestimmter Merkmale weniger als 5 Prozent, was bedeutet, dass 5 Prozent der beobachteten Variation durch Gene und 95 Prozent durch Umwelteinflüsse verursacht werden.

Daraus folgt, dass sorgfältig konzipierte Experimente erforderlich sind, um Pflanzen zu unterscheiden, die überlegen sind, weil sie wünschenswerte Gene tragen, von solchen, die überlegen sind, weil sie zufällig an einem günstigen Ort wachsen.

Methoden der Pflanzenzüchtung

Paarungssysteme

Angiospermen- Paarungssysteme entwickeln sich über die Art vonBestäubung oder Übertragung von Pollen von Blume zu Blume. Eine Blume istselbstbestäubt (ein "Selfer"), wenn Pollen von einer Blume derselben Pflanze auf sie übertragen werden undKreuzbestäubung (ein „Outcrosser“ oder „Outbreeder“), wenn der Pollen von einer Blume einer anderen Pflanze stammt. Etwa die Hälfte der wichtigeren Kulturpflanzen ist von Natur aus kreuzbestäubt, und ihre Fortpflanzungssysteme umfassen verschiedene Geräte, die die Fremdbestäubung fördern - z.Protandrie (Pollenschuppen, bevor die Eizellen reif sind, wie bei Karotten und Walnüssen ),Diözie (männliche und weibliche Teile werden von verschiedenen Pflanzen wie Dattelpalme , Spargel und Hopfen getragen) und genetisch bedingte Selbstunverträglichkeit (Unfähigkeit von Pollen, auf dem Stigma derselben Pflanze zu wachsen, wie bei Weißklee, Kohl und viele andere Arten).

Andere Pflanzenarten, darunter ein hoher Anteil der wichtigsten Kulturpflanzen wie Weizen , Gerste , Reis , Erbsen , Bohnen und Tomaten , sind überwiegend selbstbestäubend. Es gibt relativ wenige Fortpflanzungsmechanismen, die die Selbstbestäubung fördern. Das positivste davon ist das Versagen der Blüten, sich zu öffnen (Kleistogamie ), wie bei bestimmten Veilchen. Bei Gerste, Weizen und Salat wird der Pollen vor oder gerade beim Öffnen der Blüten abgeworfen, und bei der Tomatenbestäubung folgt die Öffnung der Blüte, aber die Staubblätter bilden einen Kegel um das Stigma. Bei solchen Arten besteht immer die Gefahr einer unerwünschten Fremdbestäubung.

Bei kontrollierten Züchtungsverfahren ist es unbedingt erforderlich, dass Pollen des gewünschten männlichen Elternteils und kein anderer Pollen das Stigma des weiblichen Elternteils erreicht. Wenn Staubblätter und Stempel in derselben Blüte vorkommen, müssen die Staubbeutel von den als Weibchen ausgewählten Blüten entfernt werden, bevor der Pollen abgeworfen wird. Dies geschieht normalerweise mit einer Pinzette oder einer Schere. Es muss auch vor „fremden“ Pollen geschützt werden. Die gebräuchlichste Methode besteht darin, die Blume mit einer Plastik- oder Papiertüte zu bedecken. Wenn das Stigma des weiblichen Elternteils empfänglich wird, wird Pollen des gewünschten männlichen Elternteils auf dieses übertragen, häufig durch Brechen eines Staubbeutels über dem Stigma, und der Schutzbeutel wird ersetzt. Die Herstellung von bestimmtenHybride sind daher mühsam und teuer, da sie häufig eine Reihe von heiklen, genauen und zeitlich richtig abgestimmten Handoperationen erfordern. Wenn männliche und weibliche Teile wie bei Mais in getrennten Blüten vorkommen, ist eine kontrollierte Zucht einfacher.

Eine fremdbefruchtenden Anlage, die zwei Eltern hat, von denen jede wahrscheinlich in vielen Genen unterscheiden ist, erzeugt eine diverse Population von Pflanzen hybrid (heterozygot) für viele Züge. Eine selbstbestäubte Pflanze, die nur einen Elternteil hat, produziert eine einheitlichere Population von Pflanzen, die für viele Merkmale rein züchten (homozygot). Im Gegensatz zu Outzüchtern sind Selbstzüchter daher wahrscheinlich sehr homozygot und daher eine echte Zucht für ein bestimmtes Merkmal.