Historie šlechtění rostlin - History of plant breeding
Šlechtění rostlin začalo sedavým zemědělstvím , zejména domestikací prvních zemědělských rostlin, což je praxe, která se odhaduje na 9 000 až 11 000 let. Zpočátku farmáři z raných lidí vybírali potravinářské rostliny se zvláštními žádoucími vlastnostmi a používali je jako zdroj osiva pro další generace, což vedlo k akumulaci charakteristik v průběhu času. Časem však začaly experimenty s promyšlenou hybridizací, jejíž věda a porozumění bylo prací Gregora Mendela výrazně vylepšeno . Mendelova práce nakonec vedla k nové vědě genetiky . Moderní šlechtění rostlin je aplikovaná genetika, ale její vědecký základ je širší a zahrnuje molekulární biologii , cytologii , systematiku , fyziologii , patologii , entomologii , chemii a statistiku ( biometrii ). Vyvinula také vlastní technologii. Šlechtění rostlin je rozděleno do několika různých historických památek.
Počáteční šlechtění rostlin
Domestikace
Domestikace rostlin je umělý selekční proces prováděný lidmi za účelem produkce rostlin, které mají více žádoucích vlastností než divoké rostliny, a který je činí pro jejich další existenci závislými na umělém obvykle vylepšeném prostředí. Praxe se odhaduje na 9 000 až 11 000 let. Mnoho plodin v současném pěstování je výsledkem domestikace ve starověku, asi před 5 000 lety ve Starém světě a před 3 000 lety v Novém světě . V neolitu trvalo domestikace minimálně 1 000 let a maximálně 7 000 let. Dnes všechny hlavní potravinářské plodiny pocházejí z domestikovaných odrůd. Téměř všechny domestikované rostliny používané dnes pro potraviny a zemědělství byly domestikovány v centrech původu . V těchto centrech je stále velká rozmanitost blízce příbuzných planě rostoucích rostlin, takzvaných divokých příbuzných plodin , které lze také použít ke zdokonalení moderních kultivarů šlechtěním rostlin.
Rostlina, jejíž původ nebo výběr je způsoben především záměrnou lidskou činností, se nazývá kultivar a kultivovaný druh plodiny, který se vyvinul z divokých populací v důsledku selektivních tlaků od tradičních farmářů, se nazývá landrace . Landraces, které mohou být výsledkem přírodních sil nebo domestikace, jsou rostliny nebo zvířata, která se ideálně hodí pro konkrétní region nebo prostředí. Příkladem jsou landraces rýže , poddruh Oryza sativa indica , který byl vyvinut v jižní Asii , a poddruh Oryza sativa japonica , který byl vyvinut v Číně .
Více o mechanismech domestikace viz Hybrid (biologie) .
Kolumbijská burza
Lidé po staletí obchodovali s užitečnými rostlinami ze vzdálených zemí a byli vysláni lovci rostlin, aby přinesli rostliny zpět k pěstování. Lidské zemědělství mělo dva důležité výsledky: rostliny nejvíce oblíbené lidmi začaly být pěstovány na mnoha místech a (2) zahrady a farmy poskytly rostlinám určité příležitosti ke křížení, které by nebylo možné pro jejich divoké předky. Kolumbův příchod do Ameriky v roce 1492 vyvolal nebývalý přesun rostlinných zdrojů mezi Evropou a Novým světem .
Vědecký šlechtění rostlin
Experimenty Gregora Mendela s hybridizací rostlin vedly k jeho zákonům dědičnosti . Tato práce se stala dobře známou v roce 1900 a tvořila základ nové vědy o genetice , která stimulovala výzkum mnoha vědců zabývajících se rostlinnou produkcí prostřednictvím šlechtění rostlin.
Úspěšné komerční šlechtění rostlin se však začalo zakládat od konce 19. století. Chovatelé zemědělských rostlin Gartons v Anglii byl založen v roce 1890 Johnem Gartonem, který byl jedním z prvních, kdo křížově opyloval zemědělské rostliny a komercializoval nově vytvořené odrůdy. Začal experimentovat s umělým křížovým opylováním nejprve obilovin, poté druhů bylin a okopanin a vyvinul dalekosáhlé techniky v šlechtění rostlin.
William Farrer způsobil revoluci v pěstování pšenice v Austrálii s rozšířeným uvolňováním v roce 1903 kmene pšenice rezistentní „federace“, který byl vyvinut jako výsledek jeho šlechtitelské práce po dobu dvaceti let pomocí Mendelových teorií.
Od roku 1904 do druhé světové války v Itálii , Nazareno Strampelli vytvořil řadu pšenice hybridy. Jeho práce umožnila Itálii zvýšit produkci plodin během takzvané „ bitvy o obilí “ (1925–1940) a některé odrůdy byly vyváženy do zahraničí, například do Argentiny, Mexika a Číny. Strampelliho práce položila základy Normana Borlauga a zelené revoluce .
Zelená revoluce
V roce 1908 George Harrison Shull popsal heterózu , známou také jako hybridní síla. Heteróza popisuje tendenci potomků konkrétního kříže překonávat oba rodiče. Zjištění užitečnosti heterózy pro šlechtění rostlin vedlo k vývoji inbredních linií, které po křížení odhalují výhodu heterotického výnosu. Kukuřice byla prvním druhem, kde byla heteróza široce používána k produkci hybridů.
Do 20. let 20. století byly vyvinuty statistické metody k analýze působení genů a rozlišení dědičných variací od variací způsobených prostředím. V roce 1933 popsal Marcus Morton Rhoades další důležitou šlechtitelskou techniku, cytoplazmatickou samčí sterilitu (CMS), vyvinutou v kukuřici . CMS je mateřsky zděděný znak, díky kterému rostlina produkuje sterilní pyl . To umožňuje produkci hybridů bez nutnosti pracného detasselingu .
Tyto rané šlechtitelské techniky vedly k velkému zvýšení výnosu ve Spojených státech na počátku 20. století. Podobná zvýšení výnosu nevyráběly jinde až po druhé světové válce se zelená revoluce zvýšila produkci plodin v rozvojových zemích v roce 1960. Toto pozoruhodné zlepšení bylo založeno na třech základních plodinách. Nejprve přišel vývoj hybridní kukuřice , poté vysoce výnosná a na vstup reagující „ polotrpasličí pšenice “ (za kterou chovatel CIMMYT NE Borlaug obdržel Nobelovu cenu za mír v roce 1970) a třetí přišla s vysoce výnosnou „rýží s krátkým vzrůstem“ „kultivary. Podobně pozoruhodných vylepšení bylo dosaženo u jiných plodin, jako je čirok a vojtěška .
Molekulární genetika a biorevoluce
Intenzivní výzkum molekulární genetiky vedl k vývoji technologie rekombinantní DNA (lidově nazývané genetické inženýrství ). Pokrok v biotechnologických technikách otevřel mnoho možností pro pěstování plodin. Ačkoliv tedy mendelovská genetika umožnila šlechtitelům rostlin provádět genetické transformace v několika plodinách, molekulární genetika poskytla klíč jak k manipulaci s vnitřní genetickou strukturou, tak k „tvorbě“ nových kultivarů podle předem stanoveného plánu.
Viz také
Reference
Další čtení
- Schlegel, Rolf (2007) Concise Encyclopedia of Crop Improvement: Institutions, Persons, Theories, Methods and Histories ( ISBN 9781560221463 ), CRC Press, Boca Raton, FL, USA, pp 423