Informatie

Hoe een plant selectief te kweken?


Laten we zeggen dat ik online zaden van een plant heb besteld. Dan plant ik de zaden en kweek ik een paar planten. Vervolgens neem ik de zaden die de planten hebben geproduceerd en scheid ze op basis van elke plant.

Is het mogelijk dat ik die zaden dan kan gebruiken om door te gaan met het kweken van planten die een gewenste eigenschap hebben? Als ik bijvoorbeeld steeds grotere planten wil laten groeien, kan ik dan gewoon zaden blijven planten van de hoogste plant? Of moet ik hiervoor een andere methode of technologie gebruiken?


Ja, alleen het planten van zaden van de hoogste planten zou al geweldig zijn. Je zou gewoon een willekeurige groottedrempel kunnen kiezen waaronder je de zaden weggooit en waarboven je de zaden plant. Of je zou alle zaden van de grootste plant kunnen planten, bijna alle zaden van de op één na grootste plant, alle zaden van de op twee na grootste plant enz. Als planthoogte een erfelijke eigenschap is (en dat is het zeker), dan zul je zien een resultaat na slechts enkele generaties.

Misschien wilt u ervoor zorgen dat u de definitie van erfelijkheid en de basisprincipes van kwantitatieve genetica begrijpt door de post te lezen Waarom is een erfelijkheidscoëfficiënt geen index van "hoe genetisch" iets is?.

In plaats van een willekeurige drempel voor selectie te kiezen, kunt u nu slimmer zijn en wat berekeningen maken. Als je een te sterke selectiedruk zou uitoefenen (zoals alleen het kweken van de zaden van het grootste individu), dan zul je heel snel de genetische variatie voor hoogte tot nul terugbrengen en dus alle erfelijkheid verwijderen. Als je selectiedruk niet sterk genoeg is, zie je misschien nauwelijks veranderingen, zelfs als je generaties lang doorgaat. Het inschatten van het juiste type selectiedruk hangt af van de specifieke populatie waarmee je te maken hebt (meestal populatieomvang) en van haar evolutionaire geschiedenis (meestal eerdere selectie op lengte of gecorreleerde eigenschappen en eerdere populatieomvang).


Selectief fokken

(in het Russisch, selectief), (1) De wetenschap die zich bezighoudt met methoden voor het creëren van dierenrassen en plantenvariëteiten en hybriden.

(2) Een tak van de landbouw die zich bezighoudt met het introduceren van nieuwe dierenrassen en plantenrassen en hybriden. Selectieve veredeling ontwikkelt methoden om de genetische samenstelling van planten en dieren te veranderen in een richting die aansluit bij de menselijke behoeften. Het proces is een vorm van evolutie van de planten- en dierenwereld die dezelfde wetten gehoorzaamt als de evolutie van soorten in de natuur, maar natuurlijke selectie wordt gedeeltelijk vervangen door kunstmatige selectie.

Selectief fokken heeft een belangrijke rol gespeeld bij het voorzien van voedsel voor de aardse bevolking. Dankzij de domesticatie van dieren en primitief selectief fokken, had de neolithische mens bijna allemaal dezelfde voedselgewassen en veel van de veesoorten die we tegenwoordig hebben. De productiviteit van planten en dieren groeide aanzienlijk naarmate de commerciële en wetenschappelijke selectieve veredeling zich ontwikkelde. De ontwikkeling van plantenrassen en dierenrassen werd een middel voor landbouwproductie en een belangrijke factor in de plantenteelt en veeteelt op industriële basis. Zo werden er kortstammige niet-huishoudende variëteiten van graangewassen geproduceerd die geschikt zijn voor maaidorseroogst, evenals groentevariëteiten die geschikt zijn voor teelt in kassen, druiven en tomaten die geschikt zijn voor machinale oogst, en vee dat is aangepast voor onderhoud in grote veecomplexen.

Selectief fokken is een continu proces. De methoden worden voortdurend verbeterd om te voldoen aan de toenemende vraag naar nieuwe rassen en rassen met een hogere productiviteit, hogere kwaliteit en een grotere weerstand tegen ziekten en plagen. Het wordt ook bevorderd door de introductie van gewassen en veesoorten in nieuwe regio's en door veranderingen in de technologie van het verbouwen van gewassen. De tarwevariëteiten Liutestsens 62, Tsezium 111 en Ukrainka, die 25 & ndash30 kwintalen graan per hectare (ha) opleverden, werden in de USSR in de jaren 1930 en 1940 op grote schaal verspreid. Deze tarwevariëteiten zijn vervangen door Bezostaia 1, Mironovskaia 808, Avrora, Kavkaz, Mironovskaia lubileinaia en andere variëteiten met een productiviteit van 50 à 70 kwintalen per ha. In de 19e eeuw werd de teelt van glasachtige rode zomertarwe op een groot deel van de Canadese prairies en op de noordelijke Great Plains in de Verenigde Staten mogelijk gemaakt door de introductie van de vroegrijpende Red Fife-variëteit, die in het begin van de 20e eeuw werd vervangen door de Markies-variëteit. Markiestarwe rijpte enkele dagen eerder dan Red Fife, waardoor de tarwegordel kon worden vergroot. De introductie van nieuwe schapenrassen die waren aangepast aan de Siberische omstandigheden, maakte het mogelijk om de schapenfokkerij met fijne wol naar nieuwe regio's te verplaatsen. De grote vraag naar gekleurde nerts stimuleerde het fokken van dieren met lichtgele, lichtblauwe, parelwitte en saffierbont.

Selectieve veredeling is nauw verwant aan taxonomie, anatomie, morfologie, fysiologie, planten- en dierecologie, biochemie, immunologie, tuinbouw, zoötechniek, plantenpathologie, entomologie en andere wetenschappen. Kennis van de biologie van bestuiving en bevruchting, embryologie, histologie en moleculaire biologie is vooral belangrijk bij selectief fokken.

N. I. Vavilov definieerde selectief fokken als een zeer complexe wetenschap die wetten over planten en dieren uit andere wetenschappen leent en transformeert. Selectief fokken gebruikt deze methoden en wetten discriminerend in overeenstemming met het uiteindelijke doel van het ontwikkelen van een ras, ontwikkelt zijn eigen methoden en bepaalt de verschijnselen die leiden tot de creatie van een ras of ras.

De theoretische basis van selectief fokken is genetica, waarvan de belangrijkste principes de basis zijn geworden van de fokpraktijk. De evolutietheorie van Darwin, de wetten van Mendel en onderzoek naar zuivere lijnen en mutaties stelden fokkers in staat methoden uit te werken om de erfelijkheid van planten en dieren te beheersen. De individuele selectie van planten en dieren is gebaseerd op zuivere lijnen, homozygotie, heterozygotie en niet-identiteit van fenotype en genotype. De patronen van onafhankelijke overerving en vrije combinatie van karakters bij nakomelingen dienden als de theoretische basis voor hybridisatie en kruising, die samen met selectie de belangrijkste methoden van selectief fokken zijn. De ontwikkeling van genetica leidde tot de creatie van heterotische hybriden van maïs, sorghum, komkommer, tomaat, biet, tarwe, vee en pluimvee tot het gebruik van planten met cytoplasmatische mannelijke steriliteit en tot het induceren van kunstmatige mutaties en polyploïde vormen. Hybride analyse speelt een belangrijke rol bij selectief fokken. Genetica haalt op haar beurt informatie uit selectief fokken, waardoor het zijn eigen theorieën kan uitwerken.

Geschiedenis. Selectief fokken ontstond met de teelt van gewassen en de domesticatie van dieren. Nadat de mens gewassen begon te verbouwen en dieren begon te fokken, begon hij de meest productieve te selecteren en te reproduceren, waardoor hij bijdroeg aan hun onbedoelde verbetering. Zo heeft primitief selectief fokken, dat verschijnt aan het begin van de menselijke cultuur, een geschiedenis van duizenden jaren oud. Oude fokkers creëerden uitstekende variëteiten van fruit en druiven, verschillende tarwevariëteiten en verschillende rassen van huisdieren. Ze waren bekend met enkele moderne methoden van selectief fokken. Zo werden dadelpalmen enkele eeuwen voor de jaartelling kunstmatig bestoven in Egypte en Mesopotamië.

Met de ontwikkeling van de teelt van gewassen en veeteelt, werd kunstmatige selectie van de beste vormen wijdverbreid. Russische boeren creëerden tarwevariëteiten (Krymka, Beloturka, Poltavka, Garnovka), zonnebloemvariëteiten (Zelenka, Fuksinka), hoge lokale stammen van vezelvlas (Smolenskii, Pskovskii), een klavervariëteit (Permskii) en appelvariëteiten (Antonovka, Grushovka) die oude of lokale namen kregen en goed waren aangepast aan de lokale groeiomstandigheden. De beste Sovjet- en Amerikaanse katoensoorten zijn afkomstig van door de Maya's verbouwde katoen. In Peru wordt grootkorrelige maïs van de Cuzco-groep verbouwd, die vele eeuwen geleden is ontstaan. Door de eeuwen heen populair selectief fokken heeft de schapenrassen Karakul en Romanov, de Arabische en Akhaltekinskaia-paardenrassen, grijze Oekraïense runderen en de melkveerassen van Yaroslavl en Kholmogory voortgebracht. Voor de verdere selectie werden lokale rassen en rassen gebruikt.

De ontwikkeling van het kapitalisme had een grote invloed op selectieve veredeling en leidde tot dergelijke veredeling op industriële schaal. In Groot-Brittannië werden eind 18e en begin 19e eeuw de eerste selectiekwekerijen opgericht. R. Bakewell ontwikkelde het Leicestershire-schaap, een uitstekend vlees-en-wolras, en de broers C. Colling en R. Coiling fokten Shorthorn-runderen. Groot-Brittannië voorzag veel landen van stamboomdieren.

In de tweede helft van de 19e eeuw nam de belangstelling voor het creëren van nieuwe plantenrassen toe. In Duitsland begon F. Achard met de selectieve veredeling van suikerbieten om een ​​hoog suikergehalte en een hoog opbrengstvermogen te verkrijgen. Tarwevariëteiten geproduceerd door de Britse veredelaars P. Shiref en F. Gallet en door de Duitse wetenschapper W. Rimpau werden wijdverbreid. Commerciële zaadbedrijven en grote ondernemingen voor selectie en zaadteelt werden opgericht in Europa en Amerika. De Vilmorins Company, opgericht in 1774 in de buurt van Parijs, voorzag heel Frankrijk van zaden en exporteerde zaden naar vele landen. In Rusland werden het Poltava Experimental Field (1884) en experimentele suikerbietenselectiestations georganiseerd. Het was op het Poltava Experimental Field dat de rassensamenstelling van Verkhniachskaia (1883), Nemerchanskaia (1886) en Uladovo-Liulinetskaia (1886) tarwe werd bestudeerd. I. V. Michurin had veel succes bij de selectie van fruitgewassen. In Zweden speelde het Svalø Breeding Station (1886, tegenwoordig een instituut) een belangrijke rol in de ontwikkeling van selectieve veredeling in West-Europa, de havervariëteiten (Golden Rain, Victory, Ligovo II) en andere gewasvariëteiten werden over de hele wereld bekend. In de Verenigde Staten waren in elke staat experimentele selectiestations en laboratoria ingericht. Particuliere zaadteeltbedrijven hielden zich ook bezig met selectiewerk. Fruit- en siervariëteiten werden veredeld door L. Burbank.

Aan het einde van de 19e eeuw werden uitgebreide plantencollecties verzameld in de Verenigde Staten, Frankrijk, Groot-Brittannië, Zweden en andere landen, en werden nieuwe variëteiten in de teelt geïntroduceerd. Plantencollecties vormden een nieuwe bron voor het produceren van nieuwe rassen. Ontdekkingen in botanie, zoölogie en microscopie hadden een grote invloed op selectief fokken, en het proces werd steeds meer gemechaniseerd met de uitvinding van speciale instrumenten en machines.

Ondanks de aanzienlijke vooruitgang ontbrak de industriële veredeling de wetenschappelijke voorwaarden die het later in staat stelden om een ​​theoretisch onderbouwde wetenschap te worden. 18e- en 19e-eeuwse fokkers baseerden hun werk alleen op experimenten en intuïtie, hoewel ze veel moderne methoden gebruikten. Beslissende factoren voor de opkomst van selectief fokken als wetenschap waren onder meer de evolutietheorie van Darwin en de ontwikkeling van algemene genetica en later van plantengenetica, diergenetica en stralingsgenetica. De eerste theoretische onderbouwingen van selectieve kweekmethoden werden geleverd door de Deense geneticus W. Johannsen (1903) en de Zweedse fokker en geneticus N. Nilsson-Ehle (1908, 1911, 1912). Studies over chemische en stralingsmutagenese (de Sovjet-genetici MN Meisel's, 1928 VV Sacharov, 1933 IA Rapoport, 1943 de Britse geneticus C. Auerbach, 1944) en evolutionaire genetica (de Sovjet-wetenschapper SS Chetverikov, 1926 de Amerikaanse geneticus S. Wright en de De Britse geneticus J. Haldane, 1920's en 1930's) hebben grote betekenis gehad voor de ontwikkeling van selectieve veredeling. Nadat de theoretische basis was gelegd en nieuwe methoden waren gebruikt, evolueerde selectief fokken tot een wetenschap om de erfelijkheid van organismen te beheersen.

In Rusland werd in 1903 voor het eerst wetenschappelijk selectief fokken beoefend. In dat jaar organiseerde DL Rudzinskii selectiestations als onderdeel van het Moskouse Landbouwinstituut (tegenwoordig de KA Timiriazev Moskouse Landbouwacademie). . In hetzelfde jaar werden voor het eerst cursussen gegeven over selectie en zaadproductie aan het Moskouse Landbouwinstituut, kort daarna werden de vakken gegeven aan andere instellingen voor hoger onderwijs. Tussen 1909 en 1914 werden de experimentele stations Kharkov, Saratov, Bezenchuk en Odessa opgericht. In 1911 werd in Charkov het eerste congres van kwekers en zaadtelers gehouden om het werk van experimentele organisaties te evalueren. Het Bureau voor Toegepaste Plantkunde, Genetica en Selectie, dat in 1894 werd georganiseerd door R.E. Regels, speelde een belangrijke rol in de ontwikkeling van wetenschappelijke selectie. Het bureau heeft met succes de rassensamenstelling van gecultiveerde planten onderzocht.

Selectieve veredeling maakte grote vorderingen na de Oktoberrevolutie van 1917. Het decreet over zaadteelt, ondertekend door V. I. Lenin in 1921, legde de basis voor één staatssysteem van selectieve veredeling en zaadproductie in de USSR. Tijdens de jaren 1920 en 1930 werd er een netwerk van nieuwe wetenschappelijke selectieorganisaties opgericht, werden staatsgraantesten ingesteld, werden gewasvariëteiten geregionaliseerd en werd er veel onderzoek gedaan naar genetica en selectieve veredeling. Vavilov's wet van homologe reeksen in erfelijke variabiliteit en zijn theorie van oorsprongscentra van gekweekte planten werden uitgebreid gebruikt in selectiewerk, evenals ecologische en geografische principes en onderzoek naar plantmateriaal en plantimmuniteit. M. F. Ivanov, P. N. Kuleshov en A. S. Serebrovskii hebben belangrijke bijdragen geleverd aan het vaststellen van de genetische basis van dierselectie. De uitwerking van de theorie van verre hybridisatie wordt geassocieerd met de namen van G.D. Karpechenko en I.V. Michurin. Het All-Union Institute of Applied Botany and New Crops, opgericht in 1924 en later omgevormd tot het All-Union Institute of Plant Growing, werd onder leiding van Vavilov een wereldcentrum voor het verzamelen en bestuderen van planten. De vele door het instituut verzamelde planten leverden uitgangsmateriaal (genenpool) voor veel plantenrassen.

Doelstellingen en methoden. Selectief kweken op opbrengst, het belangrijkste criterium van een ras, blijft het hoofddoel. Veredeling op kwaliteit wordt steeds belangrijker. Sommige planten worden bijvoorbeeld gekweekt voor een hoog gehalte aan gewenste stoffen (zetmeel in aardappeleiwit in tarwe, voedergerst en maïsolie in zonnebloempitten, sojabonen en raapsuiker in suikerbieten) of een laag gehalte aan ongewenste verbindingen (alkaloïden in lupine , eiwit in brouwgerst, stikstofhoudende stoffen in suikerbieten). Planten kunnen worden gekweekt voor verwerkingsgeschiktheid (goede maal- en bakkwaliteiten van tarwe, geschiktheid van groenten en fruit voor conserven, geschiktheid van gries voor zachtkoken) en voor houdbaarheid (fruit, groenten, aardappelen, voederwortelgewassen). Er wordt ook selectief gekweekt om het gehalte aan essentiële aminozuren (lysine, tryptofaan) in graaneiwitten, de chemische samenstelling van olie en de lengte van de vezels te veranderen. Planten worden gekweekt voor resistentie tegen ziekten, plagen, kou, vorst en droogte, evenals voor winterhardheid en aanpassingsvermogen aan irrigatie, grote hoeveelheden meststoffen en machinaal oogsten. De combinatie van verschillende doelstellingen zorgt voor de creatie van rassen met een hoge opbrengst die verschillende specifieke eigenschappen en kenmerken hebben en die zijn aangepast aan bepaalde bodem-, klimatologische en landbouwomstandigheden.

Dieren worden gefokt op productiviteit en productkwaliteit (botervetopbrengst, eiwitgehalte en aminozuursamenstelling van melk lengte en dikte van wol grootte van eieren), vruchtbaarheid (vooral bij het fokken van schapen en varkens), huidskleur en aanpassingsvermogen aan lokale omstandigheden .

De belangrijkste methoden die bij selectief fokken worden gebruikt, zijn selectie, hybridisatie (door middel van heterosis en cytoplasmatische mannelijke steriliteit), polyploïdie en mutagenese. Massa- en individuele selectie, de essentie van selectief fokken, levert verschillende eigenschappen en karakters op. Hybridisatie maakt het mogelijk om kunstmatig uitgangsmateriaal te produceren, de eigenschappen en kenmerken van de oudervormen in één organisme te combineren en specifieke tekortkomingen van een ras of ras te corrigeren. Door hybridisatie, met name verre hybridisatie (bijvoorbeeld geografisch ver verwijderde vormen, verschillende soorten en zelfs geslachten), kan men nieuwe vormen produceren die anders zijn dan het origineel. De selectie van paren voor kruising bepaalt vaak het succes van de kweekinspanning. Natuurlijke en hybride populaties, zelfbestoven stammen, kunstmatige mutanten en polyploïde vormen worden als uitgangsmateriaal gebruikt. In de USSR wordt de collectie van het All-Union Institute of Plant Protection en buitenlandse variëteiten als uitgangsmateriaal gebruikt. Het matchen van paren op basis van de genetica van de te fokken karakters is effectief. Als het aantal genen dat verantwoordelijk is voor de overerving van de karakters bekend is, kan de frequentie van voorkomen van de vereiste combinaties van ouderlijke karakters in de hybride planten worden voorspeld. Het matchen van paren door ecotypes (ecologisch-geografische methode) die verschillen in genotype, maar ook in economisch bruikbare en biologische eigenschappen en karakters, heeft universele erkenning gekregen. Het oversteken van verre ecotypes levert de beste resultaten op. Meervoudige en terughybridisatie op basis van herhaalde kruisingen wordt gebruikt om in de hybride nakomelingen bepaalde waardevolle eigenschappen te produceren die niet kunnen worden verkregen door enkele kruisingen. Hybridisatie gevolgd door selectie heeft veel moderne variëteiten van graan-, olie-, voeder-, groente- en fruitgewassen voortgebracht.

Kwekers gebruiken heterosis om hybriden te verkrijgen die zeer productief zijn in de eerste generatie, vooral hybriden van maïs, sorghum, komkommer, tomaat en suikerbiet. De belangrijkste manier om heterosis te gebruiken is om speciaal gekozen paren van variëteiten of zelfbestoven (inteelt)stammen te kruisen. In bieten, sorghum en andere gewassen mogen hybride zaden en hybride planten alleen worden verkregen als cytoplasmatische mannelijke steriliteit aanwezig is in de moederplanten. De meeste maïshybriden worden ook op deze steriele basis gekweekt.

Polyploïdie kan worden gebruikt om planten te verkrijgen met een verhoogd aantal chromosomen (triploïden, tetraploïden) die verschillen van diploïde planten. Polyploïden worden gekenmerkt door hun intense kleur, dikke bladeren en stengels, krachtige ontwikkeling en hoog gehalte aan eiwitten, suiker en zetmeel. Heterotische triploïden van suikerbieten verkregen door tetraploïden te kruisen met diploïden worden veel gebruikt in de commerciële landbouw. Omdat triploïden meestal steriel zijn, wordt alleen de eerste generatie gebruikt. Hoogproductieve rogge, rode klaver en andere gewasvariëteiten zijn verkregen door polyploïdie te gebruiken.

Kunstmatige mutagenese is een van de meest veelbelovende methoden voor selectieve veredeling. Mutaties, dat wil zeggen erfelijke veranderingen, kunnen worden veroorzaakt door zaden en planten bloot te stellen aan verschillende soorten straling en chemische middelen. Stralingsmutagenen produceren een breder spectrum van mutaties. Vormen met bruikbare veranderingen in verschillende eigenschappen worden verkregen uit mutanten die zijn geproduceerd door behandeling met chemische middelen. Er zijn verschillende manieren om mutanten te gebruiken, een eenvoudige selectie van bruikbare mutaties is mogelijk. Mutanten kunnen onderling of met variëteiten worden gekruist. Waardevolle erwten, haver, gerst, overblijvend gras, bonen, lupine en andere mutanten zijn verkregen en in productie genomen.

Vooruitgang in de USSR. Tijdens de jaren van Sovjetmacht zijn grote vorderingen gemaakt in selectieve veredeling, wat heeft geleid tot fors hogere opbrengsten. De variëteit Bezostaia 1 wintertarwe (intensief type), die werd gefokt door PP Luk'squoianenko en medewerkers van het Krasnodar Institute of Agriculture, werd in 1959 geregionaliseerd. De variëteit werd ontwikkeld door de hybridisatie van geografisch ver verwijderde vormen gevolgd door individuele selectie. 40&ndash50 kwintalen per ha. Internationale stamtesten, uitgevoerd in 1969 en 70, bevestigden dat Bezostaia 1 de beste wintertarwevariëteit was voor alle tarweregio's. De nieuwe en veelbelovende Avrora- en Kavkaz-variëteiten van Luk'rsquoianenko zijn nog productiever, met een opbrengst van 55&ndash70 kwintalen per ha. Onder de populaire variëteiten die door V.N. Remeslo, Mironovskaia 808, Mironovskaia Iubileinaia en Il&rsquoichevka worden gekweekt, leveren ze meer dan 100 kwintalen per ha op op percelen voor het testen van gewassen. De droogteresistente Saratovskaia 29, Saratovskaia 210, Saratovskaia 38 en andere lentetarwerassen met eersteklas graankwaliteit, gekweekt door het Institute of Agriculture of the Southeast (AP Shekhurdin en VN Mamontova), beslaan ongeveer 60 procent van het areaal dat is beplant met tarwe (26 miljoen ha in 1974). N.V. Tsitsin, wiens werk aan verre hybridisatie van graankorrels welbekend is, was de eerste ter wereld die tarwe-bankgrashybriden, tarwe-wilde roggehybriden en meerjarige en voedertarwes verkreeg. In de tarweveredeling worden speciale inspanningen geleverd om hybriden met een hoge opbrengst te creëren, kortstammige winter- en zomertarwevariëteiten met nuttige eigenschappen voor geïrrigeerde landbouw, en roggetarwe-amphidiploïden met een hoog eiwitgehalte (triticale).

Maïs is ook met succes gekweekt. De hoogproductieve hybriden Bukovinskii 3TV, VIR 42MV, VI R156TV en Krasnodarskii 303TV zijn ontwikkeld voor relatief wijdverbreide teelt. Veel van de hybriden leveren onder geïrrigeerde omstandigheden 120 tot 150 kwintalen graan per ha op. M. I. Khadzhinov verkreeg hybriden die rijk zijn aan lysine (Krasnodarskii 303VL, Kubanskii 4VL), die, wanneer ze aan dieren werden gevoerd, een grote gewichtstoename opleverden en een besparing van 20 & 30 procent in de hoeveelheid geconsumeerd voer.

Zonnebloemvariëteiten gecreëerd door V. S. Pustovoit en zijn collega's bevatten 51 & ndash56 procent olie in de zaden en zijn resistent tegen de zonnebloemmot en tegen een combinatie van bremraap en valse meeldauw. De beste van deze zonnebloemsoorten zijn Peredovik Uluchshennyi, Smena Uluchshennaia en VNIIMK 6540 Uluchshennyi. In 1974 besloegen variëteiten met een hoog oliegehalte meer dan 95 procent van het zonnebloemareaal in de USSR.

Monospermous suikerbietenvariëteiten werden voor het eerst verkregen door O. K. Kolomiets, S. P. Ustimenko en anderen. Hoogproductieve monospermous hybriden die rijk zijn aan suiker en polyhybriden (triploïden verkregen door middel van polyploïdie) zijn in productie genomen. Ze omvatten de Ialtushkovskii-hybride, Belotserkovskii-polyhybriden 1 en 2 en Pervomaiskii-polyhybride. Deze variëteiten beslaan meer dan 60 procent van het met suikerbieten beplante areaal. A.L. Mazlumov en zijn medewerkers ontwikkelden Ramonskaia 06, Ramonskaia 100 en andere variëteiten voor de teelt op vrij uitgestrekte gebieden. Katoen is met succes veredeld voor verwelkingsresistentie. In 1974 bezetten de nieuwe verwelkingsresistente Tasjkent 1, Tasjkent 3 en 133 (S. Mirakhmedov, S.S. Sadykov) ongeveer 60 procent van het met katoen beplante areaal. Goede resultaten zijn ook verkregen bij het veredelen van aardappelen, groenten, voedergewassen en fruitgewassen. De beste Sovjet-variëteiten bezetten uitgestrekte gebieden in het buitenland.

Er is veel succes geboekt bij het selectief fokken van dieren. Er zijn zeer waardevolle runderrassen (Kostroma, Kazakh White-faced) en schapen (Askaniaia, Krasnoiarsk, Kazakh Arkhar-Merino) gecreëerd. Het schapenras Askaniia levert jaarlijks meer wol (30,6 kg) op dan enig ander schapenras. Selectief fokken produceerde karakul-schapen die pelzen van verschillende kleuren opleverden. Gevogeltestammen zijn geproduceerd om snel rijpende hybriden te verkrijgen voor de vlees- en eierproductie.

In de USSR zijn alle aspecten van selectief fokken met elkaar verbonden en gecombineerd in een enkel gecentraliseerd staatssysteem. Meer dan 400 wetenschappelijke organisaties houden zich bezig met plantenveredeling en meer dan 500 met dierenveredeling. Er zijn nu 27 selectiecentra voor de ontwikkeling van graan- en voedergewassen. De V.I. Lenin All-Union Academy of Agricultural Sciences en het Ministerie van Landbouw van de USSR werken direct aan selectie. De N.I. Vavilov All-Union Society of Geneticists and Breeders werd in 1966 opgericht Selektsiia i semenovodstvo (Breeding and Seed Growing) is gepubliceerd sinds 1929 (getiteld: Semenovodstvo [Seed Growing] tot 1935). De USSR is lid van de European Association for Research on Plant Breeding en verricht onderzoek onder sponsoring van de Council for Mutual Economic Assistance.

Voorschotten in het buitenland. Fokkers in verschillende andere landen hebben veel succes geboekt door dezelfde methoden te gebruiken als die in de USSR. In de Verenigde Staten is het werk in selectieve veredeling geconcentreerd op staatsuniversiteiten, proefstations (in elke staat), landbouwscholen en commerciële zaadteeltbedrijven. Rassen en hybriden uit vele landen worden als uitgangsmateriaal gebruikt. Er is veel succes geboekt bij het veredelen van kortstammige glasachtige wintertarwevariëteiten, bijvoorbeeld Gaines, Nugaines en Caprock. De laatste variëteit is hoogproductief onder irrigatieomstandigheden en heeft goede maal- en bakkwaliteiten, is ook immuun voor sinaasappelbladroest en echte meeldauw en is resistent tegen logies. De beste zomertarwevariëteiten zijn Red River 68, World Seeds 1502 en World Seeds 1877 (geïntroduceerd in de USSR in 1975). Amerikaanse fokkers streven ernaar om hybride tarwe en meerjarige voedertarwe te creëren die zeer bossig, zouttolerant, ziekteresistent en rijk aan eiwitten is.

In de rijstveredeling wordt aandacht besteed aan de ontwikkeling van hoogstammige rassen die vroeg of in het middenseizoen rijpen en resistent zijn tegen lage watertemperaturen. Er worden ook dubbelproductieve rassen ontwikkeld. De meest voorkomende rijstsoorten zijn de NAVO, Nova en Colusa. Ook in het selectief veredelen van maïs is vooruitgang geboekt. Er zijn hoogproductieve hybriden verkregen waarvan de korrels rijk zijn aan eiwitten, lysine en olie, evenals popcornvariëteiten met een goede smaak en technologische kwaliteiten. Maïs wordt gekweekt op weerstand tegen onderdak, aanhechtingshoogte van de kolven, weerstand tegen kou en droogte en vroege rijping. Er worden ook nieuwe variëteiten van voedergewassen (alfalfa, klaver, zoete klaver), katoen, sojabonen, pinda's, zonnebloem en andere gewassen ontwikkeld. Er is een aantal verwelkingsresistente, vroegrijpe katoensoorten ontwikkeld die zijn aangepast voor machinaal oogsten, waaronder Dixie, King, Rex en Del Cerro.

Mexicaanse tarwevariëteiten (Sonora 63, Lerma Rojo, Inia 66, Pi-tic 62), waarvan er vele zijn veredeld door NE Borlaug en anderen in het Mexican International Centre for the Improvement of Wheat and Corn, zijn over de hele wereld bekend geworden , een grote invloed op de ontwikkeling van tarweveredeling in India, Japan, Turkije, de Verenigde Staten, Canada en andere landen. Mexicaanse rassen worden in de USSR gebruikt als uitgangsmateriaal voor de selectieve veredeling van kortstammige tarwe.

In Canada is veel aandacht besteed aan het veredelen van granen, met name kortstammige tarwevariëteiten die resistent zijn tegen roest (het proefstation in Swift Current, University of Saskatchewan), variëteiten met grote hoogwaardige granen die rijk zijn aan eiwitten en caroteen, variëteiten met goede technologische kwaliteiten (University of Saskatchewan) en vorstbestendige variëteiten (experimentstations in Lethbridge en Ottawa). Rassen uit Mexico, de Verenigde Staten, de Sovjet-Unie (Ul&rsquoianovka, Alabasskaia, Bezostaia 1), India en andere landen worden gebruikt voor hybridisatie. In Canada zijn ook hoogproductieve variëteiten van zachte tarwe (Nepawa en Manitou, die in 1974 70 procent van het met tarwe beplante areaal bezetten), harde zomertarwe (Hercules en Wakoma) en wintertarwe (Sundance) ontwikkeld. Daarnaast zijn er waardevolle voedertarwerassen (Glen Lea is de beste) en kortstammige rogge-tarwe-amfiploïden met een hoog korrelgehalte in de aar. Het landbouwstation van Manitoba ontwikkelt kortstammige havervariëteiten met gecombineerde weerstand tegen roest, echte meeldauw, vuil en andere ziekten en een hoog gehalte aan lysine, eiwit en olie. roesten en geschikt om te brouwen. Goede resultaten zijn verkregen met het kweken van rhizomateuze vormen van luzerne, sojabonen, zonnebloemen en andere gewassen.

In Zweden gebeurt de selectieve veredeling van planten bij de instituten Svalö en Weibullsholm en gelieerde instellingen. Kwekers van gerst- en havervariëteiten houden zich voornamelijk bezig met het selecteren op resistentie tegen logies, verbrijzeling en ontkieming van graan van staande planten, immuniteit tegen echte meeldauw, roest en andere ziekten en een hoog eiwit- en lysinegehalte in het graan. De gerstvariëteiten die in 1974 het grootste areaal bezetten, waren Singrid en Serla, een van de nieuwe variëteiten die in 1970 en 71 werden geïntroduceerd. De meest populaire zijn Wing, Akka, Gunilla en Christina. De beste haverrassen zijn Selma (gekweekt in veel andere Europese landen) en Risto. Pompe en Snabbe (geïntroduceerd in de USSR in 1974) zijn de belangrijkste zomertarwes en Starke II is de belangrijkste wintervariëteit. Alleen onbeduidende gebieden zijn beplant met zomertarwe in Zweden.

Hybride aardappelrassen die rijk zijn aan zetmeel zijn verkregen in de Bondsrepubliek Duitsland, de Duitse Democratische Republiek, Nederland en Polen. In Roemenië zijn olierijke zonnebloemvariëteiten (gebaseerd op variëteiten uit de USSR) geproduceerd en in Hongarije, de Duitse Democratische Republiek, Tsjechoslowakije en Polen zijn kortstammige hoogproductieve roggevariëteiten gecreëerd. In Bulgarije zijn waardevolle tomaten-, paprika- en andere groenterassen ontwikkeld, evenals komkommerhybriden voor de teelt op beschutte grond in Nederland en harde zomertarwerassen die bestand zijn tegen hitte en verbrijzeling in Algerije.

Selectief fokken heeft met succes dierenrassen verkregen met goede vlees- en melkkwaliteiten, een hoog legvermogen en vroege rijping.


Wat is selectieve veredeling van planten?

Elk organisme, hoe groot of klein ook, heeft een genoom. Het genoom is een soort code - het bepaalt je kenmerken, vatbaarheid of weerstand tegen verschillende ziekten en zelfs je levensduur. Kortom, als iemand je genoom zou veranderen, zouden ze al je ongewenste eigenschappen kunnen elimineren en alleen de gunstige behouden.

En dat is precies waar het bij selectief kweken van planten om draait. Alleen bestond deze praktijk al duizenden jaren, lang voordat iemand iets wist over genetica. Hoe is dat mogelijk, vraagt ​​u zich misschien af?

Nou, het is vrij eenvoudig - selectief fokken verandert het genetische materiaal niet rechtstreeks. In plaats daarvan probeert het dit te doen door ouders met gewenste eigenschappen te selecteren die vervolgens fokken en nakomelingen met diezelfde eigenschappen creëren.

Stel dat u bijvoorbeeld hele hoge bomen in uw achtertuin wilt laten groeien. You’ll then choose two of the tallest trees among those you own and breed them, excluding the rest. Once it grows, their offspring should be about as tall or even taller than its parents. Afterward, you’ll repeat the process, and you’ll keep doing it until all trees in your garden are tall.

Though the process may take years, selective breeding is usually effective. In fact, many of the plants we now eat went through selective breeding at some point — whether to improve their taste or simply to make them more resilient.


The general rule

It is interesting to contemplate an entangled bank, clothed with many plants of many kinds, with birds singing on the bushes, with various insects flitting about, and with worms crawling through the damp earth, and to reflect that these elaborately constructed forms, so different from each other, and dependent on each other in so complex a manner, have all been produced by laws acting around us. These laws, taken in the largest sense, being Growth with Reproduction Inheritance which is almost implied by reproduction Variability from the indirect and direct action of the external conditions of life, and from use and disuse a Ratio of Increase so high as to lead to a Struggle for Life, and as a consequence to Natural Selection, entailing Divergence of Character and the Extinction of less-improved forms. Thus, from the war of nature, from famine and death, the most exalted object which we are capable of conceiving, namely, the production of the higher animals, directly follows.

There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed by the Creator into a few forms or into one and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.

(Charles Darwin, Over het ontstaan ​​van soorten door middel van natuurlijke selectie, of het behoud van bevoorrechte rassen in de strijd om het leven, 1861)

To realize the power of selection, consider that all four-footed animals are descended from one common ancestor species all those diverse forms, from the tiny Paedophryne amauensis frog (7.7 millimeters long, the smallest known vertebrate) to the enormous blue whale (29900 millimeters long), including humans, are descended from one ancestral species under natural selection in about 380 million years.

Artificial selection works veel sneller than natural selection because it is goal-oriented and less forgiving. The limits of artificial selection are given only by the (in)ability of humans to continue a project over long periods of time. With stubborn determination we could duplicate the results of natural selection in not more than one hundredth of the time.


How to selectively breed a plant? - Biologie

+ = + =

Gardeners have cultivated flowers sh as roses and orchids, carefully manipulating heredity to produce the “perfect” hybrid. As can be seen from the diagram, desirable characteristics of the flower can be obtained after experimenting.

About 10,00 years ago, ancient farmers in what is now Mexico took the first steps in domesticating corn when they simply chose which kernels (seeds) to plant. These farmers noticed that not all plants were the same. Some plants may have grown larger than others, or maybe some kernels tasted better or were easier to grind. The farmers saved kernels from plants with desirable characteristics and planted them for the next season's harvest. This process is a example of selective breeding. Corn cobs became larger over time, with more rows of kernels, eventually taking on the form of modern corn.


Selective breeding

Assorted References

…largely as a consequence of selective breeding and improved animal nutrition. The purpose of selective breeding is to develop livestock whose desirable traits have strong heritable components and can therefore be propagated. Heritable components are distinguished from environmental factors by determining the coefficient of heritability, which is defined as the…

hereditary reorganization of wild animals and plants into domestic and cultivated forms according to the interests of people. In its strictest sense, it refers to the initial stage of human mastery of wild animals and plants. The fundamental distinction of domesticated animals and plants from…

…application in the development, by selective breeding, of strains and races of plants of economic importance, especially grains, that are resistant to a wide variety of plant diseases.

The results of artificial selection are impressive. Selection for high oil content in corn increased the oil content from less than 5 percent to more than 19 percent in 76 generations, while selection for low oil content reduced it to below 1 percent. Thirty years of selection for…

Artificial selection (or selective breeding) differs from natural selection in that heritable variations in a species are manipulated by humans through controlled breeding. The breeder attempts to isolate and propagate those genotypes that are responsible for a plant or animal’s desired qualities in a suitable environment. These qualities…

Use in

Animal breeding

…agricultural animals were subjected to selective breeding to some extent. Modifying livestock and poultry to meet consumer demands requires the application of scientific principles to the selection of superior breeding animals and planned matings. For example, consumers have come to prefer more lean tissue and less fat in meat, and…

Selective breeding involves using knowledge from several branches of science. These include genetics, statistics, reproductive physiology, computer science, and molecular genetics. This article discusses the basic principles of how populations of animals can be changed by application of these principles, and a brief discussion of…

Their selective breeding of ornamental goldfish was later introduced to Japan, where the breeding of ornamental carp was perfected. The ancient Romans, who kept fish for food and entertainment, were the first known

Called artificial selection or selective breeding, these techniques have become aspects of a larger and somewhat controversial field called genetic engineering. Of particular interest to plant breeders has been the development of techniques for deliberately altering the functions of genes by manipulating the recombination of DNA. This has made…

A wholly different approach to reconstructing the evolution of certain behaviours involves the attempt to “re-create” history by imposing an artificial selection regime on a species that is closely related to the one showing the behaviour of interest. The selection that is imposed…

Another method, known as selective breeding, evaluates genetic involvement by attempting to breed for high and low extremes of a trait for several generations. Both methods have been applied to a wide variety of animal behaviours, especially learning and behavioral responses to drugs, and this research provides evidence for…

This is accomplished by selecting plants found to be economically or aesthetically desirable, first by controlling the mating of selected individuals, and then by selecting certain individuals among the progeny. Such processes, repeated over many generations, can change the hereditary makeup and value of a plant population far beyond…


Selective breeding

Selective breeding has been happening for thousands of years (ever since humans first invented agriculture) and has made wild plant and animal species virtually unrecognisable. We have changed organisms to make them bigger, tastier or just more attractive but selective breeding also has its downsides. Inbreeding of organisms can reduce the number of genes in a population and cause unintentional health problems.

Selective breeding has completely changed most of the food we are now familiar with. Wild bananas (pictured above) were much smaller with large, hard seeds. Selective breeding over thousands of years has resulted in the longer, fruitier bananas with tiny seeds which we enjoy today. Photo: Eric Danell.

Artificial selection

Selective breeding is a process which is carried out by humans to improve characteristics in plants and animals, usually for human benefit. As this process is carried out by the intervention of humans, it is sometimes referred to as artificial selection. Organisms can be selectively bred for the following features:

Increased meat or milk production

Increased nutritional content

The Arnold Schwarzenegger of cows, the Belgian Blue, has been selectively bred to maximise meat production. These cows have a mutation in a gene which usually inhibits muscle production. The mutation switches the gene off, meaning that there is no limit on the amount of muscle the cow can form. Over the past 50 years, farmers have inbred cows which possess this mutation to produce the modern Belgian Blue cows. Photo: Alessandro Bruno.

Method of selective breeding

Selective breeding is a long process which results in gradual changes to a species with each successive generation. It is carried out in the following way:

A male and female organism are geselecteerd which display the desired characteristic (e.g. high meat production)

The parents are bred together to produce offspring

De nakomelingen which also display the desired characteristic are geselecteerd en bred samen.

This process is repeated over many generations

Pugs may look adorable, especially in their hipster get-up, but generations of inbreeding have resulted in serious health problems.

Problems with selective breeding

As selective breeding involves a lot of inbreeding, the offspring are genetically similar so are equally vulnerable to the same diseases. Inbreeding can also result in loss of alleles from a population, making it difficult to produce different varieties of plants or animals in the future.

Selective breeding for certain traits can often result in adverse health problems. For example, certain dog breeds have been selectively bred to produce cuter puppies with more exaggerated features. Inbreeding of dog breeds such as pugs and French bulldogs to achieve squashed noses has resulted in blocked airways and breathing difficulties.


How did people do selective breeding to plants thousands of years ago?

What is the science behind selective breeding and how did humans had this knowledge before modern technologies? It seems a lot of work to grow corn and watermelon a few times bigger.

The very first stages of crops' adaptation to human cultivation will actually happen with or without any conscious human intervention. If I grow out a field of (insert favorite cereal crop here) and the seed I save for the following season evenly represents all the individual plants in the field, the plants that produced the largest amount of seed will be over-represented in the following generation. Do this enough times and you get a landrace without farmers having had to do anything noteworthy.

However, farmers did do more than that. They selected plants that grew particularly well, produced large fruit, etc., and planted their seeds the following season. This is, in many ways, similar to what happens now. We grow out a ton of plants and select the best performers. The difference is that we have more tools at our disposal and an actual scientific field dedicated to understanding how to optimally breed. The combination of high-throughput phenotyping (i.e. characterizing traits you care about in a lot of individual plants to actually pick out the top performers) and genotyping (i.e. looking at the genetic characteristics of a plant that will partially, or in some cases almost completely, determine a trait) have allowed us to improve upon what our ancient forebears were already doing.

For an intro to early plant breeding (and perspectives on how we got to where we are today), Iɽ recommend Chapter 2 of Acquaah's "Principles of Plant Genetics and Breeding."


Evolutionary insights into plant breeding

Population genetics can inform breeding strategies to increase genetic gain.

Genomic regions with selective sweeps are promising targets to introgress diversity.

Demography determines genetic architecture and deleterious load.

Deleterious alleles can either be purged via selection or masked via hybridization.

Gene editing enables rapid, precise introgression and de novo domestication.

Crop domestication is a fascinating area of study, as shown by a multitude of recent reviews. Coupled with the increasing availability of genomic and phenomic resources in numerous crop species, insights from evolutionary biology will enable a deeper understanding of the genetic architecture and short-term evolution of complex traits, which can be used to inform selection strategies. Future advances in crop improvement will rely on the integration of population genetics with plant breeding methodology, and the development of community resources to support research in a variety of crop life histories and reproductive strategies. We highlight recent advances related to the role of selective sweeps and demographic history in shaping genetic architecture, how these breakthroughs can inform selection strategies, and the application of precision gene editing to leverage these connections.


Voor-en nadelen

Selective breeding is a direct way to determine if a specific trait can evolve in response to selection. A single-generation method of breeding is not as accurate or direct. The process is also more practical and easier to understand than sibling analysis. Selective breeding is better for traits such as physiology and behavior that are hard to measure because it requires fewer individuals to test than single-generation testing.

However, there are disadvantages to this process. Because a single experiment done in selective breeding cannot be used to assess an entire group of genetic variances, individual experiments must be done for every individual trait. Also, because of the necessity of selective breeding experiments to require maintaining the organisms tested in a lab or greenhouse, it is impractical to use this breeding method on many organisms. Controlled mating instances are difficult to carry out in this case and this is a necessary component of selective breeding.