1

ΓΕΝΕΤΙΚΗ

ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ

Τεχνητή επικονίαση

Επιμέλεια διαφανειών Τραντάς Μάνος

2

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗ

◼ Η μεταφορά της γύρης από τον ανθήρα

στο στίγμα και η βλάστησή της. Τα φυτικά

είδη έχουν αναπτύξει διαφορετικούς

μηχανισμούς επίτευξης αυτού του στόχου

3

ΒΗΜΑΤΑ ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ-

ΓΟΝΙΜΟΠΟΙΗΣΗΣ◼ Οι ανθήρες παράγουν τη γύρη

◼ Η γύρη επικάθεται στο στίγμα

◼ Οι κόκκοι της γύρης βλαστάνουν και ο γυρεοσωλήνας εισέρχεται στην ωοθήκη

◼ Τα ωάρια γονιμοποιούνται από τα σπερματικά κύτταρα

◼ Τα γονιμοποιημένα ωάρια αναπτύσσονται σε σπόρους

◼ Τα πέταλα λειτουργούν σαν «διαφημιστές» του προϊόντος που υπάρχει μέσα στο άνθος

4

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗ

5

Γιατί είναι χρήσιμη η επικονίαση;

◼ Τα φυτά δεν μπορούν να μετακινηθούν από μόνα τους

◼ Χρειάζονται μεσάζοντα για την ολοκλήρωση του «ζευγαρώματος»

◼ Ο μεσάζοντας μπορεί να είναι ο άνεμος, τα έντομα ή ο άνθρωπος

◼ Όταν μεσάζοντας είναι ο άνθρωπος, μιλάμε για τεχνητή επικονίαση

6

Ποιος ο σκοπός της τεχνητής

επικονίασης;

◼ Ο σκοπός της τεχνητής επικονίασης είναι

να ελέγχονται οι γονείς που συμμετέχουν

σε μια διασταύρωση και συγχρόνως να

μηδενίζεται η πιθανότητα συμμετοχής

ξένης (μη επιθυμητής) γύρης

7

Μέλισσα της οποίας τα πόδια είναι καλυμμένα μεγύρη

Τρόποι επικονίασης

◼ Επικονίαση με τον άνεμο ή το νερό:καλαμπόκι, αγρωστώδη

Πρόβλημα: Μπορεί η γύρη να μην πέσει σε όλα τα φυτά του ίδιου είδους

◼ Επικονίαση με ζώα

Τα φυτά που έχουν προσαρμοστεί να χρησιμοποιούν π.χ. νυκτερίδες σαν επικονιαστές έχουν συνήθως άσπρα πέταλα και έντονες οσμές, ενώ τα φυτά που χρησιμοποιούν πουλιά αναπτύσσουν συνήθως κόκκινα χρώματα στα πέταλα χωρίς οσμές

◼ Επικονίαση με έντομα

Τα έντομα λειτουργούν σαν μεταφορείς της γύρης από το ένα άτομο στο άλλο. Το κάνουν γιατί με τον τρόπο αυτό τρέφονται

8

9

Περιπτώσεις τεχνητής επικονίασης

◼ Αυτεπικονίαση Χρησιμοποιείται για την:

◼ διατήρηση της καθαρότητας ενός ομοζύγωτου πληθυσμού φυτών

◼ αύξηση της ομοζυγωτίας με σκοπό τη σταθεροποίηση των επιθυμητών χαρακτηριστικών

◼ Σταυρεπικονίαση Χρησιμοποιείται για την:

◼ δημιουργία υβριδίων

◼ δημιουργία γενετικής παραλλακτικότητας στην αρχή ενός προγράμματος βελτίωσης

◼ αποφυγή του ομοζυγωτικού εκφυλισμού

Αυτεπικονίαση έχουμε όταν γύρη από ένα άνθος

επικονιάζει το ίδιο άνθος ή άλλο άνθος του ίδιου

φυτού

Σταυρεπικονίαση έχουμε όταν γύρη από ένα

άνθος επικονιάζει το άνθος ενός άλλου ατόμου

Περιπτώσεις τεχνητής επικονίασης

10

αυτεπικονίαση

αυτεπικονίαση

σταυρεπικονίαση

Άτομο 1 Άτομο 2

11

Ομοζυγωτικός

εκφυλισμός

Ετέρωση

Ετέρωση

12

A BB x A A x B

13

Αύξηση καθαρότητας

ομοζύγωτου πληθυσμού φυτών◼ Αύξηση καθαρότητας ομοζύγωτου πληθυσμού φυτών:

Υποθέστε ότι ένα φυτό έχει τον γενότυπο Bb για κάποιο γονίδιο. Από τη στιγμή που οι γαμέτες έχουν το μισό γενετικό υλικό του φυτού οι μισοί γαμέτες που θα δημιουργηθούν θα έχουν το B αλληλόμορφο και οι άλλοι μισοί το b (ανεξάρτητα εάν προέρχονται από τα αρσενικά ή από τα θηλυκά αναπαραγωγικά όργανα)

Έπειτα από αυτογονιμοποίηση οι απόγονοι θα έχουν BB, Bb ή bb σε αναλογία 1:2:1. Οι μισοί απόγονοι θα είναι ομόζυγοι (Ως προς το B ή το b αλληλόμορφο) και οι άλλοι μισοί θα είναι ετερόζυγοι

Εάν οι απόγονοι αυτογονιμοποιηθούν ξανά οι ΒΒ γονότυποι θα δώσουν ΒΒ γενοτύπους και οι bb γονότυποι θα δώσουν bb γονότυπους. Από τους Bb όμως που θα αυτογονιμοποιηθούν (που είναι τα μισά φυτά) θα προκύψουν πάλι απόγονοι με αναλογία 1BB:2Bb:1bb ή 1 ομόζυγα:1 ετερόζυγα. Θα έχω αύξηση της ομοζυγωτίας κατά 50%

Με τον τρόπο αυτό σε κάθε γενιά αυτογονιμοποίησης θα υπάρχει αύξηση κατά 50% του ποσοστού των φυτών που είναι ομόζυγα (Ως προς το B ή το b αλληλόμορφο)

Παραγωγή πιστοποιημένου

σπόρου ποικιλιών

14

Αα

ΑΑ Αα Αα αα

ΑΑ ΑΑ ΑΑ ΑΑ ΑΑ Αα Αα αα ΑΑ Αα Αα αα αα αα αα αα

AA AA AA AA AA ΑΑ ΑΑ ΑΑ AA ΑΑ ΑΑ αα αα αα αα αα

AA AA AA AA AA Αα Αα Αα AA Αα Αα αα αα αα αα αα

AA AA AA AA AA Αα Αα Αα AA Αα Αα αα αα αα αα αα

AA AA AA AA AA αα αα αα AA αα αα αα αα αα αα αα

15

Τεχνητή επικονίαση

◼ Η τεχνική επικονίασης που θα επιλεχθεί

εξαρτάται από:

Ανατομία άνθους

◼ (αρσενικό, θηλυκό, ερμαφρόδιτο)

Στάδιο (φυσιολογία) ανάπτυξης

◼ (πρώτανδρο, πρωτόγυνο)

16

ΒΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΗΤΗΣ

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ

◼ Αποστημόνωση

◼ Συλλογή γύρης

◼ Επιλογή θηλυκού άνθους

◼ Εξακρίβωση επικονιασμένων ανθέων

17

ΒΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΗΤΗΣ

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ

◼ Αποστημόνωση

◼ Συλλογή γύρης

◼ Επιλογή θηλυκού άνθους

◼ Εξακρίβωση επικονιασμένων ανθέων

18

ΑΠΟΣΤΗΜΟΝΩΣΗ

◼ Είναι η απομάκρυνση των στημόνων (ή

μόνο των ανθήρων) ενός άνθους που

πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σαν θηλυκός

γονέας σε μια διασταύρωση◼ Σκοπός της είναι η πρόληψη της αυτεπικονίασης

στα άνθη εκείνα που πρόκειται να γίνει

σταυρεπικονίαση π.χ. διασταύρωση καθαρών

σειρών για την δημιουργία υβριδίων

19

ΑΠΟΣΤΗΜΟΝΩΣΗ

◼ Αν και η τεχνική και τα εργαλεία ποικίλουν

από είδος σε είδος, η διαδικασία

περιλαμβάνει τις εξής βασικές εργασίες:◼ Αφαίρεση από την ταξιανθία των ανθέων που δεν

θα χρησιμοποιηθούν

◼ Απομάκρυνση των φυτικών τμημάτων που

ενδεχομένως να καλύπτουν τους στήμονες

◼ Απομάκρυνση ανθήρων από το άνθος

20

ΑΠΟΣΤΗΜΟΝΩΣΗ

◼ Η αποστημόνωση γίνεται… …με εργαλεία: λαβίδα, βελόνα, νυστέρι, ψαλίδι,

μολύβι

…με θερμική αδρανοποίηση: βούτηγμα ταξιανθίας σε νερό 47-48 ºC για 1-3 λεπτά (π.χ. στο ρύζι)

…με χημικά μέσα: εμβάπτιση ανθέων σε διάλυμα αλκοόλης 60% για 10-20 δευτερόλεπτα και ξέπλυμα με νερό (π.χ. στη μηδική)

21

ΑΠΟΣΤΗΜΟΝΩΣΗ

◼ ΠΡΟΣΟΧΗ: Σε κάθε περίπτωση πρέπει να

λαμβάνεται υπόψη ότι ο ύπερος είναι πολύ

ευαίσθητος και όλες οι ενέργειες πρέπει να

αποβλέπουν στο να μην τραυματιστεί

Εάν συμβεί θα έχει σαν αποτέλεσμα την

αποτυχία της διαδικασίας της τεχνητής

επικονίασης

22

ΑΠΟΣΤΗΜΟΝΩΣΗ

◼ Η αποστημόνωση δεν είναι απαραίτητη στις παρακάτω περιπτώσεις:

Σε αρρενόστειρα φυτά

Όταν εμφανίζεται αυτό-ασυμβίβαστο

Όταν το στίγμα είναι δεκτικό πριν ωριμάσει η γύρη (πρωτόγυνα άνθη)

Σε μόνοικα φυτά

Σε δίοικους πληθυσμούς

23

ΒΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΗΤΗΣ

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ

◼ Αποστημόνωση

◼ Συλλογή γύρης

◼ Επιλογή θηλυκού άνθους

◼ Εξακρίβωση επικονιασμένων ανθέων

24

ΣΥΛΛΟΓΗ ΓΥΡΗΣ

◼ Ρύθμιση προγράμματος ανάπτυξης φυτών

ώστε να υπάρχει διαθέσιμη γύρη όταν το

στίγμα είναι δεκτικό

Απαιτείται το στίγμα να είναι δεκτικό και η

γύρη να έχει την μέγιστη ζωτικότητα

25

ΣΥΛΛΟΓΗ ΓΥΡΗΣ

◼ Για να γίνει η τεχνητή επικονίαση

χρησιμοποιείται είτε ολόκληρο το φυτό είτε

συλλέγεται η γύρη για να χρησιμοποιηθεί σε

μεταγενέστερο χρονικό σημείο

Η γύρη που έχει συλλεχθεί πρέπει να διατηρείται στις

βέλτιστες συνθήκες ώστε κατά τη στιγμή της τεχνητής

επικονίασης να έχει την βέλτιστη ζωτικότητα

◼ Η γύρη της τομάτας διατηρείται σε θερμοκρασία δωματίου

για μερικές εβδομάδες

26

ΒΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΗΤΗΣ

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ

◼ Αποστημόνωση

◼ Συλλογή γύρης

◼ Επιλογή θηλυκού άνθους

◼ Εξακρίβωση επικονιασμένων ανθέων

27

ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΗΛΥΚΟΥ ΑΝΘΟΥΣ

◼ Πρέπει να γνωρίζουμε το άριστο στάδιο αποστημόνωσης και επικονίασης Το καλύτερο στάδιο του θηλυκού άνθους καθορίζεται κυρίως

από την εξωτερική του εμφάνιση. Στο αγγούρι πρέπει να έχει λαμπερό κίτρινο χρώμα

Στην επιτυχία συντελεί και η θέση του θηλυκού άνθους στην ταξιανθία. Οι πρώτες ταξιανθίες ενός φυτού γενικά θεωρούνται ότι εξασφαλίζουν μεγαλύτερη επιτυχία και τα πρώτα άνθη πάνω στην ταξιανθία προτιμούνται περισσότερο από τα τελευταία

Νεαρά φυτά θεωρούνται καλύτερα για τεχνητές επικονιάσεις σε σχέση με τα ηλικιωμένα

28

ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΗΛΥΚΟΥ ΑΝΘΟΥΣ

◼ ΠΡΟΣΟΧΗ: Προσοχή πρέπει να δοθεί να μην πέσει ανεπιθύμητη

γύρη που υπάρχει στα χέρια ή στα εργαλεία◼ Βούτηγμα εργαλείων σε αλκοόλη

Επιλογή χρόνου αποστημόνωσης ώστε να μην έχει ελευθερωθεί η γύρη (Διαφέρει από είδος σε είδος)

Επιλογή χρόνου επικονίασης ώστε να είναι δεκτικό το στίγμα (Στο αγγούρι το στίγμα είναι δεκτικό το πολύ για 1 ημέρα, στα σακχαρότευτλα είναι δεκτικό για 12 ημέρες)

Προστασία από τυχαίες επικονιάσεις

29

ΒΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΗΤΗΣ

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗΣ

◼ Αποστημόνωση

◼ Συλλογή γύρης

◼ Επιλογή θηλυκού άνθους

◼ Εξακρίβωση επικονιασμένων ανθέων

30

31

32

Υπάρχουν προβλήματα …

33

Προβολή ανθήρων

Προβολή ανθήρων

Φυτά σιταριού

Σιτάρι

34

Σόγια

35

Καλαμπόκι

36

Τομάταhttp://www.youtube.com/watch?v=acVHJBKlUIE

37

Αγγούρι

http://www.youtube.com/watch?v=V5a-coN2Xgg&feature=related