Augalų selekcija (veisimas): apibrėžimas, metodai ir reikšmė

Sužinokite augalų selekcijos esmę: metodus, veisimo principus ir reikšmę — nuo tradicinės atrankos iki molekulinių metodų, kuriant derlingesnes ir atsparias veisles.

Augalų selekcija - tai menas ir mokslas, kuriuo siekiama pakeisti augalų savybes, kad jie įgytų pageidaujamas charakteristikas, pavyzdžiui didesnį derlingumą, atsparumą ligoms, geresnę maistinę vertę arba pritaikymą specifinėms auginimo sąlygoms. Seleksija apima tiek tradicinius parinkimo ir kryžminimo metodus, tiek sudėtingesnes molekulines ir biotechnologines priemones (žr. kultigenas ir veislė). Tikslas – sukurti stabilias ir naudingas linijas arba veisles, kurios patenkins ūkininkų, vartotojų ir aplinkosaugos reikalavimus.

Augalų veisimas praktikuojamas jau tūkstančius metų, beveik nuo žmonijos civilizacijos pradžios: senovės ūkininkai atrinkdavo ir daugino augalus su geriausiomis savybėmis, taip palaipsniui formuodami šiandienines kultūras. Dabar šią veiklą vykdo sodininkai ir ūkininkai, taip pat profesionalūs augalų selekcininkai, dirbantys valstybinėse institucijose, universitetuose, pramonės asociacijose ar mokslinių tyrimų centruose. Profesionalus veisimas apima sistemingą genetinių resursų analizę, kryžminimą, ilgalaikius bandymus lauke ir griežtą kokybės kontrolę.

Tarptautinės plėtros agentūros ir maisto saugumo specialistai mano, kad naujų kultūrų selekcija yra esminė siekiant išvengti bado ir prisitaikyti prie klimato kaitos. Kuriamos veislės, kurios yra derlingesnės, atsparios kenkėjams ir ligoms, atsparios sausrai, šaltoms ar drėgnoms sąlygoms, taip pat pritaikytos vietinėms dirvos ir auginimo praktikoms. Be to, veisimo tikslas gali būti pagerinti maisto kokybę (pvz., padidinti baltymų ar mikroelementų kiekį), ilgesnį derliaus galiojimo laiką ar geresnę perdirbimo tinkamumą.

Metodai

• Tradicinė parinkimo selekcija – rinktinė atranka laukinėse populiacijose ar ūkiuose, renkami individai su pageidaujamomis savybėmis.
• Linijinė (pure-line) ir masinė selekcija – naudojama vienaląsčiams arba kryžintiems augalams priklausomai nuo reprodukcinio būdo.
• Kryžminimas ir atžaginimas (hybridizacija) – kryžminant skirtingas linijas siekiama heterozės (hibridų pranašumo) arba derinti pageidaujamas savybes.
• Backcross (atkryžminimas) – naudojamas norint perkelti vieną ar kelias savybes iš donoro į elitinę liniją, „išvalant“ likusią donorinę genetinę medžiagą.
• Mutacinė veisimo (mutagenizacija) – dirbtinis mutacijų sukėlimas fiziniais ar cheminiais metodais, siekiant atsitiktinių naudingų variantų.
• Poliploidizacija ir somakloninė variacija – manipuliacijos chromosomų skaičiumi ar augalų audinių kultūromis, suteikiančios naujų savybių.
• Molekuliniai metodai – markeriais paremtas atrankos metodas (MAS), genomo žymėjimas bei genominė selekcija, leidžiantys greičiau identifikuoti norimus genus ar QTL.
• Genų inžinerija ir genomo redagavimas (pvz., CRISPR) – tikslingi genų pakeitimai, kurie leidžia greičiau įvesti ar išjungti specifines savybes.
• In vitro metodai ir mikropropagacija – audinių kultūros, klonavimas ir greitas dauginimas vienų linijų išsaugojimui bei platinimui.

Veisimo procesas (žingsniai)

• Germplazmos rinkimas ir vertinimas – surenkami genetiniai ištekliai: vietinės veislės, laukinės populiacijos, genų bankų medžiaga.
• Tėvų atranka ir kryžminimas – atrenkami geriausi donorai ir kryžminami pagal pasirinktą strategiją.
• Selektavimas ir linijų vystymas – kelios selekcijos kartos, kad rastųsi stabilios linijos su norimomis savybėmis.
• Valiacija ir bandymai – daugiametės ir daugiavietės lauko bandos, vertinamos derlingumas, atsparumas, kokybė ir stabilumas.
• Seed increase ir veislės registracija – sėklų kiekio didinimas komerciniam auginimui ir oficialus veislių registravimas, jeigu prireikia.
• Komercializacija ir diegimas – naujos veislės diegimas ūkiuose, mokymai ir sėklų platinimas ūkininkams.

Reikšmė ir iššūkiai

Augalų selekcija yra kertinis maisto gamybos ir žemės ūkio atsparumo elementas. Ji padeda didinti derlių, mažinti priklausomybę nuo cheminių pesticidų, gerinti maistingumą ir užtikrinti maisto tiekimo stabilumą klimato kaitos sąlygomis. Tačiau ši sritis susiduria ir su iššūkiais:

• Genetinės įvairovės mažėjimas – intensyvus selekcionavimas gali susiaurinti genofondą, todėl svarbu išsaugoti laukines ir tradicines genų atsargas.
• Klimate kintančios sąlygos – būtina kurti veisles, pritaikytas ekstremalioms sąlygoms (sausra, potvyniai, druskingumas).
• Reguliaciniai ir visuomenės priėmimo klausimai – genų inžinerija ir naujos biotechnologijos gali susidurti su reguliavimo ir vartotojų pasipriešinimu.
• Prieinamumas smulkiems ūkininkams – modernios veislės ir sėklos technologijos turi būti prieinamos mažiems ūkiams, kad būtų užtikrintas teisingas poveikis maisto saugumui.
• Intelektinės nuosavybės ir sėklų politinės problemos – sutarčių, patentų ir licencijų klausimai gali apriboti tradicinį sėklų dalijimąsi.

Ateityje augalų selekcija vis dažniau derins tradicines žinias su genomo duomenimis, greituoju veisimu („speed breeding“), aukštos raiškos fenotipavimo technologijomis ir dirbtiniu intelektu, kad pagreitintų naujų, tvariai veikiančių veislių kūrimą. Vienu metu reikės subalansuoti technologinį proveržį su etiškais, socialiniais ir ekologiniais aspektai, užtikrinant, kad naujos veislės būtų saugios, naudingos ir prieinamos visiems vartotojams.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra augalų veisimas?

K: Kaip gali būti veisiami augalai?

K: Kiek laiko praktikuojama augalų selekcija?

K: Kas užsiima augalų selekcija?

K: Kodėl svarbu veisti naujus augalus?

K: Kokie yra augalų selekcijos tikslai?

K: Kaip augalų selekcija gali padėti išvengti bado?

Paieška pagal raidę