Forum Ogrodnicze Oaza

Ponieważ nie ma jeszcze wątku dotyczącego tajników krzyżowania pomidorów i podstaw ich genetyki proponuję dyskusję na ten temat.

W tym miejscu pragnę też serdecznie podziękować Ani Kozuli bo dzięki niej jestem w pomidorowym świecie i zajmuję się krzyżówkami.

Postaram się w od podstaw wytłumaczyć jak wygląda sprawa krzyżowania, odpowiadać (w miarę mojej wiedzy i możliwości czasowych) na konkretne pytania i problemy, których jest na forum wiele.
Proszę o wyrozumiałość, bo również sama ciągle się uczę


Zaczniemy od podstaw czyli budowy samego kwiatu i owocu pomidora.



Kwiat pomidora zbudowany jest jak wiele innych kwiatów z owocni, słupka i pręcików, na których znajduje się pyłek.
Poprzez opadnięcie dojrzałego pyłku z pręcików na znamię słupka w obrębie dokładnie jednego kwiatu dochodzi do zapylenia, następnie zapłodnienia i z owocni zaczyna się rozwijać owoc pomidora.
Z czasem dojrzewają też same zalążki i przekształcają się w nasiona.
Jest to tzw. wolne zapylenie, do którego przyczyniają się zarówno pożyteczne owady jak i np. potrząsanie krzakiem pomidora (smaganego wiatrem lub ręcznie…).
Ta cecha sprawia, że odmiana pozostaje czysta i jednolita.

A co się stanie jeśli pyłek jednej odmiany pomidora zostanie przeniesiony (ręcznie lub za pomocą owadów) na znamię słupka kwiatu pomidora innej odmiany?

Tu zaczyna się nasza przygoda z selekcjonowaniem nowej własnej autorskiej odmiany (lub nawet kilku odmian) pomidora!!!
Mało tego, możemy stworzyć unikalnego pomidora o cechach, które nam odpowiadają!!!

Do tej zabawy w pszczołę wszystkich zachęcam!… zarówno początkujących pomidoromaniaków jak i tych zaawansowanych.

Z czasem bowiem uprawa ustalonych odmian pomidorów się nudzi, bo przecież kto w życiu nie lubi niespodzianek?

I jak się okazuje nie trzeba wcale skomplikowanych zabiegów w postaci kastracji kwiatów w odpowiednim stadium rozwoju (usunięcia pręcików, a pozostawienia słupka – tę metodę też z czasem omówię).
Wystarczy bowiem przy pełnym otwarciu kwiatu dopylić znamię słupka obcym pyłkiem (tak tak pomidory zachowują przez określony czas zdolność do zapłodnienia wielokrotnego!). Proste, prawda?
W dodatku są na to naukowe dowody…

Ale co dalej? zapytacie… wykastrowałem, zapyliłem (lub tylko dopyliłem) i co będzie jeśli pomidor urośnie, a ja zbiorę z niego nasiona i je posieję…

Otrzymam rośliny pokolenia F1 - tzw. hybrydy, mieszańce, krzyżówki. Będzie niespodzianka



Ale wróćmy do kolejnej porcji teorii:

Trzeba zapoznać się z podstawowymi kwestiami:

1. Pomidor jest rośliną samopylną, zapyli się więc czy mu w tym pomożemy czy nie!
2. Jak każda „organizm” również pomidor posiada geny dominujące i recesywne.
3. Geny dominujące ujawniają się tylko i wyłącznie w pierwszym pokoleniu F1.
4. Geny recesywne (ustępujące) ujawniają się w kolejnych pokoleniach (z czasem stworzymy sobie podstawową bazę cech dominujących i recesywnych).
5. Krzyżując dwie stałe odmiany ustalone ze sobą zawsze otrzymamy takie same osobniki w pokoleniu F1 i tak samo będą się rozszczepiać w kolejnych pokoleniach.
Tę cechę wykorzystują producenci hybryd, wykorzystać możemy i my kiedy nasze pokolenie F1 przypadnie nam bardzo do gustu.
Często przecież kupujemy nasiona F1. Nasiona te producenci odtwarzają własnie krzyżując ze sobą stale te same odmiany.

Skąd w ogóle oznaczenie pokolenia F, e'Fka?

F- od łac.filius – dziecko.

Bardzo ciekawy i pożyteczny wątek. Mnie też kuszą własne krzyżówki, ale chwilowo brak mi czasu.

Co dzieje się w kolenych pokoleniach z genami i cechami pomidorów wytłumaczę na przykładzie modeli jajek.

Wyobraźmy sobie, że każde jajko to nasionko, które przekazuje określony pojedynczy gen roślinie pomidora.



Podobnie jak dwie połówki jajka geny też istnieją parami. Po ich dodaniu do siebie następuje ekspresja danej cechy.
Kiedy pomidor jest odmianą ustaloną to jest homozygotą - jego pary genów są więc takie same – pasują do siebie.

Jest jednak pewien okres, po wykonaniu zapylenia krzyżowego, w którym geny pomimo, że występują w parach to nie są takie same, nie pasują do siebie a mimo to łączą się, jednak w dłuższej perspektywie czasu okazuje się, że to połączenie nie jest trwałe. Za wszelką cenę będą próbowały się od siebie odłączyć.

Na etapie pokolenia F1 powstaje „niejako tymczasowo” heterozygota, pomidor hybryda charakteryzujący się miksem różnych cech.




POKOLENIE F1:

Składa się tylko i wyłącznie z heterozygot, wszystkie egzemplarze są jednakowe pod względem wyglądu, smaku, kształtu owoców etc.
Wszystkie odziedziczą po równo mieszankę genów pochodzących od obydwojga rodziców.

Oznacza to, że nie ma znaczenia ile egzemplarzy danej krzyżówki wysadzimy w tym pokoleniu, bowiem do obserwowania wszystkich cech jak na ten moment wystarczy jedna roślina (pod warunkiem, że krzyżujemy ze sobą dokładnie dwie ustalone odmiany).

W pokoleniu F1 każda para genów jest heterozygotyczna. Kiedy wysiejemy nasiona uzyskane z pomidorów pokolenia F1 otrzymamy pokolenie F2.

W POKOLENIU F2 nasze geny rozpoczynają pierwsze próby by sie od siebie oddzielić. Rekombinują.
Pojawiają się równe szanse na wniesienie zarówno genu dominującego jak i recesywnego.

Aby to wyjaśnić trochę namieszamy w naszych połówkach jajek:

.

W pokoleniu F2 otrzymamy więc wśród naszych pomidorowych krzaczków rozkład procentowy cech:

25% cech tylko dominujących (homozygotyczne)
50% cech mieszańcowych (heterozygotyczne)
25% cech tylko recesywnych (homozygotyczne).

Ponieważ rośliny o cechach dominujących i cechach mieszańcowych wykazują podobieństwo, nie można dokładnie określić, które są dalej mieszańcami a które homozygotami.
Za to mamy pewność co do cech recesywnych, bo te cechy posiadają już tylko homozygoty (do ustalenia pierwszej nowej odmiany już coraz bliżej!)

Jakie z tego wnioski:
Aby obserwować pełen zestaw cech w POKOLENIU F2 trzeba posadzić minimum 4 egzemplarze. Jeśli mamy szczęście wystarczy 3. A jeśli pecha troche więcej niż 4.

W dalszych pokoleniach będzie dochodziło do zaniku ilości heterozygot w tempie zmniejszania się ich o połowę w każdym pokoleniu.

Tak więc w miejsce heterozygot (mieszańców) będzie się pojawiało coraz więcej homozygot.

To jak to wygląda procentowo jest zawarte w tabeli poniżej:



Jednak jeśli ciągle się dzieli coś na pół to nigdy nie dojdzie sie do absolutnego zera.
Zawsze będzie szansa na uzyskanie osobnika heterozygotycznego, jednak bardzo bardzo mała.

Więc jak widać, aby uzyskać i ustabilizować interesującą nas cechę trzeba będzie wyprowadzić krzyżówkę do pokolenia f7/f8.

Dzięki Misiula,wspaniale to opisałaś!Miałam iść do ogrodu,a tu proszę; siedzę przy komputerze i czytam... Bardzo ciekawy i zachęcający wątek.

Teraz będzie trochę o cechach. Jak już wcześniej pisałam, pomidory posiadają cechy dominujące, które ujawniają się tylko w pokoleniu F1 i cechy recesywne ujawniające się w pokoleniach późniejszych.

Cechy dominujące:
- liść regularny
- wzrost wysoki
- czerwony kolor miąższu
- żółta skórka owocu
- małe owoce
- owoce okrągłe

Cechy recesywne - to te ujawniające jako "niespodzianka", na których bardziej nam zależy:
- liść ziemniaczany
- wzrost samokończący
- żołty kolor miąższu
- biała, jasna, matowa skórka owocu
- duże owoce
- inny niż okrągły kształt owoców

Cechy podane powyżej są tylko przykladowo, bowiem wiele cech np. kształt, smak, wielkość zależy nie od jednego lecz wielu genów.
Ale ponieważ na nasze potrzeby takie obrazowe rozumowanie w zupełności wystarczy, niektóre skomplikowane tematy celowo pominę

A teraz mały przykład:

Mamy dwie odmiany. Jedna ma czerwone owoce i ziemniaczane liście, druga ma regularne liście i żółte owoce.

Cechami dominującymi są czerwone owoce i regularne liście.
Cechami recesywnymi są żółte owoce i ziemniaczane liście.

Naszym marzeniem jest wyhodowanie pomidora o ziemniaczanych liściach obwieszonego żółtymi owocami.

W pokoleniu F1 otrzymamy mieszańca o czerwonych owocach i regularnych liściach, bo te cechy dominują.

Zabawa zacznie się w pokoleniu F2.
Ile musimy posadzić roślin w pokoleniu F2 żeby takiego wymarzonego osobnika się doczekać?

W pokoleniu F2 można oczekiwać, że 1 na 4 rośliny będzie miała cechę recesywną. Jeśli próbujemy uzyskać 2 cechy recesywne a szanka na uzyskanie każdej z tych cech to 1 na 4 to będzie nam potrzeba 16 roślin.

Spośród tych 16 roślin powinno nam się udać znaleźć roślinę zarówno o ziemniaczanych liściach jak i żółtych owocach.
Nasiona pobrane z tego wymarzonego osobnika będą stanowiły bazę do dalszej hodowli - linię hodowlaną.

W następnych pokoleniach selekcjonować już sobie możemy z tej linii konkretne cechy dodatkowe (pokrój, wysokość plonu, smak) bo te jeszcze się będa zmieniać, żółty owoc i ziemniaczany liść już nie.

Gdybyśmy chcieli uzyskać w jednym wymarzonym pomidorze 3 cechy recesywne to trzeba posadzić 64 rośliny.

To teraz będzie jeszcze o wolnym zapyleniu, bo tu też jest więcej pytań jak odpowiedzi i co osoba to inny pogląd i wyobrażenie.

W przypadku pomidora wolne zapylenie jak już pisałam, polega na swobodnym opadnięciu pyłku z pylników na znamię słupka.
Mechanizm ten pozwala pomidorom zachować cechy odmianowe.

Pojawiło się pytanie, co w sytuacji kiedy pomidor zapylany jest przez owady i pojawia się sytuacja, w której owad zapyli nam naszego pomidorka obcym pyłkiem...

Otóż wyjaśniam, że sytuacja taka nie ma zwykle miejsca, ponieważ:
- kwiaty pomidora są samopylne, pylniki wymagają potrząsania, aby uwolniony został z nich pyłek
- kwiaty pomidora nie mają nektarników, nie przyciągają więc pszczół, a jeśli już jakaś się pojawi to nie przyszła po nektar!
- kwiat pomidora dostarcza owadom tylko pyłku!
- zasadniczą część "roboty" z zapylaniem u pomidorów robi wiatr!
- trzmiele, które istotnie zapylają pomidory i są używane bardzo często w tunelach foliowych dokonują "zapylenia wibracyjnego" a nie mechanicznego, polegającego na fizycznym przeniesieniu pyłku przez owada na znamię słupka! - muszą wprawić pręcik w wibracje, aby pyłek mógł się z niego swobodnie osypać
- u trzmieli i pszczół (oprócz pszczoły miodnej) posługujących się wibracyjnym mechanizmem zapylania, wprawienie odwłoka w wibracje wytwarzające ultradźwięki charakterystyczne jest tylko dla samic, które gromadzą pyłek celem karmienia larw
- podczas typowych odwiedzin kwiatu trzmiel ląduje na nim i skręca ciało tak, że brzuszną stroną okręca się wokół pylników, podczas gdy ich podstawę chwyta żuwaczkami.
Następnie owad zaprzestaje ruchów skrzydłami związanych z mechanizmem lotu, układając je wzdłuż mięśni tułowia.
W ten sposób powstałe wskutek lotu wibracje skrzydeł przenoszone są na mięśnie tułowia, kolejno zaś przez brzuszną stronę odwłoka, głowę i żuwaczki na pręciki.
Wprawienie w wibrację pręcików powoduje uwalnianie pyłku przez mikrootwory na pylnikach.
- pyłek osiada też na ciele owada wizytującego kwiat. Następnie w koszyczkach znajdujących się na trzeciej parze odnóży trzmiela pyłek transportowany jest do gniazda
- już pierwsze dwie pulsacje w czasie trwania wibracji prowadzą do osypania się większości dostępnego w kwiecie pyłku (60%)
- o ocenianej wizualnie skuteczności zapylenia świadczą charakterystyczne brązowe „znaczniki” na pręcikach, powstałe wskutek ich ucisku żuwaczkami owada.

Gdyby było inaczej to żadna z odmian pomidora nie byłaby stabilna i "bezpieczna", prawda?

Na dzisiaj to tyle... napracowałam się od rana jak pszczoła miodna!

Betula wrote:
Z własnymi krzyżówkami przygodę rozpocznę niebawem... to temat odrębny...

Jednak w związku z ogromnym zainteresowaniem uprawą krzyżówek Kozuli na całym świecie!!!
oraz krzyżówek innych forumowiczów (m.in. Jarson, Ela151, Kasencja, Jokaer...) postanowiłam w jednym miejscu zgromadzić tematy podstawowe w tej materii.

Ciągle pojawiają sie problemy ze sprawami podstawowymi (nie przywiązywanie wagi do pokolenia, obserwacji i opisywania cech), których konsekwencją jest zatracanie cennych krzyżówek - mam tu na myśli głównie Kozulęta. A szkoda... może to się zmieni...

Misiula, wielkie ukłony.
Ja mam tylko takie życzenie, aby taka informacja nie zniknęła. Dlatego poproszę moderatorów o przeniesienie tego wątku w pierwsze strony, zaznaczone na żółto. Bo te informacje są na wagę złota.
Oczywiście mój post wykasować.

Czytasz w moich myślach Alicjo
Przypnę go na samej górze wykazu warzywnych wątków.

edit: i już jest .

Czuję się zaszczycona i wyróżniona!

Madziu, chciałabym w imieniu nas wszystkich bardzo serdecznie Ci podziękować za zainicjowanie tego tematu i bardzo klarowne, jasne i przystępne wytłumaczenie podstaw pomidorowej genetyki oraz za chęć podzielenia się własną wiedzą i doświadczeniem.
Jako biolog i były belfer jestem naprawdę pełna uznania za pierwsze lekcje i z ogromną ciekawością oczekuję na ciąg dalszy.

Dziś będzie o genotypie i fenotypie oraz trochę o utrwalaniu cech recesywnych.


Wracamy więc do naszego przykładu wymarzonego pomidora:

Mamy dwie odmiany. Jedna ma czerwone owoce i ziemniaczane liście, druga ma regularne liście i żółte owoce.
Cechami dominującymi są czerwone owoce i regularne liście.
Cechami recesywnymi są żółte owoce i ziemniaczane liście.

Jak już nam wiadomo w pokoleniu F1 każda para genów jest heterozygotyczna.

W pokoleniu F2 (i w każdym następnym) geny na nowo rekombinują tworząc nowe "pary jajeczne", pokazują się wszystkie trzy typy połączeń genów czyli heterozygoty, homozygoty z cechami dominującymi i homozygoty z cechami recesywnymi.

Te typy połączeń nazywamy genotypem, a fenotypem to jak będą wyglądały konkretne egzemplarze.

Mówiąc krótko:

genotyp - wskazuje jakie są geny (dominujące czy recesywne w parze homozygotycznej lub heterozygotycznej)
fenotyp - wskazuje jak wyglądają cechy rośliny reprezentowane przez te geny (czy będą posiadały liść regularny, liść ziemniaka, żółty kolor owoców etc.).

Czyli:
Genotyp w pokoleniu F2 występuje w stosunku 1:2:1 (25% homozygot z genem dominującym, 50% heterozygot, 25 % homozygot z genem recesywnym).
Fenotyp w pokoleniu F2 występuje w stosunku 3:1 (na każde 3 rośliny z liściem regularnym przypada 1 roślina z liściem ziemniaczanym).

Spośród roślin o liściach regularnych w pokoleniu F2 nie można nadal dokładnie określić, które są homozygotyczne (25%), a które heterozygotyczne (50%), ponieważ w obydwu przypadkach w tym pokoleniu ujawniły się cechy dominujące.

Wniosek dla nas możemy wysnuć taki, że gdy tylko zaobserwuje się występowanie cechy recesywnej (homozygota recesywna), i z tej rośliny wysieje się nasiona to ta cecha jest już utrwalona! Jedyny bowiem gen jaki posiada pomidor do przekazania swojemu potomstwu w tym zakresie to gen recesywny.

Czyli wracając do naszego przykładu, jeśli wysiejemy nasiona z naszego wymarzonego pomidora o ziemniaczanych liściach i żółtych owocach to kolejne jego pokolenia będa już miały tylko i wyłącznie ten wygląd liścia i kolor owocu.

Utrwalanie cech dominujących nie jest już takie łatwe.
Gdy widzi się cechę dominującą w pokoleniu F2 (oraz w kilku następnych) nie możemy, jak już się wcześniej okazało, być pewni czy genotyp jest homozygotyczny czy heterozygotyczny (obrazowo: czy nasze cechy dominujące tj. liść regularny lub czerwony kolor owocu jest reprezentowany przez parę genów, które są homozygotą czy heterozygotą).

Aby utrwalić cechę dominującą trzeba będzie ją wybrać, dobrze oznaczyć i wyprowadzić rośliny ją posiadające przynajmniej do pokolenia F7/F8 (98-99% homozygot, zgodnie z tabelą).



Przez kolejne pokolenia nastąpi taka rekombinacja genów, która pozwoli nam (jeśli oczywiści w każdym pokoleniu po drodze będziemy wybierać do dalszej uprawy pomidora o określonych cechach dominujących) na odnalezienie w gąszczu mieszaniny heterozygot i homozygot domunujących - homozygoty dominującej (z każdym pokoleniem liczba heterozygot będzie się zmniejszała o połowę na korzyść homozygot).

I jeszcze tak mi temat przychodzi na myśl:

uprawa pomidorów z nasion wybranych z owocu pomidora hybrydy zakupionego w sklepie.

Zwykle w uprawie towarowej (a taka trafia do marketów) producenci wykorzystują hybrydy - pokolenie F1.

Takim pomidorem jest popularny pomidor śliwkowy Caniles F1 (producent chwali się unikalnym sercowatym kształtem, dodatkowo zimową porą smak pomidora, który po zakupie poleży i "dojdzie" jest nawet akceptowalny).

Jeśli chcielibyśmy sobie ustalić odmianę podobną do Caniles to postępujemy analogicznie jak względem każdej innej krzyżówki.
Zaczynamy od pokolenia F2, obserwujemy cechy pomidora, które najbardziej nam odpowiadają.
(tu mały wyjątek w porównaniu do "naszych" krzyżówek - bo rodziców Canilesa nie znamy! i oprócz wyglądu samego owocu mało wiemy!)
Kontynuujemy tę czynność przez 6-7 pokoleń i mamy własną odmianę "zbliżoną" wyglądem/smakiem/pokrojem czy innymi cechami które nam podpasują do Caniles.
"Zbliżoną" ponieważ uzyskanie rośliny (homozygoty) o cechach identycznych jak hybryda jest praktycznie niemożliwe, z uwagi na dużą liczbę genów rekombinujących ze sobą w każdym pokoleniu (prawie 32 tys. genów oczywiście nie wszystkie występują u każdego pomidora, a pamiętamy, że już w pokoleniu F2 dla każdego genu mamy 4 możliwości kombinacji genów)!

Znów wracamy do tabelki:
To dla przykładu już dla kilkudziesięciu genów robi się tłoczno