Главное меню
Реклама

`

Физиология семян и технологии семеноводства

Гены содержат в себе инструкции, определяющие структуру и функции всех живых тканей. Каждый ген, или комбинация генов производит протеины, которые формируют ткани, выполняющие эти специфические функции.

Продолжение. Начало см. в №№11, 12 за 2012 г. и в №№1, 2, 4 за 2013 г.

Систематически приобретенная сопротивляемость (SAR), вызванная обработкой семян

«Выключатели» генов
Гены содержат в себе инструкции, определяющие структуру и функции всех живых тканей. Каждый ген, или комбинация генов производит протеины, которые формируют ткани, выполняющие эти специфические функции. Не все гены непрерывно производят протеины. Стимуляторы могут ускорить производство определенных протеинов, а также задать необходимое время, когда это нужно делать при помощи регулирующих генов. Регулирующие гены в своей простейшей форме можно представить как «выключатели», которые могут «включать» или «выключать» остальные гены, а в некоторых случаях активизировать их при помощи внешнего раздражителя.

SAR
Когда болезнетворный организм атакует растение, оно реагирует на нападение, чтобы выжить. Гены активизируются для производства протеинов, которые некоторым образом помогают растению бороться с нападением. Иными словами, у растения включается защитный механизм. Когда оно включает защитный механизм в каждой своей части в качестве реакции на химическое или другое болезнетворное внешнее воздействие, это называют систематически приобретенной сопротивляемостью, или SAR (от англ. SAR — Systemic Acquired Resistance). В продаже имеются несколько химических аэрозолей, которые активизируют гены растения, вырабатывая сопротивляемость к заражению. Одним из таких химикатов является продукт компании Syngenta Crop Protection под названием Actigard. Actigard напрямую не влияет на болезнетворные организмы — он только активизирует защитные механизмы растения, которые помогают ему противостоять нападениям этих микроорганизмов.

ISR
Когда защитные механизмы растения активизируются при помощи микроорганизмов, которые сами по себе не являются источником заболевания, это называется стимулирующей систематической сопротивляемостью, или ISR (от англ. ISR — Induced Systemic Resistance). Например, компания Bayer CropScience выпускает препарат для стимулирующей обработки семян под названием Yield Shield («щит урожая»). Yield Shield — это палочковидная бактерия pumilus GB34, которая, повторюсь, напрямую не поражает болезнетворные организмы. Однако она активизирует гены растений, которые запускают защитные механизмы, помогающие растению сопротивляться заражению.

А теперь включите воображение
Итак, мы убедились, что существует возможность активизировать гены при помощи обработки растений химическими препаратами или полезными бактериями. Но можем ли мы использовать эти химикаты или бактерии, чтобы активизировать и другие гены, которые помогут растению? И как насчет того, чтобы использовать другие внешние раздражители для активации генов?.. Есть ли возможность активации генов только при определенной температуре, или при определенном возрасте растения, или, например, только в периоды засухи?..
Время покажет.

Гранулирование семян в ротационной установке. Новые тенденции

Автомобили
Ранние автомобили в большинстве своем были собраны вручную один за другим, как произведения искусства. Их могли позволить себе только немногие потребители. Вначале автомобили были игрушками очень состоятельных людей. Затем появился Генри Форд, который додумался, каким образом собирать высококачественные автомобили быстро и недорого, используя сборочную линию. Цены на автомобили значительно снизились, и неожиданно обычный человек получил возможность приобрести автомобиль. Искусство и мастерство, которые ранее затрачивались на производство одной-единственной машины, стали более не нужны.

Искусство гранулирования семян
В своей статье «Гранулирование семян — наука и искусство» я писал о том, что гранулирование семян во вращающемся резервуаре требует изрядной доли искусства. Сколько распылять связующего, сколько добавлять порошка, сколько времени гранулам вращаться? Все эти процедуры зависят от решения, принимаемого оператором каждый раз, когда он гранулирует новую партию семян. Так вот, почти так же, как и сборочная линия Генри Форда, ротационная машина для нанесения покрытия упрощает процесс гранулировании семян и снижает производственные издержки. Снижение затрат на гранулирование семян может сделать доступным данный способ обработки и для более дешевых агрономических культур, таких как кормовая кукуруза.

Как работает ротационная машина для нанесения покрытий
Равномерное размешивание
Зерно помещается в чашу центрифуги. Центробежная сила толкает зерно вперед и назад относительно внутренних стенок чаши. Клин или другая преграда размещается перед движущимся зерном. Клин отделяет зерно от стены и направляет его в центр чаши, откуда центробежная сила опять направляет его к стенке. Разместите несколько подобных преград по краям — и вы получите хорошее смешивающее устройство.
Добавление жидкости
В центре чаши центрифуги в противоположном направлении вращается небольшой стакан с выступом посередине. Через трубку на вращающийся выступ капает жидкость для обработки семян (или связующее вещество). Жидкость отбрасывается с выступа и попадает в перемешиваемое зерно.
Добавление порошка
Дозатор с порошком размещен сверху над перемешиваемым зерном и подается в смесь одновременно с подачей жидкого связующего.
Система непрерывной дозировки
Количество зерна, жидкости и порошка может быть измерено очень точно и в автоматическом режиме при помощи системы непрерывной дозировки. При нажатии кнопки определенная масса семян добавляется в центрифугу, туда же подается определенное количество жидкости и порошка. Когда процесс подходит к концу, автоматически открывается дверь, зерно попадает на конвейер и направляется в сушку. Новое зерно автоматически направляется в центрифугу — и процесс начинается снова. Ротационная машина, после того как покрытие нанесено, выгружает гранулы на конвейер, и они, проходя через пневматический сортировочный стол (который был модифицирован для подачи разогретого воздуха на движущееся зерно, чтобы удалить излишнюю клейкость), перемещаются к сушке.
Процесс идет по конвейеру и нуждается только в периодическом контроле. Количество зерна, которое пройдет процесс гранулирования в ручном режиме в течение 2–3 часов, в ротационной машине может быть обработано за 10–15 минут.
Некоторые компании начали использовать подобные машины, чтобы увеличить массу мелких зерен кормовой кукурузы, как уже упоминалось выше. Несколько компаний тоже начали устанавливать системы для гранулирования, используя данные машины. Такой способ нанесения покрытия на зерна превращается в новую тенденцию.

Каким образом технологии обработки ДНК помогают индустрии семеноводства

Цепь ДНК
Все вы видели картинки ячеек в цепи ДНК и фото ученых, которые расшифровывают, за что отвечает та или иная ячейка. Каким же образом эти знания можно использовать в индустрии семеноводства?
Необходимо получить немного растительного материала растения, обычно — листа, но иногда и корня или даже зерна. Затем «раздавить» его химическим способом, чтобы отделить молекулу ДНК от других частей растения. Далее, опять же при помощи химической обработки, очистить вещество от не-ДНК-молекул, а затем разбавить получившиеся вещество в жидкости, которая стабилизирует рН. ДНК готова. Готова к чему? К процессу под названием «полимеразная цепная реакция» (ПЦР), который был разработан эксцентричным ученым по имени Кэри Муллис, получившим за данное открытие Нобелевскую премию по химии.
ДНК — очень-очень маленькая молекула для наблюдения, поэтому нужно каким-то образом выходить из данной ситуации, чтобы увидеть ее. Мы делаем это при  помощи ПЦР. Добавьте несколько ингредиентов в образец ДНК и разместите его в очень «точную» печь под названием термоциклическая машина или машина ПЦР. Машина воспроизводит циклы нагрева и охлаждения, которые ослабляют связи в молекуле ДНК до такой степени, что становится возможной реакция добавленных ингредиентов и ДНК, а это приводит к дублированию оригинальных частей цепи ДНК. Каждый цикл производит копию молекулы ДНК, поэтому из одной молекулы получаются две, которые воспроизводят четыре, затем восемь молекул и т. д., пока количество вещества ДНК не становится достаточным для проведения тестов. Мы получили ДНК в достаточном количестве, но молекулы перемешаны, поэтому придется вычленить их.
Сортировка молекул ДНК по размеру при помощи электрофореза
Поместите продублированную молекулу ДНК на плоскую, похожую на желе, гелевую поверхность и окуните ее в специальную жидкость. У ДНК негативный электрический заряд, поэтому, если вы подведете небольшой ток к гелю, негативно заряженная молекула ДНК с верха геля будет перемещаться через гель к позитивно заряженному дну сосуда. Гель представляет собой некоего рода фильтр. Большие по размеру частицы ДНК с большим трудом проходят через гель и перемещаются с меньшей скоростью, чем более мелкие частицы. ДНК сортируется при движении вниз через гель. Более мелкие частицы ДНК, которые перемещаются с большей скоростью, опускаются ближе ко дну, а большие, более медленные частицы остаются ближе к поверхности геля. Средние по размеру молекулы остаются где-то посередине геля. Заканчивается все тем, что вы получаете кластеры молекул примерно одного размера, то есть длины цепи. Хотя в данный момент вы все равно не сможете увидеть саму ДНК в геле, но она — там. А чтобы увидеть ее, вам нужно вымочить гель в специальном растворе, который окрашивает ДНК таким образом, что цепь становится видимой. Можете сделать снимок получившейся структуры, чтобы анализировать ее в дальнейшем.

Несколько примеров применения ДНК в индустрии семеноводства
А сейчас — о том, каким образом использовать ДНК. Давайте вернемся к ПЦР. Один из ингредиентов, которые вы добавляете в ДНК перед ее дублированием в машине ПЦР, называется «праймер» (маленький кусок затравки ДНК).
ДНК продублирует себя только в том случае, если в смеси присутствует праймер или затравка ДНК, совместимая с данной ДНК. Трудность состоит том, чтобы подобрать праймер, который будет дублировать именно тот участок ДНК, который отвечает за ту характеристику растения, которая вам интересна. Этот процесс в основном идет путем проб и ошибок, но как только вы подберете необходимый праймер, то сможете использовать его для тестирования интересующих вас характеристик. Несколько биотехнических компаний в данный момент производят и продают семеноводческим компаниям ДНК-праймеры для проведения различных тестов.
Такие техники тестирования в основном используются для того, чтобы определить, является растение гибридом или нет (определение генетической чистоты), а иногда для определения конкретного сорта. Селекционеры могут использовать эти процессы в традиционной программе селекции, чтобы быстро определить составляющие с желаемыми характеристиками, такими как сопротивляемость к различным заболеваниям. Скорость и эффективность подобной техники в течение последних лет были повышены, поэтому лабораториям, имеющим современное оборудование, часто не приходится проходить все описанные выше шаги для получения результата, однако базовые принципы остаются неизменными.

Кейт Кубик, доктор, ведущий специалист по физиологии семян, компания Harris Moran (США)

 

Как сохранить свежесть овощей и фру...
Monday, 16 March 2015
Здоровый образ жизни предполагает употребление натуральных овощей и фруктов. Однако при неправильном хранении около 14% купленных продуктов выбрасываются из-за преждевременной порчи. Исправить эту ситуацию помогут знания о том, как дольше сохранить свежесть овощей и фруктов с помощью современной техники для дома....
Карманный справочник «Определитель ...
Wednesday, 11 March 2015
Справочник карманного формата содержит материалы о самых распространенных в Украине болезнях и вредителях капусты.
Friday, 08 June 2012
В последние годы усилилось поражение картофеля увяданием. Заболевание распространено повсеместно, где выращивают эту культуру, но более вредоносно в южных и юго-восточных областях. В период вегетации растения увядают вследс...
Friday, 08 November 2013
20 августа 2013 года в городе Новая Каховка компания Сингента провела День поля, посвященный технологиям выращивания овощей в открытом грунте....
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

© Copyright 2009 - Ovoschevodstvo.com All Rights Reserved     |     Дизайн — Свердличенко Алексей     |     Програмирование — Хагшенас Хажир