Wie funktioniert Hobby-Züchtung
Normalerweise arbeiten Hobbyzüchter mit Eigenschaften, die relativ einfach zu verändern sind - zum Beispiel die Blütenfarbe, die Form der Frucht oder die Größe der Pflanze. Obwohl das Experiment einfach erscheinen mag, ist es dennoch möglich, dadurch eine ungewöhnliche oder schöne Pflanze zu erzeugen.
Um Pflanzen erfolgreich zu züchten, ist es wichtig, die Prinzipien ihrer Vermehrung zu verstehen. Im Text werden diese Prinzipien erklärt und einige der einfachen Techniken beschrieben, die verwendet werden können, um neue Arten oder Stämme von Pflanzen zu erzeugen.
Auswahl der Pflanzen
Die Eigenschaften von Pflanzen können über mehrere Generationen durch den Prozess der Auswahl verändert werden. Es gibt zwei Arten der Auswahl - natürliche und künstliche.
Die natürliche Auslese ist ein Prozess, der in der Natur stattfindet, bei dem starke und gut angepasste Pflanzen überleben, während schwache und schlecht angepasste Pflanzen schließlich aussterben. Dieser Prozess findet seit Beginn des Lebens auf der Erde statt und kommt auch heute noch in der Natur vor.
Die künstliche Auslese ist ein Prozess, den Menschen verwenden, um mehr gewünschte Pflanzenarten zu erhalten. Vor Tausenden von Jahren lernten die Menschen, dass das Aufbewahren von Saatgut einer Pflanzensorte, deren Anbau sie fortsetzen wollten, die Chance erhöhen würde, eine Pflanze zu erhalten, die dem Original ähnelt. Aber unsere Vorfahren wussten nicht, wie ihre Erfolgschancen waren, noch verstanden sie die Prozesse, durch die Eigenschaften verändert oder erhalten wurden. Erst im achtzehnten und neunzehnten Jahrhundert begannen die Menschen, die Gesetze der Vererbung und die Prozesse der Pflanzenvermehrung zu verstehen. Selbst heute sind diese grundlegenden Prinzipien nicht vollständig geklärt. Aber jetzt haben wir genug Wissen, um Pflanzen für die Züchtung mit wesentlich größerer Erfolgsgewissheit auswählen zu können als unsere primitiven Vorfahren.
Grundlagen der Pflanzenvermehrung:
Arten der Vermehrung
Pflanzen vermehren sich auf zwei Arten - geschlechtlich und ungeschlechtlich.
Ungeschlechtliche oder vegetative Vermehrung findet ohne Verschmelzung von Keim- (Fortpflanzungs-) Zellen statt. Bei Gartenpflanzen erfolgt die ungeschlechtliche Vermehrung, wenn ein Teil der Pflanze von der Mutterpflanze getrennt wird und sich zu einem vollständigen Organismus entwickelt, wie wenn Erdbeeren Ausläufer produzieren, die sich bewurzeln und neue Erdbeerpflanzen bilden. Ungeschlechtliche Vermehrung kann künstlich durch Blattstecklinge, Stängelstecklinge, Wurzelstecklinge usw. ausgelöst werden. Pflanzen, die aus ungeschlechtlicher Vermehrung stammen, sind in der Regel identisch mit der Mutterpflanze.
Die geschlechtliche Vermehrung beinhaltet die Vereinigung männlicher und weiblicher Geschlechtszellen. Durch ihre Vereinigung entsteht ein Samen - und schließlich auch eine neue Pflanze. Die geschlechtliche Vermehrung ist die häufigste Art der Vermehrung bei Gartenpflanzen. Pflanzen, die aus geschlechtlicher Vermehrung stammen, sind oft völlig unterschiedlich von ihren Eltern und voneinander. Aufgrund der Variantenmöglichkeiten ist die geschlechtliche Pflanzenvermehrung die Methode, die Pflanzenzüchter bei der Entwicklung neuer Stämme und Sorten verwenden.
Die Blüte der Pflanze
Abbildung 1: Aufbau der Blüte
Abbildung 2: Schematische Darstellung der Blüte
1. Blütenboden 2. Kelchblatt 3. Kronblatt 4. Staubblatt 5. Stempel
Die geschlechtliche Vermehrung der Pflanzen erfolgt in der Blüte. Die Fortpflanzungsorgane der Blüte sind das Staubblatt und der Stempel. Der Teil des Staubblatts, der Staubbeutel genannt wird, produziert Pollenkörner, die männliche Keimzellen enthalten. An der Basis des Stempels befindet sich der Fruchtknoten; er produziert Eizellen, die weibliche Keimzellen enthalten. Wenn die Eizellen durch männliche Keimzellen befruchtet werden, entwickeln sie sich zu Samen im Fruchtknoten.
Die Kronblätter, die erheblich zur Schönheit der Blüten beitragen, erfüllen nützliche Funktionen wie die Unterstützung der Bestäubung und den Schutz der Geschlechtsorgane vor physischen Schäden. Die Kelchblätter, die oft grün sind, stützen die Kronblätter und schützen die Blütenteile.
Die Blütenteile variieren erheblich in Größe, Form, Farbe und Anzahl, aber im Allgemeinen ist es einfach, den Stempel von den Staubblättern zu unterscheiden. Staubblätter können anhand des gelben Pulvers (Pollen) an ihren Spitzen identifiziert werden, und der Stempel durch die Wölbung (Fruchtknoten) an seiner Basis. Bei ungewöhnlichen Blüten kann es jedoch ein sorgfältiges Studium erfordern, um sie zu unterscheiden.
Blütentypen
Blüten werden nach der Anordnung der Geschlechtsorgane (nach Geschlechtlichkeit) eingeteilt, d.h. nach dem Vorhandensein männlicher und weiblicher Fortpflanzungsorgane. Sie werden in zwittrige (monoklinische) und eingeschlechtige (diklinische - männliche und weibliche) unterteilt.
Zwittrige enthalten sowohl Staubblätter als auch Stempel in der Blüte (Abbildung 1). Dies ist der häufigste Blütentyp. Zu den gängigen zwittrigen Blüten gehören Tomaten, Winden, Löwenmäulchen, Petunien, Lilien und Schwertlilien.
Eingeschlechtige enthalten entweder nur Staubblätter (männliche Blüten) oder nur Stempel (weibliche Blüten) (Abbildung 3).
Abbildung 3: Kürbisblüten sind unvollständig, jede Blüte hat nur einen Typ von Geschlechtsorgan
Diejenigen, die einen Stempel haben, werden weibliche Blüten genannt, und diejenigen, die Staubblätter enthalten, werden männliche Blüten genannt.
Eingeschlechtige werden weiter unterteilt in einhäusige (monözische - männliche und weibliche Blüten befinden sich auf einem Individuum – "Häuschen"; z.B. Mais, Kürbis, Brennnesselgewächse, Nachtschattengewächse, Begonien) und zweihäusige (diözische - männliche Blüten und weibliche Blüten befinden sich auf getrennten Pflanzen; z.B. Weide, Cannabis sativa, Spargel, Spinat, Baumwolle).
Abbildung 4: Querschnitt einer Chrysantheme. Vielblütige Blumen, wie Chrysanthemen, bestehen aus Blütenbüscheln. Einige polygame Blüten haben sowohl Strahlen- als auch Scheibenblüten, während einige Blüten nur Strahlenblüten des Blütenkopfes aufweisen.
Wenn bei einer Art sowohl eingeschlechtliche als auch zwittrige Blüten vorkommen, ist die Pflanze polygam (z.B. Esche). Eine polygame Blüte (Abbildung 4) ist in Wirklichkeit ein Büschel kleiner Blüten. Diese Blütchen erinnern oft an Blütenblätter. Einige Blütchen haben sowohl Staubblätter als auch Stempel; sie werden Scheibenblüten genannt. Einige von ihnen haben nur Stempel und werden Strahlenblüten genannt. Typische polygame Blüten sind Sonnenhut, Chrysanthemen, Astern, Ringelblume.
Bestäubung und Befruchtung
Für die Bestäubung brauchen wir nur ein wenig Zeit, Wissen und eine sensible Hand, die die Bienen ersetzt.
Bestäubung ist die Übertragung der männlichen Pflanzenzelle (Pollen) auf die weiblichen Blütenorgane (Narbe). Die Bestäubung ist eine notwendige Voraussetzung dafür, dass später ein Samen entstehen kann. Wenn der Staubbeutel reif ist, öffnet er sich und gibt Pollen frei. Der Pollen wird dann auf verschiedene natürliche Weise zur Narbe transportiert, am häufigsten durch Wind, Wasser und Insekten. Bei der Pflanzenzucht wird die Bestäubung sorgfältig vom Menschen kontrolliert.
Es gibt zwei Arten der Pollenübertragung – Selbstbestäubung und Fremdbestäubung. Bei der Fremdbestäubung wird der Pollen vom Staubbeutel einer Blüte einer Pflanze auf die Narbe einer Blüte einer anderen Pflanze übertragen. Bei der Selbstbestäubung wird der Pollen vom Staubbeutel auf die Narbe derselben Blüte oder auf eine andere Blüte derselben Pflanze übertragen (z.B. Bohnen, Erbsen). Nach der Fremdbestäubung ist die Ernte in der Regel wesentlich größer.
Die Mutterblüte, die den Pollen liefert, wird Staubblatt genannt; die Blüte, die den Samen trägt, wird Fruchtblatt genannt.
Befruchtung ist die Vereinigung zweier Keimzellen. Nach der Bestäubung, also der Übertragung von Pollen vom Staubbeutel auf die Narbenoberfläche, versuchen die Pollenkörner, zur Eizelle zu gelangen, indem sie einen Pollenschlauch bilden.
Der Pollenschlauch muss durch die gesamte Länge des Griffels wachsen, der sich im Stempel zwischen der Narbe und dem Fruchtknoten befindet. Schließlich dringt er durch die Mikropyle zum Embryosack vor. Eine der Spermienzellen befruchtet die Eizelle, die sich dadurch in eine diploide Zygote verwandelt, die andere befruchtet die diploide zentrale Zelle des Embryosacks und es entsteht die Grundlage des triploiden Nährgewebes des Embryos, des Endosperms. Das Endosperm wird als Nährstoffquelle bei der Keimung genutzt oder wird bereits während der Embryonalentwicklung verbraucht. Seine Ernährungsfunktion können dann die Keimblätter übernehmen, z.B. bei Hülsenfrüchten. Bei Bedecktsamern entsteht das Nährgewebe erst nach der Befruchtung, bei Nacktsamern unabhängig davon. Es entsteht eine Frucht.
Vererbung
Pflanzen erben Eigenschaften von ihren Eltern auf die gleiche Weise wie Tiere. Die Vererbungsgesetze erklären, warum Nachkommen verschiedene Merkmale (Eigenschaften) von denselben Eltern erben. Darüber hinaus ermöglichen diese Gesetze die Vorhersage der Anzahl der Nachkommen, die ein bestimmtes Merkmal erben werden. Die Kenntnis der Vererbungsgesetze ist für eine effektive Pflanzenzüchtung unerlässlich.
Gene. Alle Zellen enthalten Gene, welche die Einheiten sind, die die Eigenschaften einer Pflanze oder eines Tieres bestimmen. Mit Ausnahme der Keimzellen enthält jede Zelle in der Pflanze zwei Gene für jedes Merkmal - zum Beispiel für das Merkmal Farbe kann die Pflanze ein Gen für Gelb und ein Gen für Rot haben. Keimzellen haben nur ein Gen für jede Eigenschaft. Von den Tausenden von Keimzellen, die die Pflanze produziert, hat etwa die Hälfte eines der Gene für jede Eigenschaft und etwa die Hälfte hat ein anderes Gen.
Wenn männliche und weibliche Keimzellen in der Eizelle verschmelzen, trägt jede ein Gen für jedes Merkmal bei, sodass der neue Samen zwei Gene für jedes Merkmal hat. Verschiedene Kombinationen vieler Gene, die vom männlichen und vom weiblichen Geschlecht vererbt werden, bestimmen die Merkmale der Nachkommen und zukünftiger Generationen.
Beim Betrachten von Pflanzen können Sie nicht genau sagen, welche Gene sie enthalten. Zum Beispiel kann eine Pflanze ein Gen für Rot und ein Gen für Gelb haben, aber nur ihre rote Farbe kann sich an dieser Blüte zeigen; beim Betrachten der Pflanze können Sie keine Ahnung vom gelben Gen haben. Dennoch kommt dieses gelbe Gen in den Zellen der Pflanze vor und einige der Nachkommen der Pflanze können dieses Gen erben und dann an ihre Nachkommen weitergeben. Wenn bei der Pflanze und ihren Nachkommen eine Selbstbestäubung erfolgt, werden in der ersten oder zweiten Generation, je nachdem wie sich die Gene gegenseitig beeinflussen, einige Nachkommen gelbe Blüten produzieren.
Durch Beobachtung der Erscheinungen verschiedener Nachkommen unterschiedlicher Farben (oder anderer Eigenschaften, die Sie interessieren) können Sie herausfinden, welche Gene die Mutterpflanzen hatten und wie sie sich gegenseitig beeinflussen. Mit diesem Wissen wird Ihre Züchtungsarbeit erheblich vereinfacht.
Wenn eine Pflanze, die selbstbestäubt wird, Nachkommen produziert, die mit ihr selbst identisch sind, dann wird sie als echte Sorte bezeichnet. Wenn die Nachkommen der ersten Generation nicht mit der Elternpflanze identisch sind, dann spricht man davon, dass eine Segregation stattgefunden hat.
Allgemeine Züchtungstechniken
Die für die Pflanzenzüchtung benötigte Ausrüstung ist relativ günstig und einfach zu verwenden. Hier sind einige Artikel, die Sie als nützlich erachten können:
- Lupe (Vergrößerung 10 oder 15)
- Pinzette
- Skalpell
- Kleine spitze Schere
- Pinsel mit feinen Haaren
- Kleine Behälter oder Fläschchen
- Alkohol
- Gummibänder oder weicher Draht
- Papier- oder Zellophan-Beutel
- Büroklammern
- Etiketten
- Notizbuch
Wann züchten
Die Schritte vor der Bestäubung sollten im Allgemeinen kurz bevor sich die Blüte öffnet beginnen. Wenn Sie warten, bis sie sich öffnet, kann sie auf natürliche Weise bestäubt werden, und das macht die Blüte für Experimente unbrauchbar. Da die meisten Pflanzen jedoch über einen bestimmten Zeitraum blühen und einige Blüten an der Pflanze früher aufblühen, werden wahrscheinlich noch weitere Blüten an der Pflanze sein, die sich noch nicht geöffnet haben, bevor Sie mit der Züchtung beginnen, und Sie können immer noch mit der Pflanze experimentieren.
Wenn die Pflanze eine ausreichende Menge an Blüten gebildet hat, wählen wir einen späten Nachmittag aus und bereiten sie vor. Wir müssen zwischen männlichen und weiblichen Arten unterscheiden. Bei den weiblichen ist unter der Blüte bereits die Basis der zukünftigen Frucht deutlich erkennbar (z.B. bei Zucchini ein länglicher Zylinder oder eine Miniatur-Zucchini), sie haben einen kürzeren Stiel und es gibt in der Regel weniger davon als männliche. Diese haben einen längeren Stiel, tragen keine Fruchtanlage und sind bei klassischen Sorten in der Mehrheit. Blüten, die am nächsten Tag blühen sollen, sind am Nachmittag bereits voll entwickelt und haben an der Spitze eine sich leicht öffnende Spitze. Eine solche männliche, zur Bestäubung geeignete („reife") Blüte kleben wir vorsichtig mit Krepp-Klebeband zu oder verschließen sie mit einer Wäscheklammer. Dasselbe machen wir bei den weiblichen Blüten. Auf diese Weise bereiten wir für eine weibliche Blüte von einer Pflanze mehrere männliche Blüten von anderen Pflanzen vor.
Extrem hohe Temperaturen oder feuchte Bedingungen sind schädlich für Pollen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollten Sie Pflanzen an trockenen Tagen in den kühlen Morgenstunden bestäuben, oder sobald die Staubbeutel aufgesprungen sind.
Auswahl der Elternpflanzen
Einige Pflanzen haben natürliche Barrieren, die Fremdbestäubung oder Selbstbestäubung verhindern. Es wird empfohlen, dies zu überprüfen, bevor Sie mit der Züchtung beginnen, denn obwohl es oft möglich ist, diese Barrieren zu überwinden, können einige Pflanzen nicht künstlich bestäubt werden. Ein Beispiel für eine Barriere, die überwunden werden kann, ist die Verhinderung der natürlichen Fremdbestäubung bei der Kapuzinerkresse. Die Blüten der Kapuzinerkresse sind so konstruiert, dass das Eindringen von windgetragenem Pollen anderer Blüten verhindert wird. Es ist jedoch möglich, die Blüte manuell zu öffnen. Ein Beispiel für eine Barriere, die nicht überwunden werden kann, ist die Selbstbestäubung, die bei einigen Orchideen unmöglich gemacht wird. Die Narben einiger Orchideen produzieren eine Substanz, die den Pollen von Blüten derselben Pflanze abtötet. Der Mechanismus, der diese Funktion ausführt, kann nicht entfernt werden, ohne den Stempel zu entfernen.
Pflanzen, die für die Züchtung ausgewählt werden, sollten robust und gesund sein. Normalerweise ist es einfacher festzustellen, welche davon gesund sind, nachdem auf der Pflanze mehrere Blüten geblüht haben.
Bei der Auswahl nach der männlichen Pflanzenzelle (Pollen) ist es gut, eine zu wählen, die schweres gelbes Pulver auf dem Staubbeutel hat. Dieses Pulver ist Pollen. Wenn Sie mit Ihren Fingernägeln gegen den Staubbeutel kratzen, sollte eine Pollenspur auf dem Nagel bleiben. Bei einer frischen Blüte ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass sie gesünderen Pollen hat als bei einer Blüte, die zu welken oder auszutrocknen begonnen hat.
Bei der Auswahl nach dem weiblichen Blütenorgan testen Sie die Narbe. Sie sollte entweder eine glänzende Substanz haben, die sich klebrig anfühlt, oder eine "haarige" Oberfläche aufweisen. Dies ist die Substanz oder Oberfläche, die den Pollen festhält und so die Befruchtung ermöglicht.
Nachdem Sie eine Pflanze nach Pollen und Narbe ausgewählt haben, sind Sie bereit, mit der Bestäubung zu beginnen.
Schritte vor der Bestäubung
Der erste Schritt besteht darin, die Blüten zu markieren, die als männliche Pflanzenzellen (Pollen) dienen sollen, und diejenigen, die als weibliches Blütenorgan dienen sollen. Dies kann beispielsweise mit farbigem Faden erfolgen, einer Farbe für männlich und einer anderen Farbe für weiblich.
Abbildung 5: Es ist notwendig, Selbstbestäubung durch Entfernung aller Staubbeutel oder Staubblätter zu verhindern
Der nächste Schritt ist der Schutz der Pflanze vor unerwünschtem Pollen. Wenn die Pflanze fremdbestäubt werden soll, müssen ihr die Staubblätter entnommen werden, um eine Selbstbestäubung zu verhindern. Die Entfernung der Staubblätter wird als Kastration bezeichnet. Dies sollte durchgeführt werden, bevor sich die Staubbeutel öffnen und den Pollen freisetzen. Dies kann erfordern, die Blüte von Hand zu öffnen, bevor sie zur Blüte bereit ist. Die Kastration kann durch Abreißen der Staubblätter oder Staubbeutel mit einer Pinzette durchgeführt werden (Abbildung 3), durch Abschneiden der Staubblätter oder Staubbeutel mit einer scharfen, spitzen Schere oder durch Entfernung der Blütenblätter, an denen manchmal die Staubblätter befestigt sind. Eine Lupe wird bei der Kastration besonders hilfreich sein.
Beide Geschlechtsorgane sollten vor Kontamination durch fremden Pollen geschützt werden. Dies kann auf eine der folgenden Arten erfolgen:
Verschließen der Blüte. Bei vielen Blüten wie Winden, Petunien und Lilien können die Blütenblätter um die Blütenorgane mit einem weichen Draht oder Gummiband verschlossen werden (Abb. 11). Es ist darauf zu achten, dass die Blütenblätter nicht einreißen.
Abbildung 6: Schutz der Blüte vor unerwünschter Bestäubung durch Zusammenbinden (links) oder Abdecken mit einem Beutel (rechts)
Um die Blüte vor unerwünschter Bestäubung zu schützen, verschließen Sie die Blüte mit einem weichen Draht oder Gummiband (Abbildung 4 links) oder decken Sie sie mit einem Beutel ab (Abbildung 4 rechts). Ein Cellophan- oder Plastikbeutel ermöglicht es Ihnen, die Blüten die ganze Zeit zu beobachten.
Blüten, die selbstbestäubt werden sollen, sollten ebenfalls vor fremdem Pollen geschützt werden, entweder durch Verschließen oder Abdecken der Blüte.
Wenn die Pflanze im Innenbereich angebaut wird, besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit einer Kontamination durch fremden Pollen und Sie müssen die Blüte nicht abdecken oder verschließen. Sowohl Innen- als auch Außenpflanzen erfordern jedoch eine Kastration, um Selbstbestäubung zu verhindern.
Bestäubungsschritte
Abbildung 7: Eine Methode der Fremdbestäubung ist die Entfernung der Staubblätter mit Pollen und anschließendes Halten der Staubblätter mit einer Pinzette und Bürsten des Staubbeutels über die Narbe.
- Fremdbestäubung. Es gibt mehrere Methoden, die zur Fremdbestäubung von Blüten verwendet werden können. Hier sind die vier gängigsten Methoden:
1. Entnehmen Sie das Staubblatt mit dem Pollen mithilfe einer Pinzette. Legen Sie das Staubblatt in einen kleinen Behälter. Legen Sie den Stempel frei, indem Sie bei der ausgewählten Knospe mit einer Schere die Blütenblätter und Kelchblätter entfernen. Durch die rechtzeitige Kastration legen Sie nicht nur den Stempel frei, sondern verhindern gleichzeitig die Selbstbestäubung. Halten Sie das Staubblatt mit der Pinzette über die freigelegte Narbe und bürsten Sie sanft mit dem Staubbeutel über die weiblichen Blütenorgane (Narbe) (Abbildung 5).
2. Schneiden Sie die Blüte ab, die als männliche Pflanzenzelle (Pollen) dient. Legen Sie die Narbe frei. Entnehmen Sie mit der Pinzette das Staubblatt aus der abgeschnittenen Blüte und reiben Sie sanft mit dem Staubbeutel über die weiblichen Blütenorgane (Narbe).
3. Übertragen Sie mit einem Pinsel den Pollen aus den Staubbeuteln (männliche Pflanzenzellen) in einen kleinen Behälter. Entfernen Sie den Schutz von der Narbe und tupfen Sie den Pollen auf die Narbe (Abbildung 6). Bringen Sie dann die Schutzabdeckung wieder an.
Abbildung 8: Wenn die Staubblätter zu klein oder schwer greifbar sind, können Sie die Fremdbestäubung durchführen, indem Sie den Pollen mit einem Pinsel aus den Staubbeuteln in einen Behälter übertragen und anschließend die Narbe mit dem Pollen betupfen
4. Legen Sie die entnommenen Staubblätter in ein Tütchen und schütteln Sie es. Nehmen Sie die Staubblätter aus dem Tütchen heraus und seien Sie vorsichtig, dass Sie den Pollen nicht verschütten. Entfernen Sie den Schutz von der Narbe und platzieren Sie das Tütchen mit dem Pollen über der Narbe und schütteln Sie das Tütchen so, dass der Pollen auf die Oberfläche der Narbe fällt. Diese Methode wird üblicherweise bei Mais angewendet.
Reinigen Sie immer, wenn Sie mit verschiedenen Pollen arbeiten, zunächst gründlich mit Alkohol den Pinsel, die Pinzette und andere Gegenstände, die mit Pollen in Berührung kommen könnten. Dieser Schritt ist sehr wichtig, um eine Bestäubung des weiblichen Geschlechtsorgans mit unerwünschtem Pollen zu verhindern, der sich am Gegenstand verfangen hat. Vergewissern Sie sich nach dem Reinigen der Instrumente, dass diese vor der Verwendung wieder trocken sind.
- Selbstbestäubung. Die Verfahren zur Selbstbestäubung von Blüten hängen von der Art der Blüte ab. Bei perfekten Blüten ist Ihre Arbeit erledigt, sobald Sie die Blüte schließen oder abdecken. Dennoch können Sie manchmal dem Pollen helfen, auf die Narbe zu fallen und sich daran zu heften, indem Sie die Blüte mehrere Tage hintereinander einmal täglich nach dem Aufblühen schütteln.
Nur kombinierte Blüten, die sowohl Röhren- als auch Zungenblüten enthalten, können selbstbestäubt werden. Da sie beides haben – Stempel und Staubblätter – können sie auf die gleiche Weise wie zwittrige Blüten selbstbestäubt werden.
Bei eingeschlechtlichen Blüten ist die Selbstbestäubung nur bei jenen Blüten möglich, die sich auf derselben Pflanze befinden. Bei selbstbestäubenden eingeschlechtlichen Blüten muss der Pollen aus den Staubblättern der Blüte auf die Narbe der Stempelblüte derselben Pflanze übertragen werden. Um dies durchzuführen, können Sie jede der oben genannten Methoden zur Fremdbestäubung verwenden.
Nachbestäubungsschritte
Unmittelbar nach der Bestäubung schließen oder bedecken Sie die Blüte erneut. Die Frucht markieren wir sofort nach der Bestäubung mit einem Etikett. Wir kennzeichnen die bestäubte Frucht, damit wir sie später erkennen können. Um den Stiel können wir beispielsweise ein farbiges Tuch binden, aber nicht zu fest, da der Stiel beim Fruchtwachstum dicker wird.
Beobachtung des Ergebnisses
Nachdem die Bestäubungsphase abgeschlossen ist, muss eine gewisse Zeit vergehen, in der die Befruchtung und die anschließende Entwicklung des befruchteten Eies stattfinden. Wenn der Samen vollständig entwickelt ist, sollte er geerntet werden. Bei Pflanzen, die für Blüten kultiviert werden, werden die Samen geerntet, sobald sie trocken sind oder gerade wenn sie beginnen, sich zu öffnen. Bei Obst und Gemüse ist der Samen vollständig entwickelt und erntereif, wenn er im Samenteil die Reife erreicht hat.
Wenn Sie die Samen ernten, legen Sie sie in Päckchen, die mit der zugewiesenen Nachkommennummer versehen sind. Achten Sie darauf, dass Samen aus verschiedenen Fremd- und Selbstbestäubungen in separaten Päckchen aufbewahrt werden. Lassen Sie die Samen an einem relativ warmen Ort etwa eine Woche lang trocknen und lagern Sie sie dann an einem kühlen und trockenen Ort.
Sobald es möglich ist, sollte das Saatgut ausgesät und die Ergebnisse in Ihrem Aufzeichnungsbuch festgehalten werden. Die Nachkommen können für weitere Studien verwendet werden. Jedes Saatgut, das nicht ausgesät wird, sollte für den Fall einer ungünstigen Ernte aufbewahrt werden.
Züchtungsexperimente, die Sie ausprobieren können
Die folgenden Kulturen wurden als Beispiele für verschiedene Blütentypen ausgewählt, die bei der Pflanzenzüchtung vorkommen - zwittrig, eingeschlechtig und polygamisch. Die vorgeschlagenen Techniken können mit geringfügigen Modifikationen zur Kreuzung anderer Pflanzen mit ähnlichen Blühsystemen verwendet werden.
Mais
Mais ist eine gute Pflanze für Amateur-Pflanzenzüchter zum Experimentieren, da er einfach zu handhaben ist und oft sichtbare Veränderungen in den Körnern der F1-Generation auftreten. Sorten, mit denen Sie arbeiten können, sind gelber Feldmais, weißer Feldmais, Zuckermais, Kaliko-Mais und Erdbeermais.
Abbildung 9: Mais hat eingeschlechtige Blüten. Staubblatt (männliche) Blüte und Stempel (weibliche) Blüte.
Mais hat eingeschlechtige Blüten, wobei beide Blüten (männliche und weibliche) auf derselben Pflanze vorhanden sind (Abbildung 7). Die männlichen Staubblattblüten sind in der endständigen Rispe konzentriert; die weiblichen Blüten treten nur an den seitlichen Kolben auf. Die Narbe, die über den größten Teil ihrer Länge eine behaarte Oberfläche hat, ist für Pollen empfänglich.
Vorgehensweise:
1. Wählen Sie die Maissorten aus, die Sie kreuzen möchten, und säen Sie die Samen an Ihrem Versuchsstandort aus. Sie können mit so vielen Varianten arbeiten, wie Sie möchten, aber wenn dies Ihr erstes Experiment ist, ist es am besten, sich nur auf drei oder vier zu konzentrieren. Mais verliert seinen Pollen in relativ kurzer Zeit, damit der Pollen der verschiedenen Sorten ungefähr zur gleichen Zeit bereit ist, pflanzen Sie mehrere Wochen hintereinander wiederholt einige Samen jeder Sorte aus und markieren Sie die Reihen für die spätere Verwendung.
2. Sobald sich an der Pflanze Kolbentriebe entwickeln, bedecken Sie die Triebe, bevor die Narben erscheinen, mit einem locker aufliegenden Beutel, der im unteren Teil mit einer Büroklammer oder einem Bindfaden gesichert wird. Ein durchsichtiger Plastikbeutel ermöglicht es Ihnen, die Entwicklung der Narben zu beobachten. Bedecken Sie mehrere Kolbentriebe, denn je mehr bestäubt werden, desto größer sind Ihre Chancen, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
3. Beobachten Sie die Kolben aufmerksam. Wenn die Narben sichtbar sind, ist der Kolben zur Bestäubung bereit. Die entsprechenden Rispen sollten dann mit einem Beutel bedeckt und für den Gebrauch am nächsten Morgen vorbereitet werden. Der Beutel sollte an der Unterseite der Rispe platziert werden, damit der Pollen nicht herausfällt und nicht mit anderem Pollen vermischt wird.
4. Schütteln Sie am nächsten Morgen den Beutel gründlich, um den Pollen darin zu lösen. Nehmen Sie den Beutel von der Rispe ab, sodass er nach unten gebogen ist, damit der Pollen nicht verschüttet wird (Abbildung 8).
Abbildung 10: Beim Sammeln von Maispollen beugen Sie die Rispe nach unten, um ein Verschütten des Pollens aus dem Beutel zu verhindern
Entfernen Sie dann den Beutel, der die Narben bedeckt. Platzieren Sie den Beutel von der Rispe auf dem Kolben und achten Sie darauf, dass der Pollen nicht verschüttet wird. Befestigen Sie den Beutel am Stängel unter dem Kolben und schütteln Sie ihn (Abbildung 9).
Abbildung 11: Platzieren Sie den pollenhaltigen Beutel auf dem Maiskolben, befestigen Sie den Beutel am Stängel unter dem Kolben und kennzeichnen Sie den bestäubten Kolben mit einem Etikett
5. Kennzeichnen Sie jeden bestäubten Kolben mit dem Namen oder der Nummer der Pflanzen, die als weibliche und männliche Organe dienten, und notieren Sie die Kreuzung in Ihren Aufzeichnungen.
6. Lassen Sie den Beutel am Kolben der Pflanze, bis die Blätter getrocknet sind. Nachdem der bestäubte Kolben getrocknet ist, dokumentieren Sie alle Veränderungen, die bei den Körnern aufgetreten sind.
Kürbis
Die Blüten des Kürbisses sind groß und einfach zu handhaben. Die Blüten sind eingeschlechtlich, wobei sowohl männliche als auch weibliche Blüten auf derselben Pflanze vorkommen. Der Stempel der Blüte ist an der Basis vergrößert, während die Staubblätter auf einem langen Stängel angeordnet sind (siehe Abbildung 3).
Obwohl einige Kürbissorten pollensteril für Kreuzungen sind, das heißt, dass sie nicht gekreuzt werden können, können viele andere gekreuzt werden. Es ist auch möglich, einige Kürbisarten zu kreuzen.
Vergessen Sie nicht, dass wenn Sie reine Sorten kreuzen, die Segregation erst in der F2-Generation stattfindet, das heißt, dass die verschiedenen Farben und Formen, die die Nachkommen geerbt haben, nicht alle sichtbar sein werden, bis eine Selbstbestäubung erfolgt und die Samen Früchte zu produzieren beginnen.
Das heißt, im ersten Jahr kreuzen Sie. Im zweiten Jahr säen Sie das gekreuzte (sogenannte hybride F1) Saatgut aus. Pflanzen in der F1-Generation sind relativ uniform. Daher selektieren Sie im zweiten Jahr nicht und ernten nur Samen von allen Pflanzen. Erst im dritten Jahr in der F2-Generation zeigen sich die genetischen Unterschiede zwischen den einzelnen Pflanzen vollständig und die Zeit der Beobachtung, des Vergleichs und der Selektion kommt. Im dritten Jahr bewahren Sie nur Samen von jenen Pflanzen auf, die am besten Ihrer Vorstellung von der neuen Sorte entsprechen. Seien Sie dabei aufmerksam und offen für etwas Neues oder Ungewöhnliches. Sie können Ihre Idee der Sorte noch korrigieren. In den folgenden Jahren entfernen Sie dann alle Pflanzen, die Ihrer Idee der neuen Sorte nicht entsprechen. Die Sorte stabilisiert sich und nach vier bis sechs Jahren Selektion können Sie der Welt etwas völlig Neues anbieten.
Vorgehensweise:
1. Pflanzen Sie verschiedene Kürbisarten. Markieren Sie die einzelnen Reihen, damit Sie wissen, welche Pflanzen die weiblichen Geschlechtsorgane und welche die männlichen Geschlechtsorgane sein sollen. Damit männliche und weibliche Geschlechter gleichzeitig zur Bestäubung bereit sind, werden Sie keine Schwierigkeiten haben, da diese Pflanzen über einen relativ langen Zeitraum Blüten produzieren.
2. Am Abend, bevor sich die Blüten öffnen, legen Sie eine Tüte darauf oder schließen Sie die Blüten mit einem Gummiband oder einer Schnur (siehe Abbildung 4). In den Abendstunden ist es einfach zu bestimmen, welche Blüten sich am nächsten Morgen öffnen werden. Die Blüten werden leicht geöffnet sein und die innere Farbe enthüllen, die heller ist als die Farbe auf der Außenseite der Blütenblätter. Es ist notwendig, beide (Stempel- und Staubblüten) zu schützen, um den Zugang von Bienen zu verhindern.
3. Früh am Morgen an dem Tag, an dem sich die Blüten öffnen, entfernen Sie die Staubblätter aus der Staubblüte und reiben Sie die Staubbeutel sanft über die Narbe der Stempelblüte. (Abbildung 11)
Abbildung 12: Um einen Kürbis zu bestäuben, reiben Sie den Staubbeutel sanft über die Narbe der Stempelblüte
4. Ersetzen Sie die Tüte auf der Stempelblüte.
5. Markieren Sie diese bestäubte weibliche Blüte und notieren Sie es in Ihren Aufzeichnungen.
6. Wenn die Blütenblätter austrocknen oder wenn der Fruchtknoten über die Tüte hinaus anschwillt, können Sie die Schutzfolie von den weiblichen Blüten entfernen.
7. Wenn die Früchte reif sind, ernten Sie die Samen (Abb. 19). Die Früchte reifen normalerweise etwa 45 Tage nach der Bestäubung. Bewahren Sie die Samen bis zum nächsten Jahr auf, wenn Sie (1) sie aussäen, (2) die Selbstbestäubung der resultierenden Blüten erfolgt und (3) Sie die Samen erneut ernten. Ein Jahr nachdem Sie die durch Selbstbestäubung der F-Generation entstandenen Samen ausgesät haben, wird wahrscheinlich eine Segregation auftreten.
Abbildung 13: Ernte von Kürbissamen und deren Aufbewahrung für die Aussaat im nächsten Jahr
Tomate
Abbildung 14: Reproduktive Teile der Tomate
Tomaten haben eine perfekte Blüte mit männlichen und weiblichen Geschlechtszellen, die sich in derselben Blüte befinden (Abbildung 13). Die Geschlechtsorgane sind leicht erkennbar, daher ist die Kreuzung von Tomaten relativ einfach. Wählen Sie für dieses Experiment Tomaten mit zwei verschiedenen Fruchtfarben aus, wie Rot und Gelb. Falls die Tomaten reine Sorten sind, werden die Farbunterschiede erst in der F2-Generation sichtbar. Zusammen mit den unterschiedlichen Farben sind wahrscheinlich auch Veränderungen in der Fruchtform und anderen Pflanzeneigenschaften zu erwarten.
Vorgehensweise:
1. Säen Sie die Samen oder setzen Sie Jungpflanzen ein und markieren Sie die einzelnen Reihen, damit Sie wissen, welche Pflanzen rote Früchte und welche gelbe Früchte tragen werden. Tomaten blühen mehrere Wochen lang, sodass Sie keine Schwierigkeiten haben werden, dass beide Knospen im gleichen Stadium sind und beide Geschlechtsorgane zur gleichen Zeit bereit sind.
2. Sobald sich die Blüten, die als Kreuzungssorten dienen sollen, zu öffnen beginnen, sollte bei den Pflanzen eine Kastration durchgeführt werden. Die Tomatenblüte hat einen Stempel, der mit den Staubblättern, den männlichen Geschlechtsorganen, so verwachsen ist, dass der Stempel zwischen ihnen vollständig eingeschlossen und oft gar nicht sichtbar ist. Den Stempel müssen wir daher zunächst freilegen, indem wir an der ausgewählten Knospe mit einer Schere die Blütenblätter und Kelchblätter entfernen. Mit einem Skalpell schneiden wir dann die verwachsenen Staubblätter längs auf und entfernen sie nach und nach.
3. Beide Sorten, sowohl die Pollen- als auch die Samensorte, die Sie verwenden möchten, sollten sich im gleichen Öffnungsstadium befinden. Nach dem Entfernen der Staubblätter bedecken Sie beide Sorten gleichzeitig mit einem Beutel, um eine Selbstbestäubung zu verhindern.
4. Sobald Sie bei einer Sorte den Stempel freigelegt haben, übertragen Sie Pollen von der anderen Sorte auf deren Narbe, die sich an der Spitze des Stempels befindet. Halten Sie das Staubblatt mit einer Pinzette über die Narbe und bürsten Sie sanft mit dem Staubbeutel über die weiblichen Blütenorgane (Narbe).
5. Tauschen Sie den Beutel aus, der von der bestäubten Blüte entfernt wurde.
6. Markieren Sie die Blüte, die bestäubt wurde (Abbildung 14) und notieren Sie alles in Ihren Aufzeichnungen.
Abbildung 15: Tomatenblüte, die kastriert, bestäubt und markiert wurde
7. Entfernen Sie nach einer Woche den Beutel, der die bestäubte Blüte bedeckt, und lassen Sie sie frei.
8. Sobald die Früchte reif sind, ernten Sie sie und bewahren Sie die Samen für zukünftige Aussaat und Selbstbestäubung auf (Abbildung 15).
Abbildung 16: Ernte und Aufbewahrung von Tomatensamen für die Aussaat im nächsten Jahr
Chrysanthemen
Chrysanthemen sind polygame Blüten. Wenn Sie keine Chrysanthemen für die Züchtung zur Verfügung haben, können Sie jede andere polygame Blüte verwenden, zum Beispiel Astern oder Studentenblumen. Polygame Blüten kreuzen sich schwieriger als zwittrige oder eingeschlechtige Blüten. Wenn Sie zum ersten Mal Pflanzen züchten, wäre es besser, Erfahrungen zu sammeln, indem Sie zunächst mit einfacheren Pflanzen wie Kürbis, Zucchini, Schwertlilien oder Lilien beginnen, bevor Sie versuchen, polygame Blüten zu kreuzen.
Vorgehensweise:
1. Pflanzen Sie Pflanzensamen oder Jungpflanzen. Chrysanthemen, Astern und Studentenblumen blühen über einen relativ langen Zeitraum, sodass Sie keine Schwierigkeiten haben werden, dass beide Knospen im gleichen Stadium sind und beide Geschlechtsorgane zur gleichen Zeit bereit sind.
2. Unmittelbar nach dem Öffnen der Blüte mit Fruchtblatt und bevor der Pollen reif ist, entfernen Sie die Röhrenblüten mit einer Pinzette. Wie in Abbildung 4 dargestellt, befinden sich die Röhrenblüten in der Mitte der Blüte. Sie sind leicht zu identifizieren, da sie oft gelb gefärbt sind und beide Geschlechtsorgane – Stempel und Staubblätter – haben, während die Zungenblüten, die die Röhrenblüten umgeben, nur Stempel haben. Entfernen Sie einige Zungenblüten in der Nähe der Blütenmitte, nur um sicherzustellen, dass Sie keine der Röhrenblüten übersehen haben. Bleiben einige Röhrenblüten an der Blüte, ist es wahrscheinlich, dass sie sich selbst bestäuben (Abbildung 17).
Abbildung 17: Wenn Sie Chrysanthemen kastrieren, stellen Sie sicher, dass Sie alle Röhrenblüten entfernt haben
3. Nach dem Entfernen der Röhrenblüten bedecken Sie die weiblichen Organe der Blüte mit einem Beutel.
4. Sobald sich die Blüten mit den männlichen Geschlechtsorganen öffnen, bedecken Sie sie mit einem Beutel.
5. Die Bestäubung wird effektiver sein, wenn Sie die Zungenblüten am weiblichen Organ direkt über der Narbe abschneiden. Dieser Schritt kann jederzeit durchgeführt werden, nachdem die Röhrenblüten entfernt wurden und bevor die Bestäubung durchgeführt wird (Abbildung 18).
Abbildung 18: Abschneiden der Zungenblüten für eine effektivere Bestäubung
6. Die Blüte ist etwa vier oder fünf Tage nach dem Öffnen zur Bestäubung bereit. Kurz bevor Sie die Blüte bestäuben, tauchen Sie den Pinsel mit feinem Haar in Alkohol und lassen Sie ihn trocknen.
7. Entnehmen Sie die Blüte mit dem männlichen Organ. Bürsten Sie mit dem feinhaarigen Pinsel vorsichtig die Scheibe der Pollenblüte ab. Der Pollen sollte am Pinsel haften bleiben. Streichen Sie dann sanft über die beschnittenen Strahlen der Blüte des Fruchtknotens (siehe Abbildung 8). Jedes Mal, wenn Sie die Blüte mit den männlichen Geschlechtsorganen wechseln, tauchen Sie den Pinsel in Alkohol und lassen Sie ihn trocknen.
8. Tauschen Sie die Schutzbeutel an den Blüten der männlichen und weiblichen Geschlechtsorgane aus.
9. Kennzeichnen Sie die bestäubte Blüte und notieren Sie sich die Kreuzung in Ihren Aufzeichnungen.
10. Wiederholen Sie drei oder vier Tage später Schritt 7. Stellen Sie sicher, dass Sie Pollen von derselben Blüte mit männlichen Geschlechtsorganen verwenden, die Sie beim ersten Mal verwendet haben. Tauschen Sie den Beutel am Fruchtknoten aus.
11. Etwa eine Woche nach der letzten Bestäubung entfernen Sie den Beutel vom Fruchtknoten.
12. Nachdem der Kopf des Fruchtknotens getrocknet ist, ernten und lagern Sie die Samen (Abbildung 19).
Abbildung 19: Jeder reife Blütenstrahl wird einen Samen haben. Ernten Sie diese Samen und pflanzen Sie sie im nächsten Jahr.