Plantverdeling
Plantveredeling is die teel van nuwe plantkultivars met sekere gewenste eienskappe.[1] Dit word meestal bereik deur sekere plante te selekteer en onderling te kruis. Die belangrikste verbeterings wat nagestreef word, is verhoging in produksie, kwaliteit en bestandheid teen siektes.[2]
Genetika en plantfisiologie is albei wetenskappe wat 'n groot bydrae tot plantveredeling lewer en die geweldige ontwikkeling van hierdie wetenskappe het gelei tot ʼn soortgelyke ontwikkeling in plantveredeling. In plantveredeling word die genetiese samestelling van bestaande nuttige gewasse sodanig verander dat die gewasse meer produseer, van hoër kwaliteit is en meer bestand is teen siektes.[2] Graansoorte word byvoorbeeld vir 'n hoër saadproduksie geteel, blaargroentes vir groter blare, vrugte vir groter, beter voorkoms en aantal, ensovoorts.
Ook ander tipes gewasse soos dennebome word geteel vir beter produksie, beter hout, ensovoorts. Die chemiese bestryding van siektes en plae was lank suksesvol, maar lewer al hoe meer probleme. Die insekte en ander organismes raak byvoorbeeld immuun teen baie van die chemiese stowwe, besoedeling skep al hoe meer probleme en die bestrydingsproses word al hoe duurder. Daarom word heelwat tyd en geld bestee aan die teel van kultivars wat bestand is teen siektes en plae.
In sulke teelprogramme word gepoog om hoë produksie en kwaliteit te kombineer met ʼn bestandheid teen siektes. Dikwels ontwikkel daar egter weer nuwe patogeniese (siekteveroorsakende) organismes wat deur die bestandheid kan dring, en moet daar weer nuwe kultivars geteel word. Soms word gewasse slegs so geteel dat hulle gedeeltelik bestand is en dan nog wel deur die patogeniese organismes aangeval word, maar heelwat minder skade ondervind. Patogeniese organismes pas nie so vinnig aan by sulke plante as by plante wat geheel en al bestand is nie.
Tegnieke
Die belangrikste plantveredelingstegniek is die van inteling en kruising van kultivars, maar natuurlike en geïnduseerde mutasie lewer soms ook bruikbare kultivars, en in enkele gevalle word spesies of selfs genera gekruis. Ongeveer die helfte van alle gewasse wat vir handelsdoeleindes veredel word, is selfbestuiwend, terwyl die ander helfte kruisbestuiwend is. Die tegnieke vir die veredeling van selfbestuiwende plante verskil van die wat vir die veredeling van kruisbestuiwende plante gebruik word.
'n Algemene tegniek vir die veredeling van veral minder winsgewende selfbestuiwende gewasse, is die fenotipiese seleksie van ʼn groot aantal plante, met ander woorde die uitsoek van die groter en beter eksemplare, waarvan die saad dan as veredelde saad gebruik word. 'n Alternatief wat reeds eeue lank in gebruik is, is om die ongewenste plante te vernietig voordat sa ad gevorm word, sodat die saad wat versamel word, outomaties die van die beter eksemplare is.
By 'n moderne verfyning van hierdie tegniek word die saad van die fenotipies geselekteerde plante op proefpersele gesaai en die nageslag daarvan weer fenotipies geselekteer. In hierdie geval word ook die produksie van die nageslag noukeurig gemeet. Omdat hierdie proses langer duur, is dit duurder en slegs die moeite werd as die produksie van die nageslag heelwat hoër is as die van die nageslag van slegs een fenotipiese seleksie. Nog 'n uitbreiding van fenotipiese seleksie is die seleksie van suiwer lyne deur herhaalde fenotipiese seleksie en uitgebreide eksperimente om die eienskappe wat nie dadelik sigbaar is nie, te toets en te ontwikkel.
Die tweede belangrike tegniek by die veredeling van plante wat van nature selfbestuiwend is, is kruising ("verbastering") deur kunsmatige kruisbestuiwing. 'n Algemene tegniek is die ontwikkeling van hibriede kultivars deur 'n enkele kruising van geselekteerde ouerplante. Die F1-nageslag van so 'n kruising is normaalweg lewenskragtiger (groter en sterker) en dus winsgewender as die ouerplante. Die kenmerk staan bekend as heterose.
Die tegniek is tot onlangs hoofsaaklik op mielies gebruik, omdat die manlike en vroulike blomme ver van mekaar af is en die manlike blomme dus maklik verwyder kan word om selfbestuiwing te voorkom. Waar die manlike en vroulike blomme nader aan mekaar is of die blomme tweeslagtig is, is dit baie moeilik om selfbestuiwing te voorkom en die arbeid wat daarmee gepaard gaan, maak hiervan 'n duur tegniek. Dit word dikwels op groentesoorte toegepas en die saad van die F1 -hibried is baie duurder as gewone saad.
Deur herhaalde teling is daar egter onlangs 'n geneties bepaalde verskynsel bekend as sitosteriliteit, met ander woorde onvrugbaarheid van die manlike geslagselle, ontdek. Sulke plante met onvrugbare manlike geslagselle kan maklik vir kruising gebruik word omdat daar geen gevaar van selfbestuiwing is nie, en omdat daar relatief min arbeid by betrokke is, is die saad van sulke plante ook heelwat goedkoper. 'n Uitbreiding van bogenoemde tegniek is herhaalde kruising van die nageslagte waartydens noukeurig boekgehou word van alle plante wat gebruik word, gevolg deur die teling van suiwer lyne deur selfbestuiwing.
Plante wat van nature kruisbestuiwend is, kan as natuurlike hibriede beskou word. Hulle kan ook veredel word deur die proses van fenotipiese seleksie, so os beskryf onder selfbestuiwende plante, maar omdat daar soveel meer gene by betrokke is, is die resultate meestal nie so indrukwekkend soos by selfbestuiwende plante nie. Herhaalde fenotipiese seleksie van die nageslagte het egter al goeie resultate gelewer en hierdie tegniek was en is vandag nog belangrik, veral by die minder winsgewende gewasse.
'n Tegniek waardeur veral by mielies reeds uitstekende resultate behaal is, is die teel van hibriede kultivars deur herhaalde selfbestuiwing, gevolg deur ʼn enkele kruisbestuiwing. Selfbestuiwing van normaalweg kruisbestuiwende plante veroorsaak meestal verminderde lewenskragtigheid by die nageslag (meer van hulle gaan dood, hulle groei swakker, ensovoorts), 'n verskynsel bekend as inteeldepressie. Deur herhaalde inteling gaan baie van die genetiese diversiteit verlore en raak die nageslag al hoe meer eenders.
Wanneer twee sulke ingeteelde lyne uiteindelik kruisbestuif word. tree die heterose effek weer in werking en is die nageslag weer lewenskragtiger, dikwels nog lewenskragtiger as die oorspronklike kruisbestuifde ouers. Voorts is baie van die ongewenste genetiese variasie uitgeskakel en die nakomelinge is almal byna identies (wat hulle winsgewender maak). Die gunstige eienskappe word ook in volgende geslagte behou, sodat nuwe saad nie elke keer gekoop hoef te word nie.
Soms word sulke hibriede weer met die oorspronklike wilde variëteite gekruis om eienskappe soos weerstand teen siektes in die lyn in te teel Indrukwekkende resultate is reeds met bogenoemde tegniek met mielies behaal, maar ook met verskeie ander graansoorte. In die sogenaamde Groen Revolusie is gehoop om die produksie van graansoorte deur hierdie en ander tegnieke sodanig te verhoog dat daarmee baie van die voedselprobleme in Derde Wêreld-lande opgelos sou kon word.
Juis deur die verlies aan genetiese diversiteit is sulke plante egter baie minder aanpasbaar by veranderende omstandighede, en hulle bereik dikwels nie hulle produksie sonder die toediening van groot hoeveelhede kunsmis, water, ensovoorts, nie. Produkte soos kunsmis is juis iets wat die Derde Wêreld-lande nie kan bekostig nie en die Groen Revolusie was nog 'n voorbeeld van die mislukking van die toepassing van Westerse tegnologieë in Derde Wêreld-lande omdat die plaaslike omstandighede nie in ag geneem is nie.
Die proses van verbastering van variëteite en kultivars is een wat voortdurend voortgaan en nuwe kultivars kom gereeld op die mark. In die proses word die beste kultivars elke keer weer met mekaar gekruis en verskillende kultivars word vir verskillende klimaats- en ander omstandighede geteel. Daar word steeds gepoog om die opbrengs te verhoog en nuwe siektes maak steeds hul verskyning, sodat die proses van verbastering nooit sal ophou nie.
Dit is een van die redes waarom dit belangrik is om natuurlike plantegroei te bewaar. Veral eienskappe soos weerstand teen siektes is reeds in bestaande kultivars ingeteel deur kruising met wilde vorme. Voorts is daar waarskynlik nog baie wilde plante wat deur die mens gebruik kan word as hulle veredel word, maar wat nog nie ontdek is nie. Vernietiging van wilde plantegroei veroorsaak dat hierdie bron van gene al hoe kleiner word. Die proses van mutasie (skielike verandering van gene) is ʼn natuurlike proses wat gedurig plaasvind en waarop die hele evolusieproses volgens die teorie van Darwin berus.
Vir die doel van plantveredeling is sulke spontane mutasies egter relatief skaars en die meeste van hulle is van min of geen waarde nie. In enkele gevalle was sulke spontane mutasies egter wel vir die mens van waarde. Die bekendste hiervan is seker die ontstaan van lusern (Lupinus luteus). Lusern was vroeër bitter en nie as voedingsgewas geskik nie, maar in 1928 het ene Von Sengbusch 'n spontane mutasie ontdek wat nie bitter was nie en waaruit die huidige lusern geteel is.
Mutasies kan ook geïnduseer word deur bestraling, temperatuurskokke, ultrasentrifugering van sade en chemiese behandeling. Weer eens is daar egter geen beheer oor die mutasies wat gevorm word nie, en die meeste van hulle is nie vir die mens van nut nie. Die verskynsel van poliploïdie is ook 'n vorm van mutasie wat reeds heelwat nuttige gewasse gelewer het omdat poliploïede plante dikwels groter en lewenskragtiger is as gewonde diploïde plante. Oor die algemeen word daar in plantveredeling baie min van mutasies gebruik gemaak en word die gebruik daarvan beperk tot gevalle waar die natuurlike genetiese diversiteit te klein is.
Geenbanke
Plantveredeling is vandag 'n baie belangrike aspek van veral die landbou, en om vordering te kan maak, is dit belangrik dat daar gedurig rekord gehou word van alle kruisings, ensovoorts, wat gedoen word. Voorts is dit belangrik dat verteenwoordigende materiaal van alle kultivars (die eindproduk van ʼn teelpoging) behou word vir moontlike latere kruisings. Vir hierdie doel is daar oral in die wêreld 'n groot aantal sogenaamde geenbanke waar teelmateriaal van ʼn groot aantal kultivars gehou word.
In Suid-Afrika is daar byvoorbeeld in Stellenbosch 'n geenbank vir koring, in Potchefstroom ʼn geenbank vir mielies en in Nelspruit 'n geenbank vir sitrussoorte. ʼn Wêreldwye geenbank vir mielies bestaan in Mexiko, terwyl daar ʼn soortgelyke geenbank vir aartappels in die Bondsrepubliek Duitsland is. Net so belangrik soos die kunsmatige geenbanke is die geenbanke van natuurlike plantegroei. Alle bestaande kultivars van alle tipes gewasse is oorspronklik uit wildgroeiende plante geteel en daar word voortdurend nuwe wilde plante ontdek wat vir die mens van nut is.
Bestaande kultivars word dikwels teruggekruis met wilde vorme om eienskappe soos weerstand teen siektes in te teel. Dit is een van die redes waarom dit so belangrik is om natuurlike plantegroeitipes soos die tropiese woude van Suid-Amerika en Afrika te bewaar.
Bronnelys
- Wêreldspektrum, 1982, ISBN 090840963X, volume 22, bl. 223
Verwysings
- Breeding Field Crops. 1995. Sleper and Poehlman. Bladsy 3
- Hartung, Frank; Schiemann, Joachim (2014). "Precise plant breeding using new genome editing techniques: opportunities, safety and regulation in the EU". The Plant Journal. 78 (5): 742–752. doi:10.1111/tpj.12413. PMID 24330272.
