Los cultivos alimentarios se cultivan por sus frutos comestibles, conocidos botánicamente como yingguo, pero generalmente conocidos como cereales, granos o semillas. Una semilla es un fruto único que consta de dos partes principales, el endospermo y el embrión o germen. El endospermo se utiliza para almacenar alimentos y forma el cuerpo principal de la semilla. Puede utilizarse como alimento para el ser humano y como fuente de energía para la germinación de semillas a través de embriones. Esto no es sorprendente. Porque los cultivos de cereales desempeñan un papel importante y generalizado en la satisfacción de las necesidades alimentarias humanas.
El desarrollo más maduro del endospermo se produce mediante la fusión del pronúcleo del espermatozoide en el polen y los dos núcleos polares en el ovario. Básicamente, el desarrollo de las semillas de cereales requiere una doble fertilización. El endospermo está rodeado por una pared exterior llamada pericarpio, que se desarrolla a partir de la pared del ovario. La capa semipermeable debajo de la piel se llama testa. La testa se separa de la pared interna del ovario y rodea al embrión. La cubierta de la semilla es permeable al agua pero no disuelve la sal, lo cual es muy importante para la germinación de las semillas.
Todos los cultivos de cereales son monocotiledóneas, con un solo cotiledón en la semilla. Esto es diferente de las plantas dicotiledóneas, como la soja, el lino, el trigo sarraceno, el maní y los frijoles, que tienen dos cotiledones. Los cotiledones de los cereales a veces se denominan hojas de semillas. En botánica, se le llama hoja embrionaria en lugar de cotiledón.
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Se pueden obtener cultivos de alto rendimiento cuando los productores de cereales aplican mejores métodos de gestión genética que el mejoramiento de variedades. Sin embargo, las mejores prácticas culturales no pueden superar los defectos genéticos. Incluso los mejores genotipos no pueden superar las deficiencias culturales. Por tanto, la genética no es un estudio especializado en los campos del fitomejoramiento, citología, fisiología y bioquímica, sino que requiere que los productores comprendan todos los aspectos relacionados con el cultivo de alimentos.
Aumentar las existencias de semillas esenciales para el fitomejoramiento requiere una comprensión de los genes y la herencia para garantizar el cumplimiento de los estándares agrícolas, legales y de certificación nacional. Es muy importante saber eliminar las razas anormales o inferiores. Los productores de semillas híbridas deben comprender cómo se heredan las características genéticas y todos los aspectos de la producción de semillas híbridas. Los productores de semillas híbridas deben reconocer el impacto de la producción de semillas de segunda generación.
El monje austriaco Mendel (1822-1884) es conocido como el padre de la genética. Mendel utilizó guisantes comunes de su jardín para realizar experimentos sobre rasgos genéticos. Aunque publicó sus resultados en 1865 (Mendel, 1930), su trabajo se vio ensombrecido por el acalorado debate sobre la evolución. No fue hasta el descubrimiento de las leyes de Mendel en 1900 que se empezó a prestar atención a los genes, lo que llevó al desarrollo del maíz híbrido en 1917.