В селекции для получения новых полиплоидных сортов растений. Полиплоидия в эволюции и селекции растений

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Зачет по биологии помогите часть 2. В селекции для получения новых полиплоидных сортов растений


Зачет по биологии помогите часть 2

22. Явление, при котором происходит многократное увеличение числа хромосом в геноме, называется:

1)полиплоидия 2)полимерия

3) поливалентность 4) полигамия

23. Многообразие пород собак является результатом:

1)естественного отбора 2)искусственного отбора

3)мутационного процесса 4)модификационной изменчивости

24. Полиплоидия как правило встречается у:

1)человека 2)всех живых существ

3)животных 4)растений

25. В биотехнологических процессах чаще всего используются:

1)позвоночные животные 2)бактерии и грибы

3)высшие растения 4)паразитические простейшие

26. Гетерозис возникает при:

1)близкородственном скрещивании

2)вегетативном размножении

3)скрещивании отдаленных линий

4)мутагенезе

27. Центр происхождения таких растений, как виноград, олива, капуста, чечевица, находится в:

1)Восточной Азии 2)Центральной Америке

3)Южной Америке 4)Средиземноморье

28. Инбридинг - это:

1)скрещивание различных видов

2)скрещивание близко родственных организмов

3)скрещивание различных чистых линий

4)увеличение числа хромосом у гибридной особи

29. Порода собак представляет собой:

1)род 2)вид

3)природную популяцию 4)искусственную популяцию

30. Центр происхождения кукурузы:

1)Абиссинский 2)Центральноамериканский

3)Южноазиатский 4)Восточноазиатский

31. Для селекции микроорганизмов наиболее часто используются методы:

1)искусственного мутагенеза

2)межвидовой гибридизации

3)искусственной полиплодизации

4)близкородственных скрещиваний

32. Методы создания новых сортов растений и пород животных изучает наука:

1)селекция; 2)цитология;

3)эмбриология; 4)генетика

33. Выдающийся отечественный ученый и селекционер, занимавшийся выведением новых сортов плодовых деревьев:

1)Н.И. Вавилов; 2)И.В. Мичурин;

3)Г.Д. Карпеченко; 4)B.C. Пустовойт

34. Центры многообразия и происхождения культурных растений установил:

1)Н.И. Вавилов; 2)И.В. Мичурин;

3)Б.Л. Астауров; 4)Г.Д. Карпеченко

35. Главная задача селекции:

1)изучение строения и жизнедеятельности культурных

растений и домашних животных;

2)исследование закономерностей наследования признаков;

3)изучение взаимосвязи организмов и среды их обитания;

4)выведение новых сортов растений и пород животных

36. При получении чистых линий у растений снижается жизнеспособность особей, так как

1) рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние

2) увеличивается число доминантных мутаций

3) рецессивные мутации становятся доминантными

4) рецессивные мутации переходят в гомозиготное состояние

37. Близкородственное скрещивание в селекции животных используют

1) для закрепления желательных признаков

2) для улучшения признаков

3) для увеличения гетерозиготных форм

4) для отбора наиболее продуктивных животных

38. Получением гибридов на основе соединения клеток разных организмов с применением специальных методов занимается

1) клеточная инженерия 2) микробиология

3) систематика 4) физиология

39. Выделением из ДНК какого-либо организма определенного гена или группы генов, включением его в ДНК вируса, способного проникать в бактериальную клетку, с тем чтобы она синтезировала нужный фермент или другое вещество, занимается

1)клеточная инженерия 2)генная инженерия

3)селекция растений 4)селекция животных

40. Метод получения новых сортов растений путем воздействия на организм ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, называют 1)гетерозисом 2)полиплоидией 3)мутагенезом 4)гибриди

otvet.mail.ru

Ответы@Mail.Ru: Генетика и селекция организмов!

1. Для получения новых сортов в селекции растений проводят самоопыление для выведения новых линий, а затем скрещивают чистые линии между собой. Какое явление при этом наблюдается? а) полиплоидия, б) экспериментальный мутагенез в) гетерозис г) отдаленная гибридизация

2. Какой из перечисленных методов не используется в селекции животных? а) гетерозис б) массовый отбор в) инбридинг г) подбор родительских пар

3. Одно из направлений биотехнологии – перестройка генотипа, что позволяет получать новые организмы со свойствами, интересующими человека. Какое это направление? а) микробиологический синтез б) клеточная инженерия в) генная инженерия г) гибридизация соматических клеток

4. В результате скрещивания самоопыляемых растений наблюдается эффект гетерозиса. Чем это обусловлено? а) накоплением рецессивных мутаций б) накоплением доминантных мутаций в) исчезновением летальных генов г) высокой гетерозиготностью гибридов

5. В селекции для получения новых высокопродуктивных форм растений и животных проводят скрещивание между особями, относящимися к разным видам и даже родам. Как называется этот метод селекции? а) Полиплоидия б) Гетерозис в) Отдаленная гибридизация г) Экспериментальный мутагенез

6. Какой из перечисленных методов используется только в селекции животных? а) Близкородственное скрещивание б) Методы получения гетерозиса в) Отдаленная гибридизация г) Определение качества производителей по потомству

7. Один из методов селекции – отдаленная гибридизация. Получаемые этим методом гибриды обычно бесплодны. Чем это вызвано? а) Хромосомы родительских видов не схожи, не способны конъюгировать б) У отдаленных гибридов не образуются половые клетки в) Гаметы отдаленных гибридов не сливаются г) Накоплением летальных генов

8. Для изучения свойств клеток их помещают на специальные питательные среды, где из делящихся клеток образуются ткани. Как называется этот метод? а) Метод гибридизации соматических клеток б) Массовый отбор в) Метод получения полиплоидов г) Метод культуры тканей

otvet.mail.ru

Полиплоидия в эволюции и селекции растений

полиплоидия в эволюции

И СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ

На примере шелковицы Moras L.

Академик АН АзССР И. К. АБДУЛЛАЕВ

П роблема видо- и формообразования, возникновения

новых разновидностей живых организмов является

центральной в биологии. Одним из основных факторов, определяющих

возникновение новых форм растений, служит полиплоидия, т. е. кратное

увеличение числа хромосом в клетке.

Как известно, полиплоидия вызывает разнообразные изменения бота-нико-морфологических, анатомических, цитологических, физиологиче­ских, биохимических и других признаков и свойств растительных орга­низмов. Эти изменения могут быть наследственно закреплены, что дает в итоге богатый исходный материал для создания новых форм и многолетних культур, особенно у вегетативно размножаемых растений. Эксперимен­тальная полиплоидия, т. е. искусственное кратное увеличение хромосом­ного набора в растительной клетке методом аутополиплоидии (кратное увеличение одного и того же набора хромосом) и аллополиплоидии (объединение наборов хромосом различных исходных форм),— мощное средство в селекции растений, и вместе с тем она играет большую роль в изучении генетических закономерностей, лежащих в основе эволюционно­го процесса.

В отделе генетики и селекции многолетних культур Института гене­тики и селекции Академии наук Азербайджанской ССР в течение дли­тельного времени разрабатываются теоретические, методические и прак­тические вопросы, связанные с полиплоидией у многолетних растений. Особенно большие результаты достигнуты в отношении полиплоидии шелковицы, или туты (Moras L.),— этой высокоценной древесной куль­туры, которую по возможностям и характеру использования отдельных частей следует считать в известной мере уникальной. Так, лист шелковицы — это единственный корм для гусениц тутового шелкопряда; вкусны и высокопитательны, имеют лечебное значение ее ягоды, которые потребляются в свежем, сушеном и переработанном виде; древесина идет на изготовление мебели и музыкальных инструментов; из корней добы­вается краска для шелка, придающая ему золотисто-желтый цвет; из веток делают различные предметы домашнего обихода (корзины, веревки и др.). Ясно, какое большое значение имеет селекция, направленная на создание новых высокопродуктивных сортов кормовой, плодовой и деко­ративной шелковицы.

Чтобы получить нужные для народного хозяйства формы и сорта ра­стений рода Moras, мы наряду с межвидовой, внутривидовой и отдален­ной гибридизацией, клоновой селекцией и т. д. широко использовали явление полиплоидии. Были выявлены естественные полиплоидные сор­та шелковицы, разработана методика экспериментальной полиплоидии

24

применительно к этому растению, улучшена методика его цитологических исследований. В содружестве с другими лабораториями Института велись и ведутся интересные исследования по цитогенетике, биохимии, физио­логии, связанные с полиплоидией.

25

Установлено, что шелковица склонна к полиплоидии как спонтанной, так и экспериментальной. 15 лет назад в нашем распоряжении было че­тыре звена полиплоидного ряда —28-, 42-, 56-и 308-хромосомные (рис.1). Наличие растений со столь различными хромосомными наборами и полу­чение нами экспериментальным путем растений с 84- и 112-хромо-сомными наборами позволили впервые составить таблицу полиплоидного ряда. В этой таблице — два «этажа»: первый, где хромосомный набор возрастает четно кратно к исходному диплоидному 28-хромосомному, был назван нами ортоплоидным, а второй — с нечетно кратным увели­чением хромосомного набора — анортоплоидным. Такая таблица дает возможность предсказать, какие хромосомные формы могут быть получе­ны. В результате исследований с помощью методов аутополиплоидии и аллополиплоидии мы смогли «вписать» в таблицу звенья полиплоидного ряда с 70, 84, 98, 112, 168, 182 и 238 хромосомами и наметить программу получения остальных одиннадцати звеньев (табл. 1).

Научные обзоры и сообщения

Вначале наша таблица вызывала возражения. Поскольку мы работаем с многолетними растениями, приходилось ждать 5—6 лет, пока выраста­ло новое поколение и становилось возможным путем гибридизации и аутоилоидии создавать новые звенья полиплоидного ряда. Но когда нам удалось получить 168-хромосомные, а затем 182- и 238-хромосомные ра­стения, появилась уверенность, что теоретически предсказанный поли-

плоидный ряд вполне реален и со временем может быть заполнен целиком.

Мы подробно изучили весь материал с точки зрения ботанико-мор-фологических, анатомических и хозяйственных особенностей, а другие лаборатории нашего Института исследовали этот материал с биохимиче­ской, физиологической и цитологической сторон. Было установлено, что с изменением хромосомного набора изменяются основные наследственные показатели растений. Так, сильно изменяются и морфологически и по форме как мужские, так и женские соцветия, ягоды, почки, побеги, листья; меняется расположение почек, количество побегов, древесина, все анатомические особенности растения. На рис. 2—6 показаны различ-

^

Научные обзоры и сообщения

ные части растений рода Morus на диплоидном, тетраплоидном и три-плоидном уровнях.

27

В настоящее время в нашем распоряжении около 5000 сортов и форм шелковицы на разных по плоидности уровнях. Некоторые формы отличаются исключительно большими потенциальными возможностями. Они могут быть использованы для кормления тутового шелкопряда и

^

служить прекрасным исходным материалом для получения многочислен­ных новых сортов шелковицы. Биохимические исследования показали, что в отношении содержания белковых веществ, углеводов и других нуж­ных для тутового шелкопряда веществ триплоидные и тетраплоидные формы в ряде случаев лучше, чем диплоидные. Проводившаяся нами экс­периментальная выкормка гусениц тутового шелкопряда свидетельство­вала, что на жизнеспособность гусениц, средний вес коконов, а также на технологические особенности получаемого шелка изученные нами поли­плоидные формы влияют положительно.

Хотелось бы обратить внимание на вопросы теоретического характера, возникшие в ходе наших работ. Как правило, в литературе указывается, что при делении клеток создается гомологичная хромосома. Однако изучение этого явления у полиплоидов показало, что до тетраплоидного уровня хромосомы образуются гомологичными, а после него некоторые крупные хромосомы уменьшаются в размере. Эти данные были опубли­кованы нами в 1965 г. и сейчас находят подтверждение в работах профес­сора М. А. Али-заде по изучению изменения ДНК в связи с плоидностью шелковицы.

Второй вопрос касается систематики. Полученные полиплоидные формы шелковицы нам не удавалось систематизировать по существую­щей таксономии. По систематике, предложенной японским ученым Кайд-зиму в 1924 г., мы не смогли новые полиплоидные формы отнести к от­дельным видам рода Morus. Используя таблицу полиплоидного ряда, мы решили подходить к этому вопросу с точки зрения кариосистематики и делить шелковицу на 11 видов ортоплоидного ряда и на 11 подвидов анортоплоидного ряда. Для примера приведем некоторые сравнительные данные о количестве ДНК в ныне принятых и в предлагаемых нами ви­дах шелковицы (табл. 2).

Нам кажется, что такой подход к систематике рода Morus научно оп­равдан, однако его следует еще всесторонне обсудить.

Наконец, третий вопрос. В литературе, как правило, указывается, что в связи с увеличением хромосомного набора фертильность растений уменьшается, в связи с чем уменьшается и их урожайность. Наши иссле­дования показали, что это не всегда так: есть высокополиплоидные формы,

28

Научные обзоры и сообщения

которые дают очень высокие урожаи и представляют поэтому большой практический интерес. Так, каждое 308-хромосомное дерево дает очень высокие урожаи. Эта высокополиплоидная шелковица плодоносит в на­ших условиях с середины июня до середины сентября. Следовательно, продолжительность плодоношения у нее почти в два с половиной раза больше, чем у диплоидных сортов. Необходимо, однако, установить опти­мальный уровень плоидности для каждого рода в отдельности. Есть роды, работу с которыми следует вести на диплоидном уровне, а есть роды, с ко­торыми надо работать на триплоидном, тетраплоидном, пентаплоидиом, октоплоидпом и других уровнях. Мы должны экспериментально установить, какой должна быть плоидность данного растения, исходя из его биологи­ческих особенностей и народнохозяйственного значения. В отношении ро-

да Moras мы считаем, что для шелководства нужен диплоидный, триплоид-ный и тетраплоидный уровень, т. е. растения с 28-, 42- и 56-хромосом-ными наборами соответственно. Чтобы собирать высокий урожай ягод, можно использовать растения с 308-хромосомным набором и даже больше. Видимо, это характерно и для других культурных растений.

Основные результаты работ по роду Morus были нами проверены на роде Wilis, т. е. на винограде — второй важной культуре нашей республи­ки. Сейчас получены 76-хромосомные тетраплоидные формы винограда. Ведется работа по созданию новых полиплоидных его форм.

Мы уже составили таблицы полиплоидного ряда по роду Fragaria, Rosa, Solanum, можем составить таблицы и для других культурных рас­тений.

Составление таблиц полиплоидного рода позволяет направленнее вести селекционные работы. Нам удалось создать ряд высокопродуктивных сор­тов и форм растений методом отдаленной гибридизации, но на это мы по­тратили 15—20 лет, причем пришлось выращивать десятки тысяч гибрид­ных растений, чтобы выбрать одну-две нужные для селекционера формы. Руководствуясь таблицей полиплоидиого ряда рода Morus, мы создали в большом количестве и в сжатые сроки измененные очень ценные формы.

Кроме того, на основании проведенных исследований нами был сформу­лирован «закон полиплоидных рядов в наследственной изменчивости» и решены некоторые вопросы формо- и видообразования, систематики и эволюции рода Morus.

* * *

В целях получения полиплоидных форм мы используем различные дозы и экспозиции химических (колхицин, этилемин) и физических (ра­диоактивный Со60, Cs 137) мутагенных факторов. Воздействию подвергают-

29

Научные обзоры и сообщения

ся сухие и слегка проросшие семена, точки роста в семядольном состоянии, развивающиеся почки и черенки.

Применение химических и физических мутагенов в сочетании с гибри­дизацией и дало возможность вывести большое число ауто- и аллополи-плоидных, а также ценных мутантных форм, которые в настоящее время изучаются в селекционных питомниках и на коллекционных участках Апшеронской и Карабахской научно-экспериментальных баз, на Агдаш-ском и Тауэском опорных пунктах Института генетики и селекции Акаде­мии наук Азербайджанской ССР. Сейчас проходят испытания на коллек­ционном участке 45 триплоидных и тетраплоидных форм шелковицы и,

кроме того, 12 мутантов винограда и 8 мутантных форм земляники. Мно­гие полиплоидные формы отличаются хорошим ростом, развитием и высо­кой урожайностью. Пять полиплоидных форм шелковицы переданы в Государственную комиссию по сортоиспытанию. К ним относятся трипло-идные Ахмед-тут (АзТ-59-6), Достлуг-тут (АзТ-59-8), Вагиф-тут (АзТ-59-7) и тетраплоидные Махсуллу-тут (АзТ-58-34) и Хазар-тут (АзТ-58-2). Высокопродуктивный триплоидный сорт Ханлар-тут райо­нирован в 1964 г. и широко внедряется в производство (рис. 7).

30

Об урожайности и продуктивности сорта Ханлар-тут позволяют судить средние по трем почвенно-климатическим зонам Азербайджанской ССР данные, полученные за ряд лет, в сравнении с общепринятым стандарт­ным японским двуилоидным сортом Кокусо-70 (табл. 3).

Научные обзоры и сообщения

Нас особенно интересовало качество листа экспериментально получен­ных триплоидных и тетраплоидных форм шелковицы. Биохимические исследования, проведенные лабораторией биохимии нашего Института (Г. М. Талышинский), показали, что отобранные триплоидные и тетра-плоидные формы шелковицы по содержанию в листе общего и белкового азота, протеина, углеводов, витамина С и другим показателям не уступают диплоидным сортам, а в ряде случаев превосходят их. О высоком качестве листа новых полиплоидных форм шелковицы особенно наглядно свиде­тельствуют результаты экспериментальных выкормок гусениц тутового шелкопряда (табл.4).

Как видно из приведенных в табл. 4 данных, все экспериментально полученные нами тетраплоидные формы шелковицы по урожайности листа превосходят районированный диплоидный сорт Сыхгез-тут.

Исключительно большой интерес представляет тетраплоидная кустовая форма шелковицы Кол-тут, полученная экспериментально воздействием радиоактивного Со60 при дозе 5000 р. Проведенные на Карабахской научно-экспериментальной базе Института исследования биологических и хозяй­ственных особенностей сорта показали его исключительно высокую про­дуктивность. Так, при весенней эксплуатации Кол-тут дает 256 ц/га листа, в то время как от наилучших районированных сортов при высокоштамбо­вом и низкоштамбовом типе плантации с соблюдением высокой агротех­ники мы получаем максимум 140 ц/га листа. Кол-тут способен давать вы­сокий урожай листа не только при весенней, но и при летней и осенней эксплуатации кустовой плантации. По содержанию белковых веществ и углеводов в листе Кол-тут стоит почти на одном уровне с Сыхгез-тут. Не уступает он райошгрованным сортам и по результатам испытательных выкормок гусениц тутового шелкопряда, а также по результатам техноло­гических анализов коконов.

Вполне очевидна перспективность этого сорта. Следует учесть также несложность размножения растений путем черенкования (дающего почти 100% укоренения), возможность полной механизации ухода, обработки и эксплуатации плантации.

Наша республика по производству натурального шелка занимает второе место в СССР, а по качеству шелка-сырца — первое. Поэтому мы уделили такое серьезное внимание созданию высокопродуктивных сортов шелкови­цы для нужд шелководства. Нам удалось довести урожайность тутовых плантаций только за счет выведения новых сортов шелковицы с 50 до 150 ц/га, т. е. утроить. Все три районированных в Азербайджанской ССР

31

Научные обзоры и сообщения

сорта шелковицы — Зариф-тут (1948), Сыхгез-тут (1958) и Ханлар-тут (1964), а также перспективный тетраплоидный сорт Махсуллу-тут (1969) — результаты нашей селекции, и их внедрение в производство ежегодно дает хозяйствам сотни тысяч рублей дополнительного дохода. Мы уверены, что дальнейшее изучение биологических и хозяйственных особенностей уже полученных разнохромосомных растений, а также ра­боты по ауто-, аллополиплоидии и мутагенезу помогут выявить и создать новые высокопродуктивные формы кормовой, плодовой и декоративной шелковицы.

* * *

В итоге исследований мы пришли к выводу, что полиплоидия является важным фактором видо- и формообразования и эволюции многолетних вегетативно размножаемых растений. Как уже говорилось, у полиплоидных форм увеличивается размер клетоьс, устьиц, хлоропластов, пыльцы, жен­ских и мужских цветков, соцветий, листьев и побегов. Полиплоидия вызы­вает также изменения в прохождении фенофаз растений. У большинства форм несколько задерживается появление первых листочков и начало цве­тения. Период цветения удлиняется с 5 до 20 дней, и это создает исключи­тельно благоприятные условия для проведения гибридизации. Интересно отметить, что при изоляции соцветий рыльца тетраплоидных и более высокополиплоидных форм сохраняют свою жизнеспособность в 2—4 раза дольше, чем диплоидных.

Получение разнохромосомных ортоплоидных и анортоплоидных расте­ний и проведенная работа по их гибридизации дают основание рекомендо­вать наряду с существующими методами селекции цитогенетические ас­пекты подбора разнохромосомных исходных форм. На полиплоидном уров­не намного увеличивается количество ДНК в ядре клетки, что открывает большие возможности для получения новых ценных высокопродуктивных форм растений, между тем как возможности повышения продуктивности растений при существующих методах селекции в значительной степени исчерпаны. Во всяком случае на большой скачок здесь рассчитывать труд­но, поскольку генетический потенциал у этих растений значительно меньше.

Все это показывает, что методы полиплоидии в ближайшие годы долж­ны занять исключительно большое место в селекции многолетних растений. Мутационные изменения генов и хромосом у многолетних растений — важ­ный источник наследственной изменчивости, в связи с чем такие методы современной генетики, как экспериментальный мутагенез и полиплоидия, становятся мощным фактором изменения живых организмов и создания на этой основе новых хозяйственно ценных сортов многолетних растений, а также исходного материала для дальнейшей селекционной работы.

УДК 575.42

fs.nashaucheba.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта