Геномные мутации, их значение в эволюции и селекции растений. Мутирование растений
Растения с признаками мутации - Лучшие фотографии со всего света
1
2
3
4
5. Клубника
6
7
8
9
10
11. Клубника
12
13
14
15
16
17
18
trasyy.livejournal.com
Генетика. Соматическая мутация
Мутация – это стойкое преобразование генотипа, которое совершается под воздействием внешней или внутренней среды. Терминология была предложена Хуго де Фризом. Процесс, при котором возникает это изменение, называется мутагенезом. 
Далее в статье рассмотрим подробнее характер данной трансформации, выясним также, что такое соматическая мутация.
Терминология
Соматическая мутация – это модификация гена в определенных клетках в период индивидуального развития организма. Раньше считали, что преобразование генотипа обычно возникает преимущественно перед формированием или в созревших половых клетках и обязательно на зачаточном уровне. Именно в этом причина того, что гаметические изменения воссоздаются всеми клетками, которые образуются в процессе развития зиготы. А она появилась при участии начальной мутационной гаметы. На сегодняшний день многие факты свидетельствуют о возникновении модификаций генотипа в любое время индивидуального развития организма.
Изменения у растений
Наука уже давно доказала, что у растений соматическая мутация встречается довольно часто. Примером могут служить почковые вариации, которые детально описал Ч. Дарвин. Такие изменения чаще всего происходят у фруктовых деревьев и декоративных растений и используются для выведения их новых сортов. Разные виды яблок, апельсинов и прочих различных фруктов были получены благодаря обнаружению человеком некоторых ветвей, которые имели отличие от всего дерева. Это может быть и скорость созревания, и размер, и форма, и количество плодов. 
Используя вегетативные отростки от таких ответвлений, можно получить деревья с идентичными особенностями материнской части. Считается, что первоначальное свое происхождение они получили от трансформаций начальной клетки в точке роста. Исходя из того, что растения не имеют крайне обособленного пути на зачаточном уровне, подтверждается факт полового размножения при вегетативных мутациях. Это возможно в случае, когда трансформация проникла в субэпидермальный слой, так как из него формируются половые клетки. В результате у одного и того же растения могут встречаться как модифицированные, так и не затронутые мутацией ткани, отличающиеся друг от друга. 
Трансформации у животных
У животных не происходит вегетативного размножения и нет изолированного зачаткового пути. Поэтому понятие "соматическая мутация" относительно них применяется крайне редко. Генетика наиболее изучена у некоторых форм, благодаря чему и можно наблюдать эти видоизменения. К таким относится муха дрозофила. У самца, например, были обнаружены отличающиеся от остальных по цвету или форме некоторые части тела или органы.
Соматические мутации у человека
Видоизменения происходят в диплоидных клетках. Поэтому модификация проявляется только при наличии доминантных генов или рецессивных, находящихся в гомозиготном состоянии. Соматические мутации у человека напрямую зависят от времени их возникновения. Чем раньше в развитии произойдут изменения генов, тем больше соответствующих клеток пострадает. В каком случае соматические мутации можно наблюдать у людей? Достоверно это не подтверждено. Возможно, этим процессом обусловлено изменение окраса радужной оболочки глаза, раковое перерождение и другие. С другой стороны, на развитие злокачественных образований, например, влияют преимущественно канцерогены, особенно негативные из которых − радиация и химические вещества. 
Хромосомные аберрации
Под этим определением следует понимать изменение структуры хромосом. Соматическая мутация также приводит к этому процессу. При возникновении изменения генов на ранней стадии развития возможно появления билятеральных мозаик. У них одна половина тела с доминантными признаками, а другая – с рецессивными. В случае половой хромосомы образуются гинандроморфы, имеющие пополам женские и мужские признаки. Соматическая мутация с полным обособлением зачаткового пути поражает определенную часть половых клеток. В результате это наблюдается у некоторого потомства в виде зачаточной трансформации. Однако такое явление встречается очень редко. В основном такое изменение генов не обнаруживается в потомстве. Как известно, самопроизвольная соматическая мутация – также довольно редкое явление. По результатам разных экспериментов, она усиливается такими же факторами, что и зачатковая, а именно Х-лучами. 
fb.ru
Мутагенез растений
Искусственно полученные мутантные формы являются ценным материалом для селекции, поскольку в контролируемых условиях можно получить мутации, встречающиеся в природе очень редко или вообще не обнаруживаемые. Мутагенез широко применяется в селекции микроорганизмов и растений.
Для получения индуцированных мутаций у растений используют самые различные мутагены. Дозу этих мутагенов подбирают таким образом, чтобы погибало не более 30-50% обработанных объектов. Например, при использовании ионизирующего излучения такая критическая доза составляет от 1-3 до 10-15 и даже 50-100 килорентген. При использовании химических мутагенов применяют их водные растворы с концентрацией 0,01-0,2%; время обработки – от 6 до 24 часов и более.
Обработке подвергают пыльцу, семена, проростки, почки, черенки, луковицы, клубни и другие части растений. Растения, выращенные из обработанных семян (почек, черенков и т.д.) обозначаются символом M1 (первое мутантное поколение). В M1 отбор вести трудно, поскольку большая часть мутаций рецессивна и не проявляется в фенотипе. Кроме того, наряду с мутациями часто встречаются и ненаследуемые изменения: фенокопии, тераты, морфозы.
Поэтому выделение мутаций начинают в M2 (втором мутантном поколении), когда проявляется хотя бы часть рецессивных мутаций, а вероятность сохранения ненаследственных изменений снижается. Обычно отбор продолжается в течение 2-3 поколений, хотя в некоторых случаях для выбраковки ненаследуемых изменений требуется до 5-7 поколений (такие ненаследственные изменения, сохраняющиеся на протяжении нескольких поколений, называют длительными модификациями).
Полученные мутантные формы или непосредственно дают начало новому сорту (например, карликовые томаты с желтыми или оранжевыми плодами) или используются в дальнейшей селекционной работе.
Однако применение индуцированных мутаций в селекции все же ограничено, поскольку мутации приводят к разрушению исторически сложившихся генетических комплексов. У животных мутации практически всегда приводят к снижению жизнеспособности или бесплодию. Поэтому в селекции стараются использовать уже известные мутации, которые прошли испытание естественным отбором.
Спонтанный мутагенез определяется природными факторами окружающей среды выше: светом, радиацией, химическими реагентами, которые постоянно присутствуют в разной концентрации в окружающей среде. У кукурузы выделены и классифицированы 6 типов спонтанных естественных мутаций, которые имеют рецессивный характер проявления:
- мутации генов структуры эндосперма и зародыша; - хлорофильные мутации; - мутации коричневой жилки листа Вт; - мутации структуры листа, стебли, корни; - мутации дихотомического разветвления стебля; - мутации половых признаков кукурузы.
С мутаций генов структуры эндосперма в селекционной практике наиболее широко используют мутации мучнистого и непрозрачного эндосперма (fl1, fl2, opaque endosperm), сахарного (sh - shrunken endosperm), воскообразного (wx - waxy endosperm), амилозного (ae - amylose extender) . Известны также мутации, которые вызывают прорастание семян в початках в поле (vp) и другие.
Мутации waxy и amylose extender позволили селекционерам вести дивергентного доборы по созданию высокоамилозных и амилопектиновых гибридов кукурузы. Первые такие гибриды созданы и для промышленного производства крахмалов, биоутилизуемого сырья, упаковочных материалов, они не имеют сегодня альтернативы.
Мутация гена bm коричневой прожилки листа представляет большой интерес для селекции низколигниновых линий и гибридов, содержание которого в зеленых листьях и стеблях кукурузы определяет качество и переваримость силосной массы животными. Впервые эта мутация была найдена и описана в 1934 году Н. И. Хаджинов.
Среди последних спонтанных мутаций следует отметить одну из наиболее важных мутаций половых признаков кукурузы - мужскую стерильность. По фенотипу мутация мужской стерильности проявляется в отсутствии пыльников. В стерильных растений пыльцу в пыльники дегенерирует и пыльники часто вообще не выходят из колосовых чешуек. Признак мужской стерильности контролируется рецессивными аллелями ms, а восстановление фертильности осуществляется доминантнимы аллелями Ms. Стерильность, обусловленная ядерными генами, не используется в селекции из-за неустойчивости проявления стерильности в потомстве.
Химические мутагены
Отдельно выделена группа биологически активных веществ, которые влияют не только на процессы роста и развития растений, но и вызывают наследственные изменения в организме — химические мутагены.
Химические мутагены используют как дополнительный метод в селекции растений для расширения генетического разнообразия видов и форм растений и как специфические стимуляторы роста и развития организмов.
В настоящее время разработана достаточно надежная теоретическая база, позволяющая с успехом применять химические и другие мутагенные факторы для повышения уровня генетического разнообразия культурных растений. С помощью мутагенов можно разорвать сцепленно наследуемые признаки, преодолеть нескрещиваемость между отдаленными формами и стерильность собственной пыльцы, решить задачи, не поддающиеся разрешению при использовании других методов селекции. В ряде случаев возникают совершенно новые формы и признаки, не встречающиеся в природе, что позволяет расширить естественное разнообразие форм культурных растений .
В зависимости от дозы мутагенов возникают различные виды мутаций: генные (точечные микромутации), хромосомные (структурные) и геномные. Наибольший выход положительных мутаций при дозах мутагенов, которые не оказывают угнетающего действия на рост и развитие растений. Более грубые типы нарушений, вызванные высокими дозами мутагенов, как правило, индуцируют отрицательные неадаптивные мутации, которые отбраковывают отбором. При использовании более низких доз мутагенов индуцируются микромутации, затрагивающие изменение отдельных признаков: продуктивность, изменение качества, раннеспелости, некоторых биохимических показателей организма. Именно генные микромутации служат основным материалом при естественном отборе. Они составляют самую большую долю всех наследственных изменений и являются необходимой предпосылкой ускорения эволюции.
Химические мутагены в малых дозах вызывают различные стимулирующие эффекты, модификации не генетического характера. В последнее время стимуляционная селекция широко применяется в селекции и в производстве. В результате стимуляции некоторых сельскохозяйственных культур химическими мутагенами повышается урожайность в 2—3 раза.
В отличие от действия ростовых стимуляторов ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, действующих на этапах вегетативного роста, стимулирующий эффект химических мутагенов после обработки семян более ранний. Химические мутагены действуют на первые этапы эмбриональной детерминации в развивающихся семенах и тем самым стимулируют основные созидательные градиенты растений.
Генетическая безопасность, мутагены, трансгенные растения, передача информацииГенотип, его влияниеФерменты генной инженерииФункции генов, классификация, структура, эволюция, дрейф геновРегуляция активности генаПолигенные признакиАнтимутагены, роль нуклеиновых кислотСтановление генетики, этапы развития, связь с другими наукамиДифференциальная активность генов в онтогенезеКритические периоды развития плода человекаФенотип и генотип микроорганизмовПлеотропное действие, летальные геныГенетический груз, тератогенные факторыГенетические аномалии КРС, свиней, распространённостьУстойчивость животных к болезням, вирусам, паразитамТипы наследования аномалий, изменчивостиГенетические и цитологические карты хромосомФакторы изменяющие структуру популяций
biofile.ru
Мутации у растений - Справочник химика 21
Хорошо известно, что мутации, происходившие в процессе эволюции, обусловили индивидуальность разных видов растений и животных. Эволюция - это процесс постепенного изменения, в результате которого появляются новые виды, лучше приспособленные к условиям окружающей среды, чем их предки. При помощи процесса спонтанных мутаций виды способны адаптироваться к изменениям окружающей среды. Неспособность к адаптации приводит к вымиранию вида и замене его другим, более приспособленным. Спонтанные или естественно возникающие мутации являются важнейшими движущими силами эволюционного процесса. Причины этих мутаций еще изучены не до конца, хотя известно, что химические вещества, включая половые гормоны, УФ- и ионизирующее излучение, а также высокая температура могут повышать частоту возникновения мутаций у растений и животных. Относительный вклад этих факторов в возникновение спонтанных мутаций пока неизвестен. [c.100]
Мутации у растений могут происходить скачками, сразу создавая различия на уровне семейств, а мутации у насекомых могут привести к появлению дополнительных конечностей, т. е. признаков, свойственных представителям других классов беспозвоночных [c.371]
Далее Г. А. Надсон отмечает, что в 1920 г. им была обнаружена изменчивость микробов под влиянием радиевых и рентгеновых лучей, происходящая скачкообразно. Эти скачкообразные изменения наследственны, и для отличия от мутаций у растений и животных автор предложил называть их сальтациями (от латинского saltus — скачок). Этот термин не удержался в литературе, и явление внезапной наследственной изменчивости микроорганизмов считается мутационной изменчивостью. Мутанты, возникшие под влиянием обработки культуры радиацией или химическими реагентами, относятся к категории индуцированных мутантов в отличие от возникающих естественно при неучитываемом действии среды. [c.98]
В ряде работ было показано, что восстановление физиологических процессов в растениях, нарушенных под влиянием ионизирующей радиации, может быть достигнуто созданием определенных условий питания и применением физиологически активных веществ (Ильина и др., 1964, 1965 Батыгин, Мисюк, 1965 Крюкова и др., 1967). Восстановление процессов обменного характера осуществляется более легко, чем нарушения генетического типа. Некоторые исследователи отмечают, что в первую очередь важпо защитить физиологические процессы, протекающие в растениях. Это дает возможность увеличить дозу радиации, а при более высокой дозе получить и более широкий спектр мутаций у растений. Такой взгляд можно считать правильным лишь при условии конкретной задачи, связанной с радиоселекцией растений. [c.28]
Мутагенность пестицидов характеризуется частотой появления мутаций у растений, животных и у дрозофилы. По этому признаку выделяют пять групп пестицидов супермутагены — вещества, вызывающие 100% и более мутаций у растений и животных (за 100% принимается 100 мутаций на 100 хромосомах) сильные мутагены — вещества, вызывающие у дрозофилы 5—10% мутаций средние мутагены — вызывают у дрозофилы 2—5% мутаций слабые мутагены — вызывают у дрозофилы 1—2% мутаций очень слабые мутагены — вызывают у дрозофилы 0,5—1,0% мутаций. [c.83]
Мутагенность — способность пестицидов вызывать мутации у растений, животных и дрозофиллы. [c.89]
О значении цитогенетических методов в селекции свидетельствует следующий пример. На симпозиуме, посвященном npnpio-де мутаций у растений, их получению и использованию (США, Пуллман, 1969), Рэ мед ж сообщил о том, что в США министерством земледелия и Университетом Аризоны выпущен в производство первый гибридный ячмень. Для его получения использована линия с транслокацией, обеспечивающая наличие мужской стерильности у растений, служащих материнской формой. У этих растений добавлена к диплоидному набору лишняя хромосома, состоящая из участков хромосом 2—7. В этой лишней хромосоме локализован рецессивный ген мужской стерильности и ген-маркер, позволяющий отбирать растения с лишней хромосомой без цитсуюгического анализа. Лишняя хромосома передается только через яйцеклетки и должна наследоваться вместе с одной из хромосом диплоидного набора. Авторы рекомендуют пользоваться подобной сбалансированной системой для получения гибридных форм у ряда других культур. [c.130]
Эти открытия доказывали, что наследственные изменения — мутации у растений, животных и микроорганизмов — можно вызывать в эксперименте, воздействуя внешними условиями. Те№ самым устанавливались причины возиикиовения мутаций и открывались возможности для получения нужных наследственных изменений. Процесс возникновения мутаций -— мутагенез становится одной из важнейших проблем генетики. [c.189]
Школами Баура и Штуббе проведены обширные исследования мутаций у растения Antirrhinum (львиный зев). У этого айда мутация одного гена изменяет двустороннюю симметрию [c.192]
chem21.info
Полиплоидные формы и мутанты в селекции растений
Полиплоидные формы это метод создания исходного материала для селекции цветочных культур, который играет важную роль. Полиплоидные сорта созданы более чем у 300 видов. Метод имеет большие потенциальные возможности.
Полиплоидия – наследственные изменения, связанные с увеличением числа целых хромосомных наборов. У цветочных растений существуют природные полиплоидные виды, например, у тагетеса отклоненного 48 хромосом, тогда как у тагетеса прямостоячего их только 24. Есть полиплоидные виды у львиного зева, петунии, бегонии всегдацветущей, крокусов, нарциссов, ирисов и др. У некоторых видов увеличение числа хромосом способствует улучшению декоративных качеств, например укрупнению цветка и увеличению высоты.
Искусственное получение полиплоидов
Для искусственного получения полиплоидов применяют те же факторы, которые вызывают их появление в природе: температурные воздействия, ионизирующие излучения, механические повреждения, химические вещества и др. Однако наиболее эффективно воздействие алкалоида колхицина во время клеточного деления. Колхицин останавливает деление в клетках растений в тот момент, когда хромосомы удвоились (разделились продольно), но еще не разошлись. Он парализует образование веретена, и, таким образом, деление и расхождение хромосом к полюсам становятся невозможными – появляются клетки с удвоенным числом хромосом. После прекращения действия колхицина в клетке снова начинается митотическое деление, но уже с удвоенным набором хромосом. Поскольку колхицин влияет только на делящиеся клетки, им обрабатывают прорастающие семена, растущие плоды и проростки, пробуждающиеся почки, молодые бутоны, формирующиеся клубнепочки, клубни, листовые меристемы и др.
После тщательного отбора из многих тысяч полиплоидных форм декоративных растений удалось вывести только несколько сотен хороших сортов, сочетающих высокие декоративные качества с хорошей плодовитостью. Кроме того, полиплоиды некоторых культур обладают устойчивостью к болезням, вредителям и неблагоприятным погодным условиям.
Искусственные мутации растений
Мутанты также служат исходным материалом для селекции. Их получают с помощью ионизирующей радиации или химических мутагенов. Мутации представляют собой внезапные наследственные изменения в хромосомах или генах.
Искусственно получила мутации у декоративных растений немецкий ученый Э. Штайн в 1918 г., облучая проростки и цветочные почки львиного зева. Данный метод широко применяют, особенно у вегетативно размножаемых растений в сочетании с культурой ткани. Таким образом создано много сортов георгин, хризантем, гвоздик и бегонии.
Для индуцирования мутаций используют различные виды ионизирующих излучений: корпускулярные (протоны, альфа-частицы, электроны, нейтроны) и электромагнитные (ультрафиолетовое, рентгеновское). Для рентгеновского облучения применяют как медицинские, так и специальные рентгеновские установки. При облучении пыльцы эффективны такие источники ультрафиолетового излучения, как ртутно-кварцевые лампы, для корпускулярных излучений—колонки и реакторы.
Известно более 400 химических веществ, обладающих мутагенным действием, однако активность большинства из них низка. Лишь с 1960 г. после открытия И. А. Рапопортом сверхмощных мутагенов (супермутагены), вызывающих у растений 100% и более наследственных изменений, химические мутагены заняли равное место с ионизирующими излучениями в индуцированном мутагенезе.
Многие химические мутагены дают тот же спектр мутаций, что и облучение. То, что химические мутагены вызывают, главным образом, генные мутации, очень ценно для селекционной работы, так как мутантные организмы сохраняют высокую жизнеспособность и плодовитость.
Для получения нового исходного материала вегетативно размножаемых растений черенки, луковицы, листья, столоны, бульбочки, чешуи луковиц и другие органы облучают или обрабатывают химическими мутагенами. При работе с растениями, размножаемыми семенами, обрабатывают семена, бутоны, пыльцу. Изменения наследственности у мутантов иногда настолько велики, что можно ожидать появления признаков или свойств, отсутствующих у сортов данного вида либо встречающихся очень редко.
Сочетание метода мутагенеза с гибридизацией – наиболее перспективный путь в селекции цветочных культур. Такое сочетание ускоряет процесс создания новых сортов.
cvetutcvety.ru
Геномные мутации, их значение в эволюции и селекции растений
Любые студенческие работы ДОРОГО, КАЧЕСТВЕННО
100 руб. бонус за первый заказ. Всего 3 вопроса:Узнать стоимость работы
Геномные мутации. Геномными называют мутации, приводящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия — кратное изменение числа хромосом. У полиплойдных организмов гаплоидный (п) набор хромосом в клетках повторяется не 2 раза, как у диплоидов, а значительно больше —до 10 - 100 раз. Возникновение полиплоидов связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, не расхождение гомологичных хромосом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным числом хромосом. У диплоидных организмов в результате такого процесса могут образоваться диплоидные (2п) гаметы. Полиплоидные виды растений довольно часто обнаруживаются в природе; у животных полиплоидия редка. Некоторые полиплоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными размерами и другими свойствами, что делает их ценными для генетико-селекционных работ.
Главная отличительная черта геномных мутаций связана с нарушением числа хромосом в кариотипе. Эти мутации так же подразделяются на два вида: полиплоидные и анеуплоидные. Полиплоидные мутации ведут к изменению хромосом в кариотипе, которое кратно гаплоидному набору хромосом. Этот синдром впервые был лишь обнаружен в 60-ых годах. Вообще полиплодия характерна в основном для человека, а среди животных встречается крайне редко. При полиплоидии число хромосом в клетке насчитывается по 69 (триплодие) , а иногда и по 92 (тетраплодие) хромосомы. Такое изменение ведет практически к 100 % смерти зародыша. Триплодие имеет не только многочисленные пороки, но и приводит к потере жизнеспособности. Тетраплодие встречается еще реже, но так же зачастую приводит к летальному исходу. Анеуплоидные же мутации приводят к изменению числа хромосом в кариотипе, некратное гаплоидному набору. В результате такой мутации возникают особи с аномальным чилом хромосом. Как и триплодия, анеуплодия часто приводит к смерти еще на ранних этапах развития зародыша. Причиной же таких последствий является утрата целой группы сцепления генов в кариотипе. В цело же, механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе, в результате чего образуются аномальные гаметы, что и ведет к мутации. Изменения в организме связаны с присутствием генетически разнородных клеток. Такой процесс называется мозаицизм. Геномные мутации одни из самых страшных. Они ведут к таким заболеваниям, как синдром Дауна (трисомия, возникает с частотой 1 больной на 600 новорожденных), синдром Клайнфельтера и др.
В селекционной работе для создания разнообразия и сходных форм широко применяется экспериментальный мутагенез — получение мутаций под воздействием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей, низких или высоких температур, различных химических веществ и др. Большинство мутантов отличаются пониженной жизнеспособностью или не имеют хозяйственно ценных признаков. Все же часть мутаций вызывает благоприятные изменения отдельных признаков и свойств, не снижая жизнеспособности, а иногда даже повышая ее. Встречаются мутанты, проявляющие более высокую продуктивность, чем исходные сорта. Такие формы были получены у ячменя, овса, гороха, люпина, льна, арахиса, горчицы и других культур.
students-library.com
15. Классификация мутаций. Выделение мутаций и пути их использования в селекции растений.
Мутагенез — процесс возникновения мутаций. Условно мутагенез делят на спонтанный (естественный) и индуцированный (искусственный). Мутации, возникающие в эксперименте под влиянием специальных воздействий (ионизирующей радиации, химических веществ, температуры и др.), называют индуцированными мутациями. А в тех случаях, когда мутации возникают под влиянием обычных природных факторов внешней среды или в результате физиологических и биохимических изменений в самом организме, их относят к спонтанным мутациям, хотя принципиальных различий между спонтанными и индуцированными мутациями нет.
В селекционной работе для создания разнообразия и сходных форм широко применяется экспериментальный мутагенез — получение мутаций под воздействием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей, низких или высоких температур, различных химических веществ и др. Большинство мутантов отличаются пониженной жизнеспособностью или не имеют хозяйственно ценных признаков. Все же часть мутаций вызывает благоприятные изменения отдельных признаков и свойств, не снижая жизнеспособности, а иногда даже повышая ее. Встречаются мутанты, проявляющие более высокую продуктивность, чем исходные сорта. Такие формы были получены у ячменя, овса, гороха, люпина, льна, арахиса, горчицы и других культур.
Значение искусственного мутагенеза селекции впервые было показано советскими учеными А. А. Сапегиным и Л. Н, Делоне, которые в 1928—1932 гг. получили серию хозяйственно-полезных мутаций у пшеницы. В последнее время проводится усиленная работа по индицированию мутаций с использованием радиоактивного облучения, химических веществ и других средств и воздействий. Частота возникновения индуцированных мутаций в два раза выше, чем естественных, и, по-видимому, они будут иметь большое значение в качестве исходного материала для создания новых сортов.
Мутантные формы используются в двух направлениях:
1. Непосредственно из мутантной формы получить новый сорт (крайне редко).
2. Как исходный материал для скрещивания, как донора для определенных св-в.
16. Методы получения полиплойдов. Их преимущества и недостатки.
Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом.
Бывают двух типов:
Аутополиплойды – организм у которого произошло удвоение числа хромосом внутри одного вида. (Рожь 2n = 28, в норме RR, где R = 7)
Аллополиплойды – состоит из хромосом разных полиплойдов (родов). Отдаленная гибридизация.
Получение полиплойдов
Существуют разные способы получения полиплоидов. Они основываются на том, что некоторые химические соединения, в частности колхицин, оказывают наркотическое действие на делящиеся клетки, препятствуя расхождению в митозе сестринских хромосом к противоположным полюсам и образованию дочерних клеток. В результате клеточная перегородка не образуется и сама клетка не делится. Удвоившиеся хромосомы остаются в одной исходной клетке, которая в результате обладает вдвое большим их количеством, чем нормальная клетка. Когда наркотическое действие проходит, клетка вновь приобретает способность к нормальному делению и дает начало двум тетраплоидным клеткам. Таким образом, в дальнейшем тетраплоидность сохраняется, в итоге образуются ткани, побеги и другие органы с удвоенным числом хромосом. В оплодотворенных цветках развиваются семена. Из них вырастает новое тетраплоидное растение, которое обладает всеми характерными для полиплоидов особенностями.
Наиболее эффективен в этом отношении колхицин (химическая формула С22Н25О6).
Метод
-- С0 – первое поколение полученное после обработки колхиционом.
На первом этапе выделяют по внешним признакам, они как правило имеют более крупный габитус (зерно, литья и т.д.). Можно взять пыльцевые зерна и померять диаметр. Число хлоропластов больше и т.д. Возможно более интенсивная окраска.
-- Отбираются и высеваются на следующий год.
-- С1 – можно провести цилотогический анализ. Приготовление временного аналитического препарата и подсчет числа хромосом.
Преимущества
Полиплоидия нередко ведет к повышению жизненной мощности и устойчивости. Полиплоидные формы экологически, по-видимому, более пластичны, заселяют более широкий ареал, чем исходные формы, и отличаются большей приспособленностью к экстремальным условиям. Этому способствует ряд морфофизиологических изменений, наблюдаемых обычно при полиплоидии: увеличение скорости роста и размеров тела, увеличение размеров отдельных клеток, проявляющееся чаще всего в органах с конечным ростом — чашелистиках, лепестках, пыльниках, плодах и семенах.
Недостатки
У полиплоидов часто замедлено развитие растений. Цветение наступает позднее, как правило, с меньшим количеством цветков, хотя и более крупного размера.
Кроме того, часто полиплоиды, в частности триплоиды, обладают низкой фертильностью. У растений завязывается относительно небольшое количество семян, еще меньше оказывается жизнеспособными.
studfiles.net
