Полиплоидия: автополиплоиды, аллополиплоиды, анеуплоиды. Полиплоидные формы растений специально создают для
полиплоидные формы растений специально создают для
В разделе Домашние задания на вопрос особенности полиплоидных растений заданный автором Black Angel лучший ответ это Полиплоиды среди растенийСейчас стало известно, что полиплоидия в той или иной степени присуща всем классам растений. Среди водорослей, грибов и голосеменных она встречается сравнительно редко, а вот у мхов и покрытосеменных растений доля полиплоидных видов превышает треть. У животных полиплоидия обнаружена только у небольшого количества гермафродитных видов, утративших способность к половому размножению.Полиплоидия определяет один из путей эволюции растений. Изменение нормы реакции при удвоении хромосом способствует распространению их в новых условиях местообитания. Возникновение полиплоидных видов происходит и к северу, и к югу от исходного центра видообразования. Полиплоидные растения встречаются во всех зонах, но количество их в разных местах неодинаково. Наибольший процент полиплоидов наблюдается в районах с неблагоприятными климатическими условиями. При исследовании флоры Шпицбергена оказалось, что 80 % проанализированных видов - полиплоиды, а среди злаковых трав - даже 22 из 23. Довольно много полиплоидных видов выявлено в горных районах Памира с их резкими температурными контрастами, малым вегетационным периодом развития растений, чрезвычайной сухостью воздуха и почвы. Из 150 изученных видов Памира полиплоиды составляли 86%. В более мягких климатических условиях естественных полиплоидов гораздо меньше.Самый высокий процент полиплоидов встречается у многолетних трав, у однолетников и древесных растений их гораздо меньше. Установлено, что из многолетников чаще полиплоидны виды с эффективными способами вегетативного размножения корневищами, клубнями, столонами. Логично считать, что возникновение многолетнего образа жизни, так же как и дополнительных способов вегетативного размножения, - прямое следствие полиплоидии. Это связано с прохождением большинством возникших, полиплоидов периода частичной стерильности, которая сохраняется на протяжении нескольких поколений до полной стабилизации. Многолетники, обладающие возможностью вегетативного размножения, лучше приспособлены к преодолению этих отрицательных сторон.Появившиеся в природе полиплоиды были отобраны и использованы человеком, так как они обладали ценными практическими качествами. По образному выражению советского ботаника П. М. Жуковского, человек питается преимущественно продуктами полиплоидии. Многие из полиплоидов - важнейший источник сырья для промышленности. Главная из зерновых культур - пшеница - представлена тетраплоидиыми (твердая) и гексаплоидными (мягкая) формами. Лучшие и широко распространенные сорта картофеля принадлежат к тетраплоидному виду. Полиплоидные формы характерны для культурных видов овса.Широко культивируемые сорта хлопчатника с длинным волокном относятся к иовосветским тетраплоидным видам с 52 хромосомами. У диплоидных видов более короткие волокна. Сахарный тростник, люцерна, земляной орех, батат, земляника, бананы, ананас, табак, яблоня, груша, слива, цитрусовые- естественные полиплоиды. Вытеснение многих диплоидных видов полиплоидами в условиях культуры особенно наглядно видно у цветочных декоративных растений. Наряду с высокой продуктивностью полиплоиды характеризуются повышенной концентрацией белка, витаминов, углеводов, имеют более мощное строение и оказываются гораздо устойчивее к неблагоприятным условиям.Преимущества полиплоидов по сравнению с обычными формами способствовали превращению полиплоидии из объекта познания при биологических исследованиях в практический прием селекции сельскохозяйственных культур. Использование полиплоидов у новых культур оказалось возможным только после того, как были разработаны эффективные методы экспериментального получения форм с увеличенным числом хромосом.
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: особенности полиплоидных растений
Ответ от 2 ответа[гуру]Привет! Вот еще темы с нужными ответами:
Плоидность на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про Плоидность
Ответить на вопрос:
22oa.ru
Ответы@Mail.Ru: особенности полиплоидных растений
Сейчас стало известно, что полиплоидия в той или иной степени присуща всем классам растений. Среди водорослей, грибов и голосеменных она встречается сравнительно редко, а вот у мхов и покрытосеменных растений доля полиплоидных видов превышает треть. У животных полиплоидия обнаружена только у небольшого количества гермафродитных видов, утративших способность к половому размножению.
Полиплоидия определяет один из путей эволюции растений. Изменение нормы реакции при удвоении хромосом способствует распространению их в новых условиях местообитания. Возникновение полиплоидных видов происходит и к северу, и к югу от исходного центра видообразования. Полиплоидные растения встречаются во всех зонах, но количество их в разных местах неодинаково. Наибольший процент полиплоидов наблюдается в районах с неблагоприятными климатическими условиями. При исследовании флоры Шпицбергена оказалось, что 80 % проанализированных видов - полиплоиды, а среди злаковых трав - даже 22 из 23. Довольно много полиплоидных видов выявлено в горных районах Памира с их резкими температурными контрастами, малым вегетационным периодом развития растений, чрезвычайной сухостью воздуха и почвы. Из 150 изученных видов Памира полиплоиды составляли 86%. В более мягких климатических условиях естественных полиплоидов гораздо меньше.
Самый высокий процент полиплоидов встречается у многолетних трав, у однолетников и древесных растений их гораздо меньше. Установлено, что из многолетников чаще полиплоидны виды с эффективными способами вегетативного размножения корневищами, клубнями, столонами. Логично считать, что возникновение многолетнего образа жизни, так же как и дополнительных способов вегетативного размножения, - прямое следствие полиплоидии. Это связано с прохождением большинством возникших, полиплоидов периода частичной стерильности, которая сохраняется на протяжении нескольких поколений до полной стабилизации. Многолетники, обладающие возможностью вегетативного размножения, лучше приспособлены к преодолению этих отрицательных сторон.
Появившиеся в природе полиплоиды были отобраны и использованы человеком, так как они обладали ценными практическими качествами. По образному выражению советского ботаника П. М. Жуковского, человек питается преимущественно продуктами полиплоидии. Многие из полиплоидов - важнейший источник сырья для промышленности. Главная из зерновых культур - пшеница - представлена тетраплоидиыми (твердая) и гексаплоидными (мягкая) формами. Лучшие и широко распространенные сорта картофеля принадлежат к тетраплоидному виду. Полиплоидные формы характерны для культурных видов овса.
Широко культивируемые сорта хлопчатника с длинным волокном относятся к иовосветским тетраплоидным видам с 52 хромосомами. У диплоидных видов более короткие волокна. Сахарный тростник, люцерна, земляной орех, батат, земляника, бананы, ананас, табак, яблоня, груша, слива, цитрусовые- естественные полиплоиды. Вытеснение многих диплоидных видов полиплоидами в условиях культуры особенно наглядно видно у цветочных декоративных растений. Наряду с высокой продуктивностью полиплоиды характеризуются повышенной концентрацией белка, витаминов, углеводов, имеют более мощное строение и оказываются гораздо устойчивее к неблагоприятным условиям.
Преимущества полиплоидов по сравнению с обычными формами способствовали превращению полиплоидии из объекта познания при биологических исследованиях в практический прием селекции сельскохозяйственных культур. Использование полиплоидов у новых культур оказалось возможным только после того, как были разработаны эффективные методы экспериментального получения форм с увеличенным числом хромосом.
otvet.mail.ru
Полиплоидные формы - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Полиплоидные формы
Cтраница 1
Полиплоидные формы многих групп растений имеют пониженную фертильность. Это явление наблюдается и у картофеля. Но степень фер-тильности не имеет у картофеля такого значения, как у зерновых культур. Того уровня плодовитости, которым обладают экспериментально полученные полиплоиды, вполне достаточно для проведения с ними селекционной работы, тем более, если принять во внимание их лучшую скрещиваемость с другими видами. [1]
Полиплоидные формы свеклы устойчивы к гербицидам, что позволяет повысить дозировку гербицидов при предпосевных обработках и добиться высокой гибели сорняков без снижения урожая корней. [2]
Полиплоидные формы свеклы устойчивы к гербицидам, что позволяет повысить дозировку гербицидов при предпосейных обработках и добиться высокой гибели сорняков без снижения урожая корней. [4]
Полиплоидные формы второго года жизни являются позднеспелыми, но в настоящее время после селекционных отборов по раннеспелости на семенниках они также не являются позднеспелыми. [5]
При набухании семян в растворе колхицина были получены полиплоидные формы у табака, райграса, красного перца, разновидностей капусты. В работе с картофелем семена проращивают в чашках Петри на субстрате, состоящем из равных частей 0 5 % - ного колхицина и 2 % - ного агара. После прорастания семена промывают и высаживают. [6]
У растений, способных размножаться листовыми черенками, можно получить полиплоидные формы путем регенерации растений из листьев, обработанных колхицином. [7]
Апомиксис также влечет за собой неспособность к образованию гибридов, и благодаря этому полиплоидные формы действенно изолируются от исходных диплоидных форм. Так как апомиксис широко распространен не только среди животных, но и среди растений, нужно несколько остановиться на его роли в образовании видов. [8]
Однако определение видового статуса в этих случаях чрезвычайно усложняется другим обстоятельством - всеобщим распространением в апомиктических группах полиплоидии. Полиплоидные формы у апомиктов могут быть как авто -, так и аллополиплоидами или же представляют собой смесь этих двух форм. Изменения признаков при этом часто носят количественный характер, что сильно затрудняет работу систематиков, пытающихся разобраться во всем этом многообразии форм. [9]
Из приведенных данных видно, что если тетраплоидные формы доведены до полной стабильности по плоидности, то по энергии корнеоб-разования они превосходят исходные диплоидные формы в течение всего вегетационного периода. Очевидно полиплоидные формы, так же как и дигшоиды, могут быть раннеспелыми или позднеспелыми по одному из показателей: энергии корнеобразования или сахаронакоплению. На данном этапе основная часть тетраплоидных сортов является раннеспелой по энергии корнеобразования. Поэтому относить полиплоидные формы первого года жизни к позднеспелым не следует. [10]
Для того чтобы посев свеклы и обработка почвы гербицидами осуществлялись одновременно, необходимо механизировать этот процесс. Однако имеются сведения, что полиплоидные формы растений более устойчивы к болезням растений и неблагоприятным факторам среды. [11]
Для того чтобы посев свеклы и обработка почвы гербицидами осуществлялись одновременно, необходимо механизировать этот процесс. Однако имеются сведения, что полиплоидные формы растений более устойчивы к болезням растений и неблагоприятным факторам среды. Если это предположение окажется верным для стойкости полиплоидной свеклы к гербицидам, то отпадет необходимость работать над двухслойным применением гербицидов, так как простое предпосевное применение препаратов более удобно для практических работников. [12]
Наследственная изменчивость в природе не ограничивается исключительно рекомбинационной изменчивостью, но усложняется изменениями в структуре и числе хромосом. Что касается числа хромосом, то особый интерес представляют полиплоидные формы. XXV мы показали, как путем скрещивания и удвоения хромосом могут возникнуть новые полиплоидные виды. [13]
Из приведенных данных видно, что если тетраплоидные формы доведены до полной стабильности по плоидности, то по энергии корнеоб-разования они превосходят исходные диплоидные формы в течение всего вегетационного периода. Очевидно полиплоидные формы, так же как и дигшоиды, могут быть раннеспелыми или позднеспелыми по одному из показателей: энергии корнеобразования или сахаронакоплению. На данном этапе основная часть тетраплоидных сортов является раннеспелой по энергии корнеобразования. Поэтому относить полиплоидные формы первого года жизни к позднеспелым не следует. [14]
При обсуждении роли полиплоидии в эволюции растений мы должны учитывать следующие обстоятельства. Полиплоиаизация хромосомного набора вида приводит не только к увеличению дозы соответствующего гена, что само по себе дает значительный фенотипический эффект и может иметь непосредственное адаптивное значение, но при дальнейших изменениях генов в результате мутагенеза полиплоидизация приводит к созданию новой генетической системы. Таким путем могут развиваться, вероятно, комплементарные и полигенные системы, имеющие определенное адаптивное значение. Известно, что каждый генокон - тролируемый процесс осуществляется системой, состоящей из многих генов. Продолжительность периода, в течение которого происходят метаболические процессы, также зависит от числа последовательно активизирующихся генных единиц, и полиплоидия может рассматриваться как один из механизме создания такой системы. Исследования Маккей [ 58 ] показали, что эволюция пшеницы от примитивных ломкоколосых и спель-тоидных типов до прочноколосых и легко обмолачивающихся форм шла именно в направлении развития полигенной системы параллельно с возникновением полиплоидных видов. Кроме того, элементарные наборы хромосом, составляющие кариотип организма, при полиплоидизации или гибридизации не остаются тождественными, поскольку каждая хромосома с течением времени подвергается изменениям, что может и должно приводить к диплоидизации видов. При сохранении основного числа хромосом их генная структура изменяется. Мы хорошо знаем, что естественные полиплоидные формы и виды, прошедшие некоторый эволюционный путь развития, ведут себя функционально как диплоиды. Это последнее непосредственно сказывается на прохождении у них мейоза: как правило, образуются биваленты, а не мультиваленты, которые обычно характерны для только что полученных экспериментальных поли-лпидов. При этом вследствие увеличения числа хромосом при полиплоидии и генетической дифференциации между ранее гомологичными хромосомами будет повышаться индекс рекомбинации и изменчивости, что является источником видообразования. Кроме того, число жизнеспособных рекомбинантов при полиплоидизации возрастает, так как добавление, утеря или замена отдельных хромосом в мейозе происходит у полиплоидов с меньшим нарушением генетического баланса, чем у диплоидов. Такие особи могут быть исходными для образования производных видов. [15]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Получение и идентификация полиплоидных форм растений
Тетраплоидные сорта ржи, клевера, гречихи, турнепса и некоторых других культур, а также триплоидные гибриды сахарной свеклы широко используются в производстве. Ведется работа по созданию хозяйственно ценных полиплоидных форм других растений. Чаще всего для получения полиплоидов используют алкалоид колхицин, так как он обеспечивает большой процент полиплоидных форм у всех сельскохозяйственных культур.[ ...]
Раствором колхицина воздействуют либо на сухие, наклюнувшиеся и проросшие семена, либо на точки роста растений более позднего возраста.[ ...]
Известно множество приемов обработки колхицином. Они различаются по концентрации раствора, экспозиции и технике воздействия. Здесь описаны только некоторые.[ ...]
У ржи тетраплоиды можно получать, воздействуя на сухие или наклюнувшиеся семена. Заранее приготовленный маточный раствор-колхицина концентрации 1—2 % (его нужно хранить в темном месте) разводят до концентрации 0,01—1 %, заливают сухие семена, поместив их в стеклянную емкость, и оставляют на срок от 3 ч до 3 сут (чем больше концентрация, тем меньше экспозиция). По истечении этого времени раствор сливают, а емкость с семенами подставляют под струю водопроводной воды для отмывки семян от раствора. Затем их высевают.[ ...]
Описанные способы просты, но они связаны с повреждением корневой системы, которая особенно чувствительна к колхицину. Этого можно избежать, если воздействовать на точки роста, изолировав корневую систему от попадания на нее раствора колхицина. При работе с рожью применяют следующий способ. Наклюнувшиеся семена раскладывают на мелкоячеистую металлическую сетку. Сетку помещают в емкость, наполненную водой так, чтобы уровень ее смачивал нижнюю поверхность сетки. Сверху емкость закрывают стеклом для создания влажной камеры. Когда корешки достигнут длины 1—1,5 см и семена хорошо укрепятся на сетке, ее вынимают, переворачивают вверх корнями и опускают ростками в раствор колхицина. Корни должны быть вне раствора. Чтобы они не высыхали, нужно поместить их во влажную камеру. Хорошие результаты дает выдерживание в 0,2 %-ном растворе колхицина в течение 16—24 ч. Затем сетку с проростками переносят в кювету и возвращают в исходное положение. Кювету ставят под струю водопроводной воды на 2—3 ч для отмывки. В кювете проростки выдерживают сутки на воде или растворе Кнопа, после чего проростки с утолщенным (но не чрезмерно) гипокотилем, что является косвенным признаком полиплоидных форм, высаживают в ящики или вазоны, наполненные смесью почвы и песка. Через 2—3 нед ящики помещают в камеру для яровизации (при —1 иС) на 60 дней. Затем растения в тех же ящиках оставляют до созревания.[ ...]
Сходный способ применяется для получения полиплоидов у клевера, только его семена сразу проращивают в чашках Петри на фильтровальной бумаге, которая играет роль сетки. На 4—5-й день после начала проращивания фильтровальную бумагу вместе с проростками переносят в другую чашку Петри с раствором колхицина [ ...]
При работе с другими объектами часто применяют капельный метод. Он состоит в том, что капли раствора колхицина периодически наносят на точки роста. Можно добавлять в раствор агар или камедь трагакантового астрагала (растение из семейства бобовые) — трагакант: в этом случае капли меньше растекаются. Трагакант после высыхания обладает свойством вторично набухать под действием влаги (росы, полива), что продлевает действие колхицина.[ ...]
У свеклы второго года жизни оставляют 2—3 наиболее мощных цветоносных побега, остальные удаляют. Эту операцию проводят в самом начале вегетации. Когда оставленные побеги достигнут 6—8 см, начинают обработку. Готовят 0,3 %-ный раствор колхицина в 0,4 %-ном водном растворе агара. Раз в сутки наносят его на точки роста побегов. Растения выращивают, притеняя их (например, натянутой на каркасе марлей). Обработку прекращают, когда завершится рост побегов. Если побеги сильно угнетаются, делают перерыв. Удаляют вновь появляющиеся побеги.[ ...]
Во всех случаях, во время обработки колхицином и пока растения еще не окрепли, их следует выдерживать при рассеянном свете. При работе с колхицином нужно соблюдать осторожность, работать в резиновых перчатках, не допуская попадания раствора на кожу.[ ...]
В год обработки колхицином возникают, как правило, химерные по плоидности растения, а значит, различные по плоидности семена. Задача состоит в том, чтобы выбрать растения, имеющие наибольшее количество тетраплоидных клеток. Для этого используют косвенные признаки. Контроль по косвенным признакам в необходимых случаях дополняют цитологическим контролем.[ ...]
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
возникновение и ее роль в образовании видов
Полиплоидия – это увеличение количества хромосомных наборов в клетках растений или животных, которое кратно одинарному числу хромосом.
Гаметы в основном гаплоидны (имеют один набор хроматид), соматические – диплоидны. Если клетки живого организма содержат больше 2 наборов хромосом, то его называют полиплоидом. Триплоиды включают 3 набора, тетраплоиды – 4, пентаплоиды – 5. Особи, с нечетным набором хромосом, не могут давать потомства. Это связано с тем, что их гаметы не имеют полного набора хромосом и не способны к делению.
Как возникает полиплоидия
Полиплоидия — одна из форм изменчивости. Обеспечивает видовое разнообразие, когда потомство приобретает новые черты, отличаясь фенотипически от родителей.
Основное условие — отсутствие расхождения хромосом в мейозе. При этом половая клетка будет иметь диплоидный хромосомный набор. Если ее скрестить с гаплоидной клеткой получится триплоид, если же произойдет слияние между клетками с одинаковым количеством хромосомных наборов – образуется тетраплоидная зигота.
У каких организмов встречается полиплоидия? Среди диких видов растений, особенно цветковых, полиплоидия наблюдается часто (полиплоидов примерно половина). Поскольку растения могут размножаться вегетативно, полиплоидность не мешает им давать потомство, в отличие от животных.
В животном мире такое явление редкое, поскольку нерасхождение хромосом в мейозе приводит к генетическим ошибкам. Полиплоидия у животных характерна для некоторых гермафродитов (представители типа Черви) и особей, которые размножаются без оплодотворения. Плоидность простейших отличается колоссальным количеством наборов хромосом (около ста).
Роль полиплоидии в образовании видов
Около 75% нынешних сортов культурных растений — полиплоиды. Это овощи и фрукты, злаки, а также цитрусовые и лекарственные растения. Популярные триплоиды: арбузы и виноград без косточек. Данные виды доказывают стерильность триплоидных организмов, поскольку не могут давать потомства.
Полиплоидия нашла применение среди селекционеров, которые создают новые сорта растений. В основе метода лежит искусственное увеличение хромосомных наборов в клетках живых организмов, которое всегда кратно гаплоидному набору. Вследствие этого идет интенсивный рост клеток и особи в целом.
На сегодняшний день выведено много новых, плодовитых и устойчивых сортов. Для получения желаемого результата, применяют такой мутаген, как колхицин. Он препятствует расхождению хромосом во время деления.
Мутации с увеличением числа хромосом возникают также под влиянием температуры, радиации, или вследствие перемены внутреннего состояния клетки. Таким образом, под влиянием внешних факторов не образуется веретено деления, и процесс распределения генетической информации между дочерними клетками останавливается. Причиной возникновения полиплоидии может стать эндомитоз – идет удвоение количества хромосом, но само ядро не делится.
Клеточная полиплоидия делает растения более стойкими к переменам окружающей среды, и воздействию чужеродных агентов. Такая выносливость обусловлена тем, что в случае гибели нескольких гомологичных хромосом, большинство все же продолжают функционировать.
Используют для селекции также аллополиплоидные организмы. Хромосомные наборы таких особей различаются: набором генов, формой или количеством хромосом. Так, скрещивание растений различных родов, к примеру, ржи и пшеницы, дает в результате гибрида с одинарным набором ржи и одинарным набором пшеницы. Данное потомство не будет способно к дальнейшему воспроизведению себе подобных, только увеличение числа хромосом обоих растений даст возможность возобновить репродуктивную функцию.
Значение полиплоидии
Полиплоидия сыграла огромную роль в эволюции диких и окультуренных растений (предполагают, что 30% растений появились благодаря полиплоидии). Свидетельством роли полиплоидии в эволюционном становлении растительного мира служат полиплоидные ряды. В таком случае представители одного рода формируют эуплоидный ряд с увеличением количества хромосомных наборов.
Усовершенствованная морфология и физиология полиплоидных растений дает им возможность заселять новые места, которые недоступны другим видам из-за неблагоприятные внешние условия.
Многие века человек неосознанно вел отбор полиплоидных видов, которые приносили большие урожаи, были выносливы к плохим погодным условиям и действию патогенных микроорганизмов. Овладение методом экспериментального образования полиплоидов дало возможность внедрить высокопродуктивные виды, например, триплоидную сахарную свеклу, или перечную мяту.
Полиплоидия также встречается при патологическом разрастании ткани, образовании злокачественных опухолей.
animals-world.ru
Полиплоидия: автополиплоиды, аллополиплоиды, анеуплоиды
Наследственные изменения, связанные с кратным увеличением основного (гаплоидного числа хромосом), занимают среди мутаций особое место.
Этот вид наследственной изменчивости получил название полиплоидии (от греч. полиплоидия — множество).
Явление полиплоидии очень широко распространено в природе. Много полиплоидов и среди культурных растений. Пшеница, картофель, овес, сахарный тростник, хлопчатник, табак, земляника, слива, вишня, яблоня, груша, лимон, апельсин и многие другие растения — естественные полиплоиды, отобранные человеком за их хозяйственно-полезные качества. По образному выражению П. М. Жуковского, «человек питается преимущественно продуктами полиплоидии».
У многих растений различные виды образуют естественные полиплоидные ряды. Например, в роде пшеница у полбы однозернянки 14 хромосом, у твердой пшеницы — 28, у мягкой — 42 хромосомы; различные виды картофеля составляют полиплоидный ряд из 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96 и 108 хромосом, а растения рода пырей — из 14, 28, 42, 56 и 70.
При полиплоидии происходят перестройки геномов. Геном — совокупность генов основного числа хромосом. Число хромосом, в результате кратного увеличения которого образуется полиплоидный ряд, называется основным. У пшеницы, например, основное число х—7. У диплоидных видов основное число х и гаплоидное число совпадают. Так, у однозернянки Triticum monococcum 2n=2х—14, n=х=7. У полиплоидных видов эти числа не совпадают. Например, у мягкой пшеницы Т. aestivum 2n = 6* = 42, n=3*=21.
Полиплоидия играет большую роль в эволюции растений. Она возникла в природе как естественное следствие полового процесса. Диплоидное состояние можно рассматривать как первый шаг в развитии полиплоидии, первую зиготу, образовавшуюся в результате оплодотворения, — как первую полиплоидную форму. Полиплоидия вызывает глубокие разносторонние изменения природы растений: увеличиваются клетки, возрастает вегетативная масса и мощность растений, часто полиплоидные растения имеют более крупные цветки, плоды и семена. Отрицательные свойства большинства полиплоидов — растянутый период вегетации и пониженная плодовитость.
Полиплоиды делятся на три основных типа.
I. Автополиплоиды — организмы, получающиеся в результате кратного увеличения одного и того же набора хромосом. При увеличении гаплоидного набора хромосом в 4 раза (при удвоении диплоидного набора) получаются тетраплоиды, при увеличении в 6 раз — гексаплоиды, в 8 раз — октаплоиды и т. д.
II. Аллополиплоиды — организмы, образующиеся в результате объединения различных наборов хромосом. К разновидностям аллополиплоидов относятся: амфидиплоиды (от греч. — двоякоживущие) — организмы, возникшие вследствие удвоения хромосомных наборов двух разных видов или родов; у них восстанавливается парность хромосом, и тем самым ликвидируется стерильность гибридов; триплоиды — организмы, получающиеся в результате скрещивания тетраплоидных и диплоидных сортов или форм.
III. Анеуплоиды — несбалансированные полиплоиды, имеющие увеличенное или уменьшенное, но некратное гаплоидному число хромосом. Они возникают в результате потери отдельных хромосом или нерасхождения одной или двух хромосом в анафазе мейоза.
В естественных условиях иногда встречаются, а также могут быть получены искусственным путем формы с уменьшенным в 2 раза числом хромосом — так называемые гаплоиды, которые в подавляющем большинстве случаев нежизнеспособны, но представляют большую ценность в качестве исходного материала для получения константных полиплоидных форм, гомозиготных по четырем и более генам.
Искусственное получение полиплоидов долгое время было связано с большими трудностями. Переломным в экспериментальной полиплоидии оказался 1937 г., когда для получения полиплоидов был применен алкалоид колхицин — сильный растительный яд, добываемый из безвременника осеннего, относящегося к семейству лилейных. Он разрушает в молодых клетках проростков веретено клеточного деления — механизм, обеспечивающий расхождение хромосом к полюсам клеток. Но рост клетки и деление хромосом при этом не прекращаются, и так как клеточная перегородка не образуется, то возникает клетка с двойным числом хромосом. Применяют колхицин в виде водного раствора, обычно 0,1 %-ной концентрации. Им обрабатывают прорастающие семена, молодые проростки и пыльцу диплоидных форм в течение 20—24 ч.
В настоящее время полиплоидные формы получены более чем у 500 видов культурных и дикорастущих растений.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Полиплоидия
Гаплоидный Набор
Нормальное число хромосом в каждойгамеге (половойклетке: яйцеклетке исперматозоиде) определенного вида.Гаплоидный набор(который = 23 у Homo sapiens) составляет половину диплоидногонабора, числа хромосом в каждой соматической клетке.
Полиплоидия
Содержание
Введение 3
I. Формы изменчивости 4
II. Роль полиплодии в видообразовании 7
III. Значениие полиплоидии в селекции растений 9
Заключение 11
Список литературы 12
Введение
В 1892 году русский ботаник И.И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление — изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом — полиплоидов.
В природе хорошо отлажены механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочерний строго распределяет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в два раза числа хромосом, или, ка назвали ученые редукционное деление клетки, при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т.е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки дипловдны. У них два набора хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.
I. Формы изменчивости
Сравнительная характеристика форм изменчивости
|Формы | |Причины появления |Значение |Примеры | |изменчивос| | | | | |ти | | | | | |Ненаследст| |Изменение условий |Адаптация — |Белокочанная | |венная | |среды, в |приспособление|капуста в | |модификаци| |результате чего |к данным |условиях | |онная | |организм |условиям |жаркого | |(фенотипич| |изменяется в |среды, |климата не | |еская) | |пределах нормы |выживание, |образует | | | |реакции, заданной |сохранение |кочана. Породы| | | |генотипом |потомства |лошадей и | | | | | |коров, | | | | | |завезенных в | | | | | |горы, | | | | | |становятся | | | | | |низкорослыми | |Наследстве|Мутацио|Влияние внешних и |Материал для |Появление | |нная |нная |внутренних |естественного |полиплоидных | |(генотипич| |мутагенных |и |форм в | |еская) | |факторов, в |искусственного|популяции | | | |результате чего |отбора, так |приводит к их | | | |происходит |как мутации |репродуктивной| | | |изменение в генах |могут быть |изоляции и | | | |и хромосомах |полезные, |образованию | | | | |вредные и |новых видов, | | | | |безразличные, |родов — | | | | |доминантные и |микроэволюции | | | | |рецессивные | | | |Комбина|Возникает стихийно|Распространени|Появление | | |тнвная |в рамках популяции|е в популяции |розовых | | | |при скрещивании, |новых |цветков при | | | |когда у потомков |наследственных|скрещивании | | | |появляются новые |изменений, |белоцветковой | | | |комбинации генов |которые служат|и | | | | |материалом для|красноцветково| | | | |отбора |й примул. При | | | | | |скрещивании | | | | | |белого и | | | | | |серого | | | | | |кроликов может| | | | | |появиться | | | | | |черное | | | | | |потомство | | |Соотнос|Возникает в |Постоянство |Длинноногие | | |ительна|результате |взаимосвязанны|животные имеют| | |я |свойства генов |х признаков, |длинную шею. У| | |(коррел|влиять на |целостность |столовых | | |ятивная|формирование не |организма как |сортов свеклы | | |) |одного, а двух и |системы |согласованно | | | |более признаков | |изменяется | | | | | |окраска | | | | | |корнеплода, | | | | | |черешков и | | | | | |жилок листа |
Изменчивость — это возникновение индивидуальных различий. На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм, которые в результате действия естественного отбора преобразуются в новые подвиды и виды. Различают изменчивость модификационную, или фенотипическую, и мутационную, или генотипическую.
Полиплоидия относится к генотипической изменчивости.
Генотипическая изменчивость подразделяется на мутационную и комбинативную. Мутациями называются скачкообразные и устойчивые изменения единиц наследственности — генов, влекущие за собой изменения наследственных признаков. Термин “мутация” был впервые введен де Фризом. Мутации обязательно вызывают изменения генотипа, которые наследуются потомством и не связаны со скрещиванием и рекомбинацией генов.
Мутации по характеру проявления бывают доминантными и рецессивными. Мутации нередко понижают жизнеспособность или плодовитость. Мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие, называют полулетальными а несовместимые с жизнью — летальными. Мутации подразделяют по месту их возникновения. Мутация, возникшая в половых клетках, не влияет на признаки данного организма, а проявляется только в следующем поколении. Такие мутации называют генеративными. Если изменяются гены в соматических клетках, такие мутации проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Но при бесполом размножении, если организм развивается из клетки или группы клеток, имеющих изменившийся — мутировавший — ген, мутации могут передаваться потомству. Такие мутации называют соматическими.
Мутации классифицируют по уровню их возникновения. Существуют хромосомные и генные мутации. К мутациям относится также изменение кариотипа (изменение числа хромосом).
Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору. В соответствии с этим у растений различают триплоиды (3n), тетраплоиды (4n) и т. д. В растениеводстве известно более 500 полиплоидов (сахарная свекла, виноград, гречиха, мята, редис, лук и др.). Все они выделяются большой вегетативной массой и имеют большую хозяйственную ценность.
Большое многообразие полиплоидов наблюдается в цветоводстве: если одна исходная форма в гаплоидном наборе имела 9 хромосом, то культивируемые растения этого вида могут иметь 18, 36, 54 и до 198 хромосом. Полиплоиды пблучают в результате воздействия на растения температуры, ионизирующей радиации, химических веществ (колхицин), которые разрушают веретено деления клетки. У таких растений гаметы диплоидны, а при слиянии сгаплоидными половыми клетками партнера в зиготе возникает триплоидный набор хромосом (2n + n = Зn). Такие триплоиды не образуют семян, они бесплодны, но высокоурожайны. Четные полиплоиды образуют семена.
II. Роль полиплодии в видообразовании
У растений новые виды достаточно легко могут образовываться с помощью полиплоидии — мутации удвоения хромосом. Возникшая таким образом новая форма будет репродуктивно изолирована от родительского вида, но благодаря самооплодотворению сможет оставить потомство. Для животных такой способ видообразования неосуществим, так как они не способны к самооплодотворению. Среди растений есть немало примеров близкородственных видов, отличающихся друг от друга кратным числом хромосом, что указывает на их происхождение путем полиплоидии. Так, у картофеля, есть виды с числом хромосом, равным 12, 24, 48 и 72; у пшениц — с 14, 28 и 42 хромосомами.
Полиплоиды обычно устойчивы к неблагоприятным воздействиям, и в экстремальных условиях естественный отбор будет благоприятствовать их возникновению. Так, на Шпицбергене и Новой Земле около 80% видов высших растений представлены полиплоидными формами.
|[pic] |[pic] |[pic] | |Плоды сливы |Плоды алычи |Плоды терна |
У растений встречается и другой, более редкий способ хромосомного видообразования — путем гибридизации с последующей полиплоидией. Близкородственные виды часто различаются своими хромосомными наборами, и гибриды между ними получаются бесплодными вследствие нарушения процесса созревания половых клеток. Гибридные растения, тем не менее, могут существовать довольно продолжительное время, размножаясь вегетативно. Мутация полиплоидии «возвращает» гибридам способность к половому размножению. Именно таким образом — путем гибридизации терна и алычи с последующей полиплоидией — возникла культурная слива (см. рис.)
III. Значениие полиплоидии в селекции растений
Многие культурные растения полиплоидны, т. е. содержат более двух гаплоидных наборов хромосом. Среди полиплоидов оказываются многие основные продовольственные культуры; пшеница, картофель, онес. Поскольку некоторые полиплоиды обладают большой устойчивостью к действию неблагоприятных факторов и хорошей урожайностью, их использование и селекции оправдано.
Существуют методы, позволяющие экспериментально получать полиплоидиые растения. За последние годы с их помощью созданы полиплоидные сорта ржи, гречихи, сахарной свеклы.
Впервые отечественный генетик Г. Д. Карпеченко в 1924 г. на основе полиплоидии преодолел бесплодие и создал капустно-редечный гибрид Капуста и редька в диплоидном наборе имеют по 18 хромосом (2п = 18), Соответственно их гаметы несут по 9 хромосом (гаплоидный набор). Гибрид капусты и редьки имеет 18 хромосом. Хромосомный набор слагается из 9 «капустных;» и 9 «редечных» хромосом. Этот гибрид бесплоден, так как хромосомы капусты и редьки не конъюгируют, поэтому процесс образования гамет не может протекать нормально, В результате удвоения числа хромосом в бесплодном гибриде оказались два полных (диплоидных) набора хромосом редьки и капусты (36). Вследствие этого возникли нормальные условия для мейоза: хромосомы капусты и редьки соответственно конъюгнровали между собой. Каждая гамета несла по одномугаплоидному набору редьки и капусты (9 + 9 = 18). В зиготе вновь оказалось 36 хромосом; гибрид стал плодовитым.
Мягкая пшеница — природный полиплоид, состоящий из шести гаплоидных наборов хромосом родственных видов злаков. В процессе ее возникновения отдаленная гибридизация и полиплоидия играли; важную роль.
Методом полиплоидизацни отечественные селекционеры создали ранее не встречавшуюся в природе ржано-пшеничную форму — тритикале. Создание тритикале — нового вида зерновых, обладающего выдающимися качествами,— одно из крупнейших достижений селекции. Он был выведен благодаря объединению хромосомных комплексов двух различных родов — пшеницы и ржи. Тритикале по урожайности, питательной ценности и другим качествам превосходит обоих родителей. По устойчивости к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и наиболее опасным болезням она превосходит пшеницу, не уступая ржи.
Эта работа, несомненно, относится к числу блестящих достижений современной биологии.
В настоящее время генетики и селекционеры создают всё новые формы злаков, плодовых и других культур с использованием полиплоидии.
Заключение
Полиплоидия (от греч. polyploos - многократный и eidos - вид) — наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосом в клетках организма. Широко распространена у растений (большинство культурных растений — полиплоиды. Полиплоидия может быть вызвана искусственно (например, алкалоидом колхицином). У многих полиплоидных форм растений более крупные размеры, повышенное содержание ряда веществ, отличные от исходных форм сроки цветения и плодоношения. На основе полиплоидии созданы высокоурожайные сорта сельскохозяйственных растений (напр., сахарной свеклы).
Список литературы
1. Биологическая энциклопедия. /Составитель С.Т. Исмаилова. —
М.: Аванта+, 1996. 2. Богданова Т.Л. Биология. Пособие для поступающих в ВУЗы. — М., 1991. 3. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М.: Юнити, 2000. 4. Биологический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия,
1989.
studfiles.net
