Сущность жизни
| Вид материала | Документы |
- В. П. Крючков Рассказы и пьесы, 957.62kb.
- Тематическое планирование курса «Обществознание», 10-11 классы, 470.24kb.
- Мировоззрение, его сущность, роль в жизни людей, 1231.6kb.
- Экзаменационные вопросы по философии, 16.84kb.
- Г. А. Василевич, доктор юридических наук, профессор сущность конституции, 68.32kb.
- Мы представляем фрагменты книги ш. А. Амонашвили «школа жизни» (М.: Издательский дом, 882.19kb.
- Прогнозирование и планирование: основные понятия, сущность и сфера применения. Изучив, 994.42kb.
- Программа для поступающих на направление подготовки магистратратуры 080200 «менеджмент», 256.74kb.
- Размножение и индивидуальное развитие организмов, 44.8kb.
- Закономерности возникновения жизни в космосе., 3156.97kb.
Вегетативное размножение соматических мутаций у растений
- Метод основан на выделении и отборе полезных соматических мутаций по хозяйственным признакам у лучших старых сортов ( возможен только в селекции растений )
- Спонтанные хозяйственно ценные вегетативные мутации встречаются крайне редко , их частота резко возрастает при индуцированном мутагенезе
- При вегетативных мутациях изменяется только один признак или часть тела старого сорта ( масса , размеры , окраска , сроки созревания , лёжкость и проч. плодов )
- Соматический мутации могут неограниченно долго сохраняться при вегетативном размножении мутантными тканями ( черенки , глазки , клубни , отводки и т. п. ) , образуя клон
Клон – генетически однородное потомство одного растения или животного , образовавшееся путём бесполого размножения ( в микробиологии – потомство одной клетки )
- Образуются сорта – двойники , отличающиеся только одним признаком
- Примерами сортов , полученных этим методом являются большинство сортов-клонов яблони и груши ( например , И. В. Мичурин нашёл на сорте Антоновка могилёвская ветвь с очень крупными плодами ; этот мутантный побег послужил основой для сорта Антоновка шестисотграммовая )
Методы селекционно-генетической работы И. В. Мичурина
- Систематически отдалённая гибридизация
а ) межвидовая : Вишня владимирская х черешня Винклера = вишня Краса севера ( зимостойкость ) б ) межродовая : Вишня х черёмуха = Церападус
- Географически отдалённая гибридизация : Груша дикая усурийская х Бере рояль ( Франция ) = Бере зимняя Мичурина
- Многократный , жёсткий искусственный отбор
4 . Метод ментора – воспитание в гибридном сеянце желательных качеств ( управление доминированием ) , для чего сеянец прививается на растение-воспитатель , от которого эти качества хотят получить
- Метод дикого посредника- при отдалённой гибридизации для преодоления нескрещиваемости видов
- Метод смешения пыльцы – для преодоления межвидовой нескрещиваемости ( несовместимости )
- Воздействие суровыми условиями среды – низкими температурами , бедным питанием , частыми пересадками для закаливания гибридного сеянца и отбора наиболее выносливых растений
- Вегетативное размножение соматических мутаций ( Яблоня Антоновка шестисотграммовая )
Полиплоидия
- Полиплоидия – явление кратного основному числу ( n ) увеличения числа хромосом в соматических клетках организма ( механизм образования полиплоидов и её виды см тема « Наследственная изменчивость» )
- Наиболее эффективным средством искусственного получения полиплоидов растений является обработка конусов нарастания стебля растворами алкалоида колхицина ( возможно их получение действием температурных шоков , наркотиков и рядом других химических веществ ) ; полиплоидные формы могут иметь 3 основных наборы хромосом (триплоид – 3n) , 4 (тераплоид) , 5 (пентаплоид) , 6 (гексаплоид) и т. д.
- Для полиплоидных растений характерно увеличение размеров клеток , всех их органов – листьев , стеблей , цветков , плодов , содержания ценных химических веществ , например , витаминов , сохранности плодов при хранении , увеличение плодовитости и продуктивности . Такие растения быстрее растут и легче приспосабливаются к неблагоприятным условиям ( колебания температуры , влажности , засуха , устойчивость к заболеваниям ) , т. к. имеют более широкую норму реакции по сравнению с диплоидными растениями ( это даёт им преимущество в возделывании в высокогорных и северных районах )
- Полиплоидные формы растений делятся на два типа : аутополиплоиды и аллополиплоиды ( амфиплоиды )
Аутополиплоиды – виды , у которых многократно умножен один и тот же геном
- образуют полиплоидные ряды в пределах одного рода
Полиплоидные ряды – ряд видов одного рода , имеющих число хромосом , кратное n ( у пшеницы , например , известны виды , имеющие 2n , 4n , 6n ; полиплоидный ряд картофеля представлен видами – n , 2n , 3n , 4n , 5n , 6n , 7n , 8n ) ; с увеличением числа хромосомных наборов пропорционально увеличиваются морфо- физиологические показатели ( до определённого для каждого вида значения , превышение которого вызывает их снижение )
Аллополиплоиды ( амфиплоиды ) виды , образующиеся в результате отдалённой ( межвидовой или межродовой ) гибридизации с последующим кратным умножением объединённого генома
- Искусственно полученный полиплоид не является готовым сортом – он требует тщательной селекции , т. е. являются лишь исходным материалом для отбора ( возможно комбинационное скрещивание полиплоидов )
- Амфиполиплоидия является единственным в селекции средством преодоления стерильности межвидовых и межродовых гибридов
- В настоящее время хозяйственно ценные полиплоиды получены у подавляющего числа с-х растений
( пшеница , рожь , просо , гречиха , плодовые растения , сахарная свёкла и тростник , картофель , томаты арбузы , мак , лён , редис , земляника и т.д) ; доказано , что слива , содержащая 48 хромосом , произошла от естественного опыления алычи (16 хромосом ) пыльцой дикого тёрна (32 хромосомы)
- Совсем недавно Б. Л. Астаурову удалось создать первый аллополиплоид от межвидового гибрида шелкопрядов
Новейшие методы селекции растений
( клеточная инженерия , хромосомная инженерия , генная инженерия )
Клеточная инженерия
- Культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах , содержащих аминокислоты , гормоны , минеральные соли и другие питательные компоненты ( отдельные изолированные от организма клетки в этих условиях продолжают деление и способны к регенерации – формированию полноценных растений из культуры недифференцированых клеток – каллюса , т. е обладают тотипотентностью )
Селективные среды
- Если необходимо , например , получить солеустойчивые растения , то составляется специальная питательная среда с повышенным содержанием солей ( NaCl ) , в которой культивируются клетки растений ( большинство клеток погибает в такой среде , но отдельные выживают и из них могут регенерировать целые растения - селекция на клеточном уровне , когда отбираются не растения , а клетки из которых потом воспроизводятся растения )
Метод гаплоидов
Гаплоиды – организмы с уменьшенным вдвое числом хромосом ( в ядрах клеток из каждой пары гомологичных хромосом , характерных для диплоидов , присутствует только одна хромосома ) ; гаметы всегда имеют гаплоидный набор хромосом , в том числе и мужские ( пыльцевые зёрна )
- Разработан метод проращивания пыльцевых зёрен на искусственных питательных средах и получение из них полноценных гаплоидных растений , имеющих только одну аллель из каждой гетерозоготной пары
- Проращивание пыльцы гибридных гетерозиготных организмов , регенерация из неё гаплоидных растений и удвоение у них числа хромосом приводит к очень быстрому получению полностью гомозиготных растений
- С помощью гаплоидов создание сорта занимает 2 –3 года вместо 10 лет при использовании традиционных методов ( принудительное самоопыление гибридных гетерозиготных организмов до восьмого поколения )
Хромосомная инженерия
- Метод основывается на возможности замены или добавлении новых отдельных хромосом у растений
- Возможно уменьшение или увеличение числа хромосом в любой гомологичной паре – анеуплоидия (гетероплоидия ) ; возможна одновременная анеуплоидия по нескольким парам негомологичных хромосом
Дисомик – диплоидный организм , имеющий в клетках пары гомологичных хромосом ( немутантная норма )
Моносомик ( по определённой хромосоме ) – диплоидный организм , имеющий в какой – либо паре хромосом только одну гомологичную хромосому ( имеют хромосомный набор 2n – 1 )
Трисомик ( по определённой хромосоме ) – диплоидный организм , имеющий в какой – либо паре хромосом третью хромосому ( имеют хромосомный набор 2n + 1 )
Нуллисомик ( по определённой хромосоме ) – диплоидный организм , не имеющий в геноме одной пары гомологичных хромосом ( имеют хромосомный набор 2n – 2 )
- В редких случаях возможно появление организмов с двумя дополнительными хромосомами к гомологичной паре ( 2n + 2 ) – тетрасомик и даже тремя ( 2n + 3 ) – пентасомик
- Возможна замена одной или обоих гомологичных хромосом в гаметах , например , одного сорта пшеницы на ту же пару , но другого сорта ( при этом один неудовлетворительный признак данного сорта заменяется на тот же , но более сильный признак другого сорта , например , качество зерна или устойчивость сорта к болезням )
- Возможны замены отдельных хромосом одного вида ( например , пшеницы ) на хромосомы другого вида , близкого по происхождению ( например , ржи ) ; полученные таким путём формы называются замещёнными линиями
- Возможно введение в геном определённого вида или сорта какой – либо пары хромосом другого вида растений , которые определяют развитие признака , отсутствующего у первого вида ( формы , полученные таким путём называют дополнительными линиями )
Генная инженерия
- Метод основан на искусственном переносе нужных генов от одного вида живых организмов ( бактерий , животных , растений ) в гаметы или клеточную культуру другого далёкого по происхождению вида
Трансгенные растения или животные – это растения или животные , геном которых изменён в результате переноса в них генов других организмов
- Таким путём были получены формы томатов , картофеля , табака , рапса , устойчивые к разнообразным вредителям ( ген бактерий , контролирующий синтез белка эндотоксина насекомых с помощью природных переносчиков генов – бактериальных плазмид внедрён в ДНК растительных клеток , которые при культивировании их на питательных средах развились в полноценные растения , на листьях которых гусеницы насекомых – вредителей погибают ; токсин безвреден для человека )