14. Использование химического мутагенеза в селекции растений. Характер изменений у растений под действием химических мутагенов.

Факторы, вызывающие изменения в молекулах ДНК или хромосомах называются мутагенными.

Химические мутагены подразделяются на:

1. Ингибиторы азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот (кофеин, теобромин, этилуретан и др). Действие-подавление синтеза гуанина и тимина

2. Аналоги азотистых оснований, включающихся в нуклеиновые кислоты (кофеин, 5-бромурацил и др). Они включаются в ДНК на место тимина

3. Алкилирующие соединения (супермутагены, нарушающие точность редупликации ДНК, например: диэтиленсульфат, диметилсульфат)

4. Окислители, восстановители и свободные радикалы (азотистая кислота, перекиси, альдегиды). В результате их воздействия в молекуле ДНК происх замена пар оснований А-Т на Г-Ц

5. Акридиновые красители, реагируя с ДНК они образуют комплекс, препятствующий норм редупликации

Хим мутагены вызывают преимущественно генные мутации

15. Чувствительность растений к мутагенным факторам. Закон Арндт Шульце (стр 158 )

Факторы, вызывающие изменения в молекулах ДНК или хромосомах называются мутагенными.

В основе оценки чувствительности к мутагену лежит общая закономерность, называемая закон Арндта Шульце.

Суть его: слабое воздействие мутагеном способствует стимуляции процессов жизнедеятельности растений. По мере усиления воздействия мутагеном стимулирующий эффект возрастает и достигает своего предела, затем постепенно падает и снижается до нуля, после чего переходит в свою противоположность, то есть начинает подавлять процессы жизнедеятельности и тем больше, чем сильнее действие мутагенов. Подавляющее воздействие мутагенов постепенно возрастает вплоть до полной гибели клеток, органа или всего растения. Схематически закон шульце представлен на примере желудей дуба черешчатого на рентгеновское облучение

АК - всхожесть контрольной партии желудей, Дозы 1750-стимулирующие, 3200 – критическая, 6400-летальная доза

1. Стимулирующими называются дозы, при кот наблюдается совершенстсвование процессов жизнедеятельности у обрабаываемых растений в сравнении с контролем, н-р ускорение роста, увел урожая и тд

2. Дозы, при кот всхожесть семян составляет около 50% от контроля, а выживаемость 20-30% от числа всходов наз критическими

3. Дозы, вызывающие гибель обрабатываемого материала, наз летальными

4. Дозы, при кот на единицу выживаемости растения получается наибольшее кол-во мутации – оптимальными.

Чувствительность раст к мутагенам зависит от видовой и формовой принадлежности, обрабатываемого органа и физиологического состояния во время обработки, вида мутагена и т д

По величине приемлемых доз облучения растения выделяют:

1. Чувствительные (0,5-5,0 килорентген)-кедр сибирский, сосна обыкн, ели, дуб черешч, лиственницы, березы, ольха ,смородина черная и др

2. Среднечувствительные (6-15 кр)-рябина об, шиповник, акация жел, каштан конский

3. Устойчивые (более 15 кр)-липа, тополь черный, спирея, ракитник, облепиха, спирея и др

Наиболее устойчивыми к радиовоздействию оказываются воздушносухие семена, затем почки и побеги в состоянии покоя, затем проростки. Во внутриклеточных компонентах наиб устойчивы ядра вегетативных клеток, а наиб чувствительны-хромосомы в стадии синтеза ДНК

16. С. м.-дом in vitro . Возможности м.-да и значение для современной селекции

М.-д инвитро – м.-д культур и тканей, основан на тотипотентности, т е способности ее к делению и формированию массе размножившихся клеток, тканей, органов, а в дальнейшем и целого растения того вида, из которого была получена эта клетка. Почти любая специализированная клетка содержит набор генов, контролирующих развитие в любом направлении.

Для освоения культуры инвитро необходимо решение следующих задач:

1. Создание питательной среды, которая содержит все требуемые вещества для изолирования

2. Разработать процесс изоляции клетки

3. Способность к делению сохраняется лишь у клеток специальных тканей, называемых меристемами

Преимущества м.-да:

1. Независимость от вегетационного периода

2. Большой выход посадочного материала

3. Экономия времени при выведении сорта

4. Возможность формирования генетических банков

5. Возможность получения гибридов между естеств. Нескрещиваемости видов

Задачи, решаемые м.-дом инвитро:

1. Расширение генетической базы в селекции для получения нового исходного материала

2. Сохранение и размножение целых элитных растений и линий

3. Получение и сохранение безвирусного материала растений

Этапы м.-да:

1. Выбор подходящего сорта, генотипа, а также нужной части растения для закладки культур

2. Непосредственая закладка стерильной культуры, создание необх усл (тем-ра, освещ-ть)

3. Регенерация жизнеспособности раст

4. Перевод отобранных для селекции раст в грунтовую культуру

5. Дальнейший селекционный процесс

В инвитро возможен перевод всех частей растения, однако целесообразно введение тех органов, в которых можно индуцировать органогенез(образ-е зачатков органов)(это апикальная меристема, цветочные почки и завязи, ткань каллюса, пыльца и др).

Эффективность микроразмножения и выращивания в инвитро определяется правильным выбором пит среды. Для культуры органов и тканей применяют чаще всего твердую и агарсодержащую среду.

Любая среда должна содержать в себе: макроэлементы, микроэлементы, угдеводы, витамины, аминокислоты, регуляторы роста гормональной природы.

Фитогормоны:

1. Цитокенины: индуцируют развитие пазушных почек, стимулируют рост покоящихся клеток

2. Ауксины: влияют на деление, стимуляция образования корней

3. Гибберелины: гибберелиновая кислота усиливает рост(вытягивание), позволяет получить раст с хорошо развитой наземной частью.