Мутации

По определению Х. Де Фриза, мутация представляет собой явление скачкообразного прерывистого изменения наследственного признака. Следует иметь в виду, что материальной основой появления мутации всегда являются изменения генетической основы наследственности – ДНК.

Ознакомьтесь с классификацией мутаций по разным принципам (по проявлению, локализации в геноме и цитоплазмоне, по причинам возникновения).

Запомните, что генеративные мутации, происходящие в половых клетках, передаются при размножении и закрепляются в потомстве.

У вегетативно-размножаемых растений полезные мутации могут быть закреплены вегетативным размножением. Широко известным примером использования соматических мутаций является создание сортов плодовых культур на основе почковых мутаций (спорт-мутаций). Мутации закрепляются в потомстве путем прививки побегов, выросших из мутантной почки. Так, широко распространенный сорт яблони Антоновка был создан на основе спорт-мутации.

Следует иметь в виду, что по проявлению основная часть мутаций является вредной, но среди них могут появиться полезные мутации, которые повышают конкурентоспособность особей и закрепляются естественным отбором. Полезные мутации представляют собой материал для эволюции и селекции организмов.

Изменения наследственного материала могут происходить на генном, хромосомном и геномном уровнях (рис.21).

Рис.22. Классификация мутаций по действию на геном

При возникновении набора генных мутаций в одном локусе появляются аллельные гены с разным проявлением признака. Такое явление называется множественным аллелизмом. Примерами множественного аллелизма являются: аллели самонесовместимости у растений; гены, определяющие группы крови у человека и т.д.

Литература: [1 – с.125-127], [2 – с.59-71].

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Запомните категории изменчивости, выделенные С.А. Мамаевым: географическую, экотипическую, популяционную, индивидуальную, эндогенную.

Великий русский уче­ный Н.И. Вавилов, выявил общие закономерности изменчивости у родственных видов и родов растений. Основой выявленных закономерностей являются мутации в родственных геномах. В сходных условиях среды естественного отбор закрепляет полезные мутации. Изучите формулировку закона, а также примеры его проявления в разных родах растений и у животных.

Иллюстрацией закона являются гомологические ряды изменчивости в роде пихта (Abies Mill.). Род включает виды: пихта белая (Abies alba), пихта кавказская (A. nordmanniana), пихта сибирская (A. sibirica), пихта бальзамическая (A. balsamea), пихта одноцветная (A. concolor).

По габитусу у различных видов пихт выделены следующие формы: пирамидальная (f. pyramidalis); колонновидная (f. columnaris); плакучая (f. pendula); прямостоящая (f. erecta); распростертая (f. prostrata); шаровидная (f. globosa); канделябровая (f. candelabrum); низкая (f. папа).

По окраске хвои: пестрая (f. variegata); золотистая (f. aurea); золотистокончиковая (f. aureo-spicata}; сизая (f. glauca);, белая (f. alba); изящная (f. elegans); серебристая (f. argentea), голубая (f. violacea).

Анализ признаков разных видов показал, что пирамидальная форма обнаружена у двух видов пихт из пяти, колонновидная - у трех; повислая - у четырех; прямостоящая - у одного; распростертая - у одного; шаровидная - у одного; канделябровая - у одного; низкая - у двух; форма пестрая - у трех; золотистая - у трех; эолотистокончиковая - у одного; сизая — у двух; белая - у одного; изящная – у одного; серебристая - у двух и голубая - у одного.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости позволяет прогнозировать появление отдельных признаков растений в природе. Этот подход широко используется для поиска нужных форм с целью использования в селекции растений. Кроме того, закон дает возможность прогнозировать появление различных мутаций при экспериментальном мутагенезе.

Литература: [1- с.210-213]; [3 – 89-94].