48. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды, пути ее повышения.

Устойчивость растений к неблагоприятным условиям – это, комплекс защитных барьеров, возникающих у растений в ответ на изменения условий окружающей среды. Это свойство вырабатывалось на протяжении эволюционного развития растений в различных условиях (под влиянием низких и высоких температур, засухи, избытка солей в почве) и закрепилось генетически. Наиболее высокая устойчивость – у дикорастущих и местных сортов; менее устойчивы культурные растения. Неблагоприятные факторы называют стрессорами, а реакцию организма на любые отклонения от нормы – стрессом. Факторы, которые вызывают стресс у растений, делят на три основные группы:физические – освещенность, температура, радиоактивность, излучение, влажность; химические – соли, газы, гербициды, фунгициды;

биологические – возбудители болезней, влияние животных.Главные изменения, которые вызывают стресс, происходят на клеточном уровне, при этом повышается проницаемость мембран, возрастает вязкость цитоплазмы, увеличиваются гидролитические процессы, усиливается синтез этилена, АБК, пролина, стрессовых белков. Эти стрессовые реакции наблюдаются при действии любых стрессоров и направлены на защиту внутриклеточных структур. Оценка устойчивости растений к экстремальным факторам (холоду, морозу, засухе, жаре, засоленности почв) важна в селекционной и агрономической практике.

В устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям фундаментальную роль играют клеточные мембраны, интегрирующие действие различных факторов. Устойчивые растения отличаются большей стабильностью мембранного аппарата и способностью к поддержанию гомеостаза клетки. Длительному сохранению целостности мембран способствует торможение распада их компонентов - липидов и белков, которое может быть связано с эффективной работой механизмов антиоксидантной защиты, с ингибированием ферментов распада белка. Кроме того, важными являются адаптивные перестройки жирных кислот, конформационные изменения в мембранных белках, регуляция кальциевого обмена в клетках. По всей вероятности, эти реакции взаимосвязаны благодаря мембранной системе регуляции, которая, являясь частью всего комплекса систем регуляции организма, вносит таким образом свой вклад в координацию обмена веществ в стрессовых условиях.

71 Принципы и методы генетического анализа.

Генетическим анализом мы называем систему опытов, наблюдений и вычислений, имеющих целью разложение свойств (признаков) организма на отдельные наследственные элементы, отдельные признаки, и изучение свойств соответствующих им генов. С его помощью исследуется качественный и количественный состав генотипа, проводится анализ его. структуры и функционирования.

Задачи генетического анализа можно коротко сформулировать как определение системы генотипа организма или генотипической структуры популяции. Очень часто пытаются сравнить генетический анализ с качественным анализом в химии, но добавляют при этом, что генанализ значительно сложнее, так как химик имеет возможность работать с чистыми реактивами (элементами), генетик же имеет дело со сложной системой генотипа.

Методы генанализа очень разнообразны, но основным является гибридологический, или метод скрещивания. Гибридологический анализ, основы которого разработал основатель современной генетики Г. Мендель, основан на следующих принципах.

1. Использование в качестве исходных особей (родителей), форм, не дающих расщепления при скрещивании, т.е. константных форм.

2. Анализ наследования отдельных пар альтернативных признаков, то есть признаков, представленных двумя взаимоисключающими вариантами.

3. Количественный учет форм, выщепляющихся в ходе последовательных скрещиваний и использование математических методов при обработке результатов.

4. Индивидуальный анализ потомства от каждой родительской особи.

5. На основании результатов скрещивания составляется и анализируется схема скрещиваний.

В генетическом анализе используются скрещивания в последовательном ряду поколений: Fl( F2, F3 и т. д. Возвратные скрещивания (Fb)—это скрещивания, гибрида Fi с одной из родительских форм (Р). Особое значение имеет анализирующее скрещивание — скрещивание гибрида Fi (или любого организма неизвестного происхождения) с гомозиготной рецессивной формой.

Цитогенетические методы – это, в первую очередь, методы изучения хромосом: подсчет их числа, описание структуры, поведения при делении клетки, а также связь между изменением структуры хромосом с изменчивостью признаков. Они заключаются в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов и т. п.).

На основе популяционного метода изучают генетическую структуру популяций различных организмов: количественно оценивают распределение особей разных генотипов в популяции, анализируют динамику генетической структуры популяций под действием различных факторов (при этом используют создание модельных популяций).

Молекулярно-генетические – биохимические и физико-химические – методы включают разнообразные, направленные на изучение структуры и функции генматериала и направлен на выяснение этапов пути «ген – признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути.

Мутационные методы позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов.

Генеалогический метод позволяет проследить наследование признаков в семьях. Используется для определения наследственного или ненаследственного характера признака, доминантности или рецессивности, картирования хромосом, т. е. для установления принадлежности гена, кодирующего данный признак, к определенной группе сцепления, сцепленности с Х- или Y-хромосомами, для изучения мутационного процесса, особенно в случаях, когда необходимо отличить вновь возникшие мутации от тех, которые носят семейный характер, т. е. возникли в предыдущих поколениях. Как правило, генеалогический метод составляет основу для заключений при медико-генетическом консультировании (если речь не идет о хромосомных болезнях).

Близнецовый метод, заключающийся в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относит, роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости. Особенно важен этот метод при работе с малоплодовитыми организмами, имеющими поздние сроки наступления половой зрелости (например, крупный рогатый скот), а также в генетике человека.

В генетическом анализе используют и многие другие методы: онтогенетический, иммуногенетический, сравнительно-морфологические и сравнительно-биохимические методы, разнообразные математические методы и т. д.