2.Краткая история развития селекции и семеноводства.

Стихийная народная селекция (до XV) века. Отбор и размножение случайно возникших ценных растений. В результате появлялись сорта народной селекции. Искусственный отбор был бессознательным, интуитивным, без какой-либо научной основы.

Селекция на основе контролирующих изменений наследственности

Особенности: посев семян, полученных от свободного перекрестного опыления наиболее ценных сортов. Размножение случайно возникших полезных спонтанных мутаций.

Подэтапы : Направленная народная селекция (с 15 в.) и становление и развитие систематической народной селекции (с 17 в).

Систематическая научная селекция на основе искусственной гибридизации. ( началась с 19 в – по настоящее время).

Большое влияние на развитие селекции оказали научные концепции о гибридизации и наследственности Ч. Дарвина Значительный вклад в понимание сущности наследственности был внесен Менделем.

Начало ХХ века можно считать становлением генетики как самостоятельной науки, сыгравшей огромную роль в развитии хромосомной теории наследственности, с одной стороны, и селекции – с другой.

Большой вклад в развитии теории и практики селекции России внесли Мичурин, Вавилов, Рудзинский, Жегалов, Дубинин, Цицин…

Селекция на основе искусственного мутагенеза (начало XX века – по настоящее время).

Особенности: зарождение науки генетики, создание теоремы мутагенеза, открытие мутагенов, разработка техники искусственного создания мутантов и полиплоидов.

Селекция с применением методов биотехнологии ( с конца XX - по настоящее время)

Развитие селекционно-семеноводческой работы в России. Со­зданное в 1894 г. Бюро по прикладной ботанике (впоследствии ВИР) проводило исследования преимущественно с зерновыми и кормовыми культурами. Лишь в 1914 г. на Тулонской опытной станции (Восточная Сибирь) начали проводить исследования по селекции огородных растений, однако они не получили разви­тия.

В 1919 г. на созданном в Московской сельскохозяйственной академии садовом отделении впервые в стране была организова­на кафедра огородного семеноводства, которую возглавил проф. С. И. Жегалов. В 1920 г. была создана Грибовская селекционная опытная станция, где С. И. Жегалов и его ученики начали ис­следования по селекции и семеноводству овощных культур. За сравнительно короткий период (1920—1927 гг.) здесь было выде­лено и улучшено 74 сорта овощных культур. Были тщательно выполнены исследования по корреляции и наследованию при­знаков у некоторых овощных растений.

Открытие специальной кафедры в Московской сельскохозяй­ственной академии и селекционной станции в Грибово благо­творно повлияло на процесс организации сети научных учрежде­ний и развитие исследований по селекции и семеноводству в стране. Так, в 1920—1925 гг. подобные исследования начали про­водить на Донской селекционной станции. Одесской и Дагестан­ской опытных станциях, в Никитском ботаническом саду и в других учреждениях.

В первые послереволюционные годы ощущался недостаток семян овощных культур, а огородничество нужно было быстро развивать. 28 февраля 1921 г. был принят декрет «О мерах к под­держанию и развитию промышленно-трудового огородничества». В каталогах Наркомзема РСФСР тогда насчитывалось около 330 наименований сортов овоще-бахчевых культур, в том числе более 260 иностранного происхождения. Возникла острая необходи­мость в развитии отечественного семеноводства. 13 июня 1921 г. Совнарком РСФСР принял декрет «О семеноводстве».

Сорта баклажана-Валентина, Донской, Золотое яйцо, Фиолетовое чудо, Карликовый ранний, Мария

Билет 4.

1. Закон Харди-Вайнберга или закон генетического равновесия в популяциях справедливтолько, когда:

- популяция велика;

- осуществляется панмиксия;

- все особи одинаково жизнеспособны;

- отсутствуют факторы, которые могут изменить структуру популяции.

К факторам, обуславливающим динамику – изменение генетической структуры популяцийотносятся все те факторы, которые могут изменить частоту генов в популяции или нарушить в ней свободное скрещивание:

мутационный процесс приводит к сдвигу частот аллелей, за счёт постоянно возникающих мутаций по данному гену с частотой 1 мутация на 1 млн. особей на поколение;

популяционные волны могут привести к случайному изменению соотношения частот аллелей в популяции – дрейфу генов;

комбинативная изменчивость приводит к новому сочетанию генов в генотипах

миграция особей из популяции в популяцию приводит к потоку генов – обмену генов между популяциями одного вида.

2. Чтобы лучше использовать достижения селекции, сорта, создаваемые в научно-исследовательских учреждениях, необходимо окончательно оценить и определить районы их будущего возделывания. Этим занимается государственное сортоиспытание.

Оно представляет собой независимую от селекционно-опытных учреждений систему всесторонней оценки новых сортов сельскохозяйственных культур для правильного их размещения на территории страны.

Главная задача государственного сортоиспытания состоит в том, чтобы давать всем испытываемым сортам и гибридам сельскохозяйственных культур всестороннюю, объективную и точную оценку и отбирать наиболее урожайные и ценные по качеству и другим признакам сорта и гибриды для их районирования и внедрения в производство.

По характеру работы госсортоучастки делятся на следующие виды: полевых культур (неорошаемые, орошаемые — на мелиорированных землях); овощных культур; субтропических культур (неорошаемые и орошаемые); специальные (фитопатологические и энтомологические). Большое внимание в государственном сортоиспытании уделяется вопросам агротехники сорта. На сортоиспытательных станциях испытывается широкий набор сортов.

Любая административная территория (область, край, автономная республика) включает районы, в той или иной степени различающиеся в почвенно-климатическом отношении. В соответствии с этим почти каждая область (край, автономная республика) делится на зоны районирования, например Воронежская область на три зоны: I—лесостепная на выщелоченном и мощном черноземе,

II — переходная от лесостепи к степи на выщелоченном и обыкновенном черноземе и III — степная на обыкновенном черноземе. В Красноярском крае установлено семь зон районирования: I — тайга низменности, II — тайга гор и предгорий, III — подтайга низменности, IV — подтайга предгорий, V — лесостепь предгорий, VI — степь предгорий на обыкновенном и южном черноземах, VII — степь предгорий на каштановых и темно-каштановых почвах.

В пределах одной области, но в разных ее зонах могут районироваться различные сорта одной и той же культуры, Каждый сортоучасток или сортоиспытательная станция обслуживает 4—6 административных районов, а иногда и целую зону районирования. Административное и методическое руководство работой сортоучастков на территории области (края) осуществляет областная инспекция по сортоиспытанию во главе с инспектором. Инспекция непосредственно подчиняется Госкомиссии по сортоиспытанию. Большинство сортоучастков работает на базе совхозов и колхозов.

Сортоучастки имеют небольшой штат постоянного персонала: заведующий, помощник заведующего и 2—3 технических работника. Совхоз (колхоз) по договору с сортоучастком выполняет все полевые работы, выделяет необходимое количество рабочих и сельскохозяйственной техники. Все работы, связанные с сортоиспытанием, хозяйствам оплачивает сортоучасток по утвержденным для них нормам выработки и расценкам.

Для сортоиспытания и размножения новых сортов хозяйство выделяет постоянный земельный участок, на котором вводится свой севооборот. Вся работа по сортоиспытанию ведется по единой методике, утвержденной Госкомиссией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Испытываемые сорта сравнивают с лучшим, районированным в данной области (зоне) сортом, который берут в качестве контроля (стандарта). Повторность в опытах шестикратная. Учетная площадь делянки, как правило, 100 м². При использовании малогабаритной техники размер делянок по ряду культур составляет 25 и даже 10 м². Сорта получают всестороннюю оценку по комплексу хозяйственно-биологических признаков: урожайности, качеству продукции, устойчивости к заболеваниям и вредителям, пригодности к механизированному возделыванию.

Государственное сортоиспытание зерновых культур на каждом сортоучастке проводят в течение трех лет, а технических культур — 3— 4 года. Одновременно с основным испытанием на делянках лучшие, наиболее перспективные сорта испытывают в течение 2—3 лет в производственных условиях. После этого ценные сорта районируют, а неперспективные снимают с дальнейшего испытания. В исключительных случаях допускается районирование особенно ценных сортов после двухлетнего испытания. Так, в некоторых областях по результатам 2 лет испытания были районированы сорта озимой пшеницы Мироновская 808. Прибой, яровой пшеницы — Саратовская 46, озимой ржи — Восход 1, гороха — Неосыпающийся 1.

3. Сортовое обследование семенников  проводят перед цветением с целью проверки соблюдения .простран­ственной изоляции и отсутствия на посевах цветушных растений. До смыкания рядков регулярно удаляют боль­ные семенники (особенно фомозом).

Сортовая прочистка- выпалывание сортовой примеси, сортовая прочистка, удаление нетипичных форм из сортовых посевов, удаление нетипичных форм из сортовых семян.

При проведении сортовых прочисток с семеноводческих посевов удаляют нетипичные для сорта растения, гибриды резкие, растения других сортов, уродливые, треснувшие, пораженные болезнями и поврежденные вредителями. На посевах оставляют типичные, хорошо развитые и здоровые растения.

Все посторонние растения в течение вегетационного периода конкурируют с растениями основной культуры. Наличие их семян усложняет процесс очистки посевного материала. Физические свойства семян посторонних растений могут также негативно влиять на долговечность и жизнеспособность выращенного семенного материала.

Сорта брокколи-Атлантик, Аркадия, Гном, Император, Лазер, Цезарь.

Билет 5.

. ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ОНТОГЕНЕЗА

1. Генетика онтогенеза растений.

*онтогенез – индивидуальное развитие

В биологии онтогенез растения принято делить на следующие стадии развития:

Эмбриональная: от зиготы до созревания семени.

Ювенильная: от прорастания семени до начала формирования репродуктивных органов.

Стадия зрелости: формирование репродуктивных органов, процессы оплодотворения, образование семян.

Стадия старости и умирания.

На каждой из этих стадий (или этапов развития) происходят как количественные, так и качественные изменения в развивающемся растении. В связи с тем, что стадии развития определенным образом перекрываются, нельзя отнести действие многих генов только к одной стадии, хотя описаны и такие гены.

.

2.Эффекты экспрессии генов на стадии эмбриогенеза.

Гены, действующие в эмбриогенезе можно подразделить на следующие группы:

гены домашнего хозяйства*;

эмбриоспецифические гены.

Примерами генов, экспрессирующихся в раннем эмбриогенезе может быть ген АТМ1, который экспрессируется у Arabidopsis thaliana в апикальной клетке зародыша до стадии восьмиклеточного зародыша. У сои выявлен ген КТ1 (kunitz), контролирующий синтез трипсинового ингибитора протеаз. Его экспрессия происходит в апиксе зародыша, а вот в семядолях она отсутствует. То есть экспрессия этого гена – тканеспецифична.

В процессе созревания зародыша растений наиболее интенсивно экспрессируются гены, детерминирующие синтез запасных белков Пример - ген О₂ (opaque 2) у кукурузы, определяющий дифференциальную транскрипцию зеиновых генов.

Тканеспецифичными являются и гены амилаз, экспрессирующиеся в алейроновом слое однодольных. Выявленный ген L-AMYL3 экспрессируется в алейроновом слое при формировании эндосперма, а гены L-AMYL1 и L-AMYL2 при прорастании семян.

экспрессия одного гена затрагивает только определенную часть зародыша → клетки, формирующие эти части, автономны.

в генетических программах развития первичным является дифференцировка тканей, а затем идут процессы морфогенеза, то есть в таком порядке экспрессируются соответствующие гены. →после дифференцировки клетки определяется частью какой формирующейся ткани она станет. Пример- мутации генов REU и KN. В первом случае (ген ren) нарушено нормальное формирование эпидермальных клеток, а во втором (ген kn) дифференциация эпидермальных и проводящих тканей. И, как результат, зародыш или приобретает ненормально округлые формы, или лишен апикальной и базальной частей.

3. Генетический контроль развития меристем.

Меристемы - это активно делящиеся клетки. типы меристем:

апикальные;

детерминированные;

интеркалярные.

Побеговые апикальные меристемы формируются из апикальной клетки. В течение периода вегетации на основе апикальной меристемы формируются клетки новых меристем и листового зачатка. При переходе к репродуктивной стадии развития апикальная меристема формирует цветочные меристемы. Это уже детерминированные меристемы. Тип клеточного деления этих меристем и определяет число клеточных делений и форму, образующегося из них органа, что, в свою очередь, определяется независимым генетическим контролем.

4. Генетический контроль формирования листьев и корней растений.

Формирование листа растения начинается с образования листовых зачатков из апикальной меристемы.

Примером влияния генов на формирование листовых зачатков может служить действие гена KN1 (knotted 1) у кукурузы. Этот ген влияет на развитие лигулы, листовых жилок, а также дифференцировку тканей листа. Мутация этого гена (KN1→ kn1)- лигула не развивается, а возле срединной и боковых жилок формируются специфические узелки.

В целом гены, влияющие на формирование листьев, подразделяют на две группы:

гены инициирующие развитие листа (гены (dwarf) - биосинтез гиберелина: D1, D3, D5);

гены детерминирующие развитие листа определенного типа. (гены, описанные у кукурузы и влияющие на морфологию листовой пластинки (Тp 2), развитие эпидермиса (GL 15), воскового налета (Gl 1), наличие опушения (Hs 1).

Развитие и рост корня и листа, контролируется большим числом генов. В целом корень формируется из корневой апикальной меристемы и представляет собой концентрический круг клеток, принадлежащих различным тканям. При этом выделяют так называемый неподвижный центр, клетки которого ингибируют дифференцировку клеток их окружающих. В дальнейшем, с наростанием клеточных слоев начинается дифференцировка клеток, тканей и как следствие формирование и рост корневых волосков и других элементов корня.

5. Генетический контроль развития цветка.

→гены (I), детерминирующие развитие побеговой меристемы в меристему соцветий и гены (II), определяющие развитие цветковой меристемы из мерстемы соцветий:

побеговая меристема → I → меристема соцветий → II→ цветковая меристема.

Во-вторых, растения переходят к цветению только при наличии: длинного фотопериода (день), короткого фотопериода (день), определенный период пониженных температур и т.д. Естественно, что в процессе подобного приспособления отселектировались в результате естественного отбора и определенные гены и даже, скорее, генные системы. Например, у арабидопсиса цветение на длинном дне определяет ген CО, кодирующий процессы транскрипции при определенном фотопериоде. А, например, ген GA1 участвует в синтезе гибберелина, который необходим для перехода к цветению растений арабидопсиса на коротком дне. Одновременно ген phy A участвует в “измерении” растениями арабидопсиса длины дня и ночи. То есть, разные внешние условия как бы включают разные гены (генные системы), приводящие растение к зацветанию и образованию плодов и семян. В то же время, рецессивная мутация гена IHY→ihy определяет задержку цветения независимо от фотопериода. Подобные гены или близкие к ним выявлены и у других видов растений.

Таким образом, в процессе онтогенеза генетически детерминировано “переключение” путей развития. Это наблюдается как на клеточном уровне, когда происходит дифференциация клеток, возникших в результате непрерывного клеточного деления, так и при переходе от вегетативного роста к цветению. при использовании методов биотехнологии каждая из клеток даже специализированной ткани способна к формированию целого растения.

6. Генетический контроль мейоза.

Важнейшим этапом в жизненном цикле растений является смена диплоидной фазы развития на гаплоидную, происходящая в результате мейоза. мейоз находится под контролем целого каскада генов, одни из которых являются идентичными для митоза и мейоза, а другие специфичны только для мейоза.

Принципиальные различия между митозом и мейозом обеспечивают гены, детерминирующие процессы синапсиса, кросинговера и расхождения хромосом в процессе первого деления мейоза (мейоз I). В митозе хромосомы на стадии метафазы располагаются в экваториальной плоскости за счет тянущих нитей веретена и сцеплением (когезия) в области центромеры сестринских хроматид. Части удвоенного кинетохора при этом удерживаются белками когезинами. Когда этот белок разрушается тянущие нити веретена разводят сестринские хроматиды к полюсам. В мейозе (метафаза I) хромосомы на экваторе располагаются в результате действия тянущих нитей веретена и белка мей-когезина, удерживающих гомологичные хромосомы в составе бивалентов в районе хиазм. В это же время ген SPO13 супрессирует работу гена CDC31, детерминирующего расщепление кинетохора. Поэтому после разрушения мей–когезинов в районе хиазм нити веретена растаскивают к полюсам гомологичные хромосомы (редукция числа хромосом). Во втором делении мейоза (мейоз II) ген SPO13 не экспрессируется. Поэтому в анафазе II ген CDC31 детерминирует расщепление кинетохора и, как следствие, расхождение к полюсам сестринских хроматид.

7. Апоптоз у растений.

Апоптоз – генетически запрограммированная гибель клеток.

Апоптоз это сложный процесс каскадной активации апоптозных генов, которые или активируют процесс через индукторы, или блокируют через репрессоры, что в свою очередь приводит к изменению метаболических реакций растения, влияя на сигнальные рецепторы молекул или на R-гены (гены устойчивости к фитопатогенам).

При апоптозе происходят следующие изменения растительной клетки. Ее объем уменьшается. Образуются апоптозные везикулы, нарушающие целостность цитоплазматической мембраны, а содержимое клетки распределяется по этим везикулам. Ядро распадается на отдельные фрагменты с образованием олигонуклеосомных частиц. И, наконец, в клеточной оболочке образуются поры, через которые выходит фрагментированное содержимое клетки. Основная роль при апоптозе принадлежит активации протеаз и, в частности, каспаз (caspase), расщепляющих белки по остаткам аспарагиновой кислоты и Са²⁺ зависимых протеаз (кальпины). При этом можно выделить следующие этапы. Во-первых, начинается распад ядерной мембраны в результате воздействия протеаз на белки - ламины, ее составляющие. Одновременно протеазы разрушают белки ядрышек, гистоны и топоизомеразу, связывающую ДНК хроматина с белками ядра, прикрепляющих хроматин к ядерному матриксу. В результате расщепления топоизомеразы образуются высокомолекулярные фрагменты ДНК. Апоптозная ДНКаза CAD(caspaseactivated DNase), образующая в нормальных клетках комплекс с ингибиторами I CAD или DFF (DNA fragmentation factor), в результате инактивации ингибиторов каспазами 3 и 7 высвобождается. Свободная CAD вызывает нуклеосомные разрывы хроматина и образование фрагментов ДНК (200 п.н.). Одновременно каспазы разрушают поли-(АДФ–рибозо)-полимеразу, которая участвует в репарации ДНК, АДФ-рибозилировании и регуляции активности эндонуклеаз.

Особая роль принадлежит протеазам и в передаче апоптозного сигнала от индукторов апоптоза. Эффективная трансмембранная передача апоптозного сигнала обеспечивается тем, что протеаза локализована в самых разных частях клетки: матриксе ядра, органеллах, цитоплазме, вакуолях и т.п. Это возможно по причине, что протеаза синтезируется в клетке в неактивной форме (прокаспаза). При действии же индукторов апоптаза разрушается диссоциация неактивных комплексов протеаза-ингибитор.

2. Семеноводство как отрасль сельскохозяйственного производства.

Семеноводство — это специальная отрасль сельскохозяйст­венного производства, функция которого состоит в массовом размножении сортовых семян или получении гибридных семян при сохранении их чистосортное™, биологических и урожай­ных качеств.

В процессе семеноводства осуществляется двуединая зада­ча — размножение высококачественных сортовых семян до не­обходимого количества и сохранение их сортовых и урожайных качеств. В некоторых случаях, в частности при работе с пере­крестноопыляющимися культурами, в процессе семеноводче­ской работы в научно-исследовательских учреждениях может быть поставлена и реализована цель не только размножения, но и улучшения сорта.

Было бы неправильно рассматривать семеноводство лишь как дополнение к селекции, как простое размножение семян путем их пересевов с защитой от засорения. Задачи семеновод­ства шире. В частности, в процессе семеноводства перекрестно­опыляющихся культур можно добиться непрерывного улучше­ния самого сорта, как это успешно делал в работе с подсолнеч­ником академик B.C. Пустовойт.

В семеноводстве осуществляют два основных процесса: сор­тосмену и сортообновление.

Сортосмена — замена в производстве на основе результатов государственного сортоиспытания старых сортов новыми, более урожайными или лучшими по качеству продукции.

Сортообновление — плановая замена семян, у которых ухуд­шились сортовые и биологические качества, лучшими семенами того же сорта. В обоих случаях необходимо обеспечивать:

1) массовое размножение сортовых семян до размеров, пол­ностью обеспечивающих плановую посевную площадь каждого районированного сорта в зоне его распространения;

2) поддержание высоких сортовых качеств производимых се­мян, т.е. сохранение генетических качеств сорта или гибрида;

3) поддержание сортовых семян в здоровом и максимально жизнеспособном состоянии.

Одной из задач семеноводства перекрестноопыляющихся культур может быть также последовательное улучшение сортов в процессе их размножения, поскольку каждый сорт этих культур представляет собой гетерогенную в генетическом отношении популяцию.

Ведение семеноводства основывается на представлении о процессах воспроизводства сорта— элите и репродукциях, а также об изменении сортовой чистоты семян при их пересевах.

3. Под термином гетерозис в самом

широком смысле слова понимают все

положительные эффекты, ведущие к

превосходству гибридов первого поколения

(F1) над родительскими формами.

Гетерозис в полной мере проявляется в первом гибридном поколении. При генеративном размножении в последующих

поколениях он быстро теряется. У вегетативно размножающихся растений,

например у картофеля, сахарного тростника, батата, маниока и др., гетерозис передается вегетативному потомству стойко, так как все растения клона генотипически соответствуют исходной материнской особи. Для практического использования гетерозиса у генеративно размножающихся видов растений необходимо проводить в крупных масштабах скрещивания определенных

партнеров (линий, сортов), чтобы

обеспечивать полученными гетерозисными

семенами производство, так как уже во

втором поколении гетерозис может не

проявиться, и гибриды более поздних

поколений не превосходят обычные сорта.

 ЗНАЧЕНИЕ СЕЛЕКЦИИ НА ГЕТЕРОЗИС

Селекцией на гетерозис называют создание гибридов первого поколения, отличающихся высоким гетерозисом по

урожайности, качеству продукции и другим хозяйственно важным признакам. В отличие от комбинационной селекции, при которой скрещивания проводят в начале селекционного процесса, чтобы создать генетическую изменчивость для отбора, при селекции гетерозисных гибридов скрещивание служит для массового получения семян и их дальнейшего практического использования в производстве и представляет последний этап селекционного процесса.

Селекция гетерозисных гибридов имеет большое значение для

ельскохозяйственного производства. Эти гибриды часто по урожайности превышают обычные свободноопыляющиеся сорта на 30% и выше. В некоторых случаях гетерозисный эффект достигает 50%. Широко используется явление гетерозиса в

селекции кукурузы, сорго, подсолнечника,

томата, тыквы, огурца, арбуза, лука, капусты, сахарной свеклы, декоративных

растений. Его начали применять также в

селекции риса, пшеницы, хлопчатника и

различных видов пальм.

Сорта пекинской капусты- Оранжевый мандарин, Ча-Ча, Русский размер, Ника, Ввиктория, Кудесница

Билет 6.

Молекулярные основы наследственности: типы РНК, транскрипция трансляция.

Молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) это одноцепочечный полинуклеотид. Отличается от ДНК наличием сахара – рибозы и заменой азотистого основания тимин на урацил. РНК не формирует двойные спирали, однако комплементарное спаривание может происходить внутри и между молекулами РНК. Если за какой-то последовательностью следует комплементарная ей последовательность, то полинуклеотид цепи может сложиться и образовать антипараллельную двухцепочечную структуру. Такую структуру называют шпилькой. Она состоит из спаренных оснований, образующих двуспиральный участок – стебель, часто с петлей из неспаренных оснований. Такие взаимодействия имеют важное биологическое значение. Содержание РНК в клетке в несколько раз больше, чем ДНК.

Транскрипция

Процесс транскрипции состоит из трех этапов:

1. Инициация – начало синтеза РНК, сборка транскрипционного комплекса на точке начала транскрипции – промотор.

2. Элонгация – синтез молекулы РНК.

3. Терминация транскрипции, транскрипция заканчивается в области, называемой терминатор.

Из особенностей процесса транскрипции можно отметить следующие:

Транскрипцию осуществляет РНК-полимераза

РНК-полимераза синтезирует РНК в направлении 5’→3’

РНК синтезируется по правилу комплементарности

РНК-полимераза не требует для начала синтеза праймер

РНК-полимераза не корректирует ошибки (у прокариот)

Трансляция

Трансляция – процесс синтеза полипептидной цепи на основе мРНК.

В процессе синтеза белка участвуют три основных типа РНК:

Матричная РНК, или информационная, синтезируется на ДНК-матрице и переносит информацию о нуклеотидной последовательности ДНК к частицам в цитоплазме, известным как рибосомы, где происходит синтез белка.

Транспортная РНК переносит аминокислоты к рибосомам, где протекает синтез белка.

Рибосомная РНК – структурная и функциональная часть рибосомы.

Обычно выделяют 3 этапа трансляции: инициацию, элонгацию, терминацию.

Инициация – первая фаза трансляции, в процессе которой с информационной РНК связываются рибосома и особая инициирующая транспортная РНК

Элонгация – этап, на котором происходит строительство полипептидной цепи. Очередность присоединяемых аминокислот определяется очередностью кодонов.

Терминация – остановка трансляции, по достижении рибосомы стоп-кодона.

Считывание мРНК начинается с кодона AUG, который обозначает 5’-конец кодирующего участка мРНК.

Далее трансляция продолжается в направлении 5’- 3’ кодон за кодоном до тех пор, пока не достигнет стоп-сигнала.

Особенности трансляции на рибосомах:

Синтез белка в клетке всегда протекает на рибосомах

При синтезе белка рибосома:

правильно ориентирует мРНК и тРНК и белковую цепь, обеспечивая прочтение генетического кода

катализирует образование пептидных связей между аминокислотами

перемещаясь по мРНК обеспечивает синтез белка

3. Скорость синтеза: около 400 аминокислот за 10 сек.

2. МЕТОДИКА И ВИДЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО

СОРТОИСПЫТАНИЯ

Расширенное конкурсное сортоиспытание.

Предусматривает включение в сортоиспытание широкого набора сортов

и гибридов. Основная задача - сократить

сроки изучения, выявить реакцию каждого

нового сорта на изменяющиеся условия

внешней среды, включая экстремальные

воздействия, установить уровень

стабильности проявления количественных

и качественных показателей, выяснить

степень поражения сортов болезнями, в

короткий срок определить возможный

ареал сорта и пригодность для возделывания в условиях интенсивной технологии.

Конкурсное сортоиспытание.

Задача его - дальнейшее всестороннее

и углубленное изучение и оценка

выделившихся в расширенном наборе

новых сортов по уровню урожайности,

качеству продукции, степени восприимчивости к болезням и вредителям, пригодности к возделыванию при интенсивной технологии для подготовки предложений о перспективности нового сорта в конкретном регионе (области, зоне и т.д.) и на этой основе определение экономической целесообразности его промышленного семеноводства.

Производственное испытание. Это

заключительный этап государственного

испытания лучших сортов или гибридов,

которое проводят в хозяйствах или на

госсортстанциях в условиях интенсивной

технологии производства продуктов

растениеводства с использованием

рекомендованной для данной зоны системы

земледелия. Главная цель производственного сортоиспытания - окончательно определить пригодность выделившегося в конкурсном сортоиспытании сорта для интенсивной

технологии возделывания и установить

экономическую эффективность от его

внедрения. В производственное испытание

включают сорта и гибриды, превысившие

в первый год в расширенном конкурсном

испытании стандарт по урожайности на

10% и более при хорошем и отличном качестве продукции или отличающиеся высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам среды и невосприимчивостью к болезням, а также все сорта, занесенные в списки перспективных.

Технолого-экономические испытания.

Задача этих испытаний - выявить сорта,

в наибольшей степени соответствующие

энергосберегающим технологиям

производства продуктов растениеводства

в полевых условиях или в защищенном

грунте, а также их хранения или переработки и получения вторичных продуктов с установлением экономической эффективности нового сорта в сравнении со стандартом. При этих испытаниях полевые опыты проводят на госсорт-станциях и госсортоучастках на различных по уровню плодородия фонах, близких по этому показателю к производственным в

передовых и среднего уровня совхозах

и колхозах, постоянно учитывая данные

почвенно-агрономических исследований.

3. При полевой апробации проводится:

- определение соответствия сортовых качеств посевов апробируемому сорту согласно описанию сорта;

- проверка документов, разрешающих осуществление деятельности по производству семян и лицензионных договоров с патентообладателями на семеноводство сортов, охраняемых патентами на селекционные достижения;

- проверка исходных документов, характеризующих качество высеянного материала, и привязка этих документов к высеянным партиям семян на апробируемых участках;

- подтверждение проведенных сортопрочисток актами установленной формы;

- установление фактической пространственной изоляции, в т.ч. между переопыляющимися посевами и дикорастущими растениями;

- установление фактической площади посева;

- определение выполнения установленных агротехнических мероприятий (предшественники, удобрения, сроки проведения и схема посева, борьба с болезнями, вредителями, сорняками, применение гербицидов);

- оценка состояния растений и участка;

- принятие решения о целесообразности апробирования посевов в целом или по частям.

лабораторный сортовой контроль - установление принадлежности семян к определенному сорту и определение сортовой чистоты семян посредством проведения лабораторного анализа;

ОРАНЖЕРЕЙНЫЙ КОНТРОЛЬ

употр. при определении видовой (но не сортовой) принадлежности крестоцветных культур (капусты, кольраби, брюквы, репы, турнепса и др.) и при определении примесей различных фальсификатов в семенах крестоцветных. О. к. применяется и в отношении таких культур, как свекла, ячмень, пшеница (отличие яровых форм от озимых) и др. При О. к. обследуемые образцы семян высеваются в оранжереях в особые плошки или в ящики с землей; по окраске, форме проростков или опушенности их первых листьев определяется принадлежность раст. к тому или иному виду. Результаты анализа выводятся путем подсчета раст. с определенными видовыми признаками.

ГРУНТОВОЙ КОНТРОЛЬ

прием определения сортовой чистоты семенного материала. Проводится на специальных грунтовых участках контрольно-семенных станций в порядке гос. семенного контроля как выборочная проверка правильности выданных гарантий о сортности семян. При Г. к. взятые из партии семян средние образцы высеваются на небольших делянках с обязательной "привязкой" образцов к соответствующим посевам в х-ве.

Сорта дайкона- Астор, Белоснежка, Дракон, Клык слона, Миновасе, Цезарь, Фламинго

Билет 7.

1. ЯВЛЕНИЕ ГЕТЕРОЗИСА. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ГЕТЕРОЗИСА. ОБЩАЯ И СПЕЦИФИЧЕСКАЯ КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Гетерозис– явление превосходства по различным признакам гибридов первого поколения над родительскими формами.

три типа гетерозиса:-соматический; -репродуктивный; -адаптивный.

При соматическом гетерозисе первое гибридное поколение превосходит родительские формы по массе растений. Репродуктивный гетерозис определяет превосходство F₁ по семенной продуктивности. И, наконец, адаптивный гетерозис проявляется в повышенной устойчивости гибридов к неблагоприятным факторам внешней среды.

величина гетерозиса зависит от степени различия родительских форм;

(гетерозис) имеет особое значение в эволюции;

с практической точки зрения гибридная мощность очень ценна для лесоводов.

2.1. Гипотеза доминирования.

→доминантные аллели генов способствуют проявлению гетерозиса, а рецессивные нет.

Считаем в развитие признака (аа,bb) - 1, (АА, Аа) – 2

ааВВссDDее х АаbbССddЕЕ →F₁АаВbСсDdЕе

1+2+1+2+1=7 2+1+2+1+2=82+2+2+2+2=10

на степень гетерозиса оказывают влияние и эффекты взаимодействия между доминантными генами (эпистаз -взаимодействие генов, влияющих на выраженность признака).

→ гетерозис - как суммирование значения d по каждому из генов, вносящих вклад в развитие признака у F₁: гетерозис =Σ d

если родительские формы не полностью гомозиготны по каждому из полигенов→ гетерозис в F₁ = Σ dy²,

где: y – множитель, представляющий разность в частоте генов между двумя скрещивающимися формами (y=1 или 100%, когда каждый родитель гомозиготен по разным аллелям в каждом локусе).

гетерозиготность в F₂ уменьшается в 2 раза и гетерозис во втором поколении снижается в два раза: гетерозис в F₂ = Σ dy²/2.

- гены, вызывающие гетерозис, сцеплены, то получение гомозиготы по доминантным генам может быть сильно затруднено или просто нереально.

2.2. Гипотеза сверхдоминирования.

гетерозис - эффект взаимодействия гетерозиготной пары генов.

aa

AA

Гипотезу сверхдоминирования отличают от первой два положения:

активны оба аллеля;

невозможно закрепить гетерозис, то есть получить гомозиготу, равную по эффекту гетерозиготе со сверхдоминантностью.

моногенный гетерозис

Дополнительное действие аллелей. У кукурузыимеются множественные аллели R, детерминирующие пигментацию различных частей растения. Гетерозиготное по этим аллелям растение всегда более пигментировано, чем гомозиготное растение:

R^gR^g – алейрон окрашен, пыльники не окрашены

r^rr^r – алейрон не окрашен, пыльники окрашены

R^gr^r– алейрон окрашен, пыльники окрашены

Общая комбинационная способность — это комбинационная способность самоопыленных линий или сортов, определяемая средней величиной гетерозиса во всех исследованных гибридных комбинациях с участием этих форм. Специфическая комбинационная способность — комбинационная способность самоопыленной линии или сорта, определяемая величиной гетерозиса в какой-нибудь конкретной комбинации.