Тести для самоконтролю

А. Назвати природну гібридизацію.

1. Спонтанна.

2. Міжвидова.

3. Внутрішньовидова.

4. Міжродова.

Б. Ефективність внуирішньовидової гібридизації.

1. Фертильність.

2. Імунітет.

3. Зимостійкість.

4. Засухостійкість.

В. Призначення методу посередника.

1. Подолати несхрещуваність.

2. Підвищити продуктивність.

3. Підвищити якість.

4. Підвищити зимостійкість.

Г. Назвіть кращу фазу ізоляції квіток.

1. Фаза рожевого бутона.

2. Фаза несформованого бутона.

3. Фаза зеленого бутона.

4. Фаза повного цвітіння.

Д. Назвіть найкращий прийом запилення.

1. Нанесення пилку на рильце.

2. Нанесення пилку на маточку.

3. Нанесення пилку на квітку.

4. Нанесення пилку на бутон.

САМОСТІЙНА РОБОТА №8

Тема: Використання мутагінезу та поліплоїдії в селекції.

План

1.Мутагінез.Штучне одержання мутацій.

2. Поліплоідія. Методи одержання триплоїдних гібридів польових, овочевих і культур.

3.Одержання триплоїдних гібридів сільськогосподарських культур, їх використання у виробництві.

Література.

Л – 2,с. 123 -125; Л – 4, с. 85 -101; Л – 9, с. 140 -152.

ЗАВДАННЯ

1. Вивчити матеріал за підручником.

2. Надати письмову відповідь на питання для самоперевірки.

Теоретичні відомості.

У селекції використовують мутагенез і поліплоїдію при виведенні нових сортів плодоовочевих культур.

В основі штучного мутагенезу лежить мутаційна мінливість, яка веде до структурних змін генів і хромосом, що спричиняють появу нових спадкових ознак і властивостей організму.

Мутагінез використовують для виведення карликових форм плодових культур, поліпшення якості врожаю скоростиглості, імунітету, тощо.

. Мутагенез — процес виникнення або штучного одержання успадковуваних змін у геномах осіб, які проявляються через зміни у фенотипах. Мутагенез є наслідком пошкодження у молекулах ДНК, пошкоджень хромосом або порушень процесів поділу клітин.

Розрізняють такі види мутагенезу:

• природний (спонтанний), що відбувається внаслідок дії зовнішніх чинників середовища або фізіолого-біохімічних змін у живому організмі;

• штучний (індукований), зумовлений спрямованою дією різних фізичних або хімічних чинників для одержання мутацій.

Найважливішими характеристиками мутагенезу є частота виникнення мутацій та їхня специфічність, тобто можливість повторного одержання однакових мутацій внаслідок дії одного і того самого чинника. Як правило, хімічні і фізичні мутагенні чинники навіть за високої частоти характеризуються низькою специфічністю. Штучний мутагенез залежить від дози і концентрації чинника (мутагена), тривалості його дії, наявності систем репарації пошкоджень у генетичному матеріалі (ДНК), а також відповідності мутацій конкретним умовам середовища (адаптивні мутації). Мутагенез може проявлятися відразу після дії чинника або із затримкою у часі, яка може тривати навіть кілька поколінь.

Вчені відвіку прагнули знайти способи одержання нових спадкових властивостей штучно. Тривалий час ці спроби залишалися безуспішними. Першим ученим, що добився спадкових змін в рослинному організмі, був російський ботанік професор І. І. Герасимов. Впливаючи низькою температурою на клітини водорості спірогіри, що діляться, він отримав у неї тетраплоїдну форму. У 1925 р. радянським вченим Г. А. Надсону і Г. С.Філіппову вперше вдалося дією рентгенівських променів викликати мутації у дріжджових грибівю

Великий прогрес в штучному здобутті нових спадкових змін стався лише після розробки точного методу обліку виникаючих мутацій американським ученим Г. Меллером в 1927 р.

Маштабні дослідження по одеожанню нових спадкових змін під впливом рентгенівських променів проведені в лабораторіях профессорів А.С. Серебровського на дрозофіле, Л. Н. Делоне і А. А. Сапегина на рослинах. Вони підтвердили можливість здобуття нових спадкових властивостей рентгеновськими променями і ще більшого збільшення швидкості мутаційного процесу. Цими дослідженнями було показано, що штучні мутації по суті своєї не відрізняються від природних. Вони виявлялися такими ж стійкими, як природні мутації, та міцно передавалися потомству. Подальшими роботами було доведено, що рентгенівськими променями можна викликати виникнення мутації в будь-яких видів рослин, тварин і мікроорганізмів. У 1932 р. радянські вчені В. В. Сахаров і М. Е. Лобашев встановили можливість здобуття штучних мутацій дією хімічними речовинами І. А. Рапопорт в СРСР і Ш. Ауербах в Англії одночасно і незалежно один від одного винайшли високоактивні хімічні речовини,що визивають велику кількість мутацій. Це так звані хімічні мутагени. Серед них особливо сильнодіючими виявилися Іприт (гірчичний газ), формальдегід, етиленимін, діетілсульфат, Уретан і ін. Гамма-промені, нейтрони, ультрафіолетові промені також здатні викликати мутації. Ультрафіолетові промені володіють меншою проникаючою здатністю. Проте вони все ж здатні потрапляти в такі найдрібніші об'єкти, як пилкові зерна, спори, бактерії викликаючи в них значну кількість мутацій. Встановлено також, що мутації виникають під впливом деяких продуктів обміну речовин в організмі. Це дозволяє зрозуміти причину збільшення кількості мутацій в насінні, що довго зберігається, в якому накопичуються речовини, що викликають мутації.

Велике значення мають хімічні речовини, котрі є в протилежність мутагенам, здатні протидіять виникненню мутацій. Ці речовини одержали назву антімутагенів. Такими властивостями наділені каталаза, стрептоміцин та деякі інші речовини.

Поліплоідія - це кратне збільшення кількості хромосом. Організми із збільшеним числом хром називають поліплоідами . Є модифіковані організми

З тройний, четверний, а також п'ять-, шість- і навіть 8- ми кратний набір хромосом .Триплоїди іноді мають велике господарське значення. Таким чином, триплоїдний цукровий буряк може дати 10-15% більше цукру, ніж ви отримаєте від нормальних диплоїдних сортів. Це великий прорив у розведення цієї культури. Методами добору вміст цукру вдалося підняти лише десята частину відсотку.

Триплоїди зазвичай безплідні. Отримують їх шляхом схрещування диплоїдних рослин з тетраплоидами. Тетраплоїдний цукровий буряк не має переваг в порівнянні з триплоїдними формами. Проте тетра-плоїди нерідко мають більш розвинене листя та стебло, більше зерно, ніж диплоїди.

Поліплоїди мають велике значення в еволюції та в селекції рослин. За образним виразом академіка П.М. Жуковского, людина живиться преважно продуктами поліплоїдних рослин. Пшениця, жито, картопля, тютюн, цукрова тростина, вишня і яблуня, а також десятки інших культурних рослин - поліплоїдні форми.

3. У ГДР і Швеції отримані тетраплоїдні короткостеблові сорти жита. Німецьке тетраплоїдне петкуське жито тетра-пет-кус (4*=28) має коротке міцне стебло, не вилягає та характеризується великим зерном й гарними борошно-хлібо-пекарськими якостями. Такі ж властивості має шведський тетраплоїдний сорт житу Дуббельстоль. У Голавному Ботанічному саду АН СРСР Н. В. Цицин отримав тетраплоїдне ветвистоколосе жито з дуже високою продуктивністю.

Внаслідок зниженої плодючості тетраплоїдні сорти зернових культур доки не отримали широкого розповсюдження у виробництві.

Багато культурних рослин створювалися на основі природної поліплоїдії, але піддавалися гібридизації та тривалому добору. В результаті цього збереглися лише найбільш адаптовані до умов середовища форми зі збалансованим мейозом. Вочевидь, цим же шляхом повинна прямувати селекція штучних полиплоїдів.

Важливо утворити велику кількість тетраплоїдів на базі різних за генотипом сортів для схрещування між собою.Практчно важливе схрещування тетраплоїдів, одержаних на базі вітдаленних в еколого - геграфічному відношенні сортів, наприклад зимостійких забайкальських, саратовських, харьковських сортів жита зі стійкими до поляганнязападноєвропейськими сортами. В наслідок схрещування різних еколого – географічних форм поліплоїдів в Білоруському НДІ землеробства одержали високоврожайний тетраплоїдний сорт жита Белта. Рослинини цього сорту мають значно більш низьке стебло з коротким першим міжвузлям та упругою соломиною.Районованіперші тетраплоїдні сорти гречки.

Тетраплоїдне жито та гречка мають знижену врожайність, якщо вони перезапилюються з диплоїдними сортами. У одному з дослідів врожай тетраплоїдного жита, посіяного без ізоляції, склав 18, а з ізоляцією - 48 ц/га. Проте, просторова ізоляція цих культур у виробничих умовах у більшості випадків малоефективна,тому шукають методи генетичної ізоляції тетраплоїдних сортів. Вона досягається наявністю у материнської тетраплоїдної форми домінантного гена, що перешкоджає проростанню в тканині товкачика пилку диплоидної форми, що несе його рецесивний аллель.

Питання для самоконтролю.

1. Що таке експериментальний мутагенез?

2. Мутагенні фактори і їх використання.

3. Що таке поліплоїдія?

4. Які відмінності мутагенезу від поліплоїдії?

5. Які методи одержання поліплоїдних рослин ви знаєте?

6. Чи використовують мутантів і поліплоїдів як вихідний матеріал для створення сортів плодоовочевих культур і яким чином?