18. Методы получения гаплоидов и их использование в селекции растений.

Гаплоиды — это особи обычно диплоидных или аллополиплоидных видов, в соматических клетках которых содержится в 2 раза меньше хромосом, чем у исходных форм, причем из каждой пары гомологичных хромосом представлена только одна хромосома.

Методы получения

Экспериментально получить гаплоидные растения можно разными методами. В их числе:

1) Отбор близнецов— близнецы встречаются не только у человека и животных, но у растений. Из одного семени могут развиваться два растения; их можно отделить друг от друга и вырастить независимо. Эти растения обычно развиваются из двух зародышевых мешков, лежащих в одной семяпочке. Было обнаружено, что один из близнецов такой пары часто имеет уклоняющееся от нормы число хромосом. Как правило, это число на 50% выше нормы, т. е. это триплондные растения, однако среди близнецов нередко возникают также и гаплоиды;

2) межвидовые скрещивания— метод состоит в применении для опыления пыльцы другого вида. Если, например, Solarium nigrum (паслен черный) опылить пыльцой S. luteum (паслен желтый), то могут возникнуть гаплоиды S. nigrum (как показал Иоргснсен). Эти гаплоиды развиваются из неоилодотворенных яйцеклеток S. nigrum;

3) радиологический метод— метод получения гаплоидов связан с опылением пыльцой, облученной большими дозами рентгеновских лучей. При этом хромосомный набор мужской клетки перестает функционировать и гаплоиды получают хромосомный набор только от женской клетки;

4) культура микроспор— культура пыльцы представляет собой культивирование микроспор, освобожденных от соматических тканей пыльника, в жидкой среде.

Использование в селекции

Для успешной селекции на гаплоидном уровне необходимо иметь возможность получать гаплоиды данной культуры в достаточно большом количестве.

Близнецовый методможет дать хорошие результаты, но он действительно очень трудоемкий; лишь около 0 5 % близнецов - гаплоиды, а частота возникновения близнецов обычно очень низкая.

Эффективность межвидовых скрещиванийзависит как от скрещиваемых видов, так и от более тонких различий между отдельными линиями. Так, от скрещивания двух видов картофеля ( Solarium tuberosum X Solanum phureja) иногда возникают гаплоиды с частотой до нескольких растений на сотню выросших ягод. После специального отбора материнских и, особенно, отцовских растений выход гаплоидов достигает нескольких десятков на сотню ягод.

Культура микроспор наиболее перспективный метод, предложенный индийскими и японскими учеными, пыльцу можно получать несколькими способами, один из которых пасивный.

Гаплоиды и дигаплоиды имеют ряд преимуществ в селекционной работе:

• гаплоидные растения имеют один набор хромосом, характерный для гамет, что дает селекционерам возможность наблюдать мутации сразу же в ходе осмотра гаплоидных растений, поскольку все рецессивные генные мутации в гаплоидных организмах не маскируются доминантными аллелями;

• если гаплоидные клетки подвергнуть полиплоидизации с помощью колхицина, то возникнут дигаплоиды, характеризующиеся абсолютной гомозиготностью. Скрещивание гомозиготных линий дает, как правило, высокопродуктивное потомство. С другой стороны, в настоящее время картофель не размножают семенами из-за пестроты потомства, а создание с помощью гаплоидов гомозиготных линий устранит этот недостаток;

• гомозиготные растения используются селекционерами и в других целях: количественный генетический анализ, изучение взаимодействия генов, изучение генетической изменчивости, определение групп сцепления, установление числа генов, действующих на количественные признаки, определение локализации полигенов и т.д.

• гаплоидные растения лишены летальных или сублетальных мутаций, ведущих к гибели или ослаблению потомства.

Гаплоидия – используется для сокращения срока создания сорта в 1,5–2 раза (за 6 лет). Резко снижает объем популяции для отбора.