В. Полиплоидия

3. в. Полиплоидия.

В 1892 году русский ботаник И. И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер , а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали , а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось , что их вдвое больше , чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение , связанное с мутацией генотипа , т. е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии , а организмы с увеличенным числом хромосом - полииплоидов.

В природе хорошо отлажены механизмы , обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочернии строго распределя ет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства , каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле , происходит уменьшение в два раза числа хромосом , или , ка назвали ученые редукционное деление клетки , при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак , гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т. е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки диплоидны. У них два набора хромосом , из которых один поступил от материнского организма , а другой от отцовского.

Полиплоидия успешно исполизуется в селекции.

3. г. Мутагенез.

В 20-х годах стало развиваться мутационная генетика - учение о возникновении мутаций , т. е. таких изменений признаков организмов , которые передаются по наследству. Мутации возникают в половых клетках.

Советский ученый Н. И. Вавилов установил , что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения , например у пшеницы в окраске колоса , остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Н. И. Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.

Изменчивость организмов - одно из важнейших проявлений жизни. В природе не существует двух совершенно сходных особей. Различия обусловленны наследственными и внешними факторами. Поэтому изменчивость организмов выражается в двух формах:наследственной и модификационной.

Внешний вид окружающих нас организмов - это результат сложного взаимодействия их наследственной основы и факторов окружающей среды. Каждое растение в разных условиях выглядит по-разному. Например , во влажный год у растений крупные , мясистые листья , а в засушливый - мелкие , тонкие. Если бы листья в сухих условиях оставались такими же крупными , избыточное испарение влаги привело бы к их гибели. Свойство организмов реагировать на изменение окружающей среды названо нормой реакции.

Модификационная изменчивость играет огромную роль в сохранении и распространении вида. Эволюция происходит за счет наследственных изменений , мутаций и рекомбинаций наследственных факторов.

У одного и того же организма стабильность генов различна: один ген может мутировать в несколько раз чаще другого. Различия в мутабельности отмечены не только между разными генами , но и разными формами вида. Склонность к мутированию не одинакова и у разных видов. На частоту мутирования оказывают влияние физиологические и биохимические изменения , происходящие в клетке под влиянием внешних условий. Под действием некоторых внешних факторов количество мутаций увеличивается в сотни раз.

Мутации появляются в клетках любых тканей многоклетоточного организма. Если они возникли в половых клетках , их называют генеративными , в клетках других тканей теласоматическими. Ценность мутации различна , она обусловлена типом размножения организма. Генеративные мутации проявляются у зародышей сле-дующего поколения , а соматические - только у той особи , у которой они возникли , и по наследству другому поколению не передаются.

Разновидность соматических мутаций у растений - почковые мутации , появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Развившийся из этой клетки побег полностью имеет мутантный признак. Раньше эти мутации называли спортами. Из такого спорта , обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая , И. В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони также были созданы использованием почковых мутаций. Целый ряд ценных сортов картофеля также поисходит из спонтанно возникших форм с соматическими мутациями.

К мутациям принято относить разного рода генетические преобразования , связанные с ядром и цитоплазмой клетки. Причиной мутации могут быть химические изменения гена , мелкие и крупные перестройки хромосом , изменение числа хромосом , а также изменения органелл цитоплазмы. Отсюда название разных типов мутаций. Генные или точковые мутации затрагивают изменения молекулярной структуры молекулы ДНК. Происходит замена или включение одной пары азотистых оснований , а также выпадении нескольких их пар. Результат действия генных мутаций - образование белка нового типа или отсутствие белка из-за препятствия его синтеза. Мутации , связанные с разрывами и перестройками хромосом , называют хромосомными.

Причиной возникновения мутаций в естественных условиях пока с полной достоверностью не установлены. Мутации проводи- мые искусственным путем происходят за счет воздействия радиацией , действием химических веществ.

4. Применение селекции.

4. а. В сельском хозяйстве.

В сельском хозяйстве нашей страны усиленно применяется селекция для вывода новых сортов растений. Благодаря ей удалось в десятки раз , по сравнению с 1917 годом повысить уражайность многих видов растений на единицу площади. Растения , выведенные нашими селекционерами успешно выращиваются не только в России , но и за ее пределами. Сорта интенсивного типа , выведенные П. П. Лукьяненко (Безостая-1 , Аврора , Кавказ) , В. Н. Ремесло (Мироновская-808 , Мироновская юбилейная , Ильичевка и др. ) , с урожайностью в производственных условиях 50-100 ц/га занимает в нашей стране и зарубежом миллионы гектаров.

4. б. В животноводстве.

Благодаря работам советских селекционеров в животновод-стве выведены ценные высокопродуктивные породы крупного ро-гатого скота- костромская , казахская белоголовая; овец- асканийская , красноярская , казахский архаромеринос и др. С помо-щью селекции получены каракульские овцы , дающие шкурки раз-личной окраски. В птицеводстве созданы линии , используемые для получения скороспелых гибридов мясного (бройлеры) и яич-ного направлений. Усииливаются работы по селекции новых ви-дов и пород животных , отвещающих требованиям индустриальных технологий животноводства. совершенствуются племенные и продуктивные качества скота и птицы.

5. Селекция в россии

5. а. Наследие царской России.

Началом научной селекции в России считается 1903 год , когда Д. Л. Рудзинский организовал селекционную станцию при Московском сельскохозяйственном институте (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева). Немного позднее были созданы другие опытные станции- Харьковская , Саратовская , Безенчукская , Одесская. Но работа на них велась очень вяло , медленно. В то же время начали появляться селекционеры- одиночки , которые и создали научную и практическую ба-зу для развития селекции в России.