Поліплоїдія та отримання поліплоїдів

Реферат на тему.

[pic].

Підготувала Удинцова З., 11 «Б».

У 1892 року російський ботанік І.І. Герасимов досліджував вплив температури на клітини зеленої водорості спирогиры події і виявив дивовижне явище — зміна числа ядер у клітині. Після впливу низькою температурою чи снодійним (хлороформом і хлоралгидратом) спостерігав поява клітин без ядер, ні з двома ядрами. Перші невдовзі гинули, а клітини з цими двома ядрами успішно ділилися. При підрахунку хромосом виявилося, що й ще більше, ніж у звичайних клітинах. І так було відкрито спадкове зміна, що з мутацією генотипу, тобто. всього набору хромосом в клітині. Вона взяла назва полиплоидии, а організми зі збільшеним числом хромосом — полиплоидов.

У природі добре налагоджені механізми, які забезпечують збереження сталості генетичного матеріалу. Кожна материнська клітина під час ділення на дві дочірні суворо розподіляє спадкове речовина порівну. При статевому розмноженні новий організм утворюється внаслідок злиття чоловічої і жіночої гамети. Щоб збереглося сталість хромосом від батьків і потомства, кожна гамета повинна містити половину числа хромосом звичайній клітини. І на насправді, відбувається зменшення вдвічі числа хромосом, чи, як назвали вчені редукционное розподіл клітини, щоб у кожну гамету потрапляє одна з двох гомологичных хромосом. Отже, гамета містить гаплоидный набір хромосом — тобто. за однією від транспортування кожної гомологичной пари. Усі соматичні клітини диплоидны. Але вони два набору хромосом, з яких один надійшов від материнським організмом, а інший від батьківського. Полиплоидия успішно використовують у селекции.

Явище полиплоидии.

Явище зміни числа хромосом у клітині називають полиплоидией.

Деякі визначення: гаплоидным (n) набором хромосом називають такий набір, у якому з кожної пари гомологичных хромосом представлена лише одна. Він містить у собі частина спадкової інформації батьків. Сукупність генів у гаплоидном наборі називають геном. Полиплоидия виникає у наступних случаях:

1. Нерівне розбіжність хромосом до полюсів в анафазе.

2. Розподіл ядра без розподілу клетки.

3. Подвоєння хромосом і їх поділу через те, що центромеры втрачають властивість взаємного отталкивания.

Організми, які мають сталося множення цілих гаплоидных наборів, називають власне полиплоидами чи эуплоидами. Полиплоиды, які мають число хромосом перестав бути кратним гаплоидному, називають гетероплоидами чи анеуплоидами. Якщо організм мав n = 4 хромосомам, 2N = 8, то тетраплоид має 16 хромосом. Якщо диплоид був гомозиготным, тетраплоид теж гомозиготой. Якщо диплоид був гетерозиготным, тетраплоид — теж гетерозиготный.

Полиплоидизация може постати внаслідок мітозу — це соматическая полиплодия.

Якщо подвоєння геномів відбувається у першому розподілі зиготи — така полиплоидия називається мейотической і всі клітини зародку будуть полиплоидными.

Р. Вінклер (1916) — вперше описав полиплоиды томатів і пасльону. До сьогоденню встановлено, що 1/3 всіх покрытосеменных рослин є полиплоидами. Група родинних видів, які мають набори хромосом становлять ряд зростаючого кратного збільшення кількості хромосом, називається полиплоидным поруч. Обговоримо нижче таблицу.

|Рід |Основне гаплоидное |Кількість хромосом у | | |число хромосом. |видів такого роду. | |Пшениця |7 |14, 28, 42 | |Пирій |7 |14, 28, 42, 56, 70 | |Овес |7 |14, 28, 42 | |Роза |7 |14, 21, 28, 35, 42, | | | |56, 70 | |Суниця |7 |14, 28, 42, 56, 70, | | | |84, 98 | |Люцерна |8 |16, 32, 48 | |Цукрова тростина |8 |48, 56, 64, 72, 80, | | | |96, 112, 120 | |Буряк |9 |18, 36, 54, 72 | |Хризантему |9 |18, 27, 36, 45, 54, | | | |63, 72, 81, 90 | |Щавель |10 |20, 40, 60, 80, 100, | | | |120, 200 | |Бавовник |13 |26, 52 |.

Таблиця 1. Полиплоидные ряди у покрытосеменных растений.

Соматическая полиплоидия поширена в всіх видів, а зиготическая — переважно рослин. У тварин вона зустрічається у хробаків (земляних і аскарид), а як і дуже рідко в деяких амфібій. Дуже широко поширена часткова полиплоидизация клітин деяких тканин. Вона властива всім вивченим класам тварин і звинувачують рослин. Наприклад, у ссавців багато полиплоидных клітин знаходять у печінки, серце, серед пігментних клеток.

Штучне отримання полиплоидов.

Людина давно використовує полиплоидию виведення високопродуктивних сортів сільськогосподарських рослин. Спочатку це робилося несвідомо: просто розмножували найбільші екземпляри, дають багато збіжжя чи ж особливо великі плоди. З появою генетики з’ясувалося, такі гіганти — природні полиплоиды і, отже, їх відбір — виділивши полиплоидного сорти з предкового, диплоидного виду. Тоді полиплоиды стали размножать.

Усі чинники, що впливають митоз і мейоз, можуть викликати полиплоидию: зміна температури, вплив радіації, дію наркотиків, механічні впливу — пасынкование, декапитация (видалення точки зростання стебла у рослин). Особливо популярною є колхицин — алкалоїд, що виділяється з рослини безвременника осіннього — Colchicum autumnale. Колхицином обробляють точки росту рослин чи инъецируют його тваринам у водному растворе.

Колхицин паралізує механізм розбіжності хромосом до полюсів, але з перешкоджає їх репродукции.

У рослин трапляється інший, рідкісний спосіб хромосомного видоутворення — шляхом гібридизації із наступною полиплоидией. Кровоспоріднені види часто різняться своїми хромосомними наборами, і гібриди з-поміж них виходять безплідними внаслідок порушення процесу дозрівання статевих клітин. Гібридні рослини, тим щонайменше, можуть існувати досить тривалий час, розмножуючись вегетативно. Мутація полиплоидии «повертає» гібридам спроможність до статевою розмноженню. Саме такою чином — шляхом гібридизації терня і аличі з наступної полиплоидией — виникла культурна слива.

Полиплоидия використовується селекціонерами для одержання міжвидових гібридів та його закріплення. Відомо, що це його дуже перспективний: рослин полиплоиды мають більша вегетативних органів, мають більші свої плоди й насіння. Ці рослини краще пристосовуються й частіше виживають. Багато культури є природні полиплоиды: пшениця, картопля, виведені сорти полиплоидной гречки, цукрової свеклы.

Використана литература.

1. «Спільна й молекулярна генетика», курс лекцій для студентів 3-го курсу, І.Ф. Жимулева, 2001 г.

2. Біологічний енциклопедичний словник юного біолога, Москва.

«Педагогіка», 1986 г.