15. Классификация мутаций. Выделение мутаций и пути их использования в селекции растений.

Мутагенез — процесс возникновения мутаций. Условно мутагенез делят на спонтанный (естественный) и индуцированный (искусственный). Мутации, возникающие в эксперименте под влиянием специальных воздействий (ионизирующей радиации, химических веществ, температуры и др.), называют индуцированными мутациями. А в тех случаях, когда мутации возникают под влиянием обычных природных факторов внешней среды или в результате физиологических и биохимических изменений в самом организме, их относят к спонтанным мутациям, хотя принципиальных различий между спонтанными и индуцированными мутациями нет.

В селекционной работе для создания разнообразия и сходных форм широко применяется экспериментальный мутагенез — получение мутаций под воздействием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей, низких или высоких температур, различных химических веществ и др. Большинство мутантов отличаются пониженной жизнеспособностью или не имеют хозяйственно ценных признаков. Все же часть мутаций вызывает благоприятные изменения отдельных признаков и свойств, не снижая жизнеспособности, а иногда даже повышая ее. Встречаются мутанты, проявляющие более высокую продуктивность, чем исходные сорта. Такие формы были получены у ячменя, овса, гороха, люпина, льна, арахиса, горчицы и других культур.

Значение искусственного мутагенеза селекции впервые было показано советскими учеными А. А. Сапегиным и Л. Н, Делоне, которые в 1928—1932 гг. получили серию хозяйственно-полезных мутаций у пшеницы. В последнее время проводится усиленная работа по индицированию мутаций с использованием радиоактивного облучения, химических веществ и других средств и воздействий. Частота возникновения индуцированных мутаций в два раза выше, чем естественных, и, по-видимому, они будут иметь большое значение в качестве исходного материала для создания новых сортов.

Мутантные формы используются в двух направлениях:

1. Непосредственно из мутантной формы получить новый сорт (крайне редко).

2. Как исходный материал для скрещивания, как донора для определенных св-в.

16. Методы получения полиплойдов. Их преимущества и недостатки.

Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом.

Бывают двух типов:

Аутополиплойды – организм у которого произошло удвоение числа хромосом внутри одного вида. (Рожь 2n = 28, в норме RR, где R = 7)

Аллополиплойды – состоит из хромосом разных полиплойдов (родов). Отдаленная гибридизация.

Получение полиплойдов

Существуют разные способы получения полиплоидов. Они основываются на том, что некоторые химические соединения, в частности колхицин, оказывают наркотическое действие на делящиеся клетки, препятствуя расхождению в митозе сестринских хромосом к противоположным полюсам и образованию дочерних клеток. В результате клеточная перегородка не образуется и сама клетка не делится. Удвоившиеся хромосомы остаются в одной исходной клетке, которая в результате обладает вдвое большим их количеством, чем нормальная клетка. Когда наркотическое действие проходит, клетка вновь приобретает способность к нормальному делению и дает начало двум тетраплоидным клеткам. Таким образом, в дальнейшем тетраплоидность сохраняется, в итоге образуются ткани, побеги и другие органы с удвоенным числом хромосом. В оплодотворенных цветках развиваются семена. Из них вырастает новое тетраплоидное растение, которое обладает всеми характерными для полиплоидов особенностями.

Наиболее эффективен в этом отношении колхицин (химическая формула С22Н25О6).

Метод

-- С₀ – первое поколение полученное после обработки колхиционом.

На первом этапе выделяют по внешним признакам, они как правило имеют более крупный габитус (зерно, литья и т.д.). Можно взять пыльцевые зерна и померять диаметр. Число хлоропластов больше и т.д. Возможно более интенсивная окраска.

-- Отбираются и высеваются на следующий год.

-- С₁ – можно провести цилотогический анализ. Приготовление временного аналитического препарата и подсчет числа хромосом.

Преимущества

Полиплоидия нередко ведет к повышению жизненной мощности и устойчивости. Полиплоидные формы экологически, по-видимому, более пластичны, заселяют более широкий ареал, чем исходные формы, и отличаются большей приспособленностью к экстремальным условиям. Этому способствует ряд морфофизиологических изменений, наблюдаемых обычно при полиплоидии: увеличение скорости роста и размеров тела, увеличение размеров отдельных клеток, проявляющееся чаще всего в органах с конечным ростом — чашелистиках, лепестках, пыльниках, плодах и семенах.

Недостатки

У полиплоидов часто замедлено развитие растений. Цветение наступает позднее, как правило, с меньшим количеством цветков, хотя и более крупного размера.

Кроме того, часто полиплоиды, в частности триплоиды, обладают низкой фертильностью. У растений завязывается относительно небольшое количество семян, еще меньше оказывается жизнеспособными.