Primjeri poliploidije kod ljudi. Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik šta je poliploidija, šta ona znači i kako se pravilno piše. Poliploidija kod životinja
Poliploidija (od grčkog polyploos - ponavljanje i eidos - pogled) je višestruko povećanje broja skupova hromozoma. Pojedinačni, ili haploidni (i), skup u višim biljkama i životinjama predstavljen je u zametnim stanicama (vidi).
Tokom seksualnog procesa, nakon oplodnje jajne ćelije, odnosno spajanja dve gamete (vidi), nastaje novo stanje sa dvostrukim, ili diploidnim (2n), setom hromozoma (vidi), koji se prenosi na većinu somatskih ćelija. višećelijskog organizma i predstavlja normu za njih.
U suštini, sam polni proces daje, kada se dva skupa spoje, prvi stupanj poliploidije, međutim, kod viših organizama, viši stupnjevi umnožavanja se obično nazivaju poliploidijom, odnosno skupovi: triploid (3n), tetraploid (4n) , heksaploid (6n) itd.
Poliploidija ima posebnu ulogu u procesima normalne diferencijacije pojedinih stanica u individualnom razvoju (ontogenezi) viših biljaka i životinja, uključujući i čovjeka. Osim toga, poliploidija je također važna u procesima regeneracije.
Posebno je istaknuta poliploidija uočena u patološkim stanjima (rast malignih neoplazmi).
Važnost poliploidije u formiranju novih biljnih vrsta je izuzetno velika. Blisko srodne biljne vrste istog roda često se uklapaju u takozvane poliploidne redove (pšenica sa 14 ili 28 ili 42 hromozoma, itd.). Morfološke i fiziološke prednosti poliploidnih vrsta omogućavaju im da ponekad naseljavaju nova područja koja su nedostupna zbog teških uslova za druge vrste. Utvrđeno je da je i u selekciji poljoprivrednih biljaka čovjek, ne sluteći, stoljećima vještački odabirao poliploidne forme iz kojih se danas dobija glavnina prehrambenih i stočnih proteina, masti i ugljikohidrata. Ovladavanje metodom eksperimentalnog stvaranja poliploida je već dovelo do uvođenja nekih od njih u poljoprivrednu praksu (triploidna šećerna repa, pepermint i dr.).
Obećavajuća metoda za dobivanje poliploidnih oblika često se kombinira s umjetnom hibridizacijom. Poliploidija je jedini način da se prevaziđe neplodnost hibrida dobijenih ukrštanjem udaljenih vrsta.
U evoluciji životinja poliploidija nije dobila isti značaj kao kod biljaka. To je, očigledno, spriječeno složen mehanizam određivanje pola (vidi) kod životinja. Međutim, tamo gdje je ta barijera uklonjena, gdje se odvija partenogenetska reprodukcija, nastale su poliploidne vrste koje su osvojile više ili manje ekstenzivna područja.
Slučajevi spontane poliploidije kod životinja uočeni su na isti način kao i kod biljaka; savladane i njihovo dobijanje u eksperimentu. Ovo postavlja pitanje njihove praktične upotrebe. Prve korake u našoj zemlji već je napravio V. L. Astaurov, koji je dobio poliploide svilene bube. Pojedinačni slučajevi poliploidije pronađeni su i kod ljudi.
poliploidija(od grčkog polýploos – višestruki put, ovdje – višestruko i éidos – pogled), višestruko povećanje broja kromosoma u biljnim ili životinjskim stanicama. P. je rasprostranjen u biljnom svijetu. Rijetka je među dvodomnim životinjama, uglavnom kod okruglih crva i nekih vodozemaca.
Somatske stanice biljaka i životinja, po pravilu, sadrže dvostruki (diploidni) broj kromosoma (2 n); jedan od svakog para homolognih hromozoma dolazi od majčinog, a drugi od očinskog organizma. Za razliku od somatskih, zametne stanice imaju smanjen početni (haploidni) broj hromozoma ( n). U haploidnim ćelijama svaki hromozom je pojedinačni, nema par homolognih. Haploidni broj hromozoma u ćelijama organizama iste vrste naziva se glavnim ili osnovnim, a ukupnost gena sadržanih u takvom haploidnom skupu naziva se genom. Haploidni broj hromozoma u zametnim stanicama nastaje smanjenjem (prepolovljenjem) broja hromozoma u mejozi, a diploidni broj se obnavlja nakon oplodnje. (Prilično često biljke u diploidnoj ćeliji imaju tzv. B-hromozome, dodatne uz bilo koji od hromozoma. Njihova uloga je malo proučavana, iako kukuruz, na primjer, uvijek ima takve hromozome.) Broj hromozoma u razne vrste biljke su veoma raznovrsne. Dakle, jedna od vrsta paprati (Ophioglosum reticulata) ima 1260 hromozoma u diploidnom skupu, a u filogenetski najrazvijenijoj porodici Compositae, vrsta Haplopappus gracilis ima samo 2 hromozoma u haploidnom skupu.
Kod P. se uočavaju odstupanja od diploidnog broja hromozoma somatskih ćelija a od haploidnog - u genitalijama. Kod P. mogu postojati ćelije u kojima je svaki hromozom predstavljen tri puta (3 n) - triploidna, četiri puta (4 n) - tetraploidni, pet puta (5 n) - pentaploid, itd. Organizmi sa odgovarajućim višestrukim povećanjem skupova hromozoma - ploidnošću - u ćelijama nazivaju se triploidi, tetraploidi, pentaploidi itd. ili, općenito, poliploidi.
Višestruko povećanje broja hromozoma u ćelijama može nastati pod uticajem visoke ili niske temperature, jonizujućeg zračenja, hemijske supstance, kao i kao rezultat promjena u fiziološkom stanju ćelije. Mehanizam djelovanja ovih faktora svodi se na kršenje segregacije hromozoma u mitozi ili mejozi i formiranje ćelija sa višestruko povećanim brojem hromozoma u odnosu na prvobitnu ćeliju. od hemijskih agenasa, izazivanje kršenja ispravlja divergenciju hromozoma, najefikasniji alkaloid kolhicin, koji sprečava nastanak vretenastih niti ćelijske deobe. (Utječući na sjemenke i pupoljke razrijeđenim rastvorom kolhicina, eksperimentalni poliploidi se lako dobijaju u biljkama.) P. može nastati i kao rezultat endomitoze - udvostručavanja hromozoma bez podjele ćelijskog jezgra. U slučaju nedisjunkcije hromozoma u mitozi (mitotični P.) nastaju poliploidne somatske ćelije, a u slučaju neraspadanja hromozoma u mejozi (mejotička P.), zametne ćelije sa promenjenim, češće diploidnim, brojem hromozoma ( formiraju se takozvane nereducirane gamete). Fuzija takvih gameta daje poliploidnu zigotu: tetraploidnu (4 n) - pri fuziji dvije diploidne gamete, triploidna (3 n) - kada se neredukovana gameta spoji sa normalnom haploidnom, itd.
Pojava ćelija s brojem hromozoma 3-, 4-, 5-strukim (ili više) haploidnog skupa naziva se genomske mutacije, a nastali oblici nazivaju se euploidni. Uz euploidiju, aneuploidija se često javlja kada se ćelije pojave sa promjenom broja pojedinačnih hromozoma u genomu (na primjer, kod šećerne trske, hibrida pšenice i raži, itd.). Postoje autopoliploidija - višestruko povećanje broja hromozoma iste vrste i alopoliploidija - višestruko povećanje broja hromozoma kod hibrida pri ukrštanju različite vrste(interspecifična i međugenerička hibridizacija).
U poliploidnim oblicima biljaka često se opaža gigantizam - povećanje veličine ćelija i organa (listovi, cvjetovi, plodovi), kao i povećanje sadržaja niza kemikalija, promjena vremena cvatnje i voće. Ove karakteristike se češće primjećuju kod oblika koji se oprašuju unakrsno nego kod samooprašujućih. Ekonomski korisne osobine poliploida dugo su privlačile pažnju uzgajivača, što je dovelo do pokretanja radova na vještačkoj proizvodnji poliploida, koji su važan izvor varijabilnost i može se koristiti kao polazni materijal za uzgoj (na primjer, triploidna šećerna repa, tetraploidna djetelina, rotkvica, itd.). Uobičajeni nedostatak autopoliploida je niska plodnost. Međutim, nakon dugotrajne selekcije moguće je dobiti linije sa dovoljno visokom plodnošću. Prilično dobri rezultati postižu se stvaranjem umjetnih sintetičkih populacija sastavljenih od najplodnijih autopoliploidnih linija nekih biljaka koje se međusobno oprašuju, kao što je raž.
Ništa manji značaj u oplemenjivanju nemaju alopoliploidi. Hromozomski setovi, koji su dio alopoliploida, nisu isti; razlikuju se po skupu gena koje sadrže, a ponekad i po obliku i broju hromozoma. Ukrštanjem biljaka različitih rodova, na primjer, raži i pšenice, nastaje hibrid sa haploidnim skupom raži i haploidnim skupom pšenice. Takav hibrid je sterilan, a samo udvostručenjem broja kromosoma svake biljke, odnosno dobivanjem amfidiploida, može se normalizirati mejoza i vratiti plodnost. Alopoliploidija može biti metoda za sintezu novih oblika zasnovana na hibridizaciji. Klasičan primjer takve sinteze je G. D. Karpechenkoova proizvodnja rafanobrassice, hibrida rotkvice i kupusa sa 36 hromozoma (18 iz rotkvice i 18 iz kupusa). Uzgajivači (u SSSR-u V. E. Pisarev, N. V. Tsitsin, A. I. Deržavin, A. R. Zhebrak i drugi) su dobili alopoliploide iz značajnog broja biljnih vrsta. Većina kultiviranih biljaka koje uzgaja čovjek su poliploidi.
P. je bio od velike važnosti u evoluciji divljih i kultiviranih biljaka (smatra se da je oko trećine svih biljnih vrsta nastala zbog P., iako se u nekim grupama, na primjer, četinari i gljive, ovaj fenomen rijetko opaža) , kao i neke (uglavnom partenogenetske) grupe životinja. Dokaz uloge P. u evoluciji je tzv. poliploidni niz, kada vrste istog roda ili porodice formiraju euploidni niz sa povećanjem broja hromozoma koji je višestruki od glavnog haploidnog (npr. pšenica Triticum monococcum ima 2 n= 14 hromozoma, Tr. turgidum i drugi - 4 n= 28, Tr. aestivum i drugi -6 n= 42). Poliploidni broj vrsta roda Solanum (Solanum) predstavljen je brojnim oblicima sa 12, 24, 36, 48, 60, 72 hromozoma. Među životinjama koje se razmnožavaju partenogenetski, poliploidne vrste nisu manje česte nego među apomiktičkim biljkama (vidi Apomiksis, Partenogeneza) . Sovjetski naučnik B. L. Astaurov bio je prvi koji je umjetno dobio plodnu poliploidnu formu (tetraploid) od hibrida dviju vrsta svilene bube: Bombyx mori i B. mandarina. Na osnovu ovih radova predložio je hipotezu o indirektnom (partenogenezom i hibridizacijom) porijeklu dvodomnih poliploidnih životinjskih vrsta u prirodi.
8. Mutageneza- ovo je uvođenje promjena u nukleotidnu sekvencu DNK (mutacije). Postoje prirodna (spontana) i vještačka (indukovana) mutageneza.
prirodna mutageneza
Prirodna, ili spontana, mutageneza nastaje kao rezultat izlaganja genetskom materijalu živih organizama mutagenim faktorima okoline, kao što su ultraljubičasto svjetlo, zračenje i kemijski mutageni.
[uredi] Teorija mutacija H. De Vriesa i S. I. Korzhinskyja
Teorija mutacija je jedan od temelja genetike. Nastao je ubrzo nakon ponovnog otkrića Mendelovih zakona od strane T. Morgana početkom 20. vijeka. Može se smatrati da je gotovo istovremeno nastao u glavama Holanđanina Huga De Vriesa (1903) i domaćeg botaničara S. I. Korzhinskyja (1899). Međutim, prioritet u primatu i u većoj podudarnosti početnih odredbi pripada ruskom naučniku. Prepoznavanje glavnog evolucijskog značaja za diskretnu varijabilnost i poricanje uloge prirodne selekcije u teorijama Koržinskog i De Vriesa povezivalo se s nerazrješivosti u to vrijeme kontradikcije u evolucijskom učenju Charlesa Darwina između važne uloge malih devijacije i njihovo "apsorpciju" tokom prelaza (vidi Dženkinov košmar) .
Ključne točke teorija mutacija Korzhinsky-De Vries se može svesti na sljedeće točke:
1. Mutacije su iznenadne, poput diskretnih promjena osobina
2. Novi kalupi su stabilni
3. Za razliku od nasljednih promjena, mutacije ne formiraju kontinuirane serije, nisu grupisane oko bilo kojeg prosječnog tipa. Oni predstavljaju kvalitativne skokove promjene.
4. Mutacije se manifestiraju na različite načine i mogu biti i korisne i štetne.
5. Vjerovatnoća otkrivanja mutacija zavisi od broja proučavanih pojedinaca
6. Slične mutacije se mogu ponavljati
[uredi] Mehanizam mutageneze
Slijed događaja koji dovode do mutacije (unutar hromozoma) je sljedeći:
Dolazi do oštećenja DNK.
Ako je oštećenje nastalo u beznačajnom (intronskom) fragmentu DNK, mutacija ne dolazi.
U slučaju da je došlo do oštećenja značajnog fragmenta (egzona) i došlo do ispravne popravke DNK ili zbog degeneracije genetski kod ne dolazi do kršenja, tada ne dolazi do mutacije.
· Samo u slučaju ovakvog oštećenja DNK, koje je nastalo u značajnom dijelu, koje nije pravilno popravljeno, koje je promijenilo kodiranje aminokiseline, ili koje je dovelo do gubitka dijela DNK i povezivanja DNK ponovo u jedan lanac, da li će to dovesti do mutacije.
Mutageneza na nivou genoma takođe može biti povezana sa inverzijama, brisanjem, translokacijama, poliploidijom i aneuploidijom, udvostručavanjem, utrostručenjem (višestruko umnožavanje), itd. nekih hromozoma.
[uredi] Tačkaste mutacije
Glavni članak:tačkasta mutacija
1. Missense mutacija
2. Frameshift mutacija
3. Besmislena mutacija
4. Sinonimna seimsense mutacija.
[uredi] Hromozomske mutacije
1. Inverzije
2. Recipročne translokacije
3. Brisanja
4. Duplikacije i insercione translokacije
[uredi] Genomske mutacije
1. Aneuploidija
2. Poliploidija
[uredi] Nuklearne i citoplazmatske mutacije
· Nuklearne mutacije - genomske, hromozomske, tačkaste.
· Citoplazmatske mutacije – povezane sa mutacijama nenuklearnih gena koji se nalaze u mitohondrijskoj DNK i DNK plastida – hloroplastima.
[uredi] Vještačka mutageneza
Umjetna mutageneza se široko koristi za proučavanje proteina i poboljšanje njihovih svojstava (usmjerena evolucija).
[uredi] Neciljana mutageneza
Metodom neusmjerene mutageneze s određenom vjerovatnoćom vrše se promjene u sekvenci DNK. Mutageni faktori (mutageni) mogu biti različiti hemijski i fizički efekti - mutagene supstance, ultraljubičasto, zračenje. Nakon dobijanja mutantnih organizama, vrši se identifikacija (skrining) i selekcija onih koji zadovoljavaju ciljeve mutageneze. Neciljana mutageneza je napornija i njena implementacija je opravdana ako se razvije efikasan sistem mutant screening.
[uredi] Usmjerena mutageneza
U mutagenezi usmjerenoj na mjesto, promjene u DNK se vrše na unaprijed određenom mjestu. Za to se sintetiziraju kratki jednolančani DNK molekuli (prajmeri) koji su komplementarni ciljnoj DNK, osim mjesta mutacije.
[uredi] Mutageneza prema Kunkelu
Za bakterijski plazmid (ekstrahromozomska kružna DNK) dobije se uridin šablon, odnosno ista molekula u kojoj su ostaci timina zamijenjeni uracilom. Prajmer je žaren na matrici, završen je in vitro korištenjem polimeraze za kružnu DNK komplementarnu uridinskom šablonu. Bakterijske ćelije se transformišu dvolančanom hibridnom DNK, unutar ćelije matriks uridina je uništen kao stran, a drugi lanac se završava na mutantnoj jednolančanoj kružnoj DNK. Efikasnost ove metode mutageneze je manja od 100%.
[uredi] Mutageneza PCR-om
Lančana reakcija polimeraze omogućava izvođenje mutageneze usmjerene na mjesto korištenjem para prajmera koji nose mutaciju (slika 1), kao i nasumične mutageneze. U potonjem slučaju, greške u sekvenci DNK unosi polimeraza pod uslovima koji smanjuju njenu specifičnost.
9. Akcija odabira ne može preći određene granice - mora se zaustaviti kada se primi čista linija.
W. Johannsee, 1909
Prije pojave naučne selekcije, oplemenjivanje gajenih biljaka vršilo se odabirom najboljih jedinki po vanjskim karakteristikama. Čak iu nedavnoj prošlosti, selekcija je bila glavni metod selekcije. Izvorni materijal za to su obično bile lokalne sorte, koje su složene populacije. Takvom selekcijom uzgajivač odabire samo one genotipove koji su već prisutni u populaciji. Zato je selekcija tog perioda nazvana analitičkom.
Selekcija je jedan od glavnih faktora evolucije. Dok mutacije i rekombinacije stvaraju genetsku raznolikost kroz nasumične promjene u genetskom kodu (mutacije) ili nasumično cijepanje u okviru Mendelovih zakona, prirodna selekcija osigurava da se prirodne populacije uklapaju u njihovu okolinu. Istovremeno, negativna selekcija dovodi do eliminacije neprilagođenih iz populacije, a pozitivna selekcija osigurava očuvanje dobro prilagođenih uslovima koji preovlađuju. spoljašnje okruženje pojedinaca, što u konačnici određuje progresivnu i usmjerenu evoluciju biljaka.
U savremenom oplemenjivanju biljaka podjednako je važna i umjetna selekcija. Ovo je sastavni element svih metoda uzgoja, koji se međusobno razlikuju prvenstveno po načinu na koji se stvara izvorni materijal. Izvorni materijal može biti prirodnog porijekla ili dobiven ukrštanjem, poliploidizacijom, mutagenezom. Istovremeno, principi selekcije su isti za sve metode selekcije.
9. Vještačku selekciju, kao što je već rečeno, čovjek koristi u svim slučajevima kada je potrebno odabrati najkorisnije biljne oblike. Nakon takve selekcije, svaka nova generacija bi trebala biti bolja od prethodne. Umjetna selekcija ne bi trebala samo ojačati jednu ili drugu korisnu osobinu, već je i razvijati i jačati iz generacije u generaciju.
U doktrini umjetne selekcije Darwin je teorijski potkrijepio i generalizirao hiljadugodišnju praksu čovjeka u stvaranju pasmina domaćih životinja i kultiviranih biljaka. U svojim radovima daje brojne primjere oplemenjivanja domaćih životinja i kultiviranih biljaka u procesu selekcije. Na primjer, prosječna težina divljeg ogrozda bila je 7,5 g. U narednim godinama se mijenjala na sljedeći način:
O efikasnosti selekcije svjedoči i povećanje sadržaja šećera u korijenu šećerne repe.
Tako je tokom 100 godina sistematske individualne selekcije sadržaj šećera u korijenu šećerne repe povećan 3 puta. Trenutno najbolje uzgojne sorte sadrže 21-22% šećera.
Selekcija zahtijeva heterogenost organizama, stvorenu u prirodi mutacionom i kombinacijskom varijabilnosti. Ako populacija zadrži i najmanju heterozigotnost za bilo koju osobinu, akcija selekcije se nastavlja. Selekcija ne stvara novu genetsku varijaciju, već promovira transformaciju potencijalne varijacije u slobodnu genetsku varijaciju. Teoretski, akcija selekcije treba da prestane kada se iscrpi sva genetska varijabilnost, odnosno kada se svi poželjni aleli fiksiraju u populaciji. Kod poligenetskih osobina to je praktično nedostižno, ali kod osobina koje zavise od jednog para gena, pod uslovom da su recesivne i visoko homozigotne, moguće je.
Rezultat koji se teoretski može postići selekcijom zavisi od mnogih faktora - intenziteta selekcije, broja odabranih osobina, učestalosti gena, njihovog povezivanja i broja koji određuju formiranje osobina. Na primjer, selekcija za tendu i bezostelost klipa u populaciji hibridne pšenice djeluje samo jednom, jer su ove osobine određene jednim parom gena, a selekcija na sadržaj ulja i proteina u zrnu kukuruza (poligenske osobine), prema Illinois-u Eksperimentalna stanica u SAD, već je efikasna preko 60 godina.
10. Oplemenjivanje biljaka je nauka o stvaranju novih sorti useva. Njen zadatak je prikupljanje, kreiranje i proučavanje izvornog materijala, evaluacija dobijenih novih oblika i uzoraka, testiranje, regionalizacija i uvođenje uzgojenih sorti u proizvodnju.
Osnovni cilj oplemenjivačkog rada je stvaranje novih sorti sposobnih za veće prinose, povećanje bruto prinosa biljnih proizvoda i poboljšanje njihovog kvaliteta. Sve aktivnosti uzgojnih institucija i uzgajivača usmjerene su na ispunjavanje hitnih zadataka poljoprivredne proizvodnje u stvaranju dovoljne količine hrane za stanovništvo i sirovina za laku i prehrambenu industriju.
Pod sortom se podrazumijeva skup sličnih ekonomskih i bioloških svojstava i morfološke karakteristike kultivisane biljke koje se stvaraju i razmnožavaju za uzgoj u odgovarajućim prirodnim i proizvodnim uslovima u cilju povećanja produktivnosti, kvaliteta proizvoda i ekonomske efikasnosti proizvodnje.
Sorte koje je stvorio čovjek imaju za cilj da dobiju visoke stabilne prinose određene vrste proizvoda željenog kvaliteta. Biljke koje čine sortu odlikuju se zajedničkim porijeklom, imaju sličnu genetsku osnovu i razmnožavaju se iz istih ili
od nekoliko originalnih pojedinaca. Stepen sličnosti biljaka koje čine sortu određen je kako početnim oplemenjivačkim materijalom (hibridi, mutanti, hibridni mutanti, poliploidi itd.) tako i korištenim metodama selekcije (individualni, masovni, klonski itd.). Sorta se stvara za određene zemljišno-klimatske zone, gdje ima mogućnost najpotpunije realizacije potencijala genotipa.
Sorte poljoprivrednih kultura dijele se prema porijeklu na lokalne (nastale kao rezultat prirodne i vještačke selekcije na određenom području) i oplemenjivačke (nastale na osnovu naučnih metoda oplemenjivanja).
U zavisnosti od načina oplemenjivanja, dobijaju se sorte-populacije, nastale masovnom selekcijom unakrsnooprašivih (raž, heljda, kukuruz, repa, djetelina i dr.) ili samooprašujućih biljaka; linijske sorte dobijene individualnom selekcijom biljaka samooprašujućih kultura (pšenica, ječam, zob, grašak, lan, uskolisna lupina itd.), koje predstavljaju potomstvo razmnoženo iz jedne biljke. Sorte hibridnog porijekla nastaju ukrštanjem roditeljskih oblika s naknadnim odabirom vrijednih biljaka za njihovu dalju reprodukciju. Klonske sorte dobijene individualnom selekcijom iz vegetativno razmnožanih kultura (krompir, artičoka, luk, beli luk, jagoda).
Hibridi se, ovisno o načinu dobivanja, dijele na proste, dvostruke, trolinijske, međulinijske, sortno-linearne, linearno-sortne. Za dobivanje hibrida koriste se sterilni analozi, fertilni analozi popravljača steriliteta i fertilni analozi obnavljača plodnosti.
Sorte i hibridi mogu biti perspektivni, zonirani, retki i standardni. Sorte i hibridi koji uspješno prođu državnu provjeru, potvrđuju svoje prednosti, ali zahtijevaju proizvodno ispitivanje i razmnožavanje u primarnom sistemu proizvodnje sjemena prije zoniranja prepoznati su kao perspektivni. Zone sorte i hibridi upisani su u Državni registar zaštićenih sorti i dozvoljeni su za upotrebu u proizvodnji. Oskudne su zonirane sorte i hibridi, za koje semenarstvo nije u potpunosti razvijeno i postoji manjak sjemena.
Standard su najbolje zonirane sorte i hibridi, prema kojem se u državnom ogledu upoređuju sve ispitivane nove sorte na državnim sortimentima (GSU) i državnim sortoopitnim stanicama (GSS).
Pred sortom kao sredstvom poljoprivredne proizvodnje postavljaju se veliki zahtjevi. Treba da uspešno kombinuje visoku stabilnu produktivnost sa otpornošću na nepovoljne uslove proizvodnje, bolesti i štetočine. Mora biti plastična, tj. imaju širok raspon brzina reakcije, odgovaraju na primijenjena gnojiva i druge poljoprivredne prakse i imaju savršenu arhitektoniku. Plastične sorte zbog specifičnosti genotipa i širine brzine reakcije u državnim i industrijskim sortnim ogledima daju stabilnije i visoke prinose tokom godina na raznim sortnim parcelama i sortotestnim stanicama. Na osnovu dobijenih podataka, takve sorte su zonirane na velikim površinama i zauzimaju velika područja distribucije. Primjeri rasprostranjenih visokoplastičnih sorti zimska raž je sorta Vyatka, Voskhod 1, Harkovskaya 60, ozima pšenica Bezostaya 1, Mironovskaya 808, jara pšenica Lutescens 62, Saratovskaya 29, Ivolga, jari ječam Wiener, Moskovsky 121, Zazersky 85, Va Gonar, Gastinets4, , Akademichesky 1 , krompir Early Rose, Lorch, Priekulsky rani, Temp i drugi.
Produktivnost bilo koje sorte useva zavisi od njenog genotipa i uslova okoline. Od posebnog značaja su karakteristike kao što su zimska otpornost, otpornost na sušu, otpornost na bolesti, štetočine i leganje, prijateljstvo zrenja i dužina vegetacije. Što potpunije uslovi uzgoja sorte odgovaraju njenom genotipu, to se duže čuvaju i trajno održavaju njena tipičnost, čistoća, visoki setveni kvaliteti i druge ekonomske i biološke karakteristike i svojstva. Istovremeno, poznato je da se uslovi za rast gajenih biljaka menjaju tokom godina, pa dolazi do odstupanja u realizaciji potencijala sorti.
Kvalitetu proizvoda određuju pokazatelji kao što su staklasto tijelo, kompletnost zrna, sadržaj proteina i glutena, prinos brašna ili žitarica u žitaricama i žitaricama, prinos vlakana u lanu, škroba u krumpiru, šećera u repi, jedinica bjelančevina stočne hrane u travama itd.
U bilo kojoj istraživačkoj instituciji, uzgoj za stvaranje nove sorte počinje razvojem njenog modela (projekta), koji se temelji na rezultatima temeljnog proučavanja izvornog materijala i uzgojnih dostignuća.
Raznovrsni model uključuje listu glavnih morfoloških i ekonomski korisnih karakteristika. Za standard se uzima odgovarajuća najbolja zonirana standardna sorta sa svojim parametrima. Drugi stupac modela pokazuje nivo pokazatelja koje treba obezbijediti u projektovanoj sorti u pogledu prinosa i elemenata njene strukture, otpornosti na bolesti, štetočine, polijeganja, osipanja, nepovoljnih vremenskih uslova, kvaliteta proizvoda, dužine uzgoja. godišnje doba i druge karakteristike.
Kroz istoriju oplemenjivanja, a posebno u njegovoj sadašnjoj naučnoj fazi, veliki broj vrijedne sorte raznih usjeva, koje su u mnogim slučajevima promijenile izgled i svojstva svojih predaka do neprepoznatljivosti. Živopisni primjeri Tome mogu poslužiti dostignuća u oplemenjivanju ne samo relativno novih usjeva kao što su šećerna repa, suncokret, lupina, već i drevne žitarice - pšenica, raž, ječam i druge poljoprivredne biljke.
Suncokret se, na primjer, kao uljarica u ratarskim kulturama, pojavio u Rusiji 1816. godine, ali zbog jake osjetljivosti na ogrlicu i niskih prinosa, njegovi usjevi se nisu proširili, već, naprotiv, nakon nekog porasta, krajem 19. veka, počeli su naglo da opadaju. Selekcioni rad započet 1912-1913. godine spasio je suncokret kao kulturu i radikalno promenio „cvet sunca“.
Posebna zasluga u dostignućima selekcije ove kulture pripada dvostrukom heroju socijalističkog rada akademiku V.S. Pustovoit, pod čijim rukovodstvom na Sveruskom istraživačkom institutu za uljarice u Krasnodaru, za nešto više od četvrt stoljeća, bilo je moguće povećati sadržaj ulja u sjemenu za 2 puta. Sadržaj ulja u komercijalnom sjemenu 1940. godine iznosio je 28,6%, nakon 10 godina porastao je na 30,4%, svakih narednih 5 godina sadržaj ulja u sjemenu novih sorti se povećavao za 4-5%. Do 1975. godine sadržaj ulja u sjemenu oslobođenih sorti dostigao je 50-52%, a nove sorte kao što su Peredovik, Mayak, Smena, Vostok i druge daju visoke prinose sjemena suncokreta sa sadržajem ulja od 55-57%.
Od 1977. godine, prvi put u svjetskoj praksi, puštena je u promet nova sorta suncokreta Pervenets, čiji sadržaj oleinske kiseline u ulju dostiže 70-75%, tj. duplo više od konvencionalnih sorti. Uvođenjem ove i sličnih sorti u proizvodnju potpuno će se eliminisati uvoz skupih maslinovo ulje vađen iz plodova masline u mediteranskim zemljama. Pod sortama selekcije VNIIMK im. V.S. Pustovoit u Rusiji i Ukrajini godišnje zauzima površinu od 4,4 miliona hektara i više od 2 miliona hektara u inostranstvu i drugim zemljama gotovo svih kontinenata.
Zahvaljujući velikom uspjehu oplemenjivača, sorte krasnodarskog suncokreta, čak i u domovini ove kulture, u zemljama američkih kontinenata, ne samo da su postale široko rasprostranjene u proizvodnji, već su i glavni izvori oplemenjivačkog rada kao polaznog materijala.
Uspjeh oplemenjivanja suncokreta nije samo u povećanju sadržaja ulja u njegovom sjemenu, već i u značajnom povećanju prinosa ove kulture. Značajno su poboljšana i ekonomski vrijedna svojstva biljke kao što su otpornost na bolesti i štetočine, ujednačeno sazrijevanje, pogodnost za mehaniziranu berbu i druga.
Zahvaljujući uvođenju novih visokouljnih i visokoprinosnih sorti, prinos ulja po hektaru dostiže 2.000 i više kg/ha, što je skoro 5 puta više nego 1940. godine. Zbog toga godišnje dodatno prikupljanje ulja iznosi stotine hiljada tona suncokretovog ulja.
Drugi vrlo uvjerljiv primjer transformacije biljne prirode može se pratiti u šećernoj repi. Po prvi put komercijalni šećer iz ove kulture u Evropi dobijen je u početkom XIX vekovima. Njegov sadržaj u to vrijeme u korijenskim usjevima nije prelazio 6%, ali zahvaljujući selekcijskom radu koji je započeo Louis Vilmorin sredinom 19. stoljeća u Francuskoj, do 1888. bilo je moguće povećati postotak šećera u korijenu na 10 %, a 10 godina kasnije na 15,2, 1909. godine najbolje sorte imale su sadržaj šećera do 18,4%.
Trenutno zonirane sorte sadrže do 20% šećera u svom korijenu. Prinos se u isto vrijeme višestruko povećao i dostigao je 45,0-50,0 t/ha bez navodnjavanja, što obezbjeđuje sakupljanje šećera od 7,5-9,0 t/ha. Sorte šećerne repe Ganusovska jednosjemenska 55, Belorusska jednosjemenka 69, Kristall, puštene u prodaju u Bjelorusiji, za niz posljednjih godina državnog testiranja na sortnim parcelama republike daju korijenski prinos do 50,3-68,0 t / ha sa prinosom šećera do 9,3-10,6 t/ha.
Veliki uspjeh u selekciji šećerne repe predstavlja stvaranje jednosjemenskih (jednoklijalih) sorti, koje mogu značajno smanjiti potrošnju sjemena pri sjetvi i maksimalno mehanizirati njegu zasada ove kulture. Daljnji napredak u oplemenjivanju ove kulture nastavlja se razvojem novih oplemenjivačkih i genetskih metoda poliploidijom i hibridizacijom sorti različite ploidnosti, čime se u industrijskim razmjerima proizvodi triploidno hibridno sjeme, sposobno da daje veće prinose korijenskih usjeva s visokim sadržajem šećera. sadržaja u njima.
Ako se ova dostignuća uporede sa onih nekoliko centnera žetve šećera koju su farmeri dobijali od šećerne repe početkom 19. veka, onda se odmah vidi ogromna uloga selekcije i izuzetan značaj sorte.
Rezultati uzgoja lupine mogu poslužiti i kao živopisan i ekspresivan primjer transformacije žute, uskolisne i bijele lupine uzgajane za zeleno đubrenje u visokoproteinsku vrijednu krmnu biljku, koja u uvjetima Bjelorusije, Polisije Ukrajine, nije -zona černozema Ruska Federacija i baltičkim republikama veliki značaj da riješi problem proteina.
Preko 75 posljednjih godina kao rezultat selekcionog rada naučnika iz raznih zemalja, žuta vučica je, na primer, dobila tako vredne osobine kao što su bez alkaloida, belo seme, ne puca na zrno, brz početni rast, rano sazrevanje, bubrenje semena bez prethodna skarifikacija, otpornost na fuzarijum. Za ovo relativno kratak period vrijeme u vučici, tako su eliminirani mnogi znaci divljači i stvoren je obiman novi genofond ove kulture za daljnji uzgojni rad. Moderne najbolje sorte lupine sposobne su proizvesti 1,5-2,0 tona biljnog proteina koji je kompletan u smislu sastava aminokiselina.
Slični primjeri mogu se dati za krompir, kukuruz, pamuk i mnoge druge usjeve.
Nemoguće je zanemariti izuzetan uspjeh u selekciji glavne hljebne kulture pšenice, čija povijest selekcije seže nekoliko milenijuma. U cijeloj svojoj dužini ljudi su metodom selekcije pomagali evolucijski proces, stvorili brojne lokalne sorte narodne selekcije. Međutim, zbog brojnih nedostataka, nisu bili u mogućnosti da osiguraju visoke prinose. Prosječni godišnji prinosi ozime pšenice, čak i na povoljnim zemljištima Kubana za period 1901-1919. kretao se od 0,6 do 1,3 t/ha. I samo zahvaljujući naporima selekcijskog rada, uzgajivači u gradu Krasnodaru pod vodstvom dvaput heroja socijalističkog rada akademika P.P. Krajem 1930-ih Lukyanenko je uspio stvoriti sortu Krasnodarskaya 622/2, koja je za 10-15% nadmašila najobičniju sortu Ukrainka u to vrijeme. Ovaj mali skok je bio veoma važan za izgradnju daljeg uspeha. Za stvaranje sorti pšenice otpornih na polijeganje i rđu korišten je obiman izvorni materijal od američkih i argentinskih sorti, čiji su pedigre uključivali sorte Engleske, Holandije, Italije, Japana, Kine, Španije, Urugvaja, SAD-a, Rusije, Ukrajine, Mađarska. Ukrštanjem argentinske sorte Klein 33 sa američkom Canred-Fulcaster dobijeno je 266287 sorti Skorospelok 1, 2, 3 i 3b. Jedna iz ove serije, sorta Skorospelka 2, ukrštanjem sa ukrajinskom sortom Lutescens 17, iznjedrila je sorte novog tipa, koje se odlikuju otpornošću na polijeganje, visokim prinosom i kvalitetom zrna. Prva sorta ove vrste, Bezostaya 4, puštena je u prodaju 1955. godine, a nakon 4 godine zamijenjena je novom, još vrednijom sortom, Bezostaya 1, dobijenom individualnom selekcijom od Bezostaya 4. Sorta Bezostaya 1 je proslavila sovjetsko oplemenjivanje. svijeta i s pravom je nazvan svjetskim remek-djelom. Uvođenjem ovih sorti u proizvodnju povećan je prinos ozime pšenice na Kubanu 1963-1966. porasla skoro 3 puta u odnosu na predrevolucionarni period.
Ništa manje poznata i još češća sorta ozime pšenice bila je Mironovskaya 808, koju je u Ukrajini stvorio dvaput heroj socijalističkog rada akademik V.N. Craft. Zahvaljujući najboljim sortama domaćeg uzgoja Bezostaya 1, Mironovskaya 808 i dr., prinos ozime pšenice je povećan sa 1,0 t/ha (1913) na 2,78 t/ha (1986), a na Kubanu sa 0,99 t/ha (1913). ) do 3,35 t/ha (1988). U uslovima Bjelorusije, gdje ranije pšenica nije bila široko rasprostranjena, zonirane sorte Berezina, Nadzeya, Suzorye, Karavay i druge ne samo na sortnim parcelama, već i na velikim površinama industrijskih usjeva daju do 5,0 i više t/ha zrno.
Konstatujući povećanje produktivnosti sa - x. useva, treba posvetiti pažnju unapređenju opšte kulture poljoprivrede, korišćenju intenzivne tehnologije uzgoja, što doprinosi boljem korišćenju potencijala oslobođenih sorti. Međutim, prilikom postavljanja specijalnih ogleda, kada su stare sorte i bezostaja 1 sejane pod istim uslovima, pokazalo se da je prinos zrna bio 2,51 t/ha (Sedouska), odnosno 5,16 t/ha (Bezostaya 1). Ovdje je očigledna vrijednost selekcije i uloga sorte.
Stvaranjem sorti pšenice s kratkim stabljikama napravljena je takozvana "zelena revolucija". Akademik P.P. Lukjanenko ima prioritet u razvoju modela kreiranih sorti ozime pšenice sa kratkim stabljikama. Prema sorti Polukarlikovaya 49, stvorenoj u Krasnodarskom istraživačkom institutu za poljoprivredu, za 4 godine kompetitivnih ispitivanja (1973-1976), dobijen je prinos od 7,83 t/ha, što je za 1,83 t/ha više od prinosa Bezostaya 1. .
Rekordni prinosi ozime pšenice postignuti su u GSU Przhevalsky u Kirgistanu, gdje je pod navodnjavanjem sorta Przhevalskaya dala 11,05 t/ha zrna, a Kavkaz i Ilyichevka 10,35 i 10,52 t/ha, respektivno.
Vrijedna sorta pšenice Grekum 114 stvorena je metodom udaljene hibridizacije pod vodstvom dvaput heroja socijalističkog rada akademika N.V. Tsitsina. Ova sorta u normalnim uslovima nadmašuje najbolje zonirane sorte za 0,3-1,2 t/ha, a u uslovima navodnjavanja za 1,4-1,5 t/ha.
Izuzetno su vrijedni primjeri i velika perspektiva u uzgoju ječma, raži i mnogih drugih kultura.
Prostor predviđen u ovom poglavlju ne dozvoljava detaljan pregled dostignuća i kompletna istorija izbor. Međutim, na osnovu navedenog može se s dovoljno uvjerljivosti zaključiti da je sorta rezultat dugogodišnjeg mukotrpnog i veoma napornog rada čitavih naučnih timova i škola, rezultat oličenja kompleksa bioloških znanja, ideje i ideje odgajivača u stvarnost. Sorta je kvalitativno posebna, ekonomski korisna sistematska grupa biljaka, veoma moćno sredstvo poljoprivredne proizvodnje.
Trenutno je u promet pušteno više od 750 sorti žitarica, mahunarki i žitarica, oko 200 sorti uljarica, industrijskih i predionih kultura, više od 120 sorti krompira, oko 550 sorti i hibrida povrća i 850 sorti stočne hrane. republike ZND. Godišnje se u Registre uvrštava više od 150 novih puštenih sorti različitih poljoprivrednih kultura.
14. Koncept heterozisa. U uzgoju životinja i biljaka posebno mjesto zauzima fenomen hibridne moći ili heterozisa, što je kako slijedi. Prilikom ukrštanja različitih vrsta, rasa, životinjskih pasmina i biljnih sorti, kao i inbred linija, hibridi Fi često nadmašuju izvorne roditeljske organizme po nizu karakteristika i svojstava. Međusobno ukrštanje Fi hibrida dovodi do slabljenja ovog efekta u narednim generacijama.
Iako je efekat heteroze poznat od davnina, njegova priroda je još uvijek slabo shvaćena. Prvi pokušaj da se objasni mehanizam ovog fenomena i njegov značaj u evoluciji životinja i biljaka pripao je C. Darwinu. Prema Darwinu, heteroza je jedan od razloga biološke korisnosti križanja u evoluciji vrsta. Unakrsna oplodnja je podržana prirodnom selekcijom upravo zato što služi kao mehanizam za održavanje hibridne snage.
Duboka naučna analiza fenomena heterozisa postala je moguća tek od početka 20. veka. nakon otkrića osnovnih genetskih obrazaca.
Međulinijski hibridi kukuruza. Od početka našeg veka na kukuruzu se sprovodi sistematsko proučavanje ukrštanja inbred linija. U isto vrijeme, G. Schell
pokazalo se da ukrštanje nekih linija daje hibridne biljke koje su produktivnije u pogledu zrna i vegetativne mase od originalnih linija i sorti. U tabeli 26 prikazani su eksperimentalni podaci koji pokazuju nizak prinos inbred linija, značajno povećanje prinosa u Fx i smanjenje prinosa u F2 tokom samooprašivanja biljaka.
Sada je sjetva hibridnim sjemenom postala glavni način proizvodnje kukuruza. Da bi se dobilo hibridno seme, prvo se stvara veliki broj inbred linija najbolje sorte koji zadovoljavaju potrebe ovog klimatskog regiona. Inbred linija se stvara u roku od 5-7 godina samooprašivanjem. Prilikom odabira linija ocjenjuju se kvalitete koje treba dobiti od budućeg hibridnog potomstva. Značajan dio linija (oko 99%) je odbijen zbog određenih negativnih svojstava.
Stvaranje inbred linija je neophodna faza rada za dobijanje heterotičnih oblika. Pojedinci unutar linije imaju slične genotipove i gotovo su homozigoti. Dakle, ukrštanjem takvih linija nastaju heterozigotni hibridi istog genotipa.
Stvorivši veliki broj inbred linija, počinju se križati između njih. Međulinijski hibridi prve generacije se procjenjuju na učinak heterozisa, odabiru se linije koje daju najbolje kombinacije i potom se razmnožavaju u velikom obimu kako bi se dobilo hibridno sjeme. Što se stvaraju vrijednije linije, sigurnije i prije možete pronaći najbolje hibridne kombinacije sa potrebnom kombinacijom svojstava. Da biste pronašli par linija koje, kada se ukrste, daju visok efekat heterozisa, potrebno je provjeriti nekoliko hiljada hibridnih kombinacija.
Prilikom dobijanja hibridnog sjemena za proizvodne svrhe, početne linije koje pri ukrštanju daju najveći efekat heterozisa seju se u redove, naizmjenično majčinske i očinske forme. Kako bi se osiguralo oprašivanje između njih, razvijena je shema za proizvodnju hibridnog sjemena korištenjem citoplazmatske muške sterilnosti (vidi Poglavlje 10), što je omogućilo značajno smanjenje troškova rada za uklanjanje metlica s majčinih biljaka. Tako se dobijaju jednostavni međulinijski hibridi kukuruza. Ova metoda je u principu uobičajena za proizvodnju sjemena hibrida različitih biljaka koje se međusobno oprašuju.
Poliploidija (od grčkih riječi polyploos – višestruki i eidos – pogled) je nasljedna promjena, koja se sastoji u kratkom povećanju broja setova hromozoma u ćelijama.
poliploidija u zumbulu
Djeca uvijek izgledaju kao oba roditelja. To se događa zato što u svakoj njihovoj ćeliji postoje dva seta hromozoma, dva seta gena - jedan majčinski i jedan očinski. Takav dvostruki, ili diploidni (od grčkih riječi diploos - dvostruki i eidos - pogled), skup kromosoma tipičan je za divlje životinje. Dovoljno je za kontinuitet generacija. Ali u nekim tkivima diploidnih organizama, tokom njihovog razvoja, pojavljuju se ćelije u kojima ima 4, 8 ili mnogo više skupova hromozoma. Takve ćelije se nazivaju poliploidne, a sam proces se naziva somatska poliploidija (od grčke riječi soma - tijelo). Ovakva djelomična poliploidizacija stanica nekih tkiva vrlo je rasprostranjena, karakteristična je za sve proučavane klase životinja i biljaka. Na primjer, kod sisara se mnogo poliploidnih ćelija nalazi u jetri, srcu, među pigmentnim ćelijama itd. Drugi fenomen je generativna poliploidija, izvorno karakteristična za organizme ili umjetno stvorena tijekom oplodnje. U ovom slučaju, sve ćelije tijela su poliploidne. Ova varijanta poliploidije je najkarakterističnija za biljke, posebno više.
Poliploidne biljke obično se odlikuju velikim veličinama. Višak hromozoma povećava njihovu otpornost na bolesti i mnoge štetne efekte, poput zračenja: ako se ošteti jedan ili čak dva slična (homologna) kromosoma, ostali ostaju potpuno netaknuti. Poliploidne jedinke su održivije od diploidnih. Mnoge biljne vrste su poliploidne. Vjerovatno su neke životinje evoluirale na isti način. Primjer su neki crvi, insekti, ribe itd.
Čovjek je dugo koristio poliploidiju za uzgoj visokoproduktivnih sorti poljoprivrednih biljaka. Ne tako davno, prije početka našeg stoljeća, to je učinjeno nesvjesno: jednostavno su razmnožavali najveće primjerke koji daju puno zrna ili posebno krupnih plodova. Odabirom najboljih biljaka fiksirana je osobina, neophodno za osobu. Pojavom genetike postalo je jasno da su takvi divovi prirodni poliploidi i stoga je njihov odabir odabir poliploidne sorte iz predačke, diploidne vrste. Tada su počeli da se stvaraju poliploidi.
Postoji supstanca kolhicin koja odgađa ćelijsku deobu: broj hromozoma se udvostručuje pre deobe, kao i obično, ali se ćelija ne deli i ima 4 seta hromozoma. Utjecanjem na sjeme otopinom kolhicina može se dobiti poliploidna biljka. Podjela ćelija također može biti odložena rendgenskim zračenjem, zagrijavanjem i nekim drugim utjecajima. Možete djelovati na gamete i dobiti zigot s povećanim brojem kromosoma, koji će biti sačuvan u svim svojim potomcima - somatskim stanicama. Kod biljaka koje se razmnožavaju i vegetativno (vidi Reprodukcija), moguće je dobiti poliploidno potomstvo od prirodnog ili uzgojenog poliploida.
Oko 80% modernih gajenih biljaka su poliploidi. Među njima su žitarice, povrće i voće, mnogo bobičastog voća, agruma, nešto tehničkog i lekovitog bilja. Među sortama ukrasnog bilja ima i mnogo poliploida. Sovjetski znanstvenici uzgajali su triploidnu repu, koja se od uobičajene razlikuje ne samo po velikoj veličini korijenskih usjeva, već i po povećanom sadržaju šećera, kao i otpornosti na bolesti. Uzgajana je poliploidna heljda koja je mnogo produktivnija od originalnih, diploidnih sorti. Moguće je dobiti interspecifične poliploidne hibride, kao što su raž i pšenica, kupus i rotkvica.
Eksperimentalno dobijeni životinjski poliploidi su rijetkost. Tako je sovjetski genetičar B. L. Astaurov, koristeći metodu interspecifične hibridizacije, uspio dobiti poliploidni oblik svilene bube, proizvođača svile. Naučnici su uzgajali poliploidne ribe, a odnedavno i ptice kao što su kokoši. Međutim, uvođenje poliploidnih pasmina životinja u praksu Poljoprivreda- posao budućnosti.
Šta je "POLIPLOIDIJA"? Kako je pravilno napisana ova riječ. Koncept i interpretacija.
POLIPLODIJA(od grčkog polyploos - višestruko i eidos - pogled), euploidija, nasljedstva. varijabilnost povezana sa višestrukim povećanjem broja setova hromozoma u ćelijama okruga ili (rjeđe) žena. Somatski ćelije okruga i žene, po pravilu, sadrže diploidni, ili dvostruki (2n), broj hromozoma (vidi Diploid), polne ćelije - prepolovljene ili haploidne (n), broj hromozoma (vidi Haploid). Kod P. uočena su odstupanja od diploidnog broja hromozoma u somatskim. ćelije i od haploida - u spolu; mogu nastati ćelije u kojima je svaki hromozom predstavljen tri puta (Zn - triploidi), četiri puta (4n - tetraploidi), pet puta (5n - pentaploidi) itd. Uopšteno, takvi organizmi se nazivaju. poliploidi. Stavka nastaje kao rezultat poremećaja neslaganja hromozoma u mitozi ili mejozi (mnogo rjeđe) pod utjecajem fizičkog. and chem. faktori. U poliploidnim oblicima okruga (obično unakrsno oprašenih), često se opaža gigantizam - povećanje veličine ćelija i organa (listovi, cvjetovi, plodovi), povećan sadržaj broj hem. in-in, mijenjajući vrijeme cvjetanja i plodonošenja. U prirodi su poliploidne serije poznate unutar dec. porođajne oblasti i niži bunari. Na primjer, pšenica je predstavljena nizom vrsta sa 14, 28, 42 i 56 kromosoma (u posljednjem slučaju to su oblici izolirani u potomstvu od ukrštanja pšenice i pšenične trave). prirodno P. se mnogo češće nalazi na granicama visoravni, pustinja, polarnih područja, gdje je vjerovatnoća poteškoća u normalnoj diobi ćelijskog jezgra veća. U ovim zonama do 80% vrsta organizama su poliploidi. mnoge prirode. nastali su poliploidi kultivisane biljke kao što su krompir, pamuk, šećer. trska, itd. Poliploidi m. b. koristi se kao izvorni materijal za uzgoj. Razlikovati autopoliploidiju i alopoliploidiju. Autopoliploidija je rezultat višestrukog povećanja haploidnog seta hromozoma jedne vrste. Prelazak na poliploidni nivo umnogome komplikuje mehanizam nasljeđivanja, često smanjuje plodnost, jer se povećava broj hromozoma i gena koji kontrolišu dekompoziciju. znakova, njihova interakcija se manifestuje na drugačiji način. Kod autotetraploida u drugoj i narednim generacijama održava se viši nivo heterozigotnosti nego kod diploidnih oblika. Ovo je m.b. koristi se za produženje heterozisa kod hibrida u nekoliko. generacije. U kukuruzu su kolhicinom dobijeni tetraploidni oblici jednostavnih međulinijskih hibrida, koji predstavljaju praktičan. interes. Alopoliploidija je rezultat kombinovanja skupova hromozoma različitih vrsta nakon formiranja interspecifičnih hibrida. Shodno tome, poliploidni oblici tzv. autopoliploidi ili alopoliploidi. Ako alopoliploid ima potpuni dvostruki skup obje vrste, naziva se. amfidiploid. Kada se ukrste dvije različite vrste ili roda, obično se dobije sterilno potomstvo. Uz djelomičnu homologiju hromozoma, hibrid ima smanjenu plodnost. Sa autosintetskom konjugacijom, amfidiploidi imaju veću postojanost (vidi Hibridi). Alotetraploidi se odlikuju izraženom hibridnom snagom, koja se uporno čuva u narednim generacijama. Classic primjer alopoliploidije su hibridi kupusa i rotkvice, kao i alopoliploidi raž-pšenice i pšenične trave-pšenice. Često pod terminom "P." razumjeti bilo koju količinu. promjena hromozoma, uključujući aneuploidiju. Aneuploidi - organizmi koji imaju u glavnom. skup povećan ili smanjen, ali ne višestruki od haploidnog broja hromozoma. U zavisnosti od toga da li je došlo do smanjenja ili povećanja broja hromozoma u odnosu na utvrđeno. nivo ploidnosti, kada se klasifikuju aneuploidni brojevi, koriste se prefiksi hipo- i hiper-, respektivno. Na primjer, trizomični (2n + 1) i tetrasomični (2n + 2) imaju hiperdiploidni broj hromozoma, monosomični (2n - 1) i nulizomični (2n - 2) imaju hipodiploidni broj hromozoma. Ako je broj hromozoma aneuploida veći od diploida, naziva se. neuravnotežen poliploid. Aneuploidi se koriste monosomskom analizom za utvrđivanje lokalizacije gena na određeni način. hromozoma.
POLIPLODIJA- POLIPLOIDIJA (od grčkog polyploos - višestrukost i eidos - pogled), nasljedna promjena, zaključak...
Šta je poliploidija? Vjerovatno svi znaju da osoba pri začeću dobije 23 hromozoma od oca i majke. Ljudi se mogu nazvati diploidima ("di" znači "dva", a "ploid" znači "resurs" koji se odnosi na hromozome, ili dijelove DNK), budući da primaju samo dva seta. Svaki organizam sa više od dva seta hromozoma naziva se poliploid. Koji su primjeri poliploidije kod biljaka, životinja i ljudi. Koje vrste postoje?
Šta je poliploidija?
Sam izraz "poliploidija" označava prisustvo mnogih kompletnih skupova genetskih informacija. Većina stvorenja koja se seksualno razmnožavaju imaju paran broj hromozoma: jedan set od mame i jedan od tate. Važno je zapamtiti da su ovi kompleti slični, ali nisu identični.
Ćelije koriste sve genetske informacije pohranjene u njima. Zbog toga poliploidna živa bića imaju više visoki nivoi"doze" svakog proizvedenog gena, koje obično rezultiraju većim ćelijama, većim veličinama i većim potomcima.
Vrste poliploidije
Zato što naučnici vole određeni jezik, stvorili su mnoge termine za opisivanje ploidnosti ili broja skupova genetskih informacija. Možete koristiti izraz "poliploid" kao imenicu, a "poliploid" kao pridjev oblika. Inače, ovo pravilo važi za sve termine za različite vrste ploidnost.
Evo nekih od najčešćih tipova:
Poliploidija u biljkama
Koji organizmi su poliploidija? Najčešće se viđa u biljnom carstvu. Hiljade godina selektivnog uzgoja i uzgoja biljaka rezultirali su plodnim biljkama koje su obično tetraploidne i heksaploidne.
Kada se uporede diploidne i tetraploidne sorte iste biljne vrste, vrlo često tetraploidne biljke rastu sve produktivnije. Poliploidija u uzgoju igra vrlo važnu ulogu u naše vrijeme.
Poliploidija kod životinja
Među životinjama, često se opaža kod riba i vodozemaca. Općenito, postoji genetska predrasuda za ploidni broj životinja. Trske sa nejednakim brojem hromozoma ili hromozomi koji sadrže pogrešne hromozome obično ne uspevaju da daju potomstvo.
Šta je poliploidija? Koja vrsta konkretnim primjerima Može li se specijacija pojaviti kod biljaka i životinja?
Triploidi
Prije nego što se pozabavimo poliploidijom, moramo malo razumjeti kako tijela stvaraju nove ćelije. Sve ljudske ćelije su diploidne, tako da kada se stvore gamete, moraju biti haploidne, ili imati samo jedan set hromozoma, da bi novi organizam ponovo bio diploid. Međutim, ponekad stvari krenu po zlu tokom ovog procesa. Najčešća pojava je da ponekad jedna nova gameta dobije dvije kopije hromozoma. To se može dogoditi kada ženke proizvode jaja. Kada se jaje sa dva seta hromozoma spoji sa normalnom haploidnom spermatozoidom, dobijena ćelija ima tri seta hromozoma, odnosno triploidna je.
Sada će svaka ćelija u ovom novom organizmu biti triploidna. Za većinu životinja to je izuzetno štetno i tijelo neće preživjeti. Biljke imaju tendenciju da bolje podnose poliploidiju, pa čak i napreduju sa tako intenzivnim genetskim promjenama.
Više primjera
Evo nekoliko primjera poliploidije kod biljaka i životinja. Naučnici su sugerirali da su dvije trećine cvjetnica poliploidi. Većina paprati i trava su poliploidi, kao i krompir, jabuke i jagode. Banane su zanimljiv primjer. Banane su triploidi i obično se triploidni organizmi ne mogu sami razmnožavati, što znači da su sterilne. To znači da ne možete dobiti sjemenke banana za sadnju više banana. Poljoprivrednici odrežu izdanke sa strane biljke prije nego što daju plodove i završe svoj ciklus i posade novu generaciju.
Šta je poliploidija? Ovo je nasljedno stanje koje ima više od dva kompletna seta hromozoma. Poliploidi su česti među biljkama, kao i među određenim grupama riba i vodozemaca. Na primjer, neki daždevnjaci, žabe i pijavice su poliploidne. Mnogi od ovih poliploidnih organizama su dobro prilagođeni okruženje.
Poliploidni preci
Mnogo je manje vrsta poliploidnih životinja nego biljaka. Tačan razlog za to nije u potpunosti poznat. Neki naučnici smatraju da je to možda zbog povećanja složenosti strukture životinjskih organizama u odnosu na biljke. Drugi sugeriraju da poliploidija može ometati formiranje gameta, diobu stanica ili regulaciju genoma. Međutim, postoje neki izuzeci. Primjeri poliploidije u životinjskom carstvu su ribe, gmizavci i insekti.
Zapravo, nedavni rezultati studija genoma pokazuju da su mnoge vrste koje su trenutno diploidne, uključujući ljude, izvedene od poliploidnih predaka. Ove vrste koje su preživjele drevne genotipske duplikacije, a zatim i redukciju genoma nazivaju se paleopoliploidi.
Prednosti poliploidije
U velikom broju poliploidnih ćelija biljaka, riba i žaba očigledno moraju postojati neke prednosti. uobičajen primjer kod biljaka je opažanje hibridne snage ili heteroze, pri čemu su poliploidni potomci dva diploidna progenitora snažniji i zdraviji od bilo kojeg od dva diploidna roditelja. Postoji nekoliko mogućih objašnjenja za ovo zapažanje. Prvi je da prisilno uparivanje homolognih hromozoma sprečava rekombinaciju između genoma originalnih progenitora, efikasno održavajući heterozigotnost generacijama.
Ova heterozigotnost sprečava nakupljanje recesivnih mutacija u genomima narednih generacija, čime se održava hibridna snaga. Drugi važan faktor je redundancija gena u biljnim ćelijama. Pošto poliploidno potomstvo ima dvostruko više kopija bilo kojeg određenog gena, potomstvo je zaštićeno od štetnih efekata recesivnih mutacija. Ovo je posebno važno u fazi gametofita.
Još jedna prednost koju pruža redundantnost gena je mogućnost diversifikacije funkcije gena tokom vremena. Drugim riječima, dodatne kopije gena koje nisu potrebne normalna funkcija organizam, može se na kraju koristiti na nove i potpuno drugačije načine, što dovodi do novih mogućnosti. U evolucijskom izboru, oni igraju gotovo odlučujuću ulogu. Poliploidi su važni u nastanku novih biljnih vrsta.