Гендік мутациялар қандай деңгейде болады? Гендік мутациялар. Бейімделу мәні бойынша

Геномдық мутациялар – хромосома санының өзгеруі;
хромосомалық мутациялар – жеке хромосомалардың құрылымын қайта құру;
гендік мутациялар – және/немесе тізбектер құрамдас бөліктерДНҚ құрылымындағы гендер (нуклеотидтер), оның салдары сәйкес ақуыз өнімдерінің саны мен сапасының өзгеруі болып табылады.

Гендік мутациялар жеке гендердің ішінде нуклеотидтердің орын ауыстыруы, жойылуы (жоғалуы), транслокациясы (қозғалысы), дупликациясы (екі еселенуі), инверсиясы (өзгеруі) арқылы жүреді. Бір нуклеотид ішіндегі трансформацияларға келетін болсақ, нүктелік мутация термині қолданылады.

Мұндай нуклеотидтік трансформациялар үш мутантты кодтың пайда болуын тудырады:

Осы генмен кодталған полипептидте бір амин қышқылы екіншісімен ауыстырылған кезде өзгертілген мағынамен (жаңа мутациялар);
өзгермеген мағынада (бейтарап мутациялар) – нуклеотидтердің орын ауыстыруы аминқышқылдарының алмасуымен қатар жүрмейді және сәйкес ақуыздың құрылымына немесе қызметіне айтарлықтай әсер етпейді;
полипептидтік тізбектің тоқтатылуын тудыруы мүмкін және ең үлкен зиянды әсер ететін мағынасыз (нонсенс мутациялар).

Геннің әртүрлі бөліктеріндегі мутациялар

1. сәйкес өнімдерде сандық өзгерістер тудыратын және белоктардың шекті деңгейіне байланысты клиникалық түрде көрінетін, бірақ олардың қызметі әлі де сақталған геннің реттеуші аймақтарындағы мутациялар (промоторлық бөлігінде және полиаденилдену орнында);

2. геннің кодтау аймақтарындағы мутациялар:
экзондарда - мерзімінен бұрын аяқталуын тудырады ақуыз синтезі;
интрондарда - олар нәтижесінде бастапқы (қалыпты) ауыстыратын жаңа сплайсинг тораптарын құра алады;
сплайсинг орындарында (экзондар мен интрондардың түйіскен жерінде) – мағынасыз белоктардың трансляциясына әкеледі.

Мұндай зиянның салдарын жою үшін арнайы қалпына келтіру механизмдері бар. Оның мәні ДНҚ-ның қате бөлімін алып тастау болып табылады, содан кейін осы жерде түпнұсқасы қалпына келтіріледі. Жөндеу механизмі жұмыс істемеген немесе зақымдануды жеңе алмаған жағдайда ғана мутация пайда болады.

Кіші реттілік ядролық ДНҚкез келген екі адамда 99,9% дерлік бірдей. ДНҚ тізбегінің өте аз бөлігі ғана генетикалық вариацияны қамтамасыз ететін адамнан адамға өзгереді. ДНҚ тізбегіндегі кейбір айырмашылықтар фенотипке әсер етпейді, ал басқалары аурудың тікелей себептері болып табылады. Екі шектен аралық – анатомия мен физиологиядағы генетикалық анықталған фенотиптік өзгергіштікке, тағамға төзімділікке, емге жауапқа жауап беретін өзгерістер немесе жанама әсерлересірткі, жұқпалы ауруларға бейімділік, ісіктерге бейімділік, мүмкін, әртүрлі тұлғалық қасиеттердің өзгермелілігі, спорттық қабілет және көркемдік талант.

Маңыздыларының бірі адам генетикасы туралы түсініктержәне медициналық генетика - генетикалық аурулар генетикалық айырмашылықтардың ең айқын және жиі экстремалды көрінісі ғана, ауру тудыратын сирек нұсқалардан ауруға бейімділікті арттыратын жиірек нұсқалар арқылы, ең жиі өзгерістерге дейінгі өзгерістердің үздіксіз спектрінің бір ұшы. аурумен айқын байланысы жоқ.

Адамдардағы мутация түрлері

Нуклеотидтер тізбегіндегі немесе ДНҚ орналасуындағы кез келген өзгеріс. Мутацияларды үш категорияға жіктеуге болады: жасушадағы хромосомалардың санына әсер ететіндер (геномдық мутациялар), жеке хромосомалардың құрылымын өзгерту (хромосомалық мутациялар) және жеке гендердің өзгеруі (гендік мутациялар). Геномдық мутациялар – мейоз немесе митоз кезінде хромосомалардың бөлінуіндегі қателіктер нәтижесінде бұзылмаған хромосомалар санының өзгеруі (аневлоидия).

Хромосомалық мутациялар- хромосоманың бір бөлігіне ғана әсер ететін өзгерістер, мысалы, ішінара қайталанулар, делециялар, инверсиялар және транслокациялар, олар өздігінен пайда болуы мүмкін немесе мейоз кезінде транслокацияланған хромосомалардың қалыптан тыс сегрегациясына байланысты туындайды. Гендік мутациялар – ядролық немесе митохондриялық геномның ДНҚ тізбегіндегі өзгерістер, бір нуклеотидтік мутациядан көптеген миллиондаған негіз жұптарын қамтитын өзгерістерге дейін. Мутацияның көптеген түрлері жеке локустардағы мыңнан астам әртүрлі аллельдермен ұсынылған генетикалық аурулар, сондай-ақ қалыпты популяциядағы геномда табылған миллиондаған ДНҚ нұсқаларының арасында.

Әртүрлі сипаттама мутацияларадамның генетикалық әртүрлілігі мен адамның генетикалық мұрасының осалдығы туралы хабардар болуды арттырып қана қоймайды, сонымен қатар белгілі бір қауіп тобындағы және кейбір аурулар бойынша жалпы популяциядағы генетикалық ауруларды анықтау және скрининг үшін қажетті ақпаратқа ықпал етеді.

Геномдық мутация, тұтас хромосоманың жоғалуына немесе қайталануына әкеліп соғады, дозаны және осылайша жүздеген немесе мыңдаған гендердің экспрессия деңгейін өзгертеді. Сол сияқты, бір немесе бірнеше хромосомалардың көпшілігіне әсер ететін хромосомалық мутация жүздеген гендердің экспрессиясына да әсер етуі мүмкін. Кішкентай ген мутациясының өзі қандай генге әсер ететініне және сол геннің экспрессиясының өзгеруі неге әкелетініне байланысты үлкен салдарға әкелуі мүмкін. Кодтау тізбегіндегі бір нуклеотидтің өзгеруі түріндегі гендік мутация ген экспрессиясының толық жоғалуына немесе қасиеттері өзгерген ақуыздың түзілуіне әкелуі мүмкін.

Кейбір ДНҚ өзгередідегенмен фенотиптік әсерлері жоқ. Хромосомалық транслокация немесе инверсия геномның критикалық бөлігіне әсер етпеуі және фенотиптік әсері мүлдем болмауы мүмкін. Геннің ішіндегі мутация әсер етпеуі мүмкін, себебі ол полипептидтің аминқышқылдарының тізбегін өзгертпейді немесе өзгерсе де, кодталған аминқышқылдарының тізбегінің өзгеруі ақуыздың функционалдық қасиеттерін өзгертпейді. Сондықтан барлық мутациялардың клиникалық салдары болмайды.

Барлық мутацияның үш түрікөптеген әртүрлі жасушаларда айтарлықтай жиілікте кездеседі. Егер жыныс жасушаларының ДНҚ-сында мутация орын алса, ол келесі ұрпақтарға берілуі мүмкін. Керісінше, соматикалық мутациялар белгілі бір тіндердің жасушаларының бір бөлігінде ғана кездейсоқ пайда болады, бұл, мысалы, көптеген ісіктерде байқалатын соматикалық мозаикаға әкеледі. Соматикалық мутациялар кейінгі ұрпаққа берілмейді.

Мутациялар - бұл жасушаның ДНҚ-ның өзгеруі. Ультракүлгін, радиация (рентген сәулелері) әсерінен пайда болады. Олар тұқым қуалайды, табиғи сұрыпталуға материал ретінде қызмет етеді.Модификациялардан айырмашылығы

Гендік мутациялар- бір геннің құрылымының өзгеруі. Бұл нуклеотидтер тізбегінің өзгеруі: түсіру, кірістіру, ауыстыру және т.б. Мысалы, А-ны Т-мен алмастыру. Себептері – ДНҚ-ның екі еселенуі (репликациясы) кезіндегі бұзушылықтар. Мысалдар: орақ жасушалы анемия, фенилкетонурия.

Хромосомалық мутациялар– хромосомалардың құрылымының өзгеруі: сегменттің жоғалуы, сегменттің екі еселенуі, сегменттің 180 градусқа айналуы, сегменттің басқа (гомологтық емес) хромосомаға ауысуы және т.б. Себептері – кесіп өту кезіндегі бұзушылықтар. Мысалы: мысық жылау синдромы.

Геномдық мутациялар- хромосома санының өзгеруі. Себептері – хромосомалардың дивергенциясының бұзылуы.

• Полиплоидия– бірнеше өзгертулер (бірнеше рет, мысалы, 12 → 24). Ол жануарларда кездеспейді, өсімдіктерде мөлшерінің ұлғаюына әкеледі.
• Анеуплоидия- бір немесе екі хромосомадағы өзгерістер. Мысалы, бір артық жиырма бірінші хромосома Даун синдромына әкеледі (хромосомалардың жалпы саны 47 болса).

Цитоплазмалық мутациялар- митохондриялар мен пластидтердің ДНҚ-ның өзгеруі. Олар тек әйелдік желі арқылы беріледі, өйткені. сперматозоидтардан митохондриялар мен пластидтер зиготаға түспейді. Өсімдіктердегі мысал ретінде алуан түрлілікті келтіруге болады.

Соматикалық- соматикалық жасушалардағы мутациялар (дене жасушалары; жоғарыда аталған төрт түр болуы мүмкін). Жыныстық көбею кезінде олар тұқым қуаламайды. Олар өсімдіктерде вегетативті көбею кезінде, целентератта бүршіктену және фрагментация кезінде (гидрада) таралады.

индукцияланған мутагенез.

Өсімдіктер мен микроорганизмдердегі мутацияларды тәжірибелік жолмен алу және оларды селекцияда қолдану

тиімді жолдарменбастапқы материалды алу әдістері болып табылады индукцияланған мутагенез– мутацияларды жасанды алу. Индукцияланған мутагенез табиғатта кездеспейтін жаңа аллельдерді алуға мүмкіндік береді. Мысалы, микроорганизмдердің жоғары өнімді штаммдары (антибиотиктер продуценттері), өсімдіктердің ерте қоздырғыштығы жоғарылаған ергежейлі сорттары және т.б. Өсімдіктер мен микроорганизмдердегі тәжірибелік жолмен алынған мутациялар материал ретінде пайдаланылады жасанды іріктеу. Осылайша микроорганизмдердің өнімділігі жоғары штаммдары (антибиотиктер продуценттері), ерте қоздырғыштығы жоғары өсімдіктердің ергежейлі сорттары және т.б.

Өсімдіктердегі индукцияланған мутацияларды алу үшін физикалық мутагендер (гамма-сәулелену, рентген және ультракүлгін сәулелер) және арнайы жасалған химиялық супермутагендер (мысалы, N-метил-N-нитрозочевина) қолданылады.

Мутагендердің дозасы өңделген объектілердің 30 ... 50% -дан аспайтындай етіп таңдалады. Мысалы, пайдаланған кезде иондаушы сәулеленумұндай сыни доза 1...3-тен 10...15, тіпті 50...100 килороентгенге дейін ауытқиды. Химиялық мутагендерді қолданғанда олар қолданылады сулы ерітінділерконцентрациясы 0,01 ... 0,2%; өңдеу уақыты - 6 сағаттан 24 сағатқа дейін немесе одан да көп.

Өңдеуге тозаң, тұқым, көшеттер, бүршіктер, шламдар, пиязшықтар, түйнектер және өсімдіктердің басқа бөліктері ұшырайды. Өңделген тұқымдардан өсірілген өсімдіктер (бүршік, қалемше және т.б.) белгімен белгіленеді М 1 (бірінші мутантты ұрпақ). IN М 1 таңдау қиын, өйткені көп бөлігімутациялар рецессивті және фенотипте көрінбейді. Сонымен қатар, мутациялармен қатар тұқым қуаламайтын өзгерістер жиі кездеседі: фенокопиялар, тераттар, морфоздар.

Сондықтан мутациялардың оқшаулануы басталады М 2 (екінші мутантты ұрпақ), кем дегенде кейбір рецессивті мутациялар көрінгенде және тұқым қуалайтын емес өзгерістерді сақтау ықтималдығы төмендейді. Әдетте, селекция 2–3 ұрпақ бойы жалғасады, дегенмен кейбір жағдайларда тұқым қуалайтын емес өзгерістерді жою үшін 5–7 ұрпақ қажет (бірнеше ұрпақ бойы сақталатын мұндай тұқым қуалайтын емес өзгерістер ұзақ мерзімді модификациялар деп аталады).

Алынған мутантты формалар тікелей жаңа сортты береді (мысалы, сары немесе қызғылт сары жемістері бар ергежейлі қызанақтар) немесе одан әрі асылдандыру жұмыстарында қолданылады.

Дегенмен, селекцияда индукцияланған мутацияларды қолдану әлі де шектеулі, өйткені мутациялар тарихи қалыптасқан генетикалық кешендердің бұзылуына әкеледі. Жануарларда мутациялар әрқашан дерлік өмір сүру қабілетінің төмендеуіне және/немесе бедеулікке әкеледі. Кейбір ерекшеліктерге авто- және аллополиплоидтарды қолдану арқылы қарқынды өсіру жұмыстары жүргізілген жібек құрты жатады (Б.Л. Астауров, В.А. Струнников).

Соматикалық мутациялар. Индукцияланған мутагенез нәтижесінде көбінесе жартылай мутантты өсімдіктер (химерлік организмдер) алынады. Бұл жағдайда біреу айтады соматикалық (бүйрек) мутациялар. Жеміс өсімдіктерінің, жүзімнің және картоптың көптеген сорттары соматикалық мутанттар болып табылады. Бұл сорттар вегетативті жолмен көбейген жағдайда, мысалы, мутагендермен өңделген бүршіктерді (келектерді) мутантты емес өсімдіктердің тәжіне егу арқылы өз қасиеттерін сақтайды; осылайша, мысалы, тұқымсыз апельсиндер көбейеді.

Ауыл шаруашылығы өндірісінің міндеттеріне астық, техникалық, көкөніс және жеміс-жидек дақылдарын өндіруді дүние жүзінде ұлғайту кіреді.
Бұл мәселелерді шешу әртүрлі ауылшаруашылық дақылдарының жаңа перспективалы, қарқынды сорттары болған жағдайда мүмкін болады. Интенсивті типтегі жаңа сорттарды алу, атап айтқанда, химиялық мутагендердің көмегімен мүмкін болады.
Мутагендік факторлардың бастапқы формаларға әсері мутациялардың жиілігін арттырады және құнды шаруашылық белгілері мен қасиеттерінің кешені бар ең бай асыл тұқымды материалды жасауға мүмкіндік береді.
Осылайша, еліміздегі және шетелдегі көптеген ғылыми мекемелерде физикалық және химиялық мутагендерді қолдану нәтижесінде жаңа сорттар алынды. Бұл өнімділігінің жоғарылауымен, көптеген ауруларға төзімділігімен және басқа да пайдалы қасиеттерімен сипатталатын жаздық және күздік бидай сорттары. Жоғары өнімділігімен, жоғары дәмділігімен және технологиялық сапасымен ерекшеленетін, механикаландырылған жинауға жарамды қызанақ сорттары да алынды.
IN Соңғы уақытСондай-ақ өнеркәсіптік балық шаруашылығында индукциялық мутагенез бойынша қарқынды зерттеулер жүргізілуде – сазан, күміс тұқы, кемпірқосақ форель. Мұндай зерттеулердің мақсаты – әр түрлі химиялық мутагендердің әсер етуінің тиімділігі мен ерекшеліктерін анықтау, одан әрі қарай таңдау үшін мутанттарды іріктеу.
Микробиологияда мутагендерді зерттеу бойынша да зерттеулер жүргізілуде. Каучук өндірісінің ағынды суларының құрамындағы зиянды заттарды жоюға қабілетті микроорганизмдердің мутантты штаммдары алынды.
Жаңа әдістердің күші ұрпақтардың жылдам ауысуын қамтамасыз ететін мутациялар мен сұрыптауларды алу үшін көптеген индивидтерді қолдануға болатын ағзаларды таңдауда ерекше күшпен көрінген болуы мүмкін. Мұндай жағдайлар микроорганизмдерде жақсы байқалады. Көптеген бактериялар, саңырауқұлақтар, антиномицеттер және басқа да нысандар ауыл шаруашылығы мен медицина үшін үлкен практикалық қызығушылық тудырады. Амин қышқылдары, витаминдер, антибиотиктер, майлар және басқа заттармен қамтамасыз ететін микробиологиялық өнеркәсіптің мүмкіндіктері өте зор.
Мутациялық селекция адам қызметінде ең маңызды микроорганизмдерді қарқынды пайдаланудың жаңа саласында таптырмас буын болып шықты. Молекулярлық құрылымдарға сәулеленудің немесе химиялық мутагендердің әсері жасушадағы биохимиялық процестердің жаңа формаларын тудырады.
Сонымен, қажетті зат үшін «артық синтез» қасиеттері бар микроорганизмдердің радиациялық және химиялық мутанттарын алуға болады. Дәл осылайша пенициллилерді, актиномицеттерді, ашытқыларды және басқа да төменгі сатыдағы саңырауқұлақтар мен бактерияларды радиациялық және химиялық іріктеу бұрын алу мүмкін болмаған формаларды құру мүмкіндігін көрсетті. өсіру техникасы өсімдік жасушаларыжәне олардан көптеген ауылшаруашылық дақылдары үшін дамыған өсімдіктерді қалпына келтіру қазірдің өзінде жасуша селекциясының мүмкіндіктерін тәжірибе жүзінде жүзеге асыруға, яғни оны өсімдіктің жаңа сорттарын жасау үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Жасушалық деңгейде іріктеу мүмкін болатын маңызды ауылшаруашылық белгілері бар мутанттар тізімі өте үлкен. Оларға стресс факторларына төзімді мутанттар, гербицидтер, әртүрлі аурулар, алмастырылмайтын аминқышқылдарының артық продуценттері жатады.
Жасушаны таңдау арқылы шешілетін зерттеу бағыттары құнды бастапқы материал жасаумен шектелмейді. Жасушаларды іріктеу әдістері жасуша дақылдарын өнеркәсіптік өсірудің бірқатар технологияларының негізінде жатыр. маңызды заттар. Бұл зерттеу бағыттары мутагенездің, генетиканың, молекулалық биология, өсімдіктердің физиологиясы мен биохимиясы. Жаңа өсіру технологиясының арқасында көптеген жасушалар мен өсімдіктер алынды, олар бастапқы материал ретінде кеңінен қолданылады. теориялық зерттеу. Оларды қолдану арқылы өсімдіктерде бұрын белгісіз мутанттар, сондай-ақ антибиотиктерге төзімді алғашқы мутанттар бөлініп алынды.
Гендік инженерия жетістіктерін ауыл шаруашылығында қолдану өте кең. Бұл азық-түлік пен жем протеинін өндіру, зиянды заттарды кәдеге жарату қоршаған орта, қалдықсыз өндіріс технологияларын құру, биогаз өндіру, жоғары өнімді мал тұқымдарын, ауруларға, гербицидтерге, жәндіктерге, стресске төзімді өсімдіктің жаңа сорттарын өсіру.

Мутациялар – эволюция мен іріктеу құрылатын негізгі өзгерістер. Мутацияның табиғи көрінісі – барлық организмдерде үздіксіз жүріп жатқан процесс. Ол гендердің химиясының өзгеруіне, хромосомалардағы әртүрлі құрылымдық өзгерістерге, хромосома санының өзгеруіне негізделген.
Селекцияға арналған кез келген бастапқы материалдың негізінде мутациялық өзгергіштік жатыр, өйткені бастапқы, алғашқы тұқым қуалайтын әртүрлілік тек мутация негізінде пайда болады. Мутация процесін бақылау мүмкіндігі іріктеу үшін бастапқы материалдың бүкіл мәселесінде ең күрделі өзгерістерге әкеледі.
Мутация процесін әртүрлі тәсілдермен басқаруға болады. Бір жағынан өзгергіштіктің жалпы процестерінің күрт артуы гендер мен хромосомалардың максималды әртүрлілігінің үлкен мөлшеріне әкеледі. Басқа жақтан, маңыздыбелгілі бір мутация тудыратын қасиеті бар осындай факторларды қолдануы бар. Бұл жағдайда қажетті мутациялардың шектеулі шеңберін тудыратын мутация процесін дифференциалды түрде басқаруға және соңында тек қажетті мутацияларды алуға болады.
Табиғи мутация процесі сыртқы факторларға байланысты. Қоршаған орта факторлары пайда болу негізін құрайды табиғи мутациялар. Табиғи ортадағы мутациялардың жиілігі температураның, ультракүлгін сәулелердің, иондаушы өлшемдердің, химиялық мутагендердің әсерінен артуы мүмкін.
Енді қоршаған орта факторларын пайдалана отырып, араласуға мүмкіндік бар химиялық құрылымыгендер, гендер мен хромосомалардың мутацияларының кез келген қажетті санын туғызады. Бұл іріктеу үшін бастапқы материал мәселесін жаңа әдіспен шешеді. Индукцияланған мутагенез әдістері бастапқы материал туралы ілімнің барлық басқа бөлімдерін түбегейлі толықтырады. Қатаң іріктеуден өткеннен кейін, ал кейбір жағдайларда тіпті айқасып өткеннен кейін ғана мутациялар жаңа сорттарды тудыруы мүмкін. Селекцияның өзі классикалық генетикалық әдістермен жүзеге асырылады, өйткені мутациялар сортты жасау үшін тек шикізат болып табылады.
Табиғи мутациялық процесс түрлердің эволюциялық түрленуінің негізі болып табылады және өткен селекцияда өсімдік сорттарын жасауда селекцияның негізі болды. Табиғи және жасанды сұрыптау әрекетінің нәтижесінде тұқым қуалайтын өзгерістер – мутациялар, олардың бейімделу немесе экономикалық құндылығына байланысты жыныстық немесе вегетативті көбею кезінде бекітіледі немесе қоршаған орта өзгерістерінің әсерінен мутацияға немесе генетикалық өзгерістерге ұшырамайды.
Табиғи және индукциялық мутациялардың өсімдік және мал шаруашылығында, микробиологияда, биотехнологияда алатын орны зор, бұл ауыл шаруашылығы өндірісінің табысты дамуының негізі болып табылады.

6. Полиплоидтар: полиплоидтардың түрлері және олардың селекцияда қолданылуы.

Полиплоидия. Өздеріңіз білетіндей, «полиплоидия» термині жасушалардағы хромосома санының өзгеруіне байланысты көптеген құбылыстарды білдіру үшін қолданылады.

Автополиплоидия – жасушадағы бір хромосома жиынтығының (геномының) қайталануы. Автополиплоидия көбінесе жасуша мөлшерінің, тозаң дәндерінің және организмдердің жалпы мөлшерінің ұлғаюымен бірге жүреді. Мысалы, триплоидты көктерек үлкен өлшемдерге жетеді, берік, ағашы ыдырауға төзімді. Мәдени өсімдіктердің ішінде триплоидтар да (банан, шай, қант қызылшасы), тетраплоидтар да (қара бидай, беде, қарақұмық, жүгері, жүзім, сондай-ақ құлпынай, алма ағаштары, қарбыз) кең таралған. Кейбір полиплоидты сорттар (құлпынай, алма ағаштары, қарбыз) триплоидтармен де, тетраплоидтармен де ұсынылған. Автополиплоидтар қанттың жоғары болуымен, витаминдердің көптігімен ерекшеленеді. Полиплоидияның оң әсерлері жасушаларда бір геннің көшірмелерінің санының көбеюімен, сәйкесінше ферменттер дозасының (концентрациясының) жоғарылауымен байланысты. Әдетте, автополиплоидтар диплоидтарға қарағанда құнарлылығы төмен, бірақ құнарлылықтың төмендеуі әдетте жеміс мөлшерінің ұлғаюымен (алма, алмұрт, жүзім) немесе кейбір заттардың (қант, витаминдер) жоғарылауымен өтеледі. Сонымен қатар, кейбір жағдайларда полиплоидия физиологиялық процестердің тежелуіне әкеледі, әсіресе, қашан жоғары деңгейлерплоидты. Мысалы, 84 хромосомалы бидай 42 хромосомалы бидайға қарағанда өнімділігі төмен.

Аллополиплоидия - жасушадағы әртүрлі хромосомалардың (геномдардың) жиынтығы. Көбінесе аллополиплоидтар дистанциялық будандастыру арқылы, яғни әр түрге жататын организмдерді айқастыру арқылы алынады. Мұндай будандар әдетте стерильді болады (бейнелі түрде «өсімдік қашырлары» деп аталады), алайда жасушалардағы хромосомалардың санын екі есе көбейту арқылы олардың құнарлылығын (құнарлығын) қалпына келтіруге болады. Осылайша бидай мен қара бидайдың (тритикале), шие мен қара өріктің, тұт пен мандарин жібек құртының будандары алынды.

Селекциядағы полиплоидия келесі мақсаттарға жету үшін қолданылады:

Өндіріске тікелей енгізілетін немесе одан әрі іріктеу үшін материал ретінде пайдаланылатын жоғары өнімді формаларды алу;

Түраралық будандарда құнарлылықты қалпына келтіру;

Гаплоидты формалардың диплоидтық деңгейге ауысуы.

Тәжірибелік жағдайларда полиплоидты жасушалардың түзілуі экстремалды температураның әсерінен туындауы мүмкін: төмен (0 ... +8 ° C) немесе жоғары (+38 ... + 45 ° C), сондай-ақ ағзаларды емдеу немесе олардың бөліктері (гүлдер, тұқымдар немесе өсімдік өскіндері, жұмыртқалар немесе жануарлар эмбриондары) митоздық уланулар арқылы. Митоздық уларға: колхицин (күзгі колхикумның алкалоидтары – белгілі сәндік өсімдік), хлороформ, хлоралгидрат, винбластин, аценафтен және т.б.

7. Бастапқы материалдың классификациясы.

Селекциялық жұмыс бастапқы материалды таңдаудан басталады, Н.И.Вавиловтың пайымдауынша, селекциялық жұмыстың табысы ең алдымен соған байланысты.
Селекциядағы бастапқы материал жаңа сорттарды өсіру үшін пайдаланылатын өсімдіктердің мәдени және жабайы түрлері болып табылады.
Бастапқы материал ретінде мыналар қолданылады: 1) табиғатта алуан түрлі кездесетін өсімдіктердің формалары мен сорттары; 2) іріктеу процесінде будандастыру арқылы және әртүрлі сыртқы жағдайлардың жасанды әсерінен жасалған өсімдік формалары;
Қазіргі селекцияда бастапқы материалды алудың келесі негізгі түрлері мен әдістері қолданылады.
I. Табиғи популяциялар.Оларға жабайы пішіндер, мәдени өсімдіктердің жергілікті сорттары және ауыл шаруашылығы өсімдіктерінің әлемдік коллекциясынан алынған үлгілер жатады.
II. гибридті популяциялар.Гибридті популяциялардың екі түрі бар: 1) бір түр ішіндегі сорттар мен формаларды айқастыру нәтижесінде алынған түр ішілік; 2) өсімдіктердің әртүрлі түрлері мен тектерін (түраралық және текаралық) айқастыру арқылы жасалған.
III. Өздігінен тозаңданатын сызықтар (инкубациялық сызықтар).Олар айқас тозаңданатын өсімдіктерді өсіруде бастапқы материалдың маңызды көзі ретінде қызмет етеді. Олар осы өсімдіктердің бірнеше рет күштеп өздігінен тозаңдануы арқылы алынады. Гетеротикалық будандарды жасау үшін ең жақсы сызықтар бір-бірімен немесе сорттармен қиылысады, нәтижесінде бір жыл бойы пайдаланылатын гибридті тұқымдар алынады. Өздігінен тозаңданатын линиялардан алынған гибридтер, әдеттегі будандар сорттарынан айырмашылығы, жыл сайын көбейтуді қажет етеді.
IV. Жасанды мутациялар және полиплоидты формалар.Бастапқы материалдың бұл түрі өсімдіктерге әртүрлі радиация түрлеріне әсер ету арқылы жасалады, химиялық заттар, температура және басқа мутагендік агенттер.
Селекцияның даму тарихында және қазіргі кездегі бастапқы материалдың әртүрлі түрлерінің маңызы бірдей емес. Көптеген ғасырлар бойы оның жалғыз түрі табиғи популяциялар болды. Содан кейін генетика будандастыруды қолдануды теориялық тұрғыдан негіздеді. Бұл әдісті практикалық іріктеуде қолдану біздің елімізде 1920 жылдары басталды. 30-шы жылдардан бастап. бастапқы материалды жасау әдісі ретінде будандастырудың маңыздылығы артып келеді және қазіргі уақытта барлық дерлік дақылдармен жұмыс істегенде түрішілік будандастыру оның негізгі әдісі болып табылады. Алыс будандастырудың орасан зор қиындықтарына қарамастан, ол бірқатар маңызды ауыл шаруашылығы дақылдарын таңдауда бастапқы материал жасау үшін де кеңінен қолданылады.
Мутациялар мен полиплоидты формалар бастапқы материалдың жаңа көздері болып табылады, олардың қолданылуы жыл сайын кеңейіп келеді және кейбір мәдениеттермен жұмыс істегенде іс жүзінде құнды нәтижелер береді. Жасанды іріктеу ең маңызды таңдау әдісі болды және болып қала береді. Дегенмен, селекция процесі екі қызмет тобын қамтиды: бастапқы материалды бағалау және таңдалған ағзаларды немесе олардың бөліктерін іріктеп көбейту (көбею). Мысал ретінде өсімдіктерді пайдалана отырып, бастапқы материалды бағалау әдістерін қарастырайық.

Іріктеу процесінде материал оның экономикалық және сәйкес бағаланады биологиялық қасиеттері, олар таңдау объектісі болып табылады. Бірақ объектінің сипаттамаларына және таңдау міндеттеріне қарамастан, материал келесі критерийлер бойынша бағаланады:

Сортты одан әрі пайдалану жоспарланған топырақ-климат жағдайларына сәйкес дамудың белгілі бір ырғағы;

Өнімнің жоғары сапасымен жоғары потенциалды өнімділік;

Қоршаған ортаның физикалық және химиялық факторларының қолайсыз әсеріне төзімділік (аязға төзімділік, қысқы төзімділік, ыстыққа төзімділік, құрғақшылыққа төзімділік, әртүрлі химиялық ластануға төзімділік);

Аурулар мен зиянкестерге төзімділік (иммунитетпен бағаланады);

Ауылшаруашылық технологиясына жауап беру.

Ең дұрысы, сорт жеке талаптарға сай емес, олардың кешені болуы керек. Алайда, іс жүзінде бұл жиі мүмкін емес болып шығады, сондықтан әртүрлі сызықтардан (клондардан) тұратын композициялар жасау мүмкін емес. тұқым қуалайтын қасиеттер, агроэкожүйелердің жалпы тұрақтылығын арттырудың ең жылдам және сенімді әдісі болып саналады. Гетерогенді жүйелерде өсу мен даму ерекшеліктері, сыртқы орта факторларының динамикасына сезімталдық, аурулар, зиянкестердің әр түрлі ерекшеліктері бар особьтардың компенсаторлық өзара әрекеттесулері болатыны дәлелденді.

Материалды бағалау онтогенездің барлық кезеңдерінде жүзеге асырылады, өйткені әртүрлі белгілер әртүрлі жас жағдайында пайда болады. Бұл жағдайда материал ретінде бағаланады тікелей, сонымен қатар жанама белгілер. Мысалы, күздік дәнді дақылдар мен көпжылдық өсімдіктердің қысқы төзімділігін бағалағанда ең маңызды тікелей көрсеткіш – балдық тоңудың жалпы дәрежесі. Бұл ретте қысқы төзімділікті жасуша шырынындағы қанттың мөлшерін анықтау арқылы бағалауға болады. Бұл көрсеткіш жанама болып табылады. Жанама дәлелдермен бағалау дәлірек емес болып саналады, бірақ кейбір жағдайларда ол ыңғайлы және тіпті сөзсіз болады, мысалы:

Тікелей және жанама белгілер арасында жоғары және тұрақты корреляция болса;

Тікелей белгілер белгілі бір жылдары ғана пайда болса (аномальды құрғақ, жаңбырлы ...);

Тікелей белгілер онтогенездің кейінгі кезеңдерінде пайда болса;

Егер тікелей белгілер жоғары модификациялық өзгергіштікпен сипатталса.

Асыл тұқымды материалды бағалау үшін далалық, зертханалық және зертханалық-далалық әдістер қолданылады.

Өріс әдістеріең сенімді нәтиже береді, өйткені материал табиғи жағдайда тікелей белгілермен бағаланады. Дегенмен, далалық әдістерді қолдану әрқашан мүмкін емес. Мысалы, жыл сайынғы көшеттердің аязға төзімділігін бағалау үшін аязды қарсыз қыс қажет; егер белгілі бір жылы мұндай қыс болмаған болса, онда материал бағаланбай қалады. Сол сияқты, табиғи инвазияға қарсы иммунитетті бағалау ауру немесе зиянкестер көп таралған жылдары ғана жасалуы мүмкін.

Зертханалық әдістер экспериментатордың қалауы бойынша қоршаған орта факторларының градациясын өзгертуге мүмкіндік береді. Мысалы, қашу зақымдануы кесу арқылы имитацияланады. Дегенмен, кейбір жағдайларда эксперименттік әдістерді қолдану арнайы жабдықты қажет етеді; мысалы, суыққа төзімділікті зерттеу қарқынды жарық көздері бар мұздатқыштарды қажет етеді.

Зертханалық және далалық әдістернақты далалық және зертханалық әдістердің артықшылықтары мен кемшіліктерін біріктіру.

Арнайы топта арандату әдістері, оның көмегімен жасанды түрде жасалады арандатушылық фон, яғни өсімдіктердің қолайсыз физика-химиялық қатынасын анықтау шарттары және биотикалық факторлар. Арандатушылық әдістердің қарқындылығы оңтайлы болуы керек. Егер арандатушылық фон тым әлсіз болса, жағымсыз сипаттың көрінісі кепілдік бермейді, ал егер фон тым қатал болса, осы фактордың әсеріне жеткілікті төзімді өсімдіктерді қабылдамауға болады.

Арандатушылық әдістерге зиянкестер мен ауруларға төзімділік үшін өсіру кезінде инфекциялық фон жасау кіреді. Таңдаудың бұл бағыты өте маңызды және сонымен бірге өте қиын, сондықтан оны толығырақ қарастырайық.

Асыл тұқымды материалды аурулар мен зиянкестерге төзімділігіне бағалау

Халық ауылшаруашылық өнімдерінің кем дегенде 25 пайызын ауру мен зиянкестерге салық ретінде беретіні белгілі. Бұл шығындарды азайту үшін пестицидтердің үнемі өсіп келе жатқан дозалары қолданылады: фунгицидтер, инсектицидтер, акарицидтер және т.б. Пестицидтерді қолдану арқылы алынған өнімдерді адам үшін зиянсыз деп санауға болмайтыны анық, пестицидтерді қолданудың өзі агроэкожүйелердің тұрақтылығын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар көршілес экожүйелердің құрылымын бұзады. Сондықтан иммунитетке арналған таңдау, яғни. аурулар мен зиянкестерге төзімділік өсіру процесінің ең маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Иммунитет доктринасының негізін Н.И. Вавилов.

Аурудың дамуына инфекцияға және қоздырғыштың таралуына жағдай жасайтын сыртқы орта факторлары әсер етеді. Осы жағдайларды білу зардап шеккен өсімдіктерді анықтау және жою үшін ең жақсы арандатушылық фон жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, көптеген аурулардың көрінуіне монокультура, сондай-ақ қысқа ауыспалы егістерді пайдалану ықпал етеді.

Өсімдіктердің берілген патогендік нәсілге төзімділігін немесе тұрақсыздығын анықтау үшін өсімдіктерді осы нәсілмен жасанды түрде жұқтыру арқылы инфекциялық фон жасалады. Өсімдіктердің қоздырғышқа төзімділігі немесе сезімталдығы екі генофондтың – өсімдік пен қоздырғыштың коэволюциясының (конъюгацияланған эволюциясының) салдары болып табылады. Бұл генофондтардың әртүрлілігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жаңа патогендік нәсілдердің қалыптасу жылдамдығы жоғары болады. Нәтижесінде патогендік организмдерде жаңа нәсілдердің қалыптасуы өсімдік генотиптері мен қоздырғыш генотиптерінің алуан түрлілігі бар асыл тұқымды мекемелер жағдайында барынша қарқынды жүреді. Нәтижесінде осы қоздырғышқа иммунитеті бар жаңадан жасалған сорт бірнеше жылдан кейін төзімділігін жоғалтады. Бұл жағымсыз әсердің алдын алу үшін келесі шарттарды орындау ұсынылады.

1. Осы түрдің табиғи екпелерінен жеткілікті қашықтықта жаңа коллекциялық екпелерді құру және мәдени айналымда алдыңғылардың арасында жақын түрлер болмауы керек.

2. Дисперстік коллекцияларды құру, яғни басқа ұқсас топтарға қатысты кеңістіктік оқшаулауда берілген патогенге потенциалды төзімді өсімдіктер топтарын өсіру.

8. Дистанциялық будандастыру. Гибридтерді алудағы қиындықтар Дәнді дақылдардың селекциясының ерекшеліктері: селекция процесінің схемасы.

Қазіргі селекция көптеген ғылымдардың соңғы жетістіктеріне негізделген әдістердің тұтас кешенін қолданады: генетика, цитология, ботаника, зоология, микробиология, агроэкология, биотехнология, ақпараттық технологияларжәне т.б. (Олардың кейбіреулері «Генетика биотехнологияның ғылыми негізі ретінде» дәрісінде талқыланады). Дегенмен, таңдаудың негізгі спецификалық әдістері қалады будандастыруЖәне жасанды іріктеу.

Гибридизация

Әртүрлі генотиптері бар организмдерді айқастыру белгілердің жаңа комбинацияларын алудың негізгі әдісі болып табылады. Кейде будандастыру қажет, мысалы, алдын алу үшін туыстық депрессия. Инбридингтік депрессия тығыз байланысты кроссингте көрінеді және өнімділік пен өміршеңдіктің (өмірлік) төмендеуімен көрінеді. Инбридингтік депрессия гетерозға қарама-қарсы (төменде қараңыз).

Кресттердің келесі түрлері бар:

түрішілік кресттер-аралас әртүрлі формалартүр ішінде (міндетті түрде сорттар мен тұқымдар емес). Түрішілік қиылыстарға әртүрлі экологиялық жағдайларда және/немесе әртүрлі географиялық аймақтарда тұратын бір түрге жататын организмдердің қиылысулары да жатады ( экологиялық-географиялық өткелдер). Түрішілік кресттер басқа кресттердің көпшілігінің негізінде жатыр.

тығыз байланысты кресттерөсімдіктердегі индукция және жануарлардағы инбридинг. алу үшін пайдаланылады таза сызықтар.

Жоларалық кресттер- таза сызықтардың өкілдері қиылысады (кейбір жағдайларда - әртүрлі сорттар мен тұқымдар). Инбридингтік депрессияны басу үшін, сондай-ақ гетерозис әсерін алу үшін (төменде қараңыз) аралық қиылысулар қолданылады. Интерлайндық қиылысу селекциялық процестің тәуелсіз кезеңі ретінде әрекет ете алады, дегенмен соңғы онжылдықтарда аралық будандар ( кресттер, немесе бірінші ұрпақтың гибридтері F1) коммерциялық өнімдерді өндіру үшін көбірек пайдаланылады.

Бэккросстар (артқы кресттер) гибридтердің (гетерозиготалардың) ата-аналық формалармен (гомозиготалардың) айқасуы болып табылады. Мысалы, рецессивті аллельдердің фенотиптік экспрессиясын болдырмау үшін доминантты гомозиготалы формалары бар гетерозиготалардың кресттері қолданылады.

Кресттерді талдау(олар кері кресттердің бір түрі) генотипі белгісіз және рецессивті-гомозиготалы сынаушы сызықтары бар доминантты формалардың қиылысуы. Мұндай кресттер продуценттерді ұрпақтары бойынша талдау үшін қолданылады: кресттерді талдау нәтижесінде бөліну болмаса, онда доминантты форма гомозиготалы болады; егер 1:1 бөлінуі байқалса (доминантты белгілері бар особьтардың 1 бөлігі: рецессивті белгілері бар дарақтардың 1 бөлігі), онда доминантты түрі гетерозиготалы болады.

Қанықтыру (алмастыру) кресттеріОлар сондай-ақ бэккросстың бір түрі болып табылады. Бірнеше кері кросстармен аллельдердің (хромосомалардың) селективті (дифференциалды) алмастырылуы мүмкін, мысалы, қажетсіз аллельді сақтау ықтималдығын біртіндеп азайтуға болады.

алыс өткелдер- түраралық және текаралық. Әдетте, шалғай будандар стерильді және вегетативті жолмен көбейеді; гибридтердің бедеулігін жеңу үшін хромосомалардың санын екі есе көбейту қолданылады, осылайша амфидиплоидты организмдер алынады: қара бидай-бидай будандары (тритикале), бидай-шаш шөп будандары.

Соматикалық будандастырубірігуге негізделген будандастыру болып табылады соматикалық жасушалармүлдем ұқсамайтын организмдер. Соматикалық будандастыру «Генетика биотехнологияның ғылыми негізі ретінде» дәрісінде толығырақ қарастырылады.

гетероз. Гибридизация кезінде ол жиі көрінеді гетероз– гибридті беріктік, әсіресе будандардың бірінші буынында. Гетерозис механизмдері әлі де аз зерттелген. Гетерозистің екі теориясы ең танымал: үстемдік теориясы және үстемдік теориясы. Доминанттылық теориясы бірінші ұрпақ будандарында гомозиготаларды айқастыру кезінде қолайсыз рецессивті аллельдер гетерозиготалы күйге ауысады деген идеяға негізделген: AAbb × aaBB → AaBb; Содан кейін AaBb>AAbb, AaBb>aaBB. Шамадан тыс үстемдік теориясы гомозиготалардың кез келгенімен салыстырғанда гетерозиготалардың конститутивтік (жалпы) жарамдылығының жоғарылауын болжайды: аа>А.АЖәне аа>аа. Сондай-ақ гетерозис туралы күрделі идеялар бар, мысалы, гетерозис теориясы В.А. Струнникова; бұл теорияның мәні таза сызықтарда белгілі бір аллельдердің жағымсыз әсерлерін басатын модификатор гендерінің жинақталуы; әр түрлі таза сызықтарды кесіп өткенде, олардың әрқайсысы өзінше әкеледі модификатор гендерінің компенсаторлық кешені, бұл зиянды аллельдердің басылуын күшейтеді.

Кейбір жағдайларда алынған генотиптерді сақтауға және сол арқылы гетерозды түзетуге болады, мысалы, өсімдіктерді вегетативті жолмен көбейткенде. Диплоидты гетеротикалық будандарды полиплоидты деңгейге ауыстырғанда гетерозис әсері де сақталады.

Әртүрлі түрлер мен тектерге жататын организмдердің қиылысуы деп аталады дистанциялық будандастыру.

Дистанциялық будандастыру болып бөлінеді түраралықЖәне аралық. Түр аралық будандастыру мысалдары жұмсақ бидайды қатты сортпен, күнбағысты топинамбурмен, сұлыны византия сұлысымен егу және т.б. бидайды қара бидаймен, бидайды бидай шөпімен, арпаны элимуспен және т.б. тұқымаралық будандастыру жатады. Дистанциялық будандастырудың мақсаты – әртүрлі түрлер мен тектердің белгілері мен қасиеттерін біріктіретін өсімдік формалары мен сорттарын жасау. Практикалық және теориялық тұрғыдан алғанда, бұл ерекше қызығушылық тудырады, өйткені алыс гибридтер өсу мен даму қабілетінің жоғарылауымен, үлкен жемістер мен тұқымдармен, қысқы төзімділігімен және құрғақшылыққа төзімділігімен ерекшеленеді.

Аурулар мен зиянкестерге төзімді сорттар шығаруда дистанциялық будандастырудың маңызы зор.

Қашықтан будандастырудың екі ғасырдан астам тарихы бар. Темекінің екі түрі арасындағы бірінші алыс буданды 1760 жылы И.Келройтер алған. Содан бері дистанциялық будандастыру мәселесі дүние жүзіндегі көптеген көрнекті ботаниктердің, генетиктердің және селекционерлердің назарын үнемі аударып келеді. Дистанттық будандастырудың теориясы мен практикасының дамуына үлкен үлес қосқан И.В.Мичурин осы әдіс негізінде үлкен санжеміс өсімдіктерінің жаңа сорттары мен формалары.

Алыс будандастыру кезінде үлкен қиындықтар туындайды. Олар әртүрлі түрлер мен тектердің айқаспауы немесе айқаспауы және нәтижесінде пайда болған бірінші ұрпақ будандарының стерильділігімен байланысты.

Алыс будандастырумен өсімдіктердің айқаспауын жеңудің бірқатар әдістерін И.В.Мичурин ұсынған. Алма мен алмұрт, шие мен құс шие, айва мен алмұрт, өрік пен қара өрік арасындағы будандар алу кезінде тозаң қоспасын пайдаланған. Шамасы, аналық өсімдік гүлдерінің стигмаларына жағылатын әртүрлі тозаңдардың бөлінуі тозаңдандырғыш түрдің тозаңдарының өнуіне ықпал етеді.

Кейбір жағдайларда аталық өсімдіктің тозаңының өнуі аналық өсімдік тозаңының қосылуы арқылы ынталандырылды. Сонымен, раушан гүлін жабайы раушанмен кесіп өткенде, И.В.Мичурин тұқым ала алмады. Итмұрын тозаңына раушан гүлінің тозаңын қосқанда тұқым пайда болды, одан будандық өсімдіктер өсті.

Қыста төзімді шабдалы сорттарын дамыту үшін И.В.Мичурин мәдени шабдалы сорттарын жабайы бадам-бұршақтың қыста төзімді түрімен айқастыруды ұйғарды. Бірақ ол мұндай өткелден тұқым ала алмады. Содан кейін ол бұршақ өсімдігінің көшеттерін Дәуіттің жабайы шабдалысымен алдын ала кесіп өтті. Нәтижесінде гибрид пайда болды, ол оны делдал деп атады. Ол жеткілікті қысқы төзімділікке ие болды және шабдалы сорттарын оңай кесіп өтті. Әртүрлі өсімдік түрлерін будандастырудағы сатылы айқасудың бұл әдісі медиатор әдісі деп аталады.

Алыстағы будандастыру кезінде кресттер кең ауқымда жүзеге асырылады, өйткені тозаңданған гүлдердің аз санымен өсімдіктердің кейбір түрлерінің немесе тұқымдарының қиылыспауы туралы қате түсінік пайда болуы мүмкін. Бірінші ұрпақтың түраралық және тұқымаралық будандары, әдетте, стерильді немесе өте төмен ұрықтандыруға ие, бірақ олардың вегетативтік мүшелері жақсы дамыған болуы мүмкін.

Шалғай кресттердің бірінші буынының будандарының бедеулігінің себептері келесідей:

• генеративті органдардың дамымауы. Көбінесе аталық генеративтік мүшелер – антерлер – дамымаған, кейде тіпті ашылмайды. Көбінесе стерильді және әйелдік генеративті органдар;
• мейоздың бұзылуы. Гаметалардың қалыптасуында әртүрлі түрлердің хромосомаларының нашар немесе дұрыс емес конъюгациясы мүмкін. Бұл жағдайда екі жағдай болуы мүмкін.

1. Айқасқан түрлер бар әртүрлі санхромосомалар. Мысалы, А түрі (2n=14) В түрімен (2n=28) айқасады. Бірінші ұрпақ будандарында хромосомалардың саны 21 болады. Гаметогенез кезінде 7 жұп бивалентті және 7 унивалентті түзіледі. Бірвалентті хромосомалар пайда болған гаметалар арасында біркелкі таралмаған. Бұл жағдайда хромосомалардың әртүрлі саны бар гаметалар түзіледі - 7-ден 14-ке дейін.

2. Айқасқан түрлердің хромосомаларының саны бірдей, бірақ олардың құрылымдық айырмашылығына байланысты олардың арасындағы конъюгация бұзылуы мүмкін. Мейоз кезінде, бірінші жағдайдағыдай, гомологты емес хромосомалар дұрыс емес ажырайды. Осы құбылыстың нәтижесінде будандардың азды-көпті стерильділігі де байқалады.

Бірінші ұрпақтың шалғай будандарының бедеулігін жеңу үшін келесі әдістер қолданылады.

1. Ата-аналардың бірінің тозаңымен тозаңданады. Бұл ең жиі қолданылатын әдістердің бірі, көп жағдайда ол береді жақсы нәтижелер. Оның кемшілігі тозаңы кейінгі будан ұрпақтарда қайта тозаңдандыру үшін пайдаланылған ата-ананың белгілері мен қасиеттерін қайтаруда.

2. Бірінші ұрпақ өсімдік тозаңымен тозаңдану. Жұмыстың үлкен ауқымы және әртүрлі ата-аналық нысандары бар, бірінші ұрпақ будандарының арасында әдетте құнарлы тозаңы бар өсімдіктер аз. Олар бір ұрпақтың стерильді өсімдіктерін тозаңдандыру үшін қолданылады. Сонымен қатар ата-аналық формалардың ерекшеліктеріне оралу әлдеқайда әлсіз.

3. Хромосома санын екі есе көбейту үшін өнген тұқымдарды колхицин ерітіндісімен өңдеу. Бұл әдіс хромосомалардың теңдестірілген саны бар көптеген құнарлы амфидиплоидтық формаларды алуға мүмкіндік береді.

9. Республикадағы бірыңғай селекциялық-тұқым шаруашылығы жүйесінің міндеттері, негізгі буындарын ұйымдастыру.

Біздің елімізде селекция және тұқым шаруашылығы бірыңғай орталықтандырылған негізде жүзеге асырылады мемлекеттік жүйежаңа сорттарды өсіру (селекция), сынау (мемлекеттік сорт сынағы) және аудандастыру, биологиялық және өнімділік сапаларын сақтай отырып, олардың жаппай молайту (тұқым шаруашылығы дұрыс), сорттық (апробация) және егістік (тұқым бақылау) сапасын жинау және бақылауды біріктіретін . тұқымдардан.

Селекциялық-тұқым шаруашылығы жүйесінің негізгі буындарын және олардың міндеттерін төмендегідей көрсетуге болады.

1. Таңдау- селекциялық орталықтарда және басқа да ғылыми мекемелерде жаңа сорттарды өсіру.

2. Сорттарды сынау және аудандастыру- Ауыл шаруашылығы дақылдарының сорттарын сынау жөніндегі мемлекеттік комиссияның сорт учаскелеріндегі сорттар мен будандарға объективті кешенді баға беру және оларды өндірістік пайдалану алаңдарын белгілеу.

3. тұқым шаруашылығы- сорттық және өнімділік сапаларын сақтай отырып, сорттар мен будандарды жаппай көбейту. Ауыл шаруашылығы жоғары оқу орындарының ғылыми-зерттеу мекемелерінде, оқу шаруашылықтарында элиталық тұқымдарды өндіру және I репродукциялау және мамандандырылған тұқым шаруашылықтарында, колхоздар мен совхоздардың тұқым бригадалары мен бөлімшелерінде кейінгі репродукциялар.

4. Сорттық тұқымдарды сатып алу және сату- тұқым шаруашылықтары мен дайындау ұйымдарының сорттық тұқымдарды дайындау, сақтау және сату. Мемлекеттік ресурстарға қажетті сақтандыру және аударылатын (күздік дақылдар үшін) тұқым қорларын құру.

5. Сорт және тұқымдарды бақылау- барлық шаруашылықтарда және тұқымдық мемлекеттік инспекцияларда жүргізілетін тұқымдардың сорттық және тұқымдық қасиеттерін тексеру.

Осылайша тұқым шаруашылығы бойынша жұмыстар жүргізілуде ортақ жүйеселекция және тұқым шаруашылығы, бірақ соңғысының бір мезгілде өз жүйесі бар.

тұқым жүйесі- бұл мемлекеттік жоспарға сәйкес еліміздің кез келген дақылдың немесе ауыл шаруашылығы дақылдары тобының жоғары сапалы сорттық тұқымына қажеттілігін қамтамасыз ететін өзара байланысты өндірістік бөлімшелер тобы. Тұқым шаруашылығы жүйесі тұқымдардың сорттық және егістік сапасын бақылауды қамтамасыз етеді, оның міндеті барлық колхоздар мен совхоздарға жоғары сапалы сорттық тұқымдарды жинау және жеткізу болып табылады.

Тұқымдық жүйені тұқым схемасынан ажырату керек.

Тұқымдық схема- бұл белгілі бір дәйектілікпен сұрыптау және көбейту арқылы сортты көбейту процесі жүзеге асырылатын питомниктер мен тұқымдық дақылдар тобы. Бір тұқым шаруашылығы жүйесінде бұл жұмысты әртүрлі схемалар бойынша жүргізуге болады. Тұқым шаруашылығы жүйесі сорттық тұқым өндірісін ұйымдастыруды қарастырса, тұқым шаруашылығының схемасы әдістер мен әдістерді анықтайды. әдістері, олардың негізінде сорттық және өнімділік сапасы жоғары тұқым өсіру қамтамасыз етіледі.

Белгілі бір дақылдың немесе дақылдар тобының сорттық тұқымдарын өндіруді ұйымдастыру бірқатар факторларды ескере отырып құрылады: дақылдың биологиялық ерекшеліктері, оның өндірісте алатын ауданы, тұқым себу азығы мен өнімділігі, ұйымдастырушылық-техникалық шарттар. , т.б.

1976 жылы дәнді дақылдар, майлы және шөптер тұқым шаруашылығының келесі жүйесі қабылданды. Жаңа сорттарды шығаратын ғылыми-зерттеу мекемелері ғылыми-зерттеу мекемелерінің тәжірибелік-өндірістік шаруашылықтарының және ауылшаруашылық жоғары оқу орындарының және техникумдардың оқу-тәжірибе шаруашылықтарының аудандастырылған және перспективалы сорттарын КСРО Мемлекеттік аграрлық-өнеркәсіптік басқармасы белгілеген мөлшерде бастапқы тұқымдық материалмен қамтамасыз етеді.

Ғылыми-зерттеу мекемелерінің тәжірибелік-өндірістік шаруашылықтары және ауылшаруашылық жоғары оқу орындары мен техникумдардың оқу-тәжірибе шаруашылықтары мамандандырылған тұқым шаруашылықтарының, тұқым бригадалары мен ірі колхоздардың бөлімшелерінің қажеттіліктерін қанағаттандыратын көлемдегі аудандастырылған және перспективалы сорттардың элиталық және I репродукцияларының тұқымдарын шығарады. және сорт ауыстыру және сорт жаңарту бойынша совхоздар.

10. Сорт туралы түсінік. Шығу тегі және жасалу тәсілдері бойынша сорт түрлері. Сорт адам жасаған және ауыл шаруашылығы өндірісінің құралы болып табылады.

Сорт – экономикалық және биологиялық қасиеттері ұқсас және морфологиялық ерекшеліктеріөнімділігі мен өнім сапасын арттыру мақсатында тиісті табиғи және өндірістік жағдайларда өсіру үшін таңдап алынған және көбейтілген мәдени өсімдіктер. Келесі негізгі ойларды атап өту маңызды.

1. Сортты құрайтын өсімдіктер тобының шығу тегі ортақ. Бұл бір немесе бірнеше өсімдіктердің көбейтілген төлі.

2. Ата-аналық бастапқы өсімдіктерді ұрпақтарында көбейтіп, сұрыптау арқылы шаруашылық-биологиялық қасиеттері мен морфологиялық белгілері бойынша ұқсастыққа жетеді. Бұл ұқсастық дәрежесі бастапқы материалға және таңдау әдістеріне байланысты әртүрлі болуы мүмкін.

3. Сорт белгілі бір табиғи және өндірістік жағдайларда өсіру үшін жасалады. Тиісті табиғи және өндірістік жағдайлар болған кезде сорт тұрақты жоғары өнімді және сапалы өнімді қамтамасыз етуі керек.

Ауыл шаруашылығы өсімдіктерінің сорттары шығу тегі мен өсіру әдістерімен ерекшеленеді. Шығу тегі бойынша олар жергілікті және селективті болып бөлінеді. Жергілікті сорттар дегеніміз – белгілі бір ауданда белгілі бір дақылды өсіруде табиғи және қарапайым жасанды сұрыптау әдістерінің ұзақ уақыт әрекетінің нәтижесінде жасалған сорттар. Халықтық селекцияның нәтижесінде әртүрлі дақылдардың көптеген жақсы жергілікті сорттары жасалды. Олардың көпшілігі әртүрлі экономикалық және биологиялық сипаттамаларға ие бола отырып, асыл тұқымды сорттарды өсіру үшін құнды бастапқы материал болып табылады.

Асылдандырунегізінде ғылыми-зерттеу мекемелерінде жасалған сорттар деп аталады ғылыми әдістертаңдау. Олар морфологиялық сипаттамалары мен шаруашылық-биологиялық қасиеттері бойынша анағұрлым үлкен біркелкілігімен ерекшеленеді: сызықты сорттар, клондық сорттар, мутант сорттары және гибридті текті сорттар.

Популяциялық сорттар айқас тозаңданатын немесе өздігінен тозаңданатын өсімдіктерді жаппай іріктеу арқылы алынады. Олар генетикалық тұрғыдан гетерогенді. Өздігінен тозаңдандырғыштардың сорттары-популяциялары көп жағдайда морфологиялық және шаруашылық-биологиялық қасиеттері жағынан біртекті емес. Тұрақты айқас тозаңдануға байланысты айқас тозаңдандырғыштардың сорттары-популяциялары жоғары біркелкі болады. Барлық жергілікті сорттар мен айқас тозаңданатын дақылдардың сорттары популяциялық сорттар болып табылады.

Сызықтықөздігінен тозаңданатын дақылдардан жеке сұрыптау арқылы өсірілген сорттар деп аталады. Сызықтық сорт - бұл бір өсімдіктің көбейтілген ұрпағы, сондықтан ол барлық сипаттамалары мен қасиеттері бойынша жоғары біркелкі. Табиғи тозаңданудың, механикалық бітелудің және мутацияның әсерінен сызықтық сорттар бірте-бірте біркелкілігін жоғалтады. Сызықтық сорттарға күздік бидай Ульяновка және Горковчанка, жаздық бидай Lutescens 62 және Erythrospermum 841, сұлы Победа және Советский, арпа Винер және Нутанс 187, тары Саратовское 853, Веселоподолянское 38 және басқа да бірқатар сорттар жатады.

Мутантты сорттармутагендік факторлардың әсерінен алынған популяциялардан іріктеу арқылы құрылған. Күздік бидайдың мутант сорттары Киянка, жаздық бидай Новосибирская 67, арпа Темп және Минский, соя универсал, ерте пісетін Киев люпині, бұршақ Санарис 75 және т.б.

Гибридті популяциялардан айқастыру және іріктеу арқылы алынған сорттар гибридті деп аталады. Өздігінен тозаңдандырғыштарда олар линиялық сортқа қарағанда азырақ орналасады. Олардан кейде қайта сұрыптау арқылы жаңа сорттар шығаруға болады. Барлық дерлік дақылдар үшін аудандастырылған сорттардың көпшілігі будандар болып табылады. Оның ішінде күздік бидай Безостая 1, Прибой және Одесская 51, жаздық бидай Саратовская 46, Московская 35 және Ленинградка, сұлы Друг және Славутич, арпа Одесса 100, Носовский 9, тары Ерте пісетін 66 және Саратовская старт және 6 спальчице. Кейде гибридті популяциядан бір емес, бірнеше морфологиялық, біртекті, бірақ биологиялық жағынан әр түрлі будандар линиялар таңдалады. Мұндай линиялардың ұрпақтарын біріктіру гибридті көп қатарлы сортты береді. Бұл сорттарға күздік бидай Одесса 51, жаздық бидай Московская 35, жаздық арпа Донецк 4 және т.б.. Мұндай сорттар экологиялық пластикалық қасиетімен ерекшеленеді және үлкен аумақтарды алып жатыр.

Клондық сорттар вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерден (картоп, топинамбур, пияз және т.б.) жеке сұрыптау арқылы алынады. Олар бір вегетативті жолмен таралатын өсімдіктің ұрпақтары, сондықтан оларда өте бар жоғары дәрежетегістік. Олардың өзгеруі табиғи мутагенездің әсерінен болады. Картопта клондық сорттарға Зазерский, Скороспелка 1, Майкопский, т.б.

Систематикада «форма» және «әртүрлілік» ұғымдары сәйкес келеді. Бірақ бұл олардың арасындағы ботаникалық және экологиялық ұқсастықтарға ғана қатысты. Маңызды айырмашылық шығу тегінде - сортты адам жасайды және ауыл шаруашылығы өндірісінің құралы болып табылады.

Сорт – өнімділігі мен өнім сапасын арттыру мақсатында тиісті табиғи-өндірістік жағдайларда өсіру үшін іріктеп алынған және өсірілетін шаруашылық-биологиялық қасиеттері мен морфологиялық белгілері бойынша ұқсас бір тұқымды мәдени өсімдіктер тобы.

Копра ауылшаруашылық өсімдіктерінің шығу тегі мен өсіру әдістері әртүрлі. Шығу тегі бойынша олар жергілікті, селективті және интродукциялық болып бөлінеді.

Жергілікті сорттар – белгілі бір ауданда белгілі бір дақылды өсіру кезінде жасанды сұрыптаудың табиғи және элементарлы әдістерінің ұзақ мерзімді әрекетінің нәтижесінде жасалған сорттар. Әдетте олар халық таңдауымен жасалады.

Селекциялық сорттар ғылыми-зерттеу мекемелерінде ғылыми селекция әдістері негізінде жасалған сорттар деп аталады. Әдетте, олар өздерінің сипаттамалары мен қасиеттерінде үлкен біркелкілікке ие және қазір барлық дерлік жергілікті сорттарды ауыстырды.

Бұрын белгілі бір аумақта өспеген, бірақ басқа елден немесе аймақтан осында көшірілген сорттар интродукция деп аталады.

Шығарылу әдістеріне сәйкес:

Эндогамды және экзогамды өсімдіктерден жаппай сұрыптау арқылы алынған сорт популяциясы. Олар эндогамдық формаларда таңбалары мен қасиеттері бойынша гетерогенді, ал экзогамды өсімдіктерде өте біркелкі болады;

Эндогамды өсімдіктерден жеке сұрыптау арқылы өсірілген желілік сорттар. Шын мәнінде, бұл бір өсімдіктің көбейтілген төлі. Мұндай сорт белгілері мен қасиеттері бойынша өте біркелкі, бірақ бұл қасиет өздігінен мутагенез, сирек айқас тозаңдану және кездейсоқ ластану нәтижесінде жоғалуы мүмкін;

Мутагендік факторлардың әсеріне ұшыраған популяциялардан іріктеу арқылы жасалған мутант сорттары;

Гибридті популяциялардан айқастыру және іріктеу арқылы алынған гибридті сорттар. Мұндай сорттар сызықтық сорттарға қарағанда аз сәйкестендіріледі және олардан қайталап селекция арқылы жаңа сорттар шығарылуы мүмкін;

Вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерден, мысалы, картоптан, пияздан және т.б. жеке іріктеу арқылы өсірілген сорттық клондар.

Әдетте мұндай сорттар сипаттамалары мен қасиеттері бойынша өте біркелкі, бірақ бұл біркелкі табиғи мутагенез және ластану салдарынан жоғалуы мүмкін.

Сорт болуы керек ерекшеліктер мен қасиеттердің белгілі бір жиынтығы үш негізгі көрсеткішпен анықталады:

1) сорт жасалатын топырақ-климат жағдайлары:

2) ауыл шаруашылығы технологиясы мен механикаландыру деңгейі (тыңайтқыштарды қолдану, суаруды пайдалану):

3) мәдениетті пайдалану бағыты (жүгері үшін сүрлем немесе дән, арпаға сыра қайнату немесе жем, ерте ас немесе техникалық картоп және т.б.).

Жоғарыда айтылғандардың негізінде сорт сәйкес келуі керек келесі талаптар қалыптасады:

Жылдар бойына жоғары және тұрақты өнім алу және агротехнологияларды қолдану мен тыңайтқыштарды қолдануға барабар жауап беру;

Қоршаған ортаның қолайсыз факторларына (құрғақшылық, жоғары немесе төмен температура және т.б.) төзімділік;

аурулар мен зиянкестерге күрделі төзімділік;

Механикаландырылған өңдеуге бейімділік;

Сорт өсірілетін жоғары сапалы өнім.

Осылайша, сорттар белгілі бір жерде өсіру үшін жасалады

Топырақ-климаттық аймақ, демек, әртүрлі аймақтарда өсіруге бірдей қолайлы сорттар жоқ және болуы мүмкін емес. Дегенмен, кейбір жақсы сорттар генотиптік реакция жылдамдығы кең және жоғары пластикалық болып табылады, олар тұрақты өнімді сақтай отырып, сыртқы ортаның күрт өзгеруіне биологиялық бейімделген. Мұндай сорттарды үлкен аумақтарда және әртүрлі топырақ-климаттық аймақтарда өсіруге болады.

Ұқсас ақпарат.

Мақала авторы Л.В. Окольнова.

Еске бірден Икс адамдар келеді... немесе Өрмекші адам...

Бірақ бұл кинода да, биологияда да солай, бірақ сәл ғылыми, фантастикалық және қарапайым.

Мутация(аудармада – өзгеріс) – сыртқы немесе ішкі өзгерістердің әсерінен болатын ДНҚ-ның тұрақты, тұқым қуалайтын өзгерісі.

Мутагенез- мутациялардың пайда болу процесі.

Жалпыға ортақ нәрсе - бұл өзгерістер (мутациялар) табиғатта және адамдарда үнемі, күн сайын дерлік болып тұрады.

Ең алдымен мутациялар бөлінеді соматикалық- дене жасушаларында пайда болады, және генеративті- тек гаметаларда пайда болады.

Алдымен генеративті мутациялардың түрлерін талдап көрейік.

Гендік мутациялар

Ген дегеніміз не? Бұл ДНҚ бөлімі (яғни, бірнеше нуклеотидтер), сәйкесінше бұл РНҚ бөлімі және ақуыз бөлімі және организмнің кейбір белгісі.

Анау. гендік мутация – ДНҚ бөлімдерінің реттілігін жоғалту, ауыстыру, енгізу, еселеу, өзгерту.

Жалпы, бұл әрдайым ауруға әкелмейді. Мысалы, ДНҚ қайталанса, мұндай «қателер» орын алады. Бірақ олар сирек кездеседі, бұл жалпы санның өте аз пайызы, сондықтан олар елеусіз, бұл іс жүзінде денеге әсер етпейді.

Сондай-ақ ауыр мутагенез бар:
- адамдардағы орақ жасушалы анемия;
- фенилкетонурия - өте ауыр психикалық тежелуді тудыратын зат алмасудың бұзылуы
- гемофилия
- өсімдіктердегі гигантизм

Геномдық мутациялар

Міне, «геном» терминінің классикалық анықтамасы:

Геном -

Жиынтық тұқым қуалайтын материалағзаның жасушасында қоршалған;
- адам геномы және барлық басқа жасушалық тіршілік формаларының геномдары ДНҚ-дан құрастырылған;
- гаплоидты геномға шаққандағы ДНҚ нуклеотидтерінің жұптарындағы берілген түрдің хромосомаларының гаплоидты жиынтығының генетикалық материалының жиынтығы.

Мәнін түсіну үшін біз айтарлықтай жеңілдетеміз, келесі анықтаманы аламыз:

Геномхромосомалардың саны болып табылады

Геномдық мутациялар- организмнің хромосома санының өзгеруі. Негізінде олардың себебі бөліну процесінде хромосомалардың стандартты емес дивергенциясы болып табылады.

Даун синдромы - әдетте адамда 46 хромосома (23 жұп) болады, алайда бұл мутация кезінде 47 хромосома түзіледі.
күріш. Даун синдромы

Өсімдіктердегі полиплоидия (өсімдіктер үшін бұл әдетте норма - ең мәдени өсімдіктер- полиплоидты мутанттар)

Хромосомалық мутациялар- хромосомалардың деформациясы.

Мысалдар (көп адамдарда мұндай қайта құрулар бар және әдетте олардың сыртқы түріне немесе денсаулығына ешқандай әсер етпейді, бірақ жағымсыз мутациялар да бар):
- баладағы мысықтардың жылау синдромы
- дамудың артта қалуы
және т.б.

Цитоплазмалық мутациялар- митохондриялар мен хлоропласттардың ДНҚ мутациялары.

Өзіндік ДНҚ-сы бар 2 органоид бар (дөңгелек, ядрода болғанда - қос спираль) - митохондриялар және өсімдік пластидтері.

Сәйкесінше, бұл құрылымдардың өзгеруінен туындаған мутациялар бар.

Қызықты ерекшелігі бар - мутацияның бұл түрі тек әйел жынысы арқылы беріледі, өйткені. зиготаның қалыптасуы кезінде тек аналық митохондриялар қалады, ал ұрықтандыру кезінде «еркектері» құйрықпен құлап кетеді.

Мысалдар:
- адамдарда - қант диабетінің белгілі бір түрі, туннельді көру;
- өсімдіктерде - әртүрлілік.

соматикалық мутациялар.

Бұл жоғарыда сипатталған барлық түрлер, бірақ олар дененің жасушаларында (соматикалық жасушаларда) пайда болады.
Мутантты жасушалар әдетте қалыпты жасушалардан әлдеқайда аз және сау жасушалар арқылы басылады. (Басылмаса, дене қайта туады немесе ауырады).

Мысалдар:
- Дрозофила көздері қызыл, бірақ ақ қырлы болуы мүмкін
- өсімдікте бұл басқалардан ерекшеленетін тұтас өркен болуы мүмкін (И.В. Мичурин осылайша алманың жаңа сорттарын өсірді).

Адамдардағы қатерлі ісік жасушалары

Емтихан сұрақтарының мысалдары:

Даун синдромы мутацияның нәтижесі болып табылады

1) геномдық;

2) цитоплазмалық;

3) хромосомалық;

4) рецессивті.

Гендік мутациялар өзгеріспен байланысты

А) жасушалардағы хромосомалардың саны;

B) хромосомалардың құрылымдары;

В) аутосомадағы гендердің реттілігі;

D) ДНҚ аймағындағы нуклеозид.

Гомологты емес хромосомалардың аймақтарының алмасуымен байланысты мутациялар деп аталады

А) хромосомалық;

B) геномдық;

B) нүкте;

D) ген.

Ұрпағында соматикалық мутацияға байланысты белгі пайда болуы мүмкін жануар