13. Явление стерильности у садовых растений. Использование в селекции.

Стерильность растений - частичная / полная неспособность растений воспроизводить потомство половым путем. Стерильность растений могут вызывать как условия внешней среды, так и внутренние причины. Известная стерильность растений гаплонтная и дилонтная. При гаплонтной стерильности жизнеспособность пыльцевых зерен и зародышевых мешков цветковых растений определяется их генотипической конституции. Аномальное строение их может быть следствием нарушения хромосомного баланса (лишняя хромосома) / структурных изменений в хромосомах (потеря определенной хромосомной участка). Диплонтная стерильность обусловлена генотипом диплоидной особи (растения). Это, напр., Стерильность, связанная с аномальным строением пыльников и пестики.

Различают и стерильность растений генную, гибридную (внутривидовую, межвидовую и межродовую), гонадную, копуляционую и мужскую. Наиболее распространенными являются геита, гибридная и мужская стерильность. Генная стерильность вызывается определенными генами или генными мутациями и наступает вследствие недоразвития половых органов перед началом редукционного деления или вследствие нарушения его процессов. К гибридной стерильности приводят различные факторы: несовместимость ядра и цитоплазмы; действия генов, препятствующих развитию у растений женских и мужских органов цветка; генетические факторы, которые препятствуют конъюгации (слиянию) хромосом в мейозе и возникновению бивалентов, вследствие чего образуются гаметы с несбалансированным набором хромосом. Мужская стерильность характеризуется неспособностью пыльцы к нормальному функционированию. У цветковых растений она может вызываться рецессивными ядерными генами, цитоплазматическими факторами (цитоплазматическая мужская стерильность) или взаимодействием между определенными генами и цитоплазмой. Впервые ее обнаружил 1904 К. Корренс в растения рода чабер (Satureja). Это явление является результатом мутационных изменений в цитоплазме и внутривидовой и межвидовой гибридизации. Наиболее подробно изучено цитоплазматическую мужскую стерильность растений у кукурузы. Проявление ее зависит от генотипа особи. Стерильная цитоплазма может вызвать стерильность пыльцы только при наличии в генотипе растения специфических рецессивных генов в гомозиготном состоянии. Если в хромосоме такой ген представлен доминантной аллели, то у растения образуется нормальная пыльца. Итак, есть гены - восстановители фертильности (плодовитости) пыльцы. Мужскую стерильность растений широко используют для получения гетерозисных растений и гибридных семян.

Женская стерильность - обусловлена частичной / полной неспособностью жен гамет растения к нормальному функционированию

Мужская - обусловлена полным отсутствием пыльцы или ее неспособностью нормально функционировать

14. Типы изменчивости видов в онтогенезе.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТ адаптацию на организменном уровне и процесс эволюции на микро- и макроуровнях. Это способность признаков изменять свое фенотипическое состояние. Это способность живых организмов приобретать новые признаки под влиянием факторов окружающей среды.

Генетическая инф-ия определяет потенциал развития свойств и признаков организма, к-е реализуются в определенных условиях среды, т.е одна и также наследственная инф-я в разных условиях проявл по-разному (н-р, монозиготные близнецы). Наследуется не готовый признак, а определенный тип реакции на воздействие внешней среды.

Экспрессивность – это степень фенотипического проявления данного гена и количественно ее измеряют, используя статистику.

Пенетрантность – это частота проявления гена. Выражается в %-ом отношении числа особей, имеющих данный признак к числу особей, имеющих данный ген. Пенетрантность полная – аллель проявляется у всех особей. Неполная – аллель проявляется не у всех особей. В зависимости от условий среды отягощенная наследственность не обязательно должна проявиться.

Сами признаки подразделяются на количественные, для к-х характерна непрерывная изменчивость, и качественные, для к-х характерна дискретная изменчивость.

Качественные признаки образуют четко фенотипически различаемые гр.

Количественные признаки явл результатом взаимодействия различных геном между собой и окружающей средой, поэтому они образуют особое распределение численных значений колоколообразное (это нормальное распределение признаков, когда доля генотипов в промежуточном классе выше, чем в крайних). У человека количественные признаки – вес, рост, цвет кожи и т.д.

Формы и-ти:

1. Фенотипическая, или модификационная. По Дарвину – определенная, или ненаследственная

2. Генотипическая. По Дарвину – неопределенная и наследственная.

3. Онтогенетическая.

Модификационая и-ть происходит при непосредственном воздействии факторов среды на ферментативные реакции. Без изменения структуры генотипа. Носит адаптивный хар-р. (монозиготные близнецы). Размах модификационой изменчивости ограничен нормой реакции (это диапазон изменчивости, в пределах к-го один и тот же генотип способен давать различные фенотипы, может быть узкой (жирность молока у крупного рогатого скота) или широкое (признак изменяется в широких пределах (изменение пигментации кожи человека)).

Фенокопии – это явление, когда признак под действием факторов внешней среды изменяется и копирует признаки другого генотипа. Н-р, беременная женщина заразилась токсоплазмозом, ребенок может родиться с признаками водянки и копировать болезнь Дауна.

Генокопии – это одинаковое фенотипическое проявление мутаций разных генов. Н-р, различные виды гемофилии.

Паратипическая и-ть (форма модификационной) – временные отклонения, связанные с заболеваниями.

Случайная и-ть – связана с травмами. Была рука – нет руки.

Онтогенетическая и-ть – изменчивость организма в процессе индивидуального развития. Генотип не претерпевает изменений, а фенотип меняется с каждым этапом развития. Н-р, гусеница – куколка – бабочка; ребенок - старик.

Причина онтогенетической и-ти – функционирование различных наборов генов на разных этапах онтогенеза, порядок включения/выключения генов наследуется.

Нарушения в ходе онтогенеза. При нарушении морфогенез (возникновение новых структур) возникают различного рода патологии и тератомы (уродства).

Генотипическая и-ть. Подразделяется на комбинативную и мутационную. Может происходить в соматических (как комбинативная, так и мутационная – соматическая изменчивость) или генеративных клетках (комбинативная и мутационная – генеративная изменчивость).

Комбинативная и-ть (КИ) обусловлена перекомбинацией генов родителей, без изменения структуры генетического материала. Имеет значение для селекции в онтогенезе. В эволюции роли не играет.

Механизмы КИ:

1. Рекомбинация генов при кроссинговере

2. Независимое расхождение хромосом и хроматид при мейозе

3. Случайное сочетание гамет при оплодотворении

Мутационная изменчивость имеет эволюционное значение. Обуславливается мутациями, к-ые мы определяем, как скачкообразное изменение генетического материала под влиянием факторов среды, передающиеся по наследству.