Полиплоидия

Полиплоидия өсімдіктер селекциясы үшін өзгергіштіктің аса бағалы қайнар көзі болып табылады, ол мәдени өсімдіктер селекциясында өте маңызды рөл атқарады.

Соңғы жылдары теориялық зерттеулердің табыстары көптеген перспективальды полиплоид формаларын алуға мүмкіндік жасады. Колхицинді пайдалану полиплоидтарды алуды жеңілдетті. Диплоидтан тетраплоидқа хромосомалардың санын екі есе ұлғайту көбінесе клеткалардың көлемімен бөліну қарқының өзгеруімен бірге жүреді, бұл өсімдіктің көлемінің және оның органдарының, тұқымның мөлшері мен массасының, олардың химиялық құрамының және т.б. өзгеруіне әкеп соғады.

В.С.Федоров шығарған тетраплоидты қара бидайдың сортының 1000 дәнінің массасы 55-56г, ал осы сорттың диплоиды-29г болды.

Полиплоидтандыру кей жағдайда барлық химиялық заттардың көп болуын (фармацевтика өнеркәсібі үшін маңызды көкнар апиынындағы, кейбір органикалық қосылыстар, жүгерідегі А витамині) қамтамасыз етеді немесе, керісінше, кейбір адам үшін,қажетсіз қандай да болмасын, қосылыстардың синтезделуін азайтады.(полиплоидты қант қызылшасындағы азот қосылыстары). Полиплоидтар бұлардан басқа да бағалы белгілерге ие болады, мысалы, ауруларға қарсы төзімділіктің жоғарылауы т.б.

Қазіргі уақытта шаруашылыққа қажетті бағалы полиплоидтар бірқатар ауыл шаруашылық дақылдарынан: қант қызылшасы, тары, көкнар, зығыр, шалқан, жүгері, сәнді өсімдіктер, т.б. алынды. Ауыл шарушылық өндірісінде триплоидты формаларды пайдалану үлкен тиімділік береді. Триплоидты өсімдіктер әдетте стерильді болады. Бірақ олар, әдетте, күшті дамуы арқылы ерекшеленеді және сондықтан вегетативтік массасы жоғары өнім береді.

Аллополиплоидтарды селекцияда пайдалану полиплоидты формалардың артықшылығымен комбинативті өзгергіштікті үйлестіруге мүмкіндік береді. В.Е. Писарев бидай (2 _п =42) мен қара бидайды (2 _п =14) шағылыстыру жолымен амфидиплоид (2 _п =56) жасады, оған Triticale (бидай – Titicum, қара бидай – Secale) деген ат берді. Triticale өсімдігі қара бидай сияқты қара топырақты емес, алқап жағдайында жақсы жетіледі, белок қорын көп жинайды, бидай сияқты тат ауруы мен ақ ұнтақ ауруына төзімді келеді.

Анеуплоидты организмдердің әдетте, тіршілік қабілеті мен фертильдігі төмен болады, сондықтан өсімдік шаруашылығында практика жүзінде қолданылмайды. Бірақ оларды қазір өсімдіктер селекциясында бір генотиптің (түрдің) хромосомаларын басқа генотиптің (түрдің) хромосомаларымен алмастыру әдісін пайданауға барған сайын кеңінен қолдануда. Осы әдістің көмегімен донордың хромосомасымен бірге реципентке қалаған гендердің жиынтығы беріледі. Бұл нулли немесе моносомиктерді пайдалану арқасында мүмкіндік болады. Бидайдың Чайниз Спринг сортында әрбір хромосома бойынша моносомиктер алынды. Осындай моносомиктерді басқа сорттармен шағылыстыра отырып, бұл сорттың жекеленген хромосомаларын донор сорттың хромосомаларымен алмастырады. Мұндай шағылыстырудың Ғ₁-де донор мен реципент хромосомалары бойынша гетерезиготалар алынады, ал одан әрі донор хромосомаларының бір жұбынан басқа бүкіл хромосомалары Чайниз Спринг реципентіне ие болатын генотипті бөліп алуға болады. Жекеленген хромосомаларды алмастыру өнімділікті, сабағының биіктігін, жатып қалуға төзімділікті және т.б. өзгертеді.

Бақылау сұрақтары:

1. Өсімдіктер мен жануарлар селекциясында полиплоидияның маңызы?

2. Автополиплоидияның селекциядағы орны?

3. Аллополиплоидияның селекциядағы орны?

4. Анеуплоидияның селекциядағы орны?

Пайдаланылған әдебиеттер:

Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции, М,Высшая школа, 1989.
Лобашев М.Е., Ватти К.Е., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекция. М, просвещение,1979.
Ватти К.Е., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятиям по генетике. М, просвещение,1979.1972
Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969
Медведев Н.Н. Практические генетика. М, Наука,1966
Мұхамбетжанов К.Қ., Далабаев Б.А., Өтешова Г.А. Генетикадан практикалық сабақтар. Алматы. Ғылым 2004
Мұхамбетжанов К.Қ.Генетика. Алматы 2005ж.

28 Дәріс

Дәрістің тақырыбы: Шағылыстыру жүйелері

Жоспары:

Туыстас емес шағылыстыру (аутбридинг)
Туыстас шағылыстыру (инбридинг)
Әріден будандастыру

Дәрістің мақсаты: шағылыстыру жүйесін меңгеру

Туыстас емес шағылыстыру (аутбридинг)

Селекцияда шағылыстырудың әр түрлі жүйесі қолданылады. Ол туыстас шағылыстыру (жануарларда) немесе өздігінен тозаңдану (өсімдіктерде) немесе инбридинг, ал туыстас емес шағылыстыру аутбридинг деп аталады.

Туыстас емес организмдердің шағылысуы аутбридинг деп аталады. Бұл жағдайда бір тұқымға немесе сортқа (тұқым ішілік немесе сорт ішілік шағылыстыру), сондай-ақ түрлі тұқым мен сортқа жататын (тұқым аралық немесе сорт аралық шағылысу) организмдер шағылысуы мүмкін. Туыстас емес особьтар шағылысқанда зиянды рецессивті мутациялар гетерозиготалы қалыпқа өтеді. Бір түр ішіндегі туыстас емес организмдердішағылыстырғанда бірінші ұрпақтың буддандары көбіне тіршілікке қабілетті не ауруларға тқзімді, өсімталдығы жоғары организмдер алынады.

Туыстас емес шағылыстыру селекция мен өсіріп-өндірудің маңызды әдәсә қызметін атқарады. Шағылыстырудың бұл жолымен тұқым қуалайтын әр түрлі қасиеттер бір будан организмде біріктіріледі. Оның көмегімен жаңа тұқым немесе сорт жасау үшін әр түрлі бағалы белгілер үйлестіріледі.

Туыстас шағылыстыру(инбридинг)

Инбридинг туралы ұғым. Туыстас шағылыстыру деп (немесе мал шаруашылығындағы өсіру) туыстық дәрежесі жақын, аға-қарындасының, әке мен қызының, шешесі мен ұлының немесе ағалары мен қарындастарының шағылысуын айтады. Өсімдіктерде инбридингтің ең тығыз формасы өздігінен тозаңдану кезінде жүзеге асырылады.

Инбридинг кезіндегі депрессия. Жануарлар мен өсімдіктер гетерозиготалы күйде зиянды рецессивті мутацияларды алып жүретіндіктен, әдетте инбридинг гомозиготизация тудырады да, көбінесе тіршілік қабілетін, шығымдылығын, ауруға төзімділігін және т.б. төмендетеді.

Инбридингтегі гомозиготизация. Инбридингте депрессияның әр түрлі линияда түрлі жылдамдықпен жүру фактісі гомозиготизацияның түрлі жылдамдықпен өтетініне дәлел бола алады. Ол көптеген факторларға: гетерозиготалы гендер санына, шағылыстыратын формалардың туыстық дәрежесіне және байланысты болуы мүмкін.

Инбридинг депрессияға соқтырады. Алайда табиғатта өздігінен ұрықтану норма болып табылатын түрлер де бар және бұл жағдайда олар құрып бітпейді, керісінше, гүлдене түседі. Бұған арпа, бидай, бұршақ, добия және басқалары жатады.

Әріден будандастыру

Әріден будандастыру туралы ұғым. Әріден будандастыру деп әр түрлі түрлер мен туыстарды шағылыстыруды айтады. Әріден будандастыруда түрлі түрлердің жекелеген гендері мен хромосомаларының комбинациялануын пайдаланады, ал кейде (ал-доплоидты будандарды алу кезінде) бүтіндей геномдардың комбинациялары пайдаланылады. Осының нәтижесінде жекелеген жағдайларда будандарда биологиялық және систематикалық жағынан алыс формалардың қасиеттерін үйлестіруге мүмкіндік туады.

Әріден будандастыру, әдетте, қиындықпен жүзеге асырылады. Мұның себептері әр түрлі болуы мүмкін, көбею циклдерінің сәйкес келмеуі, жануарлардың бір түрінің, басқа түрде жыныстық рефлекс тудыруға қабілетті болуы, жыныстық аппарат құрылысының сәйкес келмеуі, жануарлардың басқа түрінің жыныс жолдарында спермалардың қырылуы, өсімдіктердің тозаң түтікшелері мен аналық тканьдерінің сәйкес келмеушілігі.

Шағылыспаушылықты жеңу әдістері. Шағылыспайтын өсімдіктердің кедергісін жеңу үшін И. В. Мичурин бірнеше әдістер жасады: тканьдерді вегетативті жақындастырумен мақсатымен алдын ала ұластыру, тозаң қоспаларымен тозаңдандыру және т.б.

Тканьдердің оның ішінде генеративті органдардың химиялық құрамын өзгерте отырып, өсімдіктердің бір түрін басқасына алдын ала ұластыру түрлердің шағылысуын жеңілдете түсуі мүмкін, өйткені бұл жағдайда аналық өсімдіктердің аналығында тозаң түтікшелерінің өну мүмкіндігі ұлғая түседі. Мысалы, Мичурин шетен (рябина) қалемшесін ересек алмұрт ағашының, кронасына ұластырған. Гүлдеген кезде алмұрт тозаңын шетеннің ұрықсызданған гүлдеріне және керісінше, шетен тозаңын алмұрт гүлдеріне апарған. Осындай әдіспен әдетте жеміс өсімдіктердің шағылыспайтын түрлерінің арасында ғана емес, сондай-ақ бір жылдық өсімдіктер – астық тұқымдастардың, беде және басқаларының будандарын алудың да мүмкіндігі болады.

Өсімдіктердің алуан түрлеріне, түршелеріне жататын тозаңдар қоспасы да, түрлердің шағылысуын жеңілдете түсуі мүмкін, өйткені генотиптері әр түрлі тозаң түтікшелері біріне-бірі аналықта түтікшелердің өсуіне қолайлы жағдай жасауы мүмкін.

Соңғы жылдары тканьдерді немесе арнаулы жасанды орталарда будан ұрықтарды өсіру әдісі жетілдіре түсуде, бір будан ұрықтардың түршілік қабілетінің болмауын жеңуге және ересек өсімдіктерді алуға мүмкіндік береді.

Жабайы түрлердің генотиптері, оларды мәдени формалармен шағылыстырғанда, бірінші ұрпақтың гибридтеріне «мәдени» белгілерді тұншықтыра отырып әр түрлі ауруларға тіршіліктің қатал жағдайларына қарсы иммундылық пен тұрақтылық береді, бұл жағдайда «дақылдық» белгілер басып тасталады. Бұл шамасы табиғаттық түрлердің будандарға көбіне көп жағдайда өзінше доминанты болатын жабайы типтің гендерін беретіндігімен түсіндіріледі. Мәселен совет генетиктері Н.Н.Бутарин, Б.Ф.Румянцев және басқалары 30-жылдарда биязы жүнді және қылшық жүнді қойларды жабайы арқар қойымен будандастыруды бастады. Н.Н.Бутариннің көп жылдық селекциясы нәтижесінде биік таулы жайылым жағдайларына бейімделген биязы жүнді арқар-меринос тұқымы жасалды.

СССР-де бестер деп аталатын қорытпа балықтың (Huso) стрелядьпен (acipenser) туыс аралық буданы алынды. Бестер әке-стрелядь сияқты өте тез жетілгіш және өте жақсы дәмдәк сапаға ие, анақорытпа сияқты ірі және жыртқыш. Барлық бекіре тұқымдас балықтардан өзгешелігі ол қапаста жақсы өсіріледі, бұл өзендерді реттеу мен бекіре тұқымдастарды табиғи өндірудің мүмкін еместігі жағдайында өлшеусіз қасиет болып табылады.

Әріден будандастыру микроорганизмдердің селекциясында да қолданылады. Мысалы, ашытқының екі түрінің буданында – Saccharomyces cerevisiae және S. Carlsbergensis – екі түрдің де қанттарын гидролиздейтін ферменттері болады. Осының нәтижесінде ол сірнеден спирттің көп шығуына мүмкіндік жасайды. Бұл буданды штамма ажырау бермей-ақ вегетативті жолмен шексіз ұзақ көбейе алады.

Бақылау сұрақтары:

1. Туыстас емес шағылыстыру деп қандай шағылыстыруды айтады?

2. Инбридинг деп қандай әрекетті айтады?

3. Инбридинг кезіндегі депрессияның пайда болу себептері?

4. Инбридингтегі гомозиготизация?

5. Әріден будандастыру деп қандай будандастыру түрлерін атайды?

Пайдаланылған әдебиеттер:

Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции, М,Высшая школа, 1989.
Лобашев М.Е., Ватти К.Е., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекция. М, просвещение,1979.
Ватти К.Е., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятиям по генетике. М, просвещение,1979.1972
Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969
Медведев Н.Н. Практические генетика. М, Наука,1966
Мұхамбетжанов К.Қ., Далабаев Б.А., Өтешова Г.А. Генетикадан практикалық сабақтар. Алматы. Ғылым 2004
Мұхамбетжанов К.Қ.Генетика. Алматы 2005ж.

29 Дәріс

Дәрістің тақырыбы: Гетерозис

Жоспары: