Меню

Что получают после обработки клеток растения колхицином получают

Колхицин, его действие.

Для разработки надежной методики искусственного получения полиплоидов необходимо овладеть механизмом митоза и мейоза. На митоз и мейоз влияют как внешние, так и внутренние факторы. К первым относится изменение температуры, ионизирующие излучения, химические вещества (наркотики и др.), механические воздействия (декапитация, пасынкование и др.). В особенности эффективны некоторые химические вещества: колхицин, аценафтен и др.

Наиболее широко для получения полиплоидов используется алкалоид колхицин, добываемый из лекарственного растения Colchicum autumnale. При использовании этого вещества, как и других химических агентов, применяются различные методики, специфичные для каждого вида растения и фазы его развития. Обычно применяют водный раствор колхицина в концентрации 0,01-0,2%. Им обрабатывают точку роста растения или предварительно пораженную поверхность листа или стебля, в некоторых случаях делают инъекции в ткани растения. Для некоторых растений применяют воздействие через корневую систему, обрабатывая ее раствором колхицина, или проращивая семена на агаровой среде с добавкой колхицина. В результате таких действий в меристемной диплоидной ткани растения возникают полиплоидные клетки, из которых могут образовываться побеги, имеющие в клетках умноженный набор хромосом.

Влияние колхицина на митоз настолько специфично, что в литературе утвердился специальный термин ”С-митоз”, или ”К-митоз”. Колхицин вызывает эндомитоз, парализуя механизм расхождения хромосом к полюсам, но не препятствуя их репродукции; генных мутаций и хромосомных перестроек при этом не происходит. Если подействовать колхицином на корешки лука, то в некоторых клетках вследствие ряда эндомитозов число хромосом в наборе может достигнуть нескольких сотен.

Действие колхицина на клетки животных тканей менее эффективно, чем на растительные.

Итак, одним из способов преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации является обработка гибридных растений колхицином для изменения их плоидности. Это нормализует фертильность гибрида.

59. Инбридинг. Инбредный минимум. Применение в селекции.

Под инбридингом понимают скрещивание родственных особей. Альтернативой инбридингу является аутимбридинг, при котором скрещиваются неродственные между собой особи. Инбридинг приводит к возрастанию частот вредных генов в гомозиготном состоянии, что и определяет явление депрессии или даже летальности. Крайняя степень инбридинга- самоопыление. Однако среди возделываемых растений много самоопылителей.

Многие растения-перекрестники в процессе эволюции развили системы самонесовместимости( гаметофитная, спорофитная), препятствующие самоопылению( инбридингу).

Явления инбридинга свойственны также и человеку, и животным. Мерой степени инбридинга служит коэффициент инбридинга(F), который демонстрирует вероятность того, что у особи в данный момент в определенном локусе окажутся два гена, полностью идентичные аллелю одного из предков. Идентичность в данном случае определяется не молекулярным строением гена(н-р, числом нуклеотидов),не эффектом действия, а идентичностью происхождения.

Схема родословной особи Е, полученной от скрещивания сибсов(брата и сестры), произошедших от родителей А и В, не состоявших в родстве.

А х В
С х D

Вероятность того, что особь Е окажется гомозиготной по одному из 4-х аллелей прародителей, равна 1/16+1/16+1/16+1/16=1/4=0,25 0,25-коэффициент ибридинга соответствующей родословной.

Для этой родословной коэффициент инбридинга может быть рассчитан по формуле

F=∑1/2(1/2) n ,где n-число поколений, протекших от одного родителя до другого через общего предка.

Для более сложных случаев вычисления коэффициента инбридинга используют формулу F=∑1/2 (1+Fa)(1/2) n , где n- число поколений, протекших от одного родителя до другого через общего предка, Fa –коэффициент инбридинга общих предков.

В селекции растений и животных часто применяют инцухт, чтобы получить гомозиготные особи при регулярном повторении определенного типа скрещиваний. При этом происходит увеличение коэффициента инбридинга.

Инбридинг ведет к гомозиготности, чем пользуются селекционеры растений, работая с гибридными потомствами самоопылителей или создавая инцухт линии у таких культур, как кукуруза, томат, лук и др.

Получение полностью гомозиготных растений при самоопылении находится в прямой зависимости от числа соответствующих локусов, интенсивности инбридинга, числа инбредных поколений. При этом в каждом поколении инбридинга степень гетерозисности уменьшается в 2 раза.

Применение инбридинга к перекрестноопыляющимся растениям(кукуруза) приводит ко все увеличивающейся потере растениями жизнеспособности( инбредное вырождение).Эта потеря жизнеспособности и уменьшение продуктивности продолжаются до достижения инбредного минимума. Он наступает обычно к 10-му поколению инбридинга, когда его продолжение не вызывает падение жизнеспособности.

Инбридинг у человека получил название кровосмешения. При этом вероятность гомозиготного состояния рецессивных генов, вызывающих аномалии развития или наследственные болезни, значительно выше, чем при браках лиц, не состоящих в родстве.

Причины высокой частоты родственных браков:

Урбанизация населения всех стран ведет к снижению частот родственных браков, что является положительной тенденцией.

Инбридинг широко применяют в селекции перекрестноопыляющихся растений(кукуруза, подсолнечник, рожь) для освобождения от летальных генов и создания инбредных линий. Их используют для получения гетерозисных гибридов.

Дата добавления: 2017-01-13 ; просмотров: 3321 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Колхицин

Среди химических веществ, используемых для удвоения числа хромосом у растений, наиболее часто применяется колхицин. Колхицин – это растительный алколоид. Механизм его действия заключается в том, что проникая в делящуюся клетку он блокирует работу веретена деления, вследствие чего после удвоения числа хромосом не происходит разделения их по дочерним клеткам. Образуется одна клетка с удвоенным числом хромосом.. Удвоение числа хромосом может предусматривать разные цели. Например, восстановление плодовитости у стерильных растений (Работягов, 1987); преодоление барьера нескрещиваемости (Рудь, 1966); улучшение каких-либо свойств растений (величина плодов, изменение химического состава и др.) (Серебровская, 1974); получение новых полиплоидных форм, пригодных для использования в селекции (Dermen, 1965; Бавтуто, 1974, 1980; Лизнев, 1977 и др.).

Для обработки применяют как водный раствор колхицина разной концентрации, так и раствор колхицина в касторовом масле, глицерине, агар-агаре.

У плодовых и ягодных растений обрабатывают семена, проростки, молодые сеянцы, точки роста побегов и т.д. В результате таких обработок в большинстве случаев получают химерные растения разных типов, а иногда и гомогенные полиплоидные формы (Dermen, 1965; Лизнев, 1977; Геращенко, 1977, 1980).

В наших опытах обработка колхицином диплоидных сортов яблони была предпринята с целью получения нередуцированной пыльцы. Поэтому обработке подвергались генератативные почки в период прохождения мейоза в пыльниках.

Опыт проводили в условиях лаборатории на срезанных ветвях, поставленных в вегетационные сосуды с водой.

  • Вариант 1 — контроль (срезанные ветви без обработки);
  • Вариант 2 — 1% водный раствор колхицина (ветви в сосудах с раствором);
  • Вариант 3 — 1% раствор колхицина в касторовом масле;
  • Вариант 4 — 1% раствор колхицина в глицерине ;
  • Вариант 5 — 0,5% раствор колхицина в глицерине;
  • Вариант 6 — 0,5% раствор колхицина в касторовом масле.

В вариантах 3-6 раствор колхицина наносится пипеткой на каждую цветковую почку предварительно подготовленную следующим образом: лезвием безопасной бритвы осторожно, стараясь не повредить самих бутонов, удалялась верхушка цветковой почки – хитановые покровы, чашелистики и, частично, лепестки. Затем на свежий срез наносилась капля соответствующего раствора. Материал фиксировали на следующий день и далее — ежедневно, в течение всего времени, пока не завершится мейоз.

Читайте также:  Лабораторная работа по биологии знакомство с внешним строением растения

В вариантах с обработкой колхицином почти на всех стадиях наблюдаются отклонения от нормы (рис. 16). Однако нарушения, которые приводят к формированию гамет, обнаружены только в вариантах 3 и 6. В варианте 3 (1% раствор колхицина в касторовом масле) количество триад, содержащих одну диплоидную и две гаплоидных микроспоры составляет 11,3% от общего числа аномальных тетрад, в варианте (0,5% раствор колхицина в касторовом масле) – 3,2%. В остальных случаях крупные микроспоры имеют аномальное строение, что свидетельствует о явном нарушении распределения хроматина во время мейотического деления. В результате их оплодотворяющая способность снижена.

Рис. 16. Количество нарушений в ходе микроспорогенеза у яблони в разных вариантах обработки колхицином.

Источник

Полиплоиды: получение и применение колхицина в домашних условиях

Экспериментальная полиплоидия на кухне

Много существует растений, выращиваемых в наших садах, которые по сути являются ядовитыми — аконит, прострел (сон-трава), ландыш, колхикум — безвременник и т.д. Но никто не спешит отказываться от них — ведь получение чистых химических веществ из этих растений процесс сложный, а в пищу мы их не употребляем. Чем же так интересен алкалоид колхицин, содержащийся, например, во всеми любимом безвременнике?

Начнем с азов биологии из школьной программы, которые мы уже, наверное, и подзабыли. При делении клетки ДНК сначала удваивается, а затем клетка делится на две с одинаковыми наборами хромосом. Так вот этот самый колхицин препятствует нормальному делению клетки. ДНК удваивается, учетверяется, и т. д., а клетка задерживается в своём делении.

Когда же она разделилась, то в процессе роста в клетках нового растения этих самых наборов хромосом уже не 2n (стандартный диплоид), а 4n, 8n и т.д. Это и есть наш полиплоид. В настоящее время установлено, что 1/3 всех покрытосеменных растений на земле являются полиплоидами. Эти естественные природные мутации просходили по разным причинам — температурный шок, травмы, болезни, солнечная радиация.

Человек давно использует полиплоидию для выведения высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений. Сначала это делалось бессознательно: просто размножали самые крупные экземпляры, дающие много зерна или же особенно крупные плоды. С появлением генетики выяснилось, что такие гиганты — это полиплоиды. В растениеводстве известно более 500 полиплоидов (свекла, виноград, редис, лук и др.).

Большое многообразие полиплоидов наблюдается в цветоводстве: если одна исходная форма в 2n=18 хромосом, то культивируемые растения этого вида могут иметь 36, 54 и до 198 хромосом. Можно получить и совсем уж чудо-химеру, это когда в процессе нарушения колхицином нормального деления мы получаем клетки с разными наборами хромосом в одном растении.

Такие растения необычны, и во взрослом состоянии разные части растения несут разные признаки. Люди давно приметили такие природные мутации, и отделенная часть растения с интересными признаками давала начало новому сорту. Таким образом, например, были впервые получены колонновидные яблони, а расшатанный генетический фонд хост собственно и является основой бесчисленного количества сортов этого растения. Природные мутации вместе с бесконечными переопылениями и отбором и были, собственно, основой селекции во все времена человечества.

Но мы живем в XXI веке — наука шагнула далеко вперед, да и время летит, похоже, всё стремительнее. Ну нет у нас в запасе нескольких поколений для так называемой «народной» селекции, уже сейчас и быстрее хочется увидеть что-нибудь новенькое, а ещё интереснее — попробовать поэкспериментировать и с гордостью увидеть результаты собственного труда.

Серьёзная наука для экспериментальной, ускоренной селекции имеет в своём арсенале огромное количество возможностей — обработка лазером, радиация, рентген, мутагены и супермутагены. А что делать пытливому и увлеченному садоводу? Где взять чистый колхицин для своих экспериментов?

Пошли копать безвременник!

Вполне еще успеем при такой погоде, а время сева не за горами. Содержание колхицина в луковице — 0,25%, в цветах — 0,8%, в семенах -1,2%. Работать, естественно, удобнее с луковицей. Дальше всё просто — получить сок (натереть на терке, измельчить в мясорубке, ступке, кому что нравится), отжать, профильтровать, поставить в холодильник. Сок лучше готовить непосредственно перед посевом. Не забывать о мерах безопасности! Необходимы маска, перчатки; руки и инструмент мыть — сок не пить!

Оптимальный процент колхицина в растворе для получения полиплоидов — 0,1-0,2% — соответственно, надо разбавить водой наш раствор (сок) наполовину или на четверть. Время замачивания семян в растворе для разных растений разное, но обычно для сухих — сутки, для проростков — 8-12 часов. Но это только общие принципы. Экспериментируйте.

По опыту скажу, что чем более «рыхлая» кожица у семени, тем меньше времени требуется. Например, для примул и часа достаточно, и раствор слабее. Естественно, не начинайте ваши эксперименты на дорогих (покупных) семенах: колхицин — сильный мутаген, и часть семян погибнет. Используйте собственные семена, в которых вы уверены, что они свежие и именно того вида, с которым хотите работать.

Самое интересное, что результат нашей «кухонной» науки виден достаточно быстро. На стадии проростка гипокотиль (место между корешком и зачатком листика — подсемядольное колено) утолщается и становится похож на малюсенький бочоночек, а сеянцы у полиплоидов отличаются более яркой и тёмно-зелёной окраской; листочки более жесткие, черешки листьев укороченные. Это хорошо заметные отличия, позволяющие уже на стадии сеянцев на подоконнике во время пикировки произвести первичный отбор.

Будьте готовы к жесточайшему отбору на всех стадиях, а то не миновать затоваривания экспериментальными растениями вашей дачи. Ведь для получения перспективных сеянцев, которые, возможно, превратятся в новый сорт, нужно дождаться цветения растения или плодоношения, смотря чем увлекаетесь.

Ну, а зачем нам всё это — погубленные луковицы безвременника, тёрки, маски, подоконники, занятые не привычной рассадой, а какими-то (ещё неизвестно получившимися ли) полиплоидами? Ох, если бы всё было так просто — умножь число хромосом — и вот тебе гигантские махровые колокольчики, ирисы, гладиолусы, малина с кулак или смородина с яйцо. Но вечный зуд изобретателя-экспериментатора: а вдруг? У других же получается, а я чем хуже?

Полиплоиды дают разное потомство — это и гигантизм (в основном), и карликовость. Ну, это, положим, нам на руку — даёшь посконник 20 см высотой для горок или крыжовник высотой 3 метра — сформировал его деревцем — и никаких проблем с колючками. А карликовая махровая сирень для цветника — слабо? Полиплоиды — это и укрупнение (в основном), и уменьшение, и уродства цветка. Рецепт один — отбор.

Читайте также:  Для чего служат хищные растения

Полиплоиды — это и укрупнение (в основном), и уменьшение размеров плода. Здесь тоже все решается отбором. Кстати, всеми нами любимая садовая земляника (клубника) в норме имеет 2n=14 хромосом, а мы с вами выращиваем культурные сорта, которые практически все имеют 7n=98 хромосом.

Полиплоиды — это и увеличение (в основном) количества цветков на цветоносе, и уменьшение. Вырастил, оценил, отобрал — остальное безжалостно выкинул. Помните о затоваривании.

Полиплоиды — это изменение зимостойкости растений — практически всегда в сторону увеличения. Ну, это точно для нас — для Питера и других северных регионов! Хватит облизываться на западные каталоги — даёшь розы без укрытия, и еще — персиков хочу!

Кстати, самые зимостойкие из видов берёз при естественном продвижении на север за счет природной полиплоидии имеют (в отличие от своих южных собратьев с 2n=28 хромосом) 84 хромосомы.

Полиплоиды — это и изменения в жизненном цикле растений — двулетники часто превращаются в малолетники (3-4 года). К примеру, колокольчик пирамидальный (С.pyramidalis) мы получили у себя в питомнике. По своему виду он относится к двулеткам, но у нас живет уже четыре года, мы продолжаем с ним работу.

Полиплоиды часто имеют пониженную фертильность — образование семян. А потому — вперед за крыжовником без косточек — чем наш северный виноград (так часто называют крыжовник) хуже южного киш-миша?!

Полиплоиды — это и изменение количества лепестков, и недоразвитые, и махровые красавцы. Рецепт тот же — отбор.

В любом случае полиплоиды определенно не являются новыми родами в том смысле, в котором это слово использовано в Библии. Ирисы и малина остались ирисами и малиной, а не превратились в пальмы и киви.

В данной статье дано очень упрощенное представление о таком сложном явлении, как полиплоидия (да простят меня профессионалы), но нам и не надо углубляться, нам бы поэкспериментировать, свой сорт получить и порадоваться — похвастаться. Кстати, а как вы назовёте свой собственный сорт гигантского махрового гладиолуса или малины размером с яблоко — уже решили?

Инна Немцина, генеральный директор, питомник «Meristema»

Источник

Использование колхицина для получения полиплоидов

Хотя самые первые опыты по воздействию колхицина на растения принадлежат Ч. Дарвину (Бреславец, 1963, стр. 19), направленное и результативное применение колхицина для индуцирования полиплоидов принадлежит Блекси и Эйвери (1937).

Колхицин относится к алкалоидам растительного происхождения и добывается главным образом из частей растения безвременник осенний (Colchicum autumnale L.), преимущественно из семян и клубнелуковиц. Как было установлено, колхицин содержится у представителей вех видов рода безвременник, которые произрастают и на территории России. Кроме того, он обнаружен у представителей некоторых других родов растений.

Колхицин сильнодействующее ядовитое вещество, обладающее выраженным избирательным действие на кариокинез в клетках эмбриональных тканей животных и растений. Вместе с тем он может вызывать разрушающее действие на клетки, особенно клетки опухоли. Как химическое вещество колхицин обладает большой стойкостью и не разлагается ни при долгом стоянии, ни при стерилизации в автоклаве. Однако под действием солнечного света он может разлагаться. Колхицин растворим в холодной воде, спирте, хлороформе.

Методика обработки растений колхицином основана на следующем.

1. Колхицин в водном растворе диффундирует в растительные ткани.

2. Полиплоидия возникает только в тканях с активным делением клеток: образовательных тканей – меристематических тканей и каллюса.

3. Действие колхицина проявляется в наибольшей степени при создании оптимальных условий для выращивания обработанного материала, что особенно важно в случаях, когда полиплоидия индуцируется у семян.

4. Оптимальная продолжительность (экспозиция) воздействия колхицином для разных видов неодинакова и в значительной степени зависит от продолжительности периода клеточного деления в определенной ткани.

5. Оптимальная концентрация колхицина для обработки различных объектов неодинакова.

В практической селекции, если заранее не известны оптимальные концентрации колхицина и экспозиции обработки, полезно предварительно установить эти параметры эмпирически. Последнее может быть осуществлено на основе знаний о продолжительности периода деления клеток соответствующих тканей у обрабатываемого растения и о времени, необходимом для проникновения препарата в требуемые ткани (Бреславец, 1963, стр. 33).

При работе с деревьями и кустарниками могут быть использованы следующие рекомендации.

Форма применения колхицина – водный раствор, или реже для специальных целей водный раствор колхицина в агар-агаре, ланолиновая паста с колхицином.

Концентрация действующего препарата: наиболее часто применяются водные растворы колхицина в концентрации от 0,1 % до 1,0 % (Котов, 1997, стр. 176), и до 1,6 % (Бреславец, 1963, стр. 33).

Объекты обработки: прорастающие и не прорастающие семена, проростки и всходы, распускающиеся цветочные почки, растущие листья и хвоя, точки роста корней и ветвей, нарезанные зеленые и одревесневшие черенки перед укоренением, срезанные ветви при искусственном опылении на срезанных ветвях, сеянцы и саженцы при их контейнерном выращивании в теплицах, свободно растущие деревья и кустарники.

Экспозиция обработки – от нескольких часов до нескольких суток и даже до двух недель (Котов, 1997, стр. 176).

Обработка семян состоит в их замачивании в водных растворах, как правило, низких (0,1 – 0,2 %) концентрациях в экспозиции 12 – 24 (и до 48) часов. Обработку проводят в чашках Петри или раскладывают семена на фильтровальную бумагу, смоченную раствором. Во всех схемах обработки, по её завершении рекомендуется семена промыть в дистиллированной воде, подсушить и высеять.

Обработка проростков и всходов предусматривает воздействие на точки роста развивающегося побега. Согласно одной из методик (Томпсон и Козар, по Бреславец, 1963, стр. 35), семена первоначально раскладывают в чашки Петри на влажную фильтровальную бумагу без реагентов и выдерживают в темноте, до того момента, пока не появятся проростки побегов, а корни – не прикрепятся к бумаге. После этого кружки фильтровальной бумаги извлекают из чашек и опрокидывают на другие чашки Петри несколько меньшего диаметра заполненные раствором колхицина. При этом размещают их так, чтобы сами кружки только покрывали чашки сверху, корни оставались бы вне зоны обработки, в раствор погружались бы только верхушечные части проростков. Существуют рекомендации (Джиорфи, 1938, по Бреславец, 1963. стр. 35), по которым растущие кончики проростков окутывали ватой, смоченной раствором колхицина. Одним из вариантов является обработка проростков водным раствором колхицина нанесением его на точку роста между семядолями при помощи пипетки (Шванитц, по Бреславец, 1963, стр.36).

Читайте также:  Ядовитое растение с голубыми цветами

Обработка листьев и хвои наиболее результативна в период их роста при воздействии на растущие зоны (периферия листа и основание хвои). Перспективным может оказаться вариант с обработкой листьев при их укоренении как листовых черенков: они могут дать начало полиплоидным растениям.

Обработка растущих побегов и почек предусматривает нанесение капельного раствора или его втирание на кончики растущих побегов и распускающихся почек. Обработку можно повторить дважды. Допустимо погружение верхушек побегов в водный раствор на время от несколько часов до 1 – 2 суток. Для обеспечения точного воздействия колхицина только на точки роста препарат можно наносить на обрабатываемую поверхность в форме ланолиновой пасты с концентрацией 0,5 – 1,0 % или в форме водного раствора (1 часть 2 % раствора) на агаровой основе (1 часть 3% агар-агара). Для тех же целей применяют эмульсии, содержащие колхицин, на основе смеси, состоящей из глицерина, воды и эмульгирующих инертных веществ либо из глицерина, спирта и эмульгаторов. Эмульсии наносят на точки роста по 3 – 8 капель пипеткой или маленькой кисточкой. Самым экономичным при высокой эффективности считают метод нанесения капли раствора непосредственно на почку в течение целого дня или нескольких дней, повторяя операцию по мере высыхания капли. Известен метод опрыскивания водным раствором побегов.

Обработка молодых растений в контейнерной культуре позволяет применить опрыскивание, как целого растения, так и его части. Метод положителен тем, что позволяет получить полиплоидную ткань в любой части растения. Кроме того, для обработки сеянцев и саженцев, выращиваемых в контейнерах в условиях теплиц, применимы описанные выше методы обработки листьев, побегов, почек.

Обработка черенков предусматривает их предпосадочное помещение нижними срезами в водный раствор колхицина; глубина погружения при этом составляет 1 – 2 см, экспозиция обработки от 12 до 24 часов. После обработки рекомендуется нижние части черенков, которые были погружены в раствор, удалить, после чего черенки высаживаются на укоренение. Целесообразно сочетать указанную обработку с обработкой стимуляторами регенерационных процессов.

Обработка срезанных ветвей, предназначенных для гибридизации, аналогична обработке черенков. После обработки и удаления нижних частей ветви устанавливают в емкости с водой или питательным раствором.

Обработка свободно растущих деревьев и кустарников возможна посредством инъекций в ствол вегетирующего растения. Проводится весной в период активного сокодвижения. Для этого в нижней части ствола сверлят отверстие примерно на глубину половины радиуса ствола, в образовавшееся отверстие вводят плотно входящую перфорированную трубку из неокисляющегося материала. Её соединяют через резиновый шланг с резервуаром, содержащим водный раствор колхицина. Раствор колхицина разносится по всему растению восходящим током и достигает точек роста и почек, где вызывает аномалии в делении клеток и возникновение полиплоидных соматических клеток и нередуцированных гамет. Для обработки свободно растущих деревьев и кустарников (доступных их частей) приемлемы и описанные выше методы обработки побегов, почек, листьев и хвои.

Получение гаплоидов

Гаплоиды – это особи обычно диплоидных или аллополиплоидных видов, в соматических клетках которых содержится гаплоидный – одинарный – набор хромосом (В.П.) в 2 раза меньше хромосом, чем у исходных форм, причем из каждой пары гомологичных хромосом представлена только одна хромосома (Гужов и др., 1991, стр. 265).

В селекции растений гаплоидия как явление и гаплоиды как объекты приобретает все большее значение. Получение и использование гаплоидных растений позволяет решать целый ряд теоретических и практических задач.

Изучение гаплоидов и гаплоидии у высших растений позволяет определять геномный состав видов и уточнять их таксономическое положение, определять дозу геномов в полиплоидных рядах, выяснять происхождение и генетические причины апомиксиса, объяснять направления и пути эволюции.

Гаплоиды образуются естественным путем и могут быть получены искусственно. Вместе с тем отмечается, что естественные гаплоиды крайне редки. Информации о гапдоидии у древесных видов крайне мало. По кукурузе имеются сведения, что 1 гаплоид можно выделить из 1000 сеянцев, полученных из семян, возникших в результате апомиксиса.

На явлении гаплоидии основаны методы получения из гаплоидов путем индуцированного удвоения числа хромосом гомозиготных диплоидных линий. В комбинационной селекции такой подход обеспечивает получение наиболее удачных рекомбинаций генов. Считается (Гужов и др., 1991, стр. 266), что эффективность комбинационной селекции может возрастать в сотни раз, если будут разработаны способы массового выделения гаплоидов для последующего перевода их на диплоидный уровень.

В селекции сельскохозяйственных культур применение метода гоплоидии дало положительный результат при работе с табаком, рапсом и некоторыми другими культурами. Заметные положительные результаты в селекции гаплоидов древесных растений пока не достигнуты.

Путем удвоения числа хромосом у гаплоидов можно сразу (за одно поколение) создать гомозиготные линии. При селекции на гетерозис у перекрестно опыляемых культур на создание чистых линий требуется получение 7 – 10 поколений, что для древесных видов, чрезвычайно долго. Теоретически селекция гаплоидов при работе с древесными видами позволит получить чистые линии, способные обеспечить полную передачу признаков потомству при самоопылении. То есть теоретически можно обеспечить создание посадочного материала семенного происхождения, но с отселектированными признаками.

Гаплоидные особи образуются вследствие самопроизвольного деления неоплодотворенной яйцеклетки. И хотя подобные явления в природе достаточно редки, гаплоидные формы обнаружены как у голосеменных, так и у покрытосеменных растений. Чаще всего гаплоидные формы древесных пород нежизнеспособны и погибают на ранних стадиях своего развития. Этим объясняется в известной степени тот факт, что они редко встречаются в природных популяциях. По той же причине гаплоиды находят ограниченное применение и в селекции древесных и кустарниковых видов растений.

Получение гаплоидных особей может быть достигнуто стимулированием деления неоплодотворенной яйцеклетки. Это может быть вызвано опылением пыльцой, у которой спермии заранее убиты воздействием высокой температуры, рентгеновскими лучами или химическими реагентами (тулоидином сини). В итоге из большого числа осуществленных опылений получают единичные гаплоиды.

Второй путь – это получение гаплоидов с помощью культуры тканей. Например, вызывают активный рост и последующую дифференциацию тканей жизнеспособной пыльцы или яйцеклеток, неоплодотворенных, или «оплодотворенных» убитой пыльцой. Возможность получения гаплоидов, в частности тополей и карельской березы, подтверждена современными (2002 год) работами российских ученых из НИИ лесной генетики и селекции (Лесоводственная информация, № 6, 2002, стр. 40).

Источник