Генетика - Гуляев Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Мягкая пшеница представлена в культуре озимыми и яровыми формами, у твердой же до последнего времени были известны лишь типичные яровые формы. Исходя из закона гомологической изменчивости можно было предположить, что и у этого вида будут обнаружены или созданы озимые сорта. Такие сорта твердой озимой пшеницы действительно выведены Ф. Г. Кириченко. На основании закона гомологических рядов были созданы безъязычко-вые формы ячменя, обнаружены и выведены формы и сорта чечевицы с зелеными семядолями, найдены формы сои с неопушенными бобами и т. д.
Гомологические ряды изменчивости имеются и у животных. Например, цветные расы (альбиносы, черные, голубые, горностаевые) известны у морских свинок, кроликов и некоторых других грызунов. У различных видов микроорганизмов обнаружены сходные биохимические наследственные изменения.
Закон гомологических рядов выражает общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов. Он является биологической основой разработки методов направленного получения нужных наследственных изменений.
В результате большой работы, проведенной генетиками различных стран, выяснены многие важные вопросы, касающиеся теории и практического использования мутационного процесса.
1. Мутации происходят в природе в естественных условиях у всех организмов, от бактерий до человека. Мутационная изменчивость— неотъемлемое свойство всего живого.
2. Мутации можно получать путем воздействия на подопытные организмы соответствующими внешними условиями. Частота их при этом увеличивается во много раз.
3. Мутации являются результатом сложных физиологических процессов, происходящих в клетках и основанных на физико-химических реакциях.
4. Происходящие в результате мутаций изменения генетических структур клетки обусловливают различные фенотипические изменения, касающиеся любых внешних или внутренних особенностей организма: морфологических, физиологических, биохимиче-
ских. Эти изменения стойко передаются в последующих поколениях.
5. Мутационный процесс при современных методах воздействия, кроме получения полиплоидных форм, ненаправленный. Мутации не адекватны внешним воздействиям. Мутационные изменения затрагивают любые признаки и свойства организмов, и отклонения от исходного типа могут происходить во многих возможных направлениях.
6. Наследственная изменчивость организма данного вида или формы не может идти в каком угодно направлении, она материально обусловлена возможностями изменений его генетических структур.
На основе изучения основных особенностей естественного и экспериментального мутагенеза в генетике возникла проблема направленного получения наследственных изменений.
Из 1000 мутаций, индуцируемых в настоящее время у растений, в среднем только одна представляет какой-либо интерес для селекции. Поэтому разработка методов направленного получения нужных полезных мутаций — одна из важнейших и наиболее трудных задач биологии. В решении этой задачи исходят из возможности использования определенных воздействий, вызывающих направленные наследственные изменения путем перестройки хромосом и их молекулярных структур. Пока это достигается лишь путем полиплоидии.
Мутации идут в природе, как мы теперь знаем, в различных направлениях, и возникновение каждой из них у того или иного организма — событие случайное. Но в то же время мутационный процесс в целом подчинен определенной закономерности, состоящей в том, что характер возможных мутаций у любого организма определен генетической системой вида (рода). Каждый генотип может мутировать в разных, но далеко не в любых направлениях. В процессе эволюции видовых генетических систем их спектры мутаций получали определенные очертания, те или иные границы.
Для правильного понимания и решения проблемы направленного получения мутаций необходимо исходить из того, что мутации представляют собой химические изменения участков молекулы ДНК. Это положение нашло прямое экспериментальное подтверждение на вирусах. Из вируса табачной мозаики выделили РНК и поместили ее в пробирку. На нее воздействовали азотистой кислотой и затем вводили в клетки листьев табака. При этом обнаружили новые мутантные формы. Оказалось, что под воздействием азотистой кислоты РНК претерпевает определенные химические изменения: аденин переходит в гипоксантин, гуанин — в ксантин и цитозин — в урацил. Изменения этих азотистых оснований в результате мутагенного действия азотистой кислоты вызывают появление специфических (характерных) мутаций (рис. 87).
Данные опыты показывают, что в основе наследственных изменений лежат элементарные химические превращения нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот.
Только факторы, действующие на уровне молекулярных и внутриклеточных систем, могут вызывать мутации. В поколениях организма, на который действовали индуцирующими факторами, могут воспроизводиться только те признаки, которые в своем развитии обусловлены изменением наследственных молекулярных структур половых клеток. Действие на организм любых внешних факторов, как бы сильно они ни меняли условия его жизни и фенотипическое выражение признаков, если при этом не изменяются молекулярные наследственные структуры воспроизводящих клеток, останется для наследственной изменчивости «действием на расстоянии» и не окажет на нее влияния. Для правильного понимания процесса возникновения наследственных изменений под влиянием внешних условий большой интерес представляют эксперименты В. М. Шевцова по индуцированию мутантов с измененным вегетационным периодом, в частности получение под воздействием N-нитрозоэтилмочевины из озимого сорта ячменя ультраскороспелого ярового мутанта.
