Практикум по цитологии растений - Паушева З.П.
ISBN 5-10-000614-5
Скачать (прямая ссылка):
плазматических выпусков определяют количество пор: у дипло-ид а их три, у тетраплоида — четыре.
Следует заметить, что при обработке колхицином проросших семян далеко не все клетки оказываются полиплоидными, часть из них остается диплоидными. Такое явление называется миксоплоидией, а организмы, в которых имеются ткани различной плоидности,— миксоплоидами. Термин ввел Немец в 1910 г. Миксоплоидия приводит к образованию химер — растений, у которых одни ткани диплоидные, а другие полиплоидные. Так, у кукурузы в год обработки колхицином в пределах одного растения и даже початка могут образоваться зерновки различной степени плоидности, что вызывает необходимость проверки числа хромосом в корнях проросших зерновок.
Методы выявления гаплоидов
Кроме диплоидов, полиплоидов, анеуплоидов, в селекции растений приходится иметь дело с гаплоидами — организмами, клетки которых содержат гаметический набор хромосом. Гаплоиды возникают из неоплодотворенных клеток зародышевого мешка или из яйцеклеток, у которых ядро элиминировалось и оказалось замещенным ядром спермия. Первый гаплоид был получен экспериментальным методом Блексли в 1922 г. у дурмана (Datura stramonium). Моррисону в 1932 г. удалось получить первую гомозиготную линию из гаплоида томата. Гаплоидия установлена у 152 видов, не считая гибридных форм. Биотехнологи получают гаплоиды в культуре клеток из пыльников, когда пыльцевые зерна имеют одно ядро.
Выявление гаплоидов осуществляют цитологическим методом на основе изучения числа хромосом. Однако этот метод очень трудоемкий, поэтому часто эти организмы учитывают по другим признакам. Гаплоиды отличаются от диплоидов меньшими размерами вегетативных и репродуктивных органов, мелкими клетками, низкорослостью, стерильностью, слабым развитием. Поэтому нередко сравнивают гаплоиды и диплоиды по размерам клеток эпидермиса и устьиц листа, размеру и стерильности пыльцы, хромосомным аберрациям, митотическому циклу и т. д. Чейз в 1955 г. установил, что у гаплоида кукурузы первый лист в два раза короче такого же листа исходной линии. Для выявления гаплоидов у огурца Алдерс погружал сухие семена в воду, разбавленную соляной кислотой. Среди всплывших семян были обнаружены гаплоиды.
Если в одной семяпочке развивается несколько зародышей, то те проростки, которые слабее развиты, могут оказаться гаплоидами. На этом основан близнецовый метод выявления гаплоидов. Однако при всех указанных методах их выявления не^ обходима цитологическая проверка числа хромосом.
На генетическом маркировании и скрещивании основан еще один метод. Например, для кукурузы по методике Чейза подбирают диплоидную материнскую линию с рецессивными признаками и диплоидную отцовскую линию с доминантными признаками. Гибридное потомство анализируют в фазе проростков. Отбраковывают все диплоиды с доминантными признаками, а проростки с рецессивными признаками проверяют на гаплоидность.
Образование гаплоидов происходит в культуре тканей и клеток из пыльников на стадии одноядерных пыльцевых зерен, при опылении растений облученной или чужеродной пыльцой, воздействии химическими мутагенами, температурой и т. д.
Среди тетраплоидов также возможно образование гаплоидов» т. е. особей с гаметическим набором хромосом. Однако в этом случае гаплоид содержит не один, а два генома (дигаплоид) или более.
Геномный анализ аллополиплоидов
Геномный анализ — это один из цитогенетических методов исследования. Цитогенетика изучает связь явлений наследственности с поведением и структурой хромосом.
Под геномом понимают гаплоидный набор хромосом с локализованными в нем генами. Известно, что диплоидные клетки организма имеют два одинаковых генома, например АА, а гаплоидные клетки — один (А). В отличие от диплоидов автополиплоиды несут в соматических клетках более двух гомологичных геномов: триплоиды — три генома, тетраплоиды — четыре и т. д. Аллополиплоиды также имеют несколько геномов в соматических клетках, но эти геномы разные, так как происходят от разных видов. Например, мягкая пшеница имеет шесть геномов в соматических клетках— AABBDD.
До недавнего времени считалось, что источником генома А у мягкой пшеницы является пшеница однозернянка Т. топосос-сит или Т. boeoticum. Использование иммунохимического метода (Конарев, 1983) показало, что источник этого генома—пшеница однозернянка (Т. urartu) или близкая ей форма, генома В — эги-лопс (Ае. longissima) или близкая ему форма, генома О—эгилопс [Ае. tauschii (-Ае. squarrosa)].
Для изучения происхождения геномов у аллополиплоидов и сложных отдаленных гибридов применяют геномный анализ. При этом аллополиплоид скрещивают с предполагаемым родительским видом, а затем у полученного гибрида анализируют поведение хромосом в мейозе и проверяют плодовитость потомства. Родство геномов устанавливают на основе конъюгации в мейозе гомологичных хромосом, происходящих от разных родителей.
При проведении геномного анализа необходимо четко представлять различие между гомологичными и гомеологичными хромосомами.
