Што такое полиплоидия? Якую ролю яна гуляе ў селекцыі і ў прыродзе

Прачытаўшы гэты артыкул, вы даведаецеся, што такое полиплоидия. Мы разгледзім, якую ролю яна гуляе. Вы таксама даведаецеся, якія бываюць віды полиплоидии.

адукацыя полиплоидов

Перш за ўсё, раскажам пра тое, што маецца на ўвазе пад гэтым загадкавым словам. Клеткі або асобіны, якія маюць больш двух набораў храмасом, называюцца полиплоидами. Полиплоидные клеткі з невялікай частатой ўзнікаюць у выніку «памылак» Мітоз. Гэта адбываецца, калі храмасомы дзеляцца, а цитокинез не адбываецца. Такім чынам могуць ўтварыцца клеткі з падвоеным лікам храмасом (диплоиды). Калі яны, прайшоўшы праз Інтэрфаза, будуць дзяліцца, то змогуць даць пачатак (палавым або бясполым шляхам) новым асобінам, клеткі якіх будуць мець удвая больш храмасом, чым у бацькоў. Адпаведна, працэс іх адукацыі - вось што такое полиплоидия. Полиплоидные расліны могуць быць атрыманы штучна з дапамогай колхицина - алкалоіда, пераважнай адукацыю митотического верацяна ў выніку парушэння адукацыі микротрубочек.

ўласцівасці полиплоидов

У гэтых раслін зменлівасць часта бывае значна ўжо, чым у роднасных диплоидов, паколькі кожны ген прадстаўлены ў іх па меншай меры ў падвоеным ліку. Пры расшчапленні ў нашчадства гомозиготные па якому-небудзь рецессивному гену асобіны складуць толькі 1/16 замест 1/4 у диплоидов. (У абодвух выпадках прымаецца, што частата рецессивных алеляў роўная 0,50.) Полиплоидам ўласціва самаапыленне, яшчэ больш зніжае іх зменлівасць, нягледзячы на тое што роднасныя ім диплоиды пераважна апыляюцца крыжавана.

Дзе сустракаюцца полиплоиды

Такім чынам, мы адказалі на пытанне, што такое полиплоидия. А дзе ж сустракаюцца такія расліны?

Адны полиплоиды лепш прыстасаваныя да сухім месцах ці больш нізкіх тэмператур, чым зыходныя дыплоідным формы, у той час як іншыя лепш прыстасаваныя да адмысловых тыпах глеб. Дзякуючы гэтаму яны могуць засяляць месцы з экстрэмальнымі ўмовамі існавання, у якіх іх дыплоідным продкі, хутчэй за ўсё, загінулі б. З невялікай частатой яны сустракаюцца ў многіх натуральных папуляцыях. Яны лягчэй, чым адпаведныя ім диплоиды, ўступаюць у няроднасныя скрыжавання. Пры гэтым адразу ж могуць атрымлівацца розных пладовых гібрыды. Радзей полиплоиды гібрыднага паходжання ўтвараюцца шляхам падваення колькасці храмасом у стэрыльных дыплоідным гібрыдаў. Гэта адзін са шляхоў аднаўлення плодовистости.

Першы дакументаваны выпадак полиплоидии

Менавіта такім, менш звычайным, шляхам утварыліся полиплоидные гібрыды паміж рэдзькай і капустай. Гэта быў першы добра задакументавана выпадак полиплоидии. Абодва роду належаць да сямейства крыжакветных і знаходзяцца ў блізкай роднасці. У саматычных клетках і таго і іншага выгляду знаходзіцца 18 храмасом, і ў першай метафазе мейоза заўсёды выяўляецца 9 пар храмасом. З некаторым працай быў атрыманы гібрыд паміж гэтымі раслінамі. У мейозе ён меў 18 няпарных храмасом (9 ад рэдзькі і 9 ад капусты) і быў зусім бясплодны. Сярод гэтых гібрыдных раслін спантанна утварыўся полиплоид, у якога ў саматычных клетках было 36 храмасом і ў працэсе мейоза рэгулярна ўтвараліся 18 пар. Іншымі словамі, полиплоидный гібрыд меў усе 18 храмасом як рэдзькі, так і капусты, і яны функцыянавалі нармальна. Гэты гібрыд быў даволі пладавітым.

Полиплоиды-пустазелле

Некаторыя полиплоиды ўзнікалі як пустазелле ў месцах, звязаных з дзейнасцю чалавека, і часам яны дасягалі дзіўнага росквіту. Адзін з добра вядомых прыкладаў - насельнікі салёных балот з роду Spartina. Адзін з відаў, S. maritima (на фота ніжэй), сустракаецца на балотах уздоўж берагоў Еўропы і Афрыкі. Іншы выгляд, S. alterniflora, быў завезены ў Вялікабрытанію з усходу Паўночнай Амерыкі каля 1800 г. У далейшым шырока распаўсюдзіўся, утварыўшы буйныя лакальныя калоніі.

пшаніца

Адной з найважнейшых полиплоидных груп раслін можна лічыць род Triticum пшаніцы (на фота далей). Самая распаўсюджаная ў свеце хлебная культура - мяккая пшаніца (Т. aestivum) - мае 2n = 42. Мяккая пшаніца ўзнікла як мінімум 8000 гадоў таму, верагодна, у Цэнтральнай Еўропе, у выніку натуральнай гібрыдызацыі ўрабляе пшаніцы, якая мае 2n = 28, з дзікім травой таго ж роду, якія маюць 2n = 14. Дзікі збажыну, верагодна, рос як пустазелле сярод пасеваў пшаніцы. Гібрыдызацыя, якая дала пачатак мяккай пшаніцы, магла адбыцца паміж полиплоидами, з'яўляецца час ад часу ў папуляцыях абодвух бацькоўскіх відаў.

Цалкам верагодна, што як толькі 42-храмасомнай пшаніца з яе карыснымі прыкметамі з'явілася на палях першых земляробаў, яны адразу яе заўважылі і адабралі для далейшага культывавання. Адна з яе бацькоўскіх форм, 28-храмасомнай ўрабляе пшаніца, адбылася ў выніку гібрыдызацыі двух дзікіх 14-хромосомных відаў з Блізкага Ўсходу. Віды пшаніцы, якія маюць 2n = 28, і цяпер працягваюць апрацоўвацца нароўні з 42-хромосомных. Такія 28-храмасомныя пшаніцы ўяўляюць сабой галоўны крыніца збожжа для вытворчасці макароны дзякуючы высокай Клейкость іх бялку. Вось якую ролю адыгрывае полиплоидия.

Triticosecale

Даследаванні апошніх гадоў паказалі, што новыя лініі, атрыманыя з дапамогай гібрыдызацыі, могуць палепшыць сельскагаспадарчую вытворчасць. Полиплоидия ў селекцыі ўжываецца вельмі шырока. Асабліва шматабяцальным з'яўляецца Triticosecale - гурт створаных чалавекам гібрыдаў паміж пшаніцай (Triticum) і жытам (Secale). Некаторыя з іх, якія спалучаюць ўраджайнасць пшаніцы з непераборлівасцю жыта, найбольш устойлівыя да лінейнай іржы - хваробы, якая наносіць вялікі ўрон сельскай гаспадарцы. Гэтыя ўласцівасці асабліва важныя ў высакагорных раёнах тропікаў і субтропікаў, дзе іржа - галоўны фактар, лімітуецца культываванне пшаніцы. Triticosecale цяпер вырошчваецца ў вялікіх маштабах і атрымала шырокую папулярнасць у Францыі і іншых краінах. Найбольшую вядомасць мае 42-храмасомнай лінія гэтай збожжавай культуры. Яна была атрымана шляхам падваення колькасці храмасом пасля гібрыдызацыі 28-храмасомнай пшаніцы з 14-храмасомнай жытам.

разнастайнасць полиплоидов

У прыродзе яны адбіраюцца пад уплывам знешніх умоў, а не дзякуючы дзейнасці чалавека. Іх узнікненне - адзін з найважнейшых эвалюцыйных механізмаў. У наш час мноства полиплоидов прадстаўлена ў сусветнай флоры (больш за палову ўсіх відаў раслін). Сярод іх многія з найбольш важных сельскагаспадарчых культур - не толькі пшаніца, але і бавоўнік, цукровы трыснёг, банан, бульба і сланечнік. Да гэтага пераліку можна дадаць большасць прыгожых садовых кветак - хрызантэмы, браткі, вяргіні.

Цяпер вы ведаеце, што такое полиплоидия. Яе ролю ў сельскай гаспадарцы, як вы бачыце, вельмі вялікая.