Задачи для самостоятельного решения

1. Диплоидный набор хромосом в клетках фасоли равен 22. В результате индуцированного мутагенеза получены четыре мутантные формы. Установите соответствие между кариотипом этих форм и разновидностью геномной мутации, в результате которой они образовались. Кариотип мутантной формы: А) 20; Б) 21; В) 23; Г) 88. Мутации: 1) трисомия; 2) моносомия; 3) нуллисомия; 4) полиплоидия.

2. Определите типы хромосомных мутаций: а) QRSTU; б) QRSTSTU; в) QRTSU; г) QRSU; д) QRSМL.

3. Определите порядок аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется следующими триплетами ДНК: ТГАТГЦГТТТАТГЦГ. Как изменится полипептид, если из молекулы ДНК будут удалены 9-й и 12-й нуклеотиды.

4. Участок молекулы ДНК, кодирующий полипептид, в норме имеет следующую последовательность нуклеотидов: ААА–ААЦ–ЦАТ–АГА–ГАГ. В процессе репликации цепочки ДНК на этом участке произошла инверсия. Какие нуклеотиды в ней участвовали, если и-РНК, синтезированная на данном участке молекулы ДНК, имеет последовательность нуклеотидов: УУУ–УАУ–ГГУ–УЦУ–ЦУЦ?

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ

Селекция – наука о методах создания сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками. В ее основе лежит правильный выбор материала для селекции, исходных особей, их генетическое разнообразие, гибридизация этих особей.

Академик Н.И. Вавилов выделил 7 центров многообразия и происхождения культурных растений, которые являются материалом для селекции.

Центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову:

Южно-азиатский (Индия, Индокитай, Индонезия) – родина риса, манго, баклажан, цитрусовых и др.

Восточно-азиатский (Центральный Китай, Япония, Корея) – просо, соя, гречиха, лук, яблоня, груша, чай и др.

Югозападно-азиатский – (Средняя Азия, Закавказье) — рожь, бобы, горох, морковь и др.

Средиземноморский – маслины, капуста, свекла, овес, укроп, петрушка, тмин и др.

Эфиопский – сорго, твердая пшеница, ячмень, бананы, лен и др.

Центральноамериканский – (Мексика и острова Мексиканского залива) – кукуруза, фасоль, какао, тыква, перец, томат, подсолнечник и др.

Южноамериканский – картофель, табак, арахис, ананас, каучук и др.

Методы селекции

Классические

1) искусственный отбор – сохранение необходимых человеку организмов и устранение организмов, не отвечающих целям селекции. Искусственный отбор подразделяют на массовый и индивидуальный. Массовый отбор – выделение группы особей. Применяется в ряду поколений. Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей. Применяется для животных и самоопыляющихся растений

2) гибридизация – процесс получение новых генетических комбинаций у потомства для получения новых сочетаний ценных родительских признаков. Гибридизация делится на следующие виды:

а) инбридинг

б) межлинейная гибридизация

в) отдаленная гибридизация

Инбридинг – близкородственное скрещивание сельскохозяйственных животных, или принудительное самоопыление у перекрестноопыляющихся растений. Применяется в селекции как скрещивание особей одного поколения, родителей и потомков.

Инбридинг у растений – близкородственная гибридизация, которая применяется для получения чистых линий. Например, самоопыление у растений служит для выделения чистых линий:

АА х АА; или аа х аа

Инбридинг у животных – близкородственное скрещивание между братьями, сестрами, родителями и потомством.

Депрессия – ухудшение признаков потомства при инбридинге. Животные и растения при инбридинге несут в гетерозиготном состоянии вредные рецессивные мутации, поэтому при инбридинге, вызывающем появление гомозигот, часто происходит понижение жизнеспособности, урожайности, устойчивости к заболеваниям и т.д.

Межлинейная гибридизация – скрещивание 2 чистых линий и получение явления гетерозиса: АА х аа

G A, a

F₁ Аа

Гетерозис – мощное развитие гибридов, полученных при скрещивании чистых линий, одна из которых гомозиготна по доминантным генам, а вторая – по рецессивным генам. Гетерозис в селекции растений и животных заключается в следующем. При скрещивании пород животных, сортов растений, а также чистых линий между собой гибриды F₁ по ряду признаков и свойств нередко превосходят исходные родительские особи.

Межлинейные гибриды первого поколения оценивают по результату гетерозиса. При этом отбирают линии, имеющие лучшие комбинации, а затем их размножают для получения гибридных семян. Широко используются в практической селекции двойные межлинейные гибриды. Их получают путем скрещивания двух простых гибридов, которые проявляют гетерозис. Хорошие результаты дает скрещивание линий, происходящих из различных сортов.

Пример. Один простой гибрид получен от скрещивания чистых линий двух сортов A х B, а другой – от скрещивания чистых линий других сортов – C х D. Двойной гибрид можно представить, как: (A x B) x (C x D). Для него характерен гетерозис. Такие двойные межлинейные гибриды получены у кукурузы, свеклы, томатов и др. Аналогичным путем получают двойные межлинейные гибриды и у животных. В настоящее время в птицеводстве и свиноводстве широко используются получение чистых линий, происходящих из одной или разных пород. Показателем гетерозиса является то, что полученный межлинейный гибрид превосходит исходные чистые линии, а также сорта или породы, от которых произошли эти чистые линии.

Различают три типа гетерозиса: 1) репродукционный – гибриды отличаются от родительских форм большей плодовитостью; 2) соматический – у гибридов больше масса тела, чем у родителей; 3) адаптационный – гибриды лучше приспособлены к условиям внешней среды, чем родительские формы.

Схематически гетерозис можно представить в следующем виде. Имеются две чистые линии – ааBB и ААbb. При скрещивании этих чистых линий ааВВ х ААbb у гибрида объединяются доминантные аллели обоих генов (АаВb). Все гибриды в F₁ (100 %) проявляют по доминантным генам гетерозис. В F₂ число особей с двумя доминантными генами в гетерозиготном состоянии (АаBb) будет составлять только лишь 4/16 (25%). В последующих поколениях число гетерозигот еще больше сократиться, а число гомозигот увеличится. Поэтому, в последующих поколениях гетерозис затухает.

Отдаленная (межвидовая) гибридизация – скрещивание форм, относящихся к разным видам и родам. При отдаленной гибридизации имеют место комбинации генов и хромосом разных видов, и комбинации даже целых геномов (при получении аллополиплоидов). Отдаленная гибридизация позволяет совмещать у гибридов свойства далеких в систематическом и биологическом отношениях видов. Отдаленная гибридизация протекает с трудом. Ее применяют для получения необычных комбинаций генов. При скрещивании пшеницы и ржи В.Е. Писарев получил гибрид тритикале, а

Н.В. Цицин (1940 г.) получил пшенично-пырейный гибрид на основе отдаленной гибридизации.

При скрещивании лошади и осла (♀ лошадь х ♂ осел) получен высокогетерозисный гибрид – мул (выносливое и сильное животное).

Аутбридинг – неродственное скрещивание между породами, или между сортами. При аутбридинге скрещиваются особи одного вида, не состоящие в непосредственном родстве, илискрещиваются неродственные формы одного вида, не имеющие общих предков. Аутбридинг имеет место у животных и у растений. Аутбридинг у животных делится на следующие виды:

а) внутрипородное скрещивание – скрещиваются чужие особи, самец и самка, из разных семей;

б) межпородное скрещивание – скрещивание между породами, например, при скрещивании разных пород у собак (колли с овчаркой).

Аутбридинг у растений делится на:

а) внутрисортовое скрещивание;

б) межсортовое скрещивание;

в) отдаленная гибридизация.

На основе аутбридинга получают гетерозисные организмы.