Глава 6. Закономерности наследования признаков...................................................................................... 1 § 24. Гибридологический метод изучения наследственности. Первый и

Страница 11 из 12

Отдаленные гибриды растений и животных обычно бес­плодны. Причина их стерильности – различие хромосом. Го­мологичные хромосомы имеют разное строение и не могут конъюгировать. Вспомним, что при нормальном течении мейоза конъюгировавшие гомоло­гичные пары расцепляются и расходятся к разным полюсам деления. Породы собак Капустно-редечный гибрид, преодоле­ние бесплодия полиплоидизацией В случае скрещивания отдаленных гибридов гомологич­ные пары не сцеплены конъюга­цией и поэтому расходятся не к разным полюсам, а случайным образом.

В одних гаметах оказы­вается сразу две гомологичных хромосомы, а в других – ни од­ной. Такие гаметы, конечно же, оказываются нежизнеспособными. Еще большими нарушени­ями сопровождается мейоз при скрещивании особей с разным числом хромосом (например, у пшеницы 42 хромосомы, а у ржи – всего 14). Основной метод борьбы со стерильностью отдаленных гиб­ридов – полиплоидизация.

Гомологичные хромосомы каждой родительской особи благодаря кратности набора конъюгируют между собой, и нормальное течение мейоза восстанавли­вается. Впервые успешно преодолеть бесплодие отдаленных гибри­дов полиплоидизацией удалось русскому генетику Г. Д. Карпеченко в 1924 г. Он скрестил стручковую капусту и струч­ковую редьку. У обоих этих видов по 9 хромосом в гапло­идном наборе.

Гибрид имеет 18 хромосом и совершенно бесплоден: «капустные» и «редечные» хромосомы не конъюгируют. В полиплоидном гибриде «капустные» хромосомы конъюгируют с «капустными», а «редечные» – с «редечны­ми», и гибрид благополучно плодоносит. Стручок гибрида на­поминает и капусту, и редьку. Он состоит как бы из двух состыкованных стручков, один из которых похож на капус­тный, а другой – на редечный.

Полиплоидия у животных встречается довольно редко. Известному русскому ученому Б. Л. Астаурову удалось путем отдаленной гибридизации с последующей полиплоидизацией Получить полиплоидные формы тутового шелкопряда. Гибрид объединяет хромосомы двух исходных видов и нормально размножается. Искусственный мутагенез. В природных условиях мутации происходят очень редко.

Для того, чтобы расширить исходный генетический материал для селекции, количество мутаций у исходных видов искусственно увеличивают посредством различных мутагенов: ультрафиолета и рентгена, гамма-излу­чения, тепловых и быстрых нейтронов, ряда специальных хи­мических соединений. Этот метод применим, в основном, только для растений и микроорганизмов.

Мутагены разрушают струк­туру ДНК, резко увеличивая тем самым количество мутаций. Подавляющее большинство возникающих мутаций снижа­ют жизнеспособность, но иногда появляются и такие, которые представляют интерес для селекции. В редких случаях мутантные растения сразу обладают желаемыми качествами, обычно для получения нужных признаков мутанты подвер­гаются гибридизации и отбору.

Сорт яровой пшеницы Новосибирская-67 выведен на ос­нове мутантной формы, полученной при облучении рентгено­вскими лучами семян сорта Новосибирская-7. Методом мута­генеза выведен известный на Украине сорт Киянка. Оба эти сорта имеют короткую и утолщенную соломинку, предохраня­ющую от полегания в период уборки. Применение мутагенных химических веществ, разрушаю­щих веретено деления, позволяет получать полиплоидные растения. 1.

Назовите два основных метода селекции и опишите при­мерный ход селекционных работ. 2. В чем причина гетерозиса? Приведите примеры организ­мов, проявляющих гетерозис. 3. С чем связано положительное влияние полиплоидизации? Приведите примеры. 4. В какой фазе мейоза происходят нарушения в гаметах отдаленных гибридов? 5.

Перечислите методы искусственного мутагенеза. § 36. Работы И. В. Мичурина. Достижения селекции Работы И. В. Мичурина. Методы отдаленной гибридизации нашли наибольшее применение в селекции растений. Их широко использовал знаменитый русский садовод и селекци­онер И. В. Мичурин. Для скрещивания он брал родительские растения из разных почвенно-климатических зон и выводил на их основе сорта с новыми полезными свойствами.

Полу­чение отдаленных гибридов имеет ряд существенных трудно­стей. Возможны несовпадения циклов размножения исходных растений, различия в тканях пыльцевых трубок и т.д. Для преодоления нескрещиваемости Мичурин разработал специ­альные технические приемы. Метод предварительного вегетативного сближения. Посредством прививок – приживления побегов одного растения (привоя) на другое (подвой)

– Мичурин приближал химический состав клеток привоя к клеткам подвоя. В результате увеличивалась вероятность прорастания пыльцевых зерен при опылении. Этим приемом удалось получить гибрид груши и вишни, обычно не скрещивающихся между собой. Метод посредника. Нескрещиваемость двух видов Мичурину удавалось преодолеть с помощью третьего вида (посредника).

Для того чтобы скрестить сорта монгольского миндаля культурного персика, Мичурин в качестве посредника использовал полудикий персик Давида. Сначала миндаль скрещивался с персиком Давида, а затем гибрид – с культурными сортами персика. Полученные сорта персика успешно плодоносят в средней полосе России. Метод ментора. Мичурин доказал на практике, что степень доминирования у гибридных форм зависит от внешних условий.

Для управления доминированием тех или иных признаков родителей гибриды прививались на ту родительскую форму, признаки которой желательно было развить. Родительское растение, таким образом, исполняло роль воспитателя, или ментора. При опылении сортов красноплодной владимирской вишни пыльцой бесплодной черешни Винклера гибрид имел в результате неполного доминирования бледно-розовые плоды, черенок гибрида далее прививался в крону вишни и под действием ментора «исправлялся».

Доминирование усилива­лось, и плоды становились темно-розовыми. Путем вегета­тивного размножения этого гибрида был получен сорт вишни Краса севера. Методом ментора был выведен гибрид американской яб­лони Бельфлер и китайской яблони из Сибири – сорт Бель­флер-китайка. Скрещивание с воспитанием позволило вывести Известный сорт груши Бере зимняя Мичурина.

Исходными особями послужили уссурийская груша и южный сорт груши Берерояль. Для управления доминированием Мичурин использовал и Другие приемы воспитания: внесение удобрений в определен­ий период развития, высаживание гибридов южных и северных растений в открытый грунт на самых ранних стадиях развития. Воздействие суровых почвенно-климатических условий приводило к доминированию признаков зимостойкости, ха­рактерных для местных тамбовских сортов.

Таким путем в результате гибридизации южного сорта яблони Ранет ананас­ный с Антоновкой был получен сорт Славянка. Мичурин вывел множество удивительных сортов. Среди них: гибрид вишни и черемухи, терна и сливы, яблони и груши, ежевики и малины, рябины и боярышника, персика и абрикоса. Большинство сортов Мичурина – сложные гетерозиготы. Для сохранения уникальных качеств их размножа­ют вегетативным путем: отводками и прививками. Многочисленные сорта цитрусовых (апельсинов, мандари­нов, грейпфрутов)

выведены в тропических и субтропических условиях также посредством отдаленной гибридизации мето­дами, во многом сходными с мичуринскими. Достижения селекции. За последнее столетие селекционеры добились поразительных успехов. Урожайность зерновых повы­силась в 10 раз. В развитых странах получают до 100 ц/га пшеницы, риса, кукурузы. Новые сорта картофеля дают почти 1000 ц/га – это в четыре раза выше среднего урожая по воз­делываемым сортам.

Аналогичные успехи наблюдаются и в селекции других культур. Путем гибридизации географически отдаленных форм и индивидуального отбора академик П. П. Лукьяненко получил высокопродуктивные сорта кубанской пшеницы: Безостистая 1, Аврора, Кавказ. Академик В. Н. Ремесло вывел замечатель­ные морозоустойчивые сорта озимой пшеницы Мироновская 808, Юбилейная 50, Харьковская 63. В разных регионах Рос­сии (в Сибири, Поволжье)

и за рубежом широко используют­ся сорта яровой пшеницы, полученные А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой: Саратовская 29, Саратовская 36, Саратов­ская 210. Саратовские сорта занимают более половины посев­ных площадей яровой пшеницы. Саратовская 29 обладает пре­красными технологическими свойствами и служит стандартом хлебопекарных качеств. Академик В. С.

Претензии к содержанию