Первый закон Г. Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения

Первый закон Г. Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения

Моногибридным называется скрещивание, при котором родительские формы отличаются друг от друга по одной паре признаков (например, гладкие или морщинистые семена). Все гибриды первого поколения (F₁) выглядят одинаково, т.е. имеют одинаковый фенотип, сходный с фенотипом одного из родителей. Эта закономерность иллюстрирует первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения, а также правило доминирования.

После того, как Мендель скрестил формы гороха, различающиеся по 7 признакам, у гибридов проявился, или доминировал, только один из пары родительских признаков. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не проявлялся. Позднее это явление доминирования было названо первым законом Менделя или законом единнобразия гибридов первого поколения.

Второй закон Менделя. Мендель скрестил полученные гибриды между собой. Рецессивный признак не теряется, и в следующем поколении он снова проявляется (выщепляется) в чистом виде. Г. де Фриз в 1900 г. назвал это явление законом расщепления, а позднее его назвали вторым законом Менделя.

При самоопылении гибридов F₁ во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3: 1 (¾ гладких и ¼ морщинистых семян). Это соотношение выражает во второй закон Менделя – закон расщепления признаков.

Неполное доминирование. Анализирующее (реципрокное) скрещивание.

При неполном доминировании гетерозигота имеет фенотип, промежуточный между фенотипами гомозигот. При этом правило Менделя о единообразии фенотипа в F₁ соблюдается. В F₂ и по фенотипу, и по генотипу расщепление выражается отношением 1:2:1. Примером неполного доминирования может служить промежуточная розовая окраска цветка у гибридов ночной красавицы, полученных от скрещивания красноцветковой и белоцветковой форм.

Неполное доминирование оказалось широко распространенным явлением и было отмечено при изучении наследования окраски цветка у львиного зева, окраски оперения у андалузских кур, шерсти у крупного рогатого скота и овец и др.

Кодоминирование – это явление, когда оба аллелядают равноценный вклад в формирование фенотипа. Например особи, имеющие группу крови АА и ВВ у человека, гомозиготны, в случае гетерозигот АВ оба аллеля одинаково экспрессируются.

Анализирующее (реципрокное) скрещивание. Чтобы проверить, является ли данный организм гомо- или гетерозиготным, можно, как это предложил Мендель, скрестить его сисходной гомозиготой по рецессивным аллелям. Такой тип скрещивания получил название анализирующего.

В результате анализирующего скрещивания расщепление и по фенотипу, и по генотипу составляет 1:1, что свидетельствует о гетерозиготности одного из родителей, участвовавших в скрещивании.

Таблица 1. и митоз

Фазы Митоза	Профаза	Двухроматидные хромосомы спирализуются, ядрышки растворяются, центриоли расходятся, ядерная оболочка растворяется, образуются нити веретена деления
Метафаза	Нити веретена деления присоединяются к центромерам хромосом, двухроматидные хромосомы сосредоточиваются на экваторе клетки
Анафаза	Центромеры делятся, однохроматидные хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки
Телофаза	Однохроматидные хромосомы деспирализуются, сформировывается ядрышко, восстанавливается ядерная оболочка, на экваторе начинает закладываться перегородка между клетками, растворяются нити веретена деления

 

Амитоз -прямоеделение интерфазного ядра путем перешнуровывания без преобразования хромосом. При амитозе не происходит равномерное расхождение хроматид к полюсам. И это деление не обеспечивает образование генетически равноценных ядер и клеток. По сравнению с митозом амитоз более кратковременный и экономичный процесс. Наиболее распространенный тип амитоза – это перешнуровывание ядра на две части.

При эндомитозе не формируется веретено деления и сохраняется ядерная оболочка, вследствие чего образуются полиплоидные клетки с увеличенным числом хромосом. Политения рассматривается как частный случай эндомитоза, поскольку после многократной репликации ДНК все хроматиновые нити (хроматиды) плотно прилегают друг к другу и соединены общей центромерой, образуя гигантские политенные хромосомы.

 

 

1 7. Мейоз и его значение. Мейоз - это особый способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния 2nв гаплоидное n. Мейоз включает два последовательных деления: первое (редукционное) и второе (эквационное). В каждом делении выделяют 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Мейозу предшествует интерфаза, в процессе которой происходит удвоение ДНК и клетки вступают в мейоз с хромосомным набором 2n4с (n — хромосомы, с — хроматиды).

Профаза I мейоза Ее условно разделяют на пять последовательных стадий: лептотена( наэтой стадии тонкие, длинные хромосомные нити, число которых соответствует диплоидному числу хромосом ) зиготена( синокс-это процесс тесной коньюгации 2-х гомологических хромосом. В результате каждый ген входит в соприкосновение с гомологичным ему геномтой же хромосомы ), пахитена ( взаимный обмен гомологичными участками гомологичных хромосом ), диплотена( начинается с разделения коньюгировавших хромосом, т. е. процесс отталкивания начинается в области центромеры и распростроняется к концам ) и диакинез( биваленты начинают перемещаться ближе к ядерной оболочке, исчезает ядерная оболочка, исчезают ядрышки, окончательно формируется веретено деления ). Происходитисчезновение оболочки ядра и ядрышек, а также окончательное формирование веретена деления завершают профазу I.

Метафаза I. -биваленты располагаются в экваториальной плоскости клетки. Нити веретена прикрепляются к центромерам гомологичных хромосом.

Анафаза I. -к полюсам отходят не хроматиды, как при митозе, а гомологичные хромосомы из каждого бивалента.

Телофаза I очень короткая, в процессе ее идет формирование новых ядер.

Затем наступает второе деление мейоза, сходное с обычным митозом.

Профаза II Она характеризуется спирализацией хромосом, исчезновением ядерной оболочки, ядрышка, формированием веретена деления.

Метафаза II. Хромосомы располагаютсяв экваториальной плоскости.

В анафазе II хроматиды расходятся к противоположным полюсам.

Телофаза II- деспирализация хромосом, образование ядер, цитокинез

Биологическое значение мейоза заключается в том, что:

· поддерживается постоянный кариотип в ряду поколений организмов, размножающихся половым путем

· обеспечивается перекомбинация генетического материала как на уровне целых хромосом (новые комбинации хромосом), так и на уровне участков хромосом.

Хромосомные перестройки.

Делецией называют нехватку какого-то участка хромосомы. Дупликацией (удвоение) называют дополнительный наследственный материал, идентичный тому, который уже есть в геноме. Инверсия – это изменение на 180° порядка расположения группы генов в хромосоме.

Инверсии бывают пара- и перицентрическими. В случае парацентрической инверсии происходят два разрыва хромосом, оба по одну сторону от центромеры. Участок между точками разрывов поворачивается на 180°. В случае перицентрической инверсии точки разрывов расположены по обе стороны от центромеры.

Перестройки, в результате которых часть одной хромосомы переносится в состав другой, называются транслокациями.

Комбинационные скрещивания.

При комбинационных скрещиваниях проявляется 2 или несколько признаков, распределенных между различными формами одного или нескольких видов.

Принципы подбора родительских пар при скрещивании:

1)эколого- географический метод

2)подбор пар по элементам структуры урожая

3)подбор пар по продолжительности отдельных фаз вегетации

4)подбор пар на основе различия по устойчивости сортов к заболеванию

 

Гетерозисные скрещивания.

Гетерозис- гибридная мощность. При гетерозисе образуется гибридный материал, обладающий повышенной жизнеспособностью, продуктивностью или улучшенными качествами и гибридов первого поколения. Гетерозис истинный, если наблюдается превосходство гибрида по каким- либо признакам над признаком лучшего родителя. Гетерозис гипотетический, если превосходство наблюдается над средним значением признаков обоих родителей.

По типу проявления:

1)самотический гетерозис- более мощное развитие вегетативных органов у гибридов растений.

2)репродуктивный (адаптивный)- повышенные приспособляемости гибридных организмов к изменениям условий среды.

Гипотеза доминирования: гетерозис проявляется в F₁, затем угасает и у декоративных пород выделяются 3 категории гетерозиса: популяционный, групповой и индивидуальный.

Популяционный возникает в результате длительной адаптивной эволюции в естественных популяциях в результате удачных рекомбинаций и уравновешенного естественного отбора.

Групповой может быть получен при искусственной гибридизации родительских форм с высокой, специфической комбинационной способностью, когда гибридная семья в целом превосходит обе родительской формы.

Индивидуальный наблюдается при межвидовых или географически отдельных скрещиваниях, а также при скрещивании растений с различными уровнями. Только отдельные экземпляры превосходят родительские формы.

 

Методы гибридизации.

Выделяют простые и сложные методы скрещивания.

Простые скрещивания- скрещивания между двумя родительскими формами, производимые однократно. Их называют парными скрещиваниями. Разновидностью парных скрещиваний являются взаимные скрещивания, когда в качестве материала растения выступает растение, ранее бывшее отцовским.

Сложные скрещивания- в них участвуют более двух родительских форм или гибридное потомство повторно скрещивается с одним из родителей. Они делятся на: ступенчатые и возвратные.

Ступенчатые применяются, когда необходимо соединить в гибридном потомстве наследство родительских форм.

Возвратные- скрещивания, при которых гибрид повторно скрещивается с одним из родителей. Их применяют для преодоления бесплодия гибридов при отдаленной гибридизации. Для усиления в гибридном потомстве желаемых свойств одного из родителей.

 

 

Общие положения по использованию мутагенеза, полиплоидии и культуры тканей в селекции лесных древесных пород.

Генные мутации на уровне ДНК и нуклеотидов. Это приводит к изменению строения молекул белков (махровость у цветков).

Хромосомные мутации связаны со структурным изменением хромосом («уродство» ствола)

Геномные мутации - изменение числа хромосом. Вызываются тем, что хромосом не расходятся при делении. Представленыгаплоидами (1n), анеоплоидами (2n+1, 2n-1), полиплоидами (2n, 3n, 4n).

Индуцированный мутагенез - направленный мутагенез с участием человека.

Полиплоидия - увеличение гаплоидного набора хромосом.

Чаще используется искусственная полиплоидия и в качестве мутагеннх факторов используются различные виды излучений, высокие и низкие температуры и некоторые химические вещества (колхицин). Химические вещества увеличивают чистоту мутаций в сотни раз и называются супермутагены.

 

 

Методика сортоиспытания.

Планирование размера выборки(100-150 растений на делянку). Проводится в четырех или трехкратной повторности.

Размещение опытов на площади.

 

 

Сорторайонирование.

Районирование сортов- рекомендация сортов для введения их в производственные насаждения как результат сортоиспытания.

Пригодным для районированию является сорт, который приспособлен к местным условиям и превышает по продуктивным, устойчивости и другим хоз. важным признакам лучшие районированные в данной зоне сорта или контрольные насаждения.

 

Сортоиспытание

Сортоиспытание - изучение, оценка сортов и гибридов сельскохозяйственных культур (в сравнении со стандартным сортом) и установление их пригодности для выращивания в производственных условиях.

Различают станционное, государственное и производственное сортоиспытание.

Станционное сортоиспытание проводят в селекционном учреж­дении. Для сельскохозяйственных культур оно включает предвари­тельное (первичное) и конкурсное испытания.

Предварительное (или малое) сортоиспытание — это первона­чальное испытание лучших селекционных образцов в сравнении с контролем.

Конкурсное (или большое) сортоиспытание — это испытание вы­делившихся в предварительном сортоиспытании кандидатов в сор­та, при котором их сравнивают между собой, с контролем и други­ми лучшими сортами.

Выделяют также межстанционные, ведомственные, зональные, экологические и другие испытания, проводимые селекционными учреждениями.

Государственное испытание и экспертная оценка сортов на ох­раноспособность и хозяйственную полезность осуществляется спе­циальными службами. В России, например, в соответствии с По­становлением Правительства РФ (№ 390 от 23.04.1994 г.) эта работа возложена на Госкомиссию РФ по испытанию и охране селекцион­ных достижений.

Производственное сортоиспытание — это испытание необходимого набора лучших сортов из конкурсного станционного или государ­ственного сортоиспытания. Оно организуется селекционным учреж­дением или Госсорткомиссией РФ в производственных условиях на землях лесных предприятий на сравнительно больших площадях.

 

 

Кондиции семян

Кондиция семян — очень важный аспект при выборе семян. Она определяется с помощью следующих показателей: чистота, всхожесть, жизнеспособность и энергия прорастания. Каждая фирма должна указывать их в специальном сертификате или паспорте в соответствии с ГОСТом.

Чистота семян определяется весовым соотношением семян данного вида или сорта и примесями (мусор, семена других растений). Эта величина выражается в процентах.

Всхожестьсемян выявляется с помощью проращивания. Для этого необходимо взять определенное количество семян (100 или 50 штук) и посеять их. Далее за их прорастанием необходимо систематически наблюдать, подсчитывая количество проросших экземпляров. Эта величина также выражается в процентах. Длительность эксперимента составяет примерно от 10 дней до 4 недель. Одновременно определяют и энергию прорастания — динамику появления всходов по дням.

Жизнеспособность определяют для семян с твердой оболочкой, таких как люпин или безвременник. Для этого используют химический метод, который заключается в использовании ряда веществ, окрашивающих зародыш. Разнообразные красители окрашивают только неживые семена, а вот соли химических веществ, только живые.

 

Отбор элиты и апробация

Начиная с питомника размножения 1-го года проводят апробацию сортовых посевов в соответствии с Инструкцией по апробации сортовых посевов и по ее результатам составляют соответствующий акт апробации. Норму высева и выход семян с единицы площади для каждого поколения устанавливают с учетом почвенно-климатических условий, культуры и сорта, способа посева, особенностей технологии в той или иной зоне и др. Объем работ в питомниках испытания потомств рассчитывают с учетом браковок. При выращивании суперэлиты и элиты, а также на семенных посевах в колхозах и совхозах необходимо соблюдать ряд обязательных привил и проводить регламентированные мероприятия в целях получения высококачественных семян. При выращивании на одном поле разных культур, сортов самоопыляющихся культур или разных репродукций и категорий одного сорта их разделяют посевом викоовсяной смеси или пропашной культуры шириной в один проход сеялки. Для предотвращения возможного биологического засорения сортов перекрестноопыляющихся культур соблюдают пространственную изоляцию (для ржи и гречихи — 200 м). При многообразии культур, сортов, репродукций и категорий необходимо выполнять ряд мероприятий при размещении, транспортировке семян, посеве, уходе за посевами, уборке, послеуборочной обработке, хранении семян. Как отмечалось выше, одной из главных причин выбраковки посевов зерновых и зерновых бобовых культур является засорение другими видами, сортами, а также трудноотделяемыми сорняками. Удаление примесей путем прополки можно считать профилактической мерой. Как правило, при размножении механическая примесь нарастает очень быстро. Эффективность сортовых прополок довольно невысокая. Самое лучшее средство избежать засорения — исключение систематических источников засорения при посеве, уборке, транспортировке, послеуборочной обработке, хранении семян. При сортовой прополке зерновых культур удаляют растения, пораженные болезнями: у пшеницы и ячменя — твердой и пыльной головней, ржи — спорыньей и стеблевой головней, овса — пыльной головней, у гороха — аскохитозом.

 

Первый закон Г. Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения

Моногибридным называется скрещивание, при котором родительские формы отличаются друг от друга по одной паре признаков (например, гладкие или морщинистые семена). Все гибриды первого поколения (F₁) выглядят одинаково, т.е. имеют одинаковый фенотип, сходный с фенотипом одного из родителей. Эта закономерность иллюстрирует первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения, а также правило доминирования.

После того, как Мендель скрестил формы гороха, различающиеся по 7 признакам, у гибридов проявился, или доминировал, только один из пары родительских признаков. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не проявлялся. Позднее это явление доминирования было названо первым законом Менделя или законом единнобразия гибридов первого поколения.

Второй закон Менделя. Мендель скрестил полученные гибриды между собой. Рецессивный признак не теряется, и в следующем поколении он снова проявляется (выщепляется) в чистом виде. Г. де Фриз в 1900 г. назвал это явление законом расщепления, а позднее его назвали вторым законом Менделя.

При самоопылении гибридов F₁ во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3: 1 (¾ гладких и ¼ морщинистых семян). Это соотношение выражает во второй закон Менделя – закон расщепления признаков.