Геномные мутации, их значение в эволюции и селекции растений

 


Геномные мутации. Геномными называют мутации, приводящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия — кратное изменение числа хромосом. У полиплойдных организмов гаплоидный (п) набор хромосом в клетках повторяется не 2 раза, как у диплоидов, а значительно больше —до 10 - 100 раз. Возникновение полиплоидов связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, не расхождение гомологичных хромосом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным числом хромосом. У диплоидных организмов в результате такого процесса могут образоваться диплоидные (2п) гаметы. Полиплоидные виды растений довольно часто обнаруживаются в природе; у животных полиплоидия редка. Некоторые полиплоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными размерами и другими свойствами, что делает их ценными для генетико-селекционных работ.

       Главная отличительная черта геномных  мутаций  связана  с  нарушением числа хромосом в кариотипе. Эти мутации так же подразделяются на  два  вида: полиплоидные  и анеуплоидные.        Полиплоидные мутации ведут к  изменению хромосом в кариотипе, которое кратно гаплоидному набору хромосом. Этот синдром впервые был лишь  обнаружен в 60-ых годах. Вообще полиплодия  характерна  в  основном  для  человека,  а среди животных встречается крайне редко. При полиплоидии  число  хромосом  в клетке насчитывается по 69 (триплодие) , а  иногда  и  по  92  (тетраплодие) хромосомы. Такое изменение  ведет  практически  к  100  %  смерти  зародыша. Триплодие имеет не только многочисленные пороки,  но  и  приводит  к  потере жизнеспособности. Тетраплодие встречается  еще  реже,  но  так  же  зачастую приводит к летальному исходу.  Анеуплоидные  же  мутации  приводят  к  изменению  числа  хромосом  в кариотипе,  некратное  гаплоидному  набору. В  результате   такой   мутации возникают особи с аномальным чилом хромосом.  Как  и  триплодия,  анеуплодия часто приводит к смерти еще на ранних этапах развития зародыша. Причиной  же таких последствий является утрата целой группы сцепления генов в кариотипе. В  цело  же,  механизм  возникновения  геномных  мутаций   связан   с патологией  нарушения  нормального  расхождения   хромосом   в   мейозе,   в результате чего  образуются  аномальные  гаметы,  что  и  ведет  к  мутации. Изменения  в  организме  связаны  с  присутствием  генетически   разнородных клеток. Такой процесс называется мозаицизм. Геномные  мутации  одни  из  самых  страшных.  Они  ведут   к   таким заболеваниям, как синдром Дауна (трисомия, возникает с  частотой  1  больной на 600 новорожденных), синдром Клайнфельтера и др.

В селекционной работе для создания разнообразия и сходных форм широко применяется экспериментальный мутагенез — получение мутаций под воздействием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей, низких или высоких температур, различных химических веществ и др. Большинство мутантов отличаются пониженной жизнеспособностью или не имеют хозяйственно ценных признаков. Все же часть мутаций вызывает благоприятные изменения отдельных признаков и свойств, не снижая жизнеспособности, а иногда даже повышая ее. Встречаются мутанты, проявляющие более высокую продуктивность, чем исходные сорта. Такие формы были получены у ячменя, овса, гороха, люпина, льна, арахиса, горчицы и других культур.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: