Kas yra polyploidy? Kokį vaidmenį jis atlieka veisiant ir gamtoje

Perskaičius šį straipsnį, sužinosite, kokia yra poliploidija. Mes apsvarstysime, kokį vaidmenį jis vaidina. Jūs taip pat sužinosite, kokios rūšies poliplodija yra.

Poliploidų formavimas

Pirmiausia, pakalbėkime apie tai, ką reiškia šis paslaptingas žodis. Ląstelės arba asmenys, turintys daugiau nei du chromosomų rinkinius, vadinami polploidais. Poliploidinės ląstelės su nedideliu dažniu atsiranda dėl mitozės "klaidų". Tai įvyksta tada, kai chromosomos skirstomos, ir citokinezės nepasireiškia. Taigi, gali formuotis ląstelės su dvigubu skaičiumi chromosomų (diploidų). Jei jie, praeisdami tarpfazę, pasidalys, jie gali pagimdyti (seksualinę ar netyčia) jauniems asmenims, kurių ląstelėse bus dvigubai daugiau chromosomų nei jų tėvai. Atitinkamai, jų formavimo procesas yra tai, kas yra poliploidija. Polyploidiniai augalai gali būti dirbtinai gauti naudojant kolchicino-alkaloidų, kurie slopina mitozinio veleno susidarymą dėl mikrotubulų formavimo sutrikimų.

Poliploidų savybės

Šiuose augaluose kintamumas dažnai yra daug siauresnis nei susijusių diploidų, nes kiekvienas genas yra bent dvigubai didesnis. Kai palikuonis suskaidomas, homozigotas kai kuriam recesyviniam genui, asmenys bus tik 1/16, o ne 1/4 diploidams. (Abiem atvejais recesinių alelių dažnis laikomas 0,50.) Polploidai būdingi savaiminio apdulkinimo, kuris dar labiau sumažina jų kintamumą, nepaisant to, kad susiję diploidai pirmenybę teikia kryžminio apdulkinimo operacijoms.

Kur susitinka polploidai

Taigi mes atsakė į klausimą, kas yra poliploidija. Ir kur atsiranda tokių augalų?

Kai kurie polploidai yra geriau pritaikyti sausoms vietoms ar žemesnei temperatūrai nei originaliosios diploidinės formos, o kitos yra geriau pritaikytos specifiniams dirvožemio tipams. Dėl to jie gali užpildyti vietas su ekstremaliomis egzistencijos sąlygomis, kuriose greičiausiai būtų mirę jų diploidiniai protėviai. Nedideliu dažnumu jie būna daugelyje natūralių populiacijų. Jie yra lengvesni nei atitinkami diploidai, įeina į nesusijusius perėjimus. Tokiu atveju gali būti gauti nedideli hibridai. Retais atvejais hibridinės kilmės poliploidai yra dvigubai didesni už chromosomų skaičių steriliuose diploidiniuose hibriduose. Tai vienas iš vaisingumo atkūrimo būdų.

Pirmasis dokumentuotas policploidijos atvejis

Tokiu būdu susidarė mažiau paplitę, poliploidiniai hibridai tarp ridikėlių ir kopūstų. Tai buvo pirmas gerai dokumentuotas politploidijos atvejis. Abi genties priklauso kryžmainės šeimos ir glaudžiai susijusios. Abiejų tipų somatinėse ląstelėse yra 18 chromosomų, o pirmoji chromosomų pora visada yra pirmojoje melezės metafazėje. Su kai kuriais sunkumais buvo gautas mišinys tarp šių augalų. Be mejozės jis turėjo 18 nepadarytų chromosomų (9 iš ridikėlių ir 9 iš kopūstų) ir buvo visiškai sterilus. Tarp šių hibridinių augalų spontaniškai susidarė polploidas, kuriame somatinėse ląstelėse buvo 36 chromosomos, o mejojoje reguliariai susidarė 18 porų. Kitaip tariant, polyploidinis hibridas turėjo visas 18 chromosomų, tiek ridikėlių, ir kopūstų, kurie normaliai veikė. Šis hibridas buvo gana vaisingas.

Polyploidy-piktžolės

Kai kurie polploidai atsirado kaip piktžolės vietose, susijusiose su žmogaus veikla, ir kartais jie pasiekė nepaprastą gerovę. Vienas gerai žinomų pavyzdžių yra Spartinos genties druskingų pelkių gyventojai. Viena rūšis, S. maritima (toliau pavaizduotas), yra Europos Sąjungos ir Afrikos pakrančių salose. Kita rūšis, S. alterniflora, buvo įvesta į Jungtinę Karalystę nuo rytų Šiaurės Amerikos maždaug 1800 m., O vėliau plačiai paplito, kad sudarytų dideles vietines kolonijas.

Kviečiai

Viena svarbiausių polyploidinių augalų grupių gali būti laikoma "Triticum" kviečių genetu (pavaizduota toliau). Labiausiai paplitusi pasaulyje duonos kultūra - minkštieji kviečiai (T. aestivum) - turi 2n = 42. Minkštieji kviečiai atsirado prieš 8000 metų, tikriausiai Vidurio Europoje, dėl natūralios kultivuotų kviečių hibridizacijos, turinti 2n = 28, su laukine žole Iš tos pačios rūšies, turintys 2n = 14. Laukinė žolė tikriausiai augo kaip kviečių pasėlių piktžolė. Hibridizacija, dėl kurios atsiranda minkštųjų kviečių, gali atsirasti tarp polploidų, kurie kartkartėmis pasirodė abiejų tėvų rūšių populiacijose.

Tikėtina, kad kuo greičiau 42-chromosomų kviečiai su naudingais bruožais pasirodė pirmųjų ūkininkų ruože, jie iškart jį pastebėjo ir pasirinko tolesniam auginimui. Viena iš jos tėvų formų, 28-chromosomų auginamų kviečių, atsirado dėl dviejų laukinių 14-chromosomų rūšių hibridizacijos iš Artimųjų Rytų. Kviečių rūšys, kurių 2n = 28, ir dabar toliau auginami kartu su 42 chromosomais. Tokie 28-chromosomų kviečiai yra pagrindinis grūdų šaltinis makaronų gamybai dėl jų baltymų lipnumo. Tai yra vaidmuo, susijęs su poliploidiniais vaistais.

Triticosecale

Naujausi tyrimai parodė, kad naujos linijos, gautos hibridizuojant, gali pagerinti žemės ūkio gamybą. Polyploidy veisimui yra naudojama labai plačiai. Ypač perspektyvi yra "Triticosecale" - tai žmogaus sukurtų hibridų grupė tarp kviečių (Triticum) ir rugių (Secale). Kai kurie iš jų, derinant kviečių produktyvumą su rugių nepretenzybe, yra labiausiai atsparūs linijiniam rūdijimui - liga, kuri kelia didelę žalą žemės ūkiui. Šios ypatybės ypač svarbios atogrąžų ir subtropinių kalnuotose vietovėse, kur rūdys yra pagrindinis veiksnys, ribojantis kviečių auginimą. Dabar "Triticosecale" auginama dideliu mastu ir labai populiarėja Prancūzijoje ir kitose šalyse. Labiausiai žinoma šios grūdų kultūros 42 chromosomų eilutė. Jis buvo gautas padvigubinant chromosomų skaičių po hibridizacijos 28 chromosomų kviečių su 14 chromosomų rugėmis.

Poliploidų įvairovė

Gamtoje jie atrenkami esant išorinėms sąlygoms, o ne dėl žmogaus veiklos. Jų atsiradimas yra vienas iš svarbiausių evoliucinių mechanizmų. Šiuo metu daugelyje polploidų yra pasaulio floroje (daugiau nei pusė visų augalų rūšių). Tarp jų daugelis svarbiausių pasėlių - ne tik kviečių, bet ir medvilnės, cukranendrių, bananų, bulvių ir saulėgrąžų. Į šį sąrašą galite pridėti gražiausių sodo gėlių - chrizantemų, paprastųjų karpių, kiaulinių taukų.

Dabar jūs žinote, kokia yra poliploidija. Kaip matote, jo vaidmuo žemės ūkyje yra labai puikus.