Поліплоїдні форми і мутанти в селекції рослин

Поліплоїдні форми і мутанти в селекції рослин


Поліплоїдні форми і мутанти в селекції рослин

Поліплоїдні форми це метод створення вихідного матеріалу для селекції квіткових культур, який грає важливу роль. Поліплоїдні сорти створені більш ніж у 300 видів. Метод має великі потенційні можливості.

Полиплоидия - спадкові зміни, пов'язані зі збільшенням числа цілих хромосомних наборів. У квіткових рослин існують природні поліплоїдні види, наприклад, у тагетеса відхиленого 48 хромосом, тоді як у тагетеса прямостоячего їх тільки 24. Є поліплоїдні види у лев'ячого зіва, петунії, бегонії всегдацветущая. крокусів, нарцисів. ірисів і ін. У деяких видів збільшення числа хромосом сприяє поліпшенню декоративних якостей, наприклад укрупнення квітки і збільшення висоти.

Штучне отримання поліплоїдії

Для штучного отримання полиплоидов застосовують ті ж фактори, які викликають їх появу в природі: температурні впливи, іонізуюче випромінювання, механічні пошкодження, хімічні речовини та ін. Однак найбільш ефективно вплив алкалоїду колхіцину під час клітинного поділу. Колхицин зупиняє поділ в клітинах рослин в той момент, коли хромосоми подвоїлися (розділилися поздовжньо), але ще не розійшлися. Він паралізує утворення веретена, і, таким чином, розподіл і розбіжність хромосом до полюсів стають неможливими - з'являються клітини з подвоєним числом хромосом. Після припинення дії колхіцину в клітці знову починається мітотичний поділ, але вже з подвоєним набором хромосом. Оскільки колхіцин впливає тільки на діляться клітини, їм обробляють проростають насіння, що ростуть плоди і проростки, пробуджуються нирки, молоді бутони, що формуються клубнепочкі, бульби, листові меристеми і ін.

Після ретельного відбору з багатьох тисяч поліплоїдних форм декоративних рослин вдалося вивести лише кілька сотень хороших сортів, що поєднують високі декоративні якості з хорошою плодючістю. Крім того, поліплоїди деяких культур володіють стійкістю до хвороб, шкідників і несприятливих погодних умов.


Поліплоїдні форми і мутанти в селекції рослин

Штучні мутації рослин

Мутанти також служать вихідним матеріалом для селекції. Їх отримують за допомогою іонізуючої радіації або хімічних мутагенів. Мутації являють собою раптові спадкові зміни в хромосомах або генах.

Штучно отримала мутації у декоративних рослин німецький вчений Е. Штайн в 1918 р опромінюючи проростки і квіткові бруньки лев'ячого зіва. Даний метод широко застосовують, особливо у вегетативно розмножуються рослин в поєднанні з культурою тканини. Таким чином створено багато сортів жоржин, хризантем, гвоздик і бегонії.

Для індукування мутацій використовують різні види іонізуючих випромінювань: корпускулярні (протони, альфа-частинки, електрони, нейтрони) і електромагнітні (ультрафіолетове, рентгенівське). Для рентгенівського опромінення застосовують як медичні, так і спеціальні рентгенівські установки. При опроміненні пилку ефективні такі джерела ультрафіолетового випромінювання, як ртутно-кварцові лампи, для корпускулярних випромінювань-колонки і реактори.

Відомо більше 400 хімічних речовин, що володіють мутагенною дією, однак активність більшості з них низька. Лише з 1960 р після відкриття І. А. Рапопорт надпотужних мутагенів (супермутагени), що викликають у рослин 100% і більше спадкових змін, хімічні мутагени зайняли рівне місце з іонізуючим випромінюванням в індукованому мутагенезі.

Багато хімічні мутагени дають той же спектр мутацій, що і опромінення. Те, що хімічні мутагени викликають, головним чином, генні мутації, дуже цінно для селекційної роботи, так як мутантні організми зберігають високу життєздатність і плодючість.

Для отримання нового вихідного матеріалу вегетативно розмножуються рослин живці, цибулини, листя, столони, бульбочки, луски цибулин і інші органи опромінюють або обробляють хімічними мутагенами. При роботі з рослинами, розмножується насінням, обробляють насіння, бутони, пилок. Зміни спадковості у мутантів іноді настільки великі, що можна очікувати появи ознак або властивостей, відсутніх у сортів даного виду або зустрічаються дуже рідко.

Поєднання методу мутагенезу з гібридизацією - найбільш перспективний шлях в селекції квіткових культур. Таке поєднання прискорює процес створення нових сортів.