Какво представлява полиплоида? Каква роля играе в развъждането и природата

След като прочетете тази статия, ще научите какво е полиплоид. Ще разгледаме каква роля играе. Ще разберете също какъв вид полиплоидия има.

Образуване на полиплоиди

Преди всичко, нека да поговорим за това, което се разбира под тази мистериозна дума. Клетки или индивиди с повече от два комплекта хромозоми се наричат ​​полиплоиди. Полиплоидни клетки с малка честота възникват в резултат на "грешки" на митоза. Това се случва, когато хромозомите се делят и цитокинезата не се появява. По този начин могат да се образуват клетки с двоен брой хромозоми (диплоиди). Ако те след преминаване през интерфазата споделят, те могат да раждат (сексуални или несексуални) на нови индивиди, чиито клетки ще имат два пъти повече хромозоми, отколкото техните родители. Съответно, процесът на тяхното формиране е това, което е полиплоид. Полиплоидните растения могат да се получат изкуствено с помощта на колхицин - алкалоид, който потиска образуването на митотичното вретено в резултат на разрушаване на образуването на микротубули.

Свойства на полиплоидите

В тези растения, вариабилността често е значително по-тясна от тази на свързаните диплоиди, тъй като всеки ген е представен най-малко при двойни числа. Когато разделяте в потомството хомозиготно за някои рецесивен ген Индивидите ще бъдат само 1/16 вместо 1/4 за диплоидите. (В двата случая се приема, че честотата на рецесивни алела е 0.50.) Полиплоидия особен самоопрашване, нататъшно намаляване на тяхната променливост, въпреки факта, че свързаните с тях диплоиди предпочитане кръстосано опрашени.

Където се срещат полиплоидите

Така че, ние отговорихме на въпроса какво е полиплоид. И къде се появяват такива растения?

Някои полиплоиди са по-добре адаптирани към сухи места или по-ниски температури, отколкото оригиналните диплоидни форми, докато други са по-добре адаптирани към специални видове почви. Поради това те могат да населяват места с екстремни условия на съществуване, в които най-вероятно биха загинали техните диплоидни предци. С малка честота те се срещат в много природни популации. Те са по-леки от съответните диплоиди, влизат в несвързани кръстовища. В този случай могат да бъдат получени продуктивни хибриди. По-рядко, полиплоидите с хибриден произход се образуват чрез удвояване на броя на хромозомите в стерилни диплоидни хибриди. Това е един от начините за възстановяване на плодородието.

Първият документиран случай на полиплоидия

По този по-рядък начин се формират полиплоидни хибриди между репичките и зелето. Това е първият добре документиран случай на полиплоидия. И двата род принадлежат към семейството на кръстоцветните и са тясно свързани. В соматични клетки и на двата вида има 18 хромозома, а в първата метафаза на мейозата винаги се намират 9 двойки хромозоми. С някои затруднения, между тези растения е получен хибрид. В мейозата той има 18 непарирани хромозоми (9 от ряпа и 9 от зеле) и е напълно стерилен. Сред тези хибридни растения спонтанно образували полиплоид, при които в соматичните клетки имаше 36 хромозоми и 18 двойки се образуваха редовно по време на мейозата. С други думи, полиплоидният хибрид имаше всички 18 хромозоми, както репички, така и зеле, и те функционираха нормално. Този хибрид беше доста плодотворен.

Полиплоидност-плевели

Някои полиплоиди възникват като плевели на места, свързани с човешката дейност, а понякога те постигат невероятен просперитет. Един от добре познатите примери са жителите на солни блата от рода Spartina. Един вид, S. maritima (на снимката по-долу), се среща в блатата по бреговете на Европа и Африка. Друг вид, S. alterniflora, е въведен във Великобритания от източната част на Северна Америка около 1800 г. и впоследствие се разпространява широко, образувайки големи местни колонии.

пшеница

Една от най-важните полиплоидни групи растения може да се счита за рода Triticum пшеница (на снимката по-долу). Най-разпространената хлябна култура в света - мека пшеница (T. aestivum) - има 2n = 42. Мека пшеница Имаше най-малко преди 8000 години, най-вероятно в Централна Европа, в резултат на естествения хибридизация на култивирана пшеница, която е 2п = 28, с див зърнени култури от същия вид, като 2n = 14. Wild трева, вероятно израства като плевели между житото. Хибридизацията, която поражда мека пшеница, може да възникне между полиплоиди, които се появяват от време на време в популации от двата родителски вида.

Вероятно е, че веднага щом 42-хромозомната пшеница с полезните й характеристики се появи на периферията на първите земеделски производители, веднага я забелязаха и я избраха за по-нататъшно отглеждане. Една от неговите родителски форми, 28-хромозомно култивирана пшеница, се е появила в резултат на хибридизация на два вида 14-хромозомни вида от Близкия изток. Видове пшеница, с 2n = 28, и сега продължават да се култивират заедно с 42-хромозома. Такава 28-хромозомна пшеница е основният източник на зърно за производството на макарони поради високата лепкавост на техния протеин. Това е ролята на полиплоидите.

Triticosecale

Последни проучвания показват, че нови линии, получени чрез хибридизация, могат да подобрят селскостопанското производство. Полиплоията при размножаване се използва много широко. Особено обещаващо е Triticosecale, група от изкуствени хибриди между пшеница (Triticum) и ръж (Secale). Някои от тях, комбинирайки производителността на пшеницата с непретенциозността на ръжта, са най-устойчиви на линейна ръжда - болест, която причинява големи щети на селското стопанство. Тези свойства са особено важни в планинските райони на тропиците и субтропите, където основната е ръждата ограничаващ фактор отглеждането на пшеница. Triticosecale сега се отглежда в голям мащаб и е получила широка популярност във Франция и други страни. 42-хромозомната линия на тази зърнена култура е най-известна. Той е получен чрез удвояване на броя на хромозомите след хибридизация на 28-хромозомна пшеница с 14-хромозомна ръж.

Разнообразието от полиплоиди

В природата те се избират под въздействието на външни условия, а не поради човешки дейности. Тяхната поява е един от най-важните еволюционни механизми. В наше време много от полиплоидите са представени в световната флора (повече от половината от всички растителни видове). Сред тях, много от най-важните култури - не само пшеница, но и памук, захарна тръстика, банани, картофи и слънчоглед. Към този списък можете да добавите най-красивите градински цветя - хризантеми, мангозе, дали.

Сега знаете какво е полиплоид. Нейната роля в селското стопанство, както виждате, е много голяма.