Материал: 4673

У хвойных эндосперм возникает до оплодотворения и его клетки гаплоидны. Зрелое пыльцевое зерно, попав на пыльцевход семяпочки, прорастает пыльцевой трубкой по направлению к архегониям. Поскольку у хвойных яйцеклетки не успевают созреть (у сосны целый год, у ели и лиственницы – несколько недель), то пыльцевые трубки приостанавливают свой рост. Как только яйцеклетки созреют, рост трубок быстро возобновляется. Это характерно для некоторых лиственных (семейства березовых, буковых, некоторые виды дуба). Достигнув архегония, пыльцевая трубка лопается, и один из спермиев устремляется к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, возникает зигота с диплоидным набором хромосом, из которой развивается зародыш семени, окруженный эндоспермом. Полный генеративный цикл у хвойных

семяпочка древесных пород показан на рис. 3.6.

спермиями; 7 – семяпочка перед оплодотворением: пыльцевая трубка со спермиями достигла архегония заростка, в котором сформировались яйцеклетки; 8 – оплодотворение: слияние спермия с яйцеклеткой; 9 – зародыш; 10 – семя; 11 – дерево сосны обыкновенной, выросшее из семени; 12 – семяпочка (макроспорангии) на семенной чешуйке (макроспорофилле); 13 – колосок микростроби-

лов с микроспорангиями (пыльниковыми мешками).

21

Апомиксис

У растений бесполосеменное размножение обычно называется апомиксисом в узком смысле этого слова. Встречается как гаплоидный, так и диплоидный апомиксис.

Гаплоидный апомиксис у растений встречается редко и приводит к возникновению совершенно стерильных растений с резко пониженной жизнеспособностью

Диплоидный апомиксис у довольно многих видов и разновидностей является единственной формой семенного размножения и полностью вытесняет нормальное половое размножение. Примером такого облигатного апомиксиса могут служить некоторые виды ежевик, роз и у одуванчиков.

Сотрудниками кафедры лесных культур и селекции ВГЛТА выявлен возможный апомиксис у березы повислой. На семейственной плантации березы получены семена без опыления, всхожесть которых колебалась от 1 % до 3 %. Это говорит о том, что у березы возможен апомиксис.

РАБОТА 4 Мутагенез и полиплоидия

Мутациями называют внезапные наследственные изменения у отдельных особей, в результате которых организм приобретает новые признаки и свойства. Мутационные изменения могут затрагивать самые разнообразные признаки и свойства организмов.

Мутации могут быть спонтанными, возникающими в природе, и индуцированными, вызванными воздействием различных факторов, называемых мутагенными.

Различают следующие типы мутаций: генные, хромосомные, геномные и плазменные.

Задача данной работы состоит в том, чтобы познакомить студентов со спонтанными и индуцированными геномными мутациями.

Задание1 . Рассмотреть микропрепараты, находящиеся в фазе метафазы и анафазы у спонтанных геномных мутантов тополя, зарисовать их.

Материал и оборудование:

1.Полупостоянные препараты пыльников и соматической ткани тополя.

2.Микроскоп.

3.Слайды.

Пояснения к заданию. Рассмотреть различные внутрихромосомные аберрации: делеции, инверсии и дупликации.

Делеция (нехватка) – выпадение участка хромосомы.

Инверсия – разрыв хромосомы в двух местах одновременно с сохранением внутреннего участка, который поворачивает на 180°.

Дупликация – удвоение одного и того же участка хромосомы. Транслокация – обмен участками между негомологичными хромосома-

ми.

Существует метафазный и анафазный метод хромосомных аберраций. Метафазный метод довольно точный, но его используют для четко различимых хромосом. Анафазный метод предусматривает анализ хромосомных аберраций в анафазе митоза. Чаще всего они представляют собой мосты и фрагменты.

Выполнение задания. На световом микроскопе подсчитать типы нарушений по фазам митоза или мейоза тополя э.с.-38, Хоперский 1 – геномных мутантов и занести в табл. 4.1.

В качестве контроля можно изучить любой диплоидный тополь.

Задание 2. Окрасить и определить размеры пыльцы геномного мутанта тополя э.с.-38 с помощью окулярмикрометра.

Материал и оборудование:

1.Пыльца тополя э.с.-38.

2.Предметные и покровные стекла.

3.Препаровальные иглы.

4.Микроскоп световой.

5. Реактив для окраски пыльцы (кармин или йод-хлоралгидрат) готовится за 2-3 суток: 5 г хлоралгидрата смешивают с 2 мл воды, добавляют кристаллический йод – 0,2 г, настаивают 2-3 суток.

Пояснения к заданию. Качественный и количественный состав формирующейся пыльцы в значительной степени определяется динамикой и характером поведения хромосом в мейозе при микроспорогенезе.

Известно также, что между размерами пыльцевых зерен и их плоидностью существует прямая зависимость. Исходя из этого, по такому морфометрическому показателю, как диаметр пыльцы, можно опосредованно судить об особенностях развития мужского гаметофита исследуемых организмов, об их генетической природе, в частности о возможной гибридной, мутантной или полиплодной природе. Это важно учитывать при использовании деревьев в качестве опылителей при гибридизации.

Выполнение задания. В 3-5 полях зрения под большим увеличением (ок.х 10, об.х 40) выполнить замеры пыльцы окулярмикрометром и занести в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Диаметр пыльцы у исследуемых деревьев тополя, в делениях окулярмикрометра

Выводы. Изучение соматической и генеративной ткани тополя э.с.-38 показывает, что этот тополь является геномным мутантом.

РАБОТА 5 Гибридологический анализ. Статистическая обработка данных гибридологического анализа

При изучении закономерностей расщепления в гибридном потомстве сопоставляют фактически полученные в опыте данные с теоретически ожидаемыми в соответствии с формулой расщепления. Фактически полученные

данные могут совпадать или не совпадать с теоретически ожидаемыми в различной степени.

Статистическая оценка разницы между фактически полученными и теоретически ожидаемыми данными дает возможность решить, в каких случаях и насколько эта разница существенна и в каких случаях она несущественна и случайна.

Задание 1. Ознакомиться со статистическим характером расщепления при моногибридном скрещивании.

Материал и оборудование

1.Семена гороха, полученные при гибридологическом анализе.

2.Таблицы значений 2 по П. Ф. Рокицкому.

Пояснения к заданию. В генетико-селекционных работах необходимо сравнить эмпирические частоты (Рэмп.) с теоретически ожидаемыми (Ртеор.). Например, требуется определить, достоверно ли отклоняются наблюдаемые частоты расщепления генотипов во II поколении гибридного потомства гороха от теоретически ожидаемых частот при расщеплении по второму закону Г. Менделя при моногибридном скрещивании на генотипы 1(АА) : 2(Аа) : 1(аа).

Чтобы оценить степень соответствия фактически полученных в опыте данных с теоретически ожидаемыми, К. Пирсон (1900) предложил использовать критерий ХИ-квадрат (χ2) или критерий соответствия.

Критерий χ2 определяется отношением квадрата разности ожидаемых и теоретических частот на частоту теоретическую.

(Рэмп. Ртеор.2)

2 ,

Ртеор

где Рэмп. – частота эмпирическая (наблюдаемая); Ртеор. – частота теоретическая.

Величина χ2 выражается любым положительным числом. Для оценки степени соответствия фактически полученных в опыте данных с теоретически ожидаемыми пользуются, таблицей значений χ2 при разных степенях свободы. Для этой таблицы используют данные по анализу моногибридного скрещивания гороха. В таблицу вносят фактически полученные данные