Біотехнологічні методи селекції рослин і їх використання (продовження, друга частина

Метод 1. Схрещування і гібридизація

Відео: технології in vitro - клонування рослин

Сорт виходить при схрещуванні батьківських пар. Потомство, за законами Менделя, має вирівняний генетику. Інформація успадковується навпіл від «мами» і «тата». Домінують найчастіше ознаки «саврасок» і «простушек», які масово проявляються в природі: неохайність, лапаті, неоднорідний габітус, простий відтінок квіток, закритий віночок. Вишуканість і цікаві ознаки, як правило, ховаються в рецесивних генах і в першому поколінні рідко виявляються. Але якщо у когось з батьків рідкісна краса була в генотипі, вона може проявитися. Щоб її виділити, застосовується метод самозапилення у перекрестноопиляемих рослин. З отриманого потомства вибирається потрібну рослину і запилюється власним пилком. З рецесивного стану ген переходить в домінантний, і захований рецесивний ознака виходить на перші ролі. Можна проводити кілька схрещувань. При проведенні близькоспоріднених схрещувань вибудовується одна лінія ознак в рецесивних генах: жіноча і чоловіча. Потім дві відібрані батьківські лінії схрещують і отримують гетерозисний гібрид F1. Рослина проявляє себе у всій красі: величезний квітка, яскравий відтінок, вирівняність по висоті, задані якості. Дуже важливо - вчасно зупинитися. В результаті такого відбору сама рослина буде слабкіше, а при великому поєднанні рецесивних генів взагалі близько до летальності. Лише домінантні гени який відносять до поняття здоров`я рослини: стійкістю до зовнішніх умов, хвороб і шкідників, життєздатністю.

Метод 2. Біотехнологічний

20 століття не стояло на місці. Апаратура і інструментарій дозволили вивчати клітини, хромосоми. Вчені навчилися працювати з групами клітин, висаджуючи їх в асептичних умовах на штучні поживні середовища та отримуючи нові рослини. Отримують і рослини з однієї ізольованої клітини, в якій виділено потрібну ознаку. Практикують для отримання гаплоїдних рослин, які мають одинарний набір хромосом, коли, наприклад, рецесивний ознака переважає. Але поки це рідкість, більше поширена робота з групою клітин - технологія in vitro.

Зростання відбувається за рахунок спеціальних клітинних відділів, які в біології називаються меристемою. Наростають вони дуже швидко. Є апикальная меристема, вона розташована в верхівці рослини-бічна, листова і коренева, розташована під кореневим чехликом. Якщо під мікроскопом виділити шматочок меристеми товщиною 100 мікрон, простерилізувати і посадити на штучне середовище, то з часом клітини почнуть бурхливо ділитися. Через якийсь час утворюється недіферінцірованний згусток клітин - каллус, потім з`являються бруньки і коріння, формується проросток. Ось так рослина регенерується з дуже невеликого зрізу. Якщо в штучному середовищі превалюють гормони ауксини, проростання піде по апикальному типу: один корінець і один паросток, бічні нирки не розвиваються. Якщо в середу додані цітокеніни, утворюється багато нирок і цілі друзи, як кристали, рослин.

Відео: Генетика # 2

В принципі, з одного отриманого меристемних маточного рослини можна до нескінченності черенковать нові. Є одне але. Гормональна п`ятниця - мутаген, а живцювання - серйозний стрес для рослини. Два мутують чинники призводять згодом до того, що ви не отримуєте вирівняне генетичне потомство. Щоб зберегти сортову чистоту, один пасаж висаджується на гормони, інший - на безгормонального середу. У ній рослина росте гірше, може відчувати себе пригніченим, але зате воно встигає віддати все гормони в середу, знезаражується від мутують речовин. Потім знову висаджується на гормони. Або через якусь кількість пасажів рослина потрібно дістати, адаптувати і вводити в культуру вже з нього. Постійно проводити потомство через культуру тканини з одного і того ж маточника - сто відсотків отримати мутації.

Повний цикл роботи з вирощування рослин у стерильній лабораторії займає близько 9 місяців. Приміщення кварцу, все повітря проходить через біофільтри, оператори працюють в рукавичках і масках. Іноді робота ведеться над спиртівкою, адже над відкритим вогнем у радіусі 20 см середу повністю стерильна. Поєднати ледь вловимий порошинку - зріз меристеми - в двох проекціях (під мікроскопом і живцем) дуже важко.

Кожна лабораторія має свою методику підрощування. У всіх забезпечується 100% вологість, доступ свіжого фільтрованої повітря. Обмежуючі фактори - температура і освітлення - підбираються для кожного конкретного випадку. Оптимальна досветка 5 тис. Люксів на 1 кв.м. Рослин довгого дня потрібно забезпечити режим освітлення 16 годин дня, 8 годин ніч. Тропічним, або короткого дня: 12, годин на день, 12 годин ніч. Якщо порушити фіторежім, рослини будуть пригнобленими і не розвинуться.

Настає момент, коли проростки треба зняти з штучного середовища і адаптувати до звичайних субстратів. Але це поки рослина-наркоман, воно не звикло самостійно піклуватися про себе. Якийсь час для них підтримується особлива вологість, даються невеликі підгодівлі, регулюється мінімальний полив, щоб запрацювали коріння і навчилися справлятися з негараздами відкритого грунту самі. Рослина сильно гальмує: чи не рушає в зростання, але нарощує адаптовану до субстрату кореневу систему. Коли з`являється нирка, рослина пристосувалося до зовнішнього середовища. Відкриваємо шампанське!

На фотографії вгорі: фітотрон лабораторії ОООАлчак, якій Т.Ю.Водянова завідувала протягом вісімнадцяти років.