Генетическая структура сорта

Содержание

А чистая линия в биологии это линия, которая не разделяется, то есть те индивидуумы или группы индивидуумов, которые при размножении порождают других, идентичных представителям своего класса. Это не обязательно означает людей клонального происхождения, хотя они, по сути, единственные, кто может быть «чистым».

Например, есть растения, которые можно вегетативно размножать черенками. Если с одного растения сажать несколько черенков, теоретически мы создаем небольшую чистую популяцию.

Если мы возьмем один из них и воспроизведем его, когда он достигнет взрослой стадии таким же образом и в течение нескольких поколений, мы создадим клональную линию.

Однако, как ни странно, людей всегда больше привлекало создание чистых линий организмов, размножающихся половым путем.

В этих случаях чистая линия — это линия, в которой не наблюдается разделения для определенного символа или группы символов. Другими словами, эти «предпочтительные» персонажи всегда будут проявлять себя одинаково, без изменений из поколения в поколение.

Чистые линии в других контекстах

Когда биологическому факту навязывается социальная конструкция, проявления в реальном мире действительно катастрофичны.

Вот как в поисках биологической невозможности и во имя чистоты, построенной в социальном плане на ошибочных концепциях, человек совершает ужасные преступления.

Евгеника, этнические чистки, расизм и государственная сегрегация, истребление одних и превосходство других конкретных человеческих групп порождены неправильным представлением о чистоте и наследственности.

К сожалению, будут обнаруживаться ситуации, в которых эти преступления пытаются оправдать биологическими «аргументами». Но правда в том, что биологически ближе всего к генетической чистоте клональность.

Аннеуплоидия.

Это изменение числа отдельных хромосом как в сторону увеличения так и в сторону уменьшения. Причиной аннеуплоидии является потеря хромосом, либо их не расхождение в мейозе. По последствиям аннеуплоидия аналогична дилеции и дуплекации, но только более крупного масштаба. Резко изменяется баланс генов, поэтому аннеуплоидия по крупным аутосомам практически несовместима с жизнью. Возможно существование аннэуплоидов по половым хромосомам, такие патологии получили название хромосомальный болезни.

47, XYY синдром «вай-вай». Это мужчины в среднем выше ростом, чем норма фертильны. Характеризуются нестандартным поведением в стрессовых ситуациях. Впервые «вай-вай» был изучен в тюрьмах.

45; ХО синдром Тернера-Шиншевского. Женщины, как правило, ниже среднего роста. Много гибнет до рождения, до периода полового созревания развивается в целом нормально, после перестает расти, гаметогенез нарушен, то есть, стерильны, интеллект ниже нормы, характеризуются женским инфантилизмом.

47; ХХХ синдром трисомии по Х. Женщины – рост выше среднего, фертильны, причем в потомстве очень редко наблюдается трисомии по Х. Интеллект в среднем ниже нормы. Характерна склонность к наркомании и алкоголизму. Повышенная склонность к дромамании.

47 ХХ Y синдром Клейнтфельтера. Мужчины рост в среднем выше среднего, стерильны. До периода полового созревания в целом развивается нормально. После полового созревания становится евнуховидного сложения, развиваются молочные железы, интеллект ниже среднего, легко управляемы.

Аннеуплоиды у человека по аутосомам практически не совместимы с жизнью.

47, 13+1 синдром Патау

47, 18+1 синдром Эндвардца

несовместимы с жизнью. Погибают либо на стадии внутриутробного развития, либо в первые дни жизни. Совместимы с жизнью только аннеуплоиды по 22 и 21 хромосоме синдром Дауна.

47, 21+1

47, 22+1

очень много гибнет до рождения. Тяжелые формы умственного отсталости, доживают до половой зрелости, фертильны, в потомстве 40-50% с синдромом Дауна.

Использование чистых линий в научных исследованиях

Чистые линии гороха использовал для скрещивания в своих опытах первооткрыватель законов наследственности, Грегор Мендель . В 1903 г. генетик В. Иогансен показал неэффективность отбора в чистых линиях, что сыграло важную роль в развитии эволюционной теории и практики селекции.

В настоящее время чистые линии животных (а первую очередь крыс и мышей) и растений играют важнейшую роль в проведении биологических и медицинских исследований. Генетическая однородность используемых учеными организмов повышает воспроизводимость результатов и снижает вероятность воздействия на результат исследования генетических различий между особями (например, в контрольной и опытной группе). С помощью традиционной селекции и методов генной инженерии получено множество чистых линий с заданными свойствами (например, повышенной склонностью к потреблению алкоголя, высокими уровнем заболеваемости разными формами рака и т.п.), используемые для конкретных исследований.

Доминантные гомозиготы

Когда чистая линия включает доминантные гены, дело обстоит немного сложнее. Гетерозиготные особи Аа и доминантные гомозиготы AA они будут проявлять один и тот же фенотип.

Но только гомозиготы чисты, так как гетерозиготы будут сегрегировать. При помесе двух гетерозигот (Аа) демонстрируя интересующий признак, четверть потомства могла проявлять нежелательный признак (генотип аа).

Лучший способ продемонстрировать чистоту (гомозиготность) индивидуума по признаку, включающему доминантные аллели, — это проверить его.

Если особь гомозиготна AA, результат скрещивания с особью аа приведет к появлению особей, фенотипически идентичных родительскому (но генотип Аа).

Однако, если тестируемая особь гетерозиготна, потомство будет на 50% похоже на анализируемого родителя (Аа) и 50% рецессивному родителю (аа). 

Сорта-полиплоиды

Полиплоидные сорта могут различаться генотипически в зависимости от уровня плоидности и генетической структуры диплоидов, от которых они произошли. Например, тетраплоидные сорта ржи, гречихи, клевера красного гетерозиготны в наибольшей степени, так как диплоидные сорта, от которых они получены, тоже были в большинстве своем гетерозиготными. Что же касается таких триплоидов, как сахарная свекла, арбуз и т.д., та они гетерозиготны по большинству генных локусов и поэтому проявляют не только эффект плоидности, но и эффект гибридной мощности. Благодаря такому двойному преимуществу создание полиплоидов на разных уровнях плоидности, или хромосомная инженерия, приобретает все большее значение в селекции.

Гибридные сорта

Гибридные сорта представляют собой поколение F1 от скрещивания двух самоопыленных или инбредных линий (АxВ) или же популяцию, образовавшуюся от скрещивания трех (АxВ)xС или четырех (AxB)x(CxD) родительских форм. Гибридные сорта выводят из-за их гибридной мощности (гетерозиса), часто проявляющейся при скрещивании генетически различных самоопыленных линий или сортов. При использовании F1 простых гибридов гибридные сорта всегда гетерозиготны, но все особи их практически имеют один и тот же генотип. В остальных случаях гибридные сорта состоят из различных генотипов.

Поскольку у таких видов-перекрестников, как рожь и некоторые злаковые травы, трудно создавать инбредные линии, а производство гибридных семян нерентабельно, так как оно проводится вручную, гибридные сорта создают при свободном переопылении различных сортов, собранных в смесь. В результате такой гибридный сорт представляет не один генотип, а смесь различных гетерозиготных и гомозиготных генотипов.

Всякое последующее поколение растений-перекрестников отличается от предыдущего, поэтому по мере возможности пытаются получать гибриды F1. В таком случае, с одной стороны, используют гибридную мощность, доходящую у синтетических сортов до своего проявления только частично, и с другой, полностью держат под контролем организацию семеноводства.

Максимальное состояние гетерозиготности, в котором находятся гибридные сорта, обеспечивает им в различных условиях обитания огромную приспособляемость и пластичность, что является еще одним преимуществом все более широкого их использования. О гибридах многих сельскохозяйственных культур уже шла речь в главе 16.

Репарации.

Существуют несколько вариантов репарации:

1. темновая репарация

2. пострепликативная репарация

темновая репарация происходит в темноте и связана с вырезанием патологичного участка ДНК ферментом экзонуклеазой, затем брешь достраивается β-ДНК-полимеразой по правилу комплиментарности, окончательное сшивание цепи ДНК осуществляется лигазой, это ферментативный процесс, который идет с затратой АТФ. У человека существуют патологии при которых данный вид репарации не работает, в результате возникает заболевание пигментная ксеродерма (вид рака кожи).

Пострепликативная проходит в том случае, если не срабатывают механизмы темновой репорации, проходит после репликации, когда синтезируется патологичная ДНК.

Если не включается механизм репарации, то патологичные ДНК расщепляются. Механизмы пострепликативной репарации основаны на внутригенном кроссинговере.

В первой молекуле по нашему рисунку брешь достраивается β-ДНК-полимеразой и включается лигаза. Вторая молекула подвергается темновой репорации. Если патологична пострепликативная репарация, то возникает пигментная ксеродерма.

Хромосомные мутации.

Это изменения структуры хромосом. Выделяют два варианта:

1. внутрихромосомные мутации (перестройки, обберации) касаются структуры одной хромосомы, либо пары гомологичных хромосом
2. межхромосомные мутации затрагивают структуру двух и более негомологичных хромосом.

К внутрихромосомным мутациям относятся:

1. делеция

2. дуплекация

3. инверсия

4. транспозиции

5. образование кольцевых хромосом.

Делеция или нехватка заключается в выпадении какого-либо участка хромосом.

Дуплекация – это удвоение какого-либо участка ДНК, возможны триплекации, тетропликации и т.д.

Инверсия – это поворот участка хромосом на 180.

Транспозиция – это перемещение участка хромосом.

Образование кольцевых хромосом – в этом случае слипаются концы хромосом, образуя кольцо. При репликации возможно разрушение кольцевых хромосом.

Чистые линии

Чистая линия представляет собой потомство одного гомозиготного самоопыленного растения. При дальнейшем его размножении получают сорт, состоящий из одного генотипа, отдельные особи которого (сколько бы их ни было) имеют тот же генотип. Уже ранее подчеркивалось, что такое состояние долго сохраняться не может, так как в ходе последовательных репродукций возникают мутации, происходит естественная гибридизация и появляются механические примеси. Если сорт содержит 95% тождественных генотипов, его практически можно считать чистой линией.

Следовательно, если решено, что новый сорт будет чистой линией, удобнее всего для его создания применить метод педигри, и у растения-самоопылителя лишь в F6 можно говорить о чистой линии. Индивидуальный отбор в дальнейших поколениях (от F7 до F10) приводит к полной гомозиготности по всем признакам.

Чистая линия растения-самоопылителя генетически идентична инбредной линии растения-перекрестника после шести поколений инбридинга. Поскольку вследствие инбридинга возникает депрессия, чистые линии применяют не ради повышения продуктивности, а почти исключительно как компоненты для производства гибридов с целью использования гетерозиса. Сорта — чистые линии в основном получают у видов-самоопылителей овощных и цветочных культур, где в большей мере удается контролировать значительное число факторов окружающей среды (высадка рассады, стеклянные и пленочные теплицы и т.д.) и где потребности рынка требуют большой фенотипической выравненности по морфологическим признакам. Сорта — чистые линии получают также у самоопыляющихся зерновых (пшеница, ячмень, рис и др.), бобовых (соя, горох, вика) и других видов, для которых создают интенсивные условия и выбирают наиболее пригодные районы для возделывания.

Эпигеномная изменчивость.

Этот вариант изменчивости заключается в закономерном и необратимом изменении фенотипа клеток в ходе индивидуального развития без изменения генотипа. Эпигеномная мутация лежит в основе диференцировки клеток в многоклеточном организме. Она основана на регуляции действия генов и в первую очередь на регуляцию действия генов роскоши. При дроблении зиготы образуются бластомеры, для которых характерен полный набор генов, содержится в зиготе. Однако в цитоплазме бластомеров локализованы различные белковые материнские факторы, которые включают различные гены роскоши. Чем дальше идет дробление, тем сильнее различие по активности генов роскоши. Кроме того на определенной стадии развития зародыша бластомеры оказываются в условиях различной позиционной информации. Таким образом, в основе эпигеномной изменчивости находятся:

1. собственные регуляторные белки

2. факторы, поступающие от внешней среды, либо со стороны других местах.

3. эпигиномная изменчивость основана на каскадной регуляции действия генов.

Последствия дилеции и дуплекации.

наиболее опасны последствия дилеции

Причем важно какие гены выпали, домашнего хозяйства или гены роскоши. Последствия по дилеции как правило несовместимы с жизнью

У гетерозигот по дилеции наблюдаются тяжелые последствия связанные с нарушением баланса генов. У дрозофилы существует делеция «ночь», которая заключается в возникновении вырезки на крыле. У человека известна дилеция по пятой паре хромосом, которое происходит в коротком плече хромосомы. отставание в физическом и умственном развитие погибают в первые годы жизни. характерно изменение гортани, при котором новорожденный издает специфический крик, синдром кошачьего крика.

Последствия дупликации обычно более мягкие, чем последствия дилеции. Однако нарушается баланс генов, что отражается на фенотипе. У дрозофилы известна дуплекация Bar , которая приводит к уменьшению фасеток в глазах. у гетерозигот число фасеток в глазах небольшое, у гомозигот число фасеток резко уменьшается, возникает полосковидный глаз.

Использование чистых линий в научных исследованиях

Чистые линии гороха использовал для скрещивания в своих опытах первооткрыватель законов наследственности, Грегор Мендель . В 1903 г. генетик В. Иогансен показал неэффективность отбора в чистых линиях, что сыграло важную роль в развитии эволюционной теории и практики селекции.

В настоящее время чистые линии животных (а первую очередь крыс и мышей) и растений играют важнейшую роль в проведении биологических и медицинских исследований. Генетическая однородность используемых учеными организмов повышает воспроизводимость результатов и снижает вероятность воздействия на результат исследования генетических различий между особями (например, в контрольной и опытной группе). С помощью традиционной селекции и методов генной инженерии получено множество чистых линий с заданными свойствами (например, повышенной склонностью к потреблению алкоголя, высокими уровнем

Главная » Английский алфавит » Что такое чистые линии. Популяции и чистые линии в генетике животных

Использование чистых (инбредных) линий в селекции

Wikimedia Foundation
.
2010
.

Смотреть что такое «Чистая линия» в других словарях:

Генотипическое однородное потомство, происходящее от одной самоопыляющейся или самооплодотворяющейся особи, подвергающееся искусственному отбору и дальнейшему самоопылению или самооплодотворению. Чистая линия, как результат инбридинга,… … Финансовый словарь

Генотипически однородное потомство, получаемое от одной самоопыляющейся (растения) или самооплодотворяющейся (животные) особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления или самооплодотворения. Представляет собой группу организмов гомозиготных по … Большой Энциклопедический словарь

Генотипически однородное потомство, получаемое исходно от одной самоопыляющейся или самооплодотворяющейся особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления (самооплодотворения). Термин введён в 1903 В. Иогансеном. Поскольку самоопыление… … Биологический энциклопедический словарь

чистая линия
— Потомство, получаемое в ряду поколений от 1 особи (при наличии возможности самооплодотворения, используемого и в дальнейшем, максимально тесный инбридинг); также понятие «Ч.л.» используется для обозначения линий, полученных исходно от … Справочник технического переводчика

Генотипически однородное потомство, получаемое исходно от одной самоопыляющейся (растения) или самооплодотворяющейся (животные) особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления или самооплодотворения. Представляет собой группу организмов,… … Энциклопедический словарь

Pure line чистая линия. Потомство, получаемое в ряду поколений от 1 особи (при наличии возможности самооплодотворения, используемого и в дальнейшем, максимально тесный инбридинг ); также понятие “Ч.л.” используется для… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

чистая линия
— ЭМБРИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ЧИСТАЯ ЛИНИЯ – группа организмов, гомозиготных по большинству генов, полученная в результате самоопыления или самооплодотворения. Растения, в потомстве которых не наблюдается разнообразия по изучаемому признаку … Общая эмбриология: Терминологический словарь

чистая линия
— grynoji linija statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Genotipiškai vienodi palikuonys, gauti iš homozigotinio savidulkio individo. atitikmenys: angl. pure line rus. чистая линия … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Чистая линия
— генотипически однородное потомство, получаемое в результате самоопыления или самооплодотворения от одной особи. Ч.л. представляет собой группу организмов, гомозиготных по большинству генов. Иногда Ч.л. называют инбредные линии. (См. также… … Словарь по психогенетике

Генотипически однородное потомство постоянно самоопыляющихся растений или самооплодотворяющихся животных, большая часть генов которого находится в гомозиготном состоянии. Термин введён в 1903 датским генетиком В. Иогансеном, который в… … Большая советская энциклопедия

Чистые линии в генетическом улучшении

Мы называем генетическое улучшение применением схем генетической селекции, направленных на получение и распространение определенных генотипов растений и животных..

Хотя это может также применяться к генетической модификации грибов и бактерий, например, концепция ближе к тому, что мы делаем с растениями и животными по историческим причинам.

Приручение жизни

В процессе одомашнивания других живых существ мы посвящаем себя почти исключительно растениям и животным, которые служили нам в качестве средств к существованию или компании.

В этом процессе одомашнивания, который можно рассматривать как непрерывный процесс генетического отбора, мы создаем набор генотипов растений и животных, к которым впоследствии мы приступаем к «улучшению».

В этом процессе улучшения мы приступили к получению чистых линий с точки зрения того, что нужно производителю или потребителю..

растения

Улучшенные таким образом растения называют сортами (в данном случае коммерческими сортами), если они были подвергнуты схеме испытаний, демонстрирующих их чистоту..

В противном случае они называются типами — и больше связаны с локальными вариациями, которые сохраняются с течением времени силой, навязанной культурой..

Есть, например, клональные варианты картофеля, которые могут достигать тысяч в Перу. Каждый из них отличается, и каждый связан с культурным образцом использования, и обязательно для людей, которые его сохраняют..

животные

У животных чистые линии связаны с так называемыми расами. Например, у собак расы определяют определенные культурные паттерны и отношения с человеком..

Чем чище раса у животных, тем больше вероятность страдания от условий генетического происхождения.

В процессе поддержания чистоты определенных признаков он был выбран гомозиготностью других признаков, которые не являются благоприятными для выживания человека и вида.

Генетическая чистота, однако, сговаривается против генетической изменчивости и разнообразия, что является тем, что разводят, чтобы продолжить отбор..

Основное понятие о чистой линии

Таково определение чистой линии в биологии.

Эти организмы однородны, поскольку их генетический код идентичен. Они происходят от одного предка, либо у растений получены в результате самоопыления.

Выведением чистых линий селекционеры занимались задолго до появления генетики и понятии о генетическом коде. Например, знаменитая линия орловских рысаков. Изначально все они являлись потомками знаменитого Сметанки, рысака графа Орлова.

С помощью искусственного отбора в потомстве отбирались признаки, которые представляли интерес. Сейчас существует 11 чистых линий рысаков.

Так же выводились чистые линии кур с повышенной яйценоскостью и чистые линии коров, коз и других сельскохозяйственных животных. Что такое чистые линии и какое значение они имеют для сельского хозяйства? Это позволяет улучшать требуемые свойства животных, увеличивать их поголовье, получать продукцию нужного качества.

Сорта-популяции

Сорт-популяция представляет собой совокупность очень большого числа различных генотипов, которые чаще всего обнаруживают в какой-либо естественной или местной популяции. Если речь идет о культурах-самоопылителях, то можно утверждать, что любой присутствующий в такой популяции генотип находится в гомозиготном состоянии с определенной частотой. Если же речь идет о растениях-перекрестниках, то в этом случае часть генотипов находится в гомозиготном, а часть — в гетерозиготном состоянии с определенной частотой и между ними может наступить состояние равновесия ввиду имеющей место в популяции системы свободного размножения.

Сорта-популяции создают у растений-перекрестников, где биологически невозможно или экономически нерентабельно выводить гибридные сорта или некоторые другие формы. Это относится к отдельным видам злаковых трав и кормовым бобовым.

Основное понятие о чистой линии

Таково определение чистой линии в биологии.

Эти организмы однородны, поскольку их генетический код идентичен. Они происходят от одного предка, либо у растений получены в результате самоопыления.

Выведением чистых линий селекционеры занимались задолго до появления генетики и понятии о генетическом коде. Например, знаменитая линия орловских рысаков. Изначально все они являлись потомками знаменитого Сметанки, рысака графа Орлова.

С помощью искусственного отбора в потомстве отбирались признаки, которые представляли интерес. Сейчас существует 11 чистых линий рысаков.

Так же выводились чистые линии кур с повышенной яйценоскостью и чистые линии коров, коз и других сельскохозяйственных животных. Что такое чистые линии и какое значение они имеют для сельского хозяйства? Это позволяет улучшать требуемые свойства животных, увеличивать их поголовье, получать продукцию нужного качества.

Элементарное эволюционное явление — изменение генотипического состава популяций

Популяция в данном выше определении является элементар­ной эволюционной структурой. Элементарным же эволюционным явлением должно считаться наследственное изменение этой эво­люционной структуры. Для его формулировки необходимо рас­смотреть и в общих чертах представить генетическую структуру популяций.

Так как у всех живых организмов постоянно протекает спон­танный мутационный процесс, всякая существующая в течение ряда поколений совокупность особей неизбежно будет гетерогенна по своему генетическому составу: гомогенными могут быть лишь «свежие», только что образовавшиеся чистые линии и кло­ны. Популяции, даже если они фенотипически относительно од­нородны, представляют собой, таким образом, весьма гетероген­ную смесь различных генотипов.

При постоянстве и невысокой интенсивности давления раз­личных факторов на популяцию ее генотипический состав, неиз­бежно флуктуируя, может оставаться в среднем статистически довольно неизменным в течение более или менее длительного вре­мени. Если, однако, популяция испытывает интенсивное давление какого­либо фактора (или достаточно длительное неинтенсивное давление без изменения его вектора), то неизбежно должно на­ступить смещение или изменение в генотипической смеси, обра­зующей популяцию (в генофонде). Если появление новых (или изменение интенсивности старых) давлений тех или иных факто­ров на популяцию будет достаточно интенсивно и длительно, то генофонд, или генотипический состав популяции, изменится так­же на достаточно длительное время: произойдет эволюционно зна­чимое генетическое изменение популяции.

Таким образом, элементарным эволюционным явлением нужно считать длительное и векторизованное изменение генотипического состава популяции. Совершенно ясно, что без таких генетиче­ских изменений популяции невозможно начало и протекание эво­люционного процесса, хотя элементарное эволюционное явление в только что сформулированном смысле само по себе еще отнюдь не является эволюционным процессом.

Таким образом, элементарной эволюционной структурой явля­ется популяция, а элементарным эволюционным явлением — из­менение ее генотипического состава. Думается, что данные выше формулировки понятий «популяция» и «изменение ее генотипиче­ского состава» являются теоретически достаточно строгими и од­нозначными и в этом смысле удовлетворительными на период предвидимого развития микроэволюционного учения.

Однако уже здесь мы сталкиваемся с явлением, с которым будем иметь дело и далее: в комплексных природных явлениях мы всегда встречаемся с нечеткостью и «размазанностью» границ. Это касается особенно всех тех структур и явлений, которые по самой природе своей динамичны и постоянно флуктуируют и ме­няются в пространстве и времени. Таковыми являются и попу­ляции, и изменения их генотипического состава. Поэтому, не­смотря на достаточную строгость теоретических определений и формулировок, необходимо большое число точных описаний попу­ляций, их генотипического состава, флуктуации и векторизован­ных изменений этого генотипического состава во времени в кон­кретных природных условиях. При этом нельзя забывать, что в каждом данном отрезке времени подобно видам и популяции могут находиться in statu nascendi (в процессе становления): конкретная популяция может находиться в состоянии разделения на две или несколько популяций, отделяющихся друг от друга существующими или возникающими изоляционными барьерами. То же самое может касаться и протекания во времени измене­ний их генотипического состава, которое, кстати, неизбежно бу­дет сопровождать и всякое популяционное новообразование. Поэтому, песмотря на естественную «текучесть» границ, всё же йри изучении в анализе конкретных природных ситуаций необходимо исходить из строгих теоретических формулировок.

Далее мы переходим к рассмотрению эволюционного материа­ла, из которого складывается генофонд популяции, и тех факто­ров, которые могут привести к образованию элементарных эволю­ционных явлений.