Наследование окраски зерен кукурузы

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Кукуруза, ген окраски

Плод кукурузы (початок) состоит из основы — стержня, в котором укреплены зерна неправильной пирамидальной формы до 10 мм по высоте. Зерно делится на две главные части зародыш, составляющий около 12—15% от всего зерна, и эндосперм. Крахмал сосредоточен в эндосперме. Крахмальные зерна диаметром около 0,02 мм имеют неправильную форму. Крахмал кукурузы состоит примерно из 10—15% амилозы и 85—90% амилопектина. Крахмал восковой кукурузы состоит только из амилопектина и при реакции с йодом дает красновато-коричневую окраску. Амилопектин содержит около 0,045 г фосфора на 100 г. Кроме того, в кукурузном крахмале содержится 0,5—0,6% жирных кислот. Остальные углеводы кукурузы мало изучены. [c.19]

Повреждаются генеративные органы (бутоны, завязи, коробочки, плоды, семена) хлопчатника, нута, томатов, табака, клещевины, нити початков кукурузы. Окраска гусениц от светло-зеленой и желтой до красно-бурой. Тело (кроме грудного щита) [c.103]

Во всех опытах с симазином и атразином не было обнаружено вредного действия на растения кукурузы. Напротив, растения, обработанные данными препаратами, выделялись интенсивной зеленой окраской, а также большими размерами стеблей и листьев. [c.109]

Рост растений кукурузы и гороха под действием инсектицидов в некоторых случаях затормаживался, в других — усиливался, в третьих — оставался без изменения (табл. 1). Это зависело от характера как инсектицида, так и вида растения. Из испытанных веществ линдан и севин при условиях опыта наиболее сильно снизили рост как кукурузы, так и гороха. Корни растений, поврежденные линданом, были короткие, утолщенные и не ветвились (рис. 1). Корни, выросшие в обработанном севином песке, были короче и толще, чем выросшие в необработанном песке. Ответвления корней были короткие и образовывались на расстоянии 0,5 см. от кончика корешка. Более того, нижняя часть имела темно-фиолетовую окраску. Влияние 1-нафтола на длину корней кукурузы и гороха не отмечено, хотя нижняя часть корней была, как и в случае севина, окрашена в фиолетовый цвет. Хлордан заметно подавлял рост корней кукурузы. [c.209]

Симазин обладает не только гербицидным действием он стимулирует также рост и развитие некоторых видов растений. У пшеницы после применения симазина наблюдается расширение листовой пластины и более интенсивная зеленая окраска [593, 595], а у кукурузы — увеличение пучков волокон и уплотнение ткани [224, 898, 1185, 1443]. В виноградарстве и при разведении ягодных культур после уничтожения сорняков симазином стимулируется рост листьев и повышается в них содержание азота. У листьев яблонь повышается при этом содержание азота и хлорофилла в листьях и расширяется поверхность листа. Увеличивается число побегов и толщина ствола. Сообщается об аналогичных явлениях при применении симазина для борьбы с сорняками в посадках персиков и цитрусовых [560, 772, 774, 776,777,782,1150]. [c.363]

На недостаток азота у кукурузы в ранние фазы указывают замедленный рост, малый размер листьев и их желтовато-зеленая окраска, чахлый вид растений. [c.199]

У кукурузы симптомами калийного голодания являются замедление роста, листья приобретают желтовато-зеленую окраску, переходящую в желтую, а края и верхушки высыхают и кажутся обожженными. Ожог листьев — наиболее примечательный симптом калийного голодания кукурузы. [c.205]

Между признаками калийного и азотного голодания кукурузы много общего, но имеются и характерные отличия. У растений, испытывающих недостаток азота стебли вытянувшиеся, листья имеют желтовато-зеленую окраску, переходящую в желтовато-оранжевую. Старые листья засыхают и кажутся обожженными. [c.205]

У кукурузы эта болезнь проявляется в образовании желтых хлоротичных полос между жилками, в светло-желтой или почти белой окраске вновь появляющихся листьев (болезнь белые ростки ). [c.214]

При недостатке микроэлементов в почве замедляется рост растений, усиливаются болезни их и понижается урожайность. Борное голодание, например, снижает стойкость сахарной свеклы к гнили сердечка, озимой пшеницы — к головне и желтой ржавчине, льна— к бактериозу. От недостатка марганца появляется светлая окраска листьев, снижается интенсивность фотосинтеза, снижается сахаристость и количество аскорбиновой кислоты. Медь повышает стойкость к заболеванию картофеля, томатов, растения меньше поражаются фитофторой, злаковые культуры — головней и ржавчиной. На торфяных почвах при недостатке меди растения нередко погибают. При недостатке молибдена в листьях накапливаются нитраты, нарушается обмен, уменьшается содержание белка. От недостатка цинка чаще всего заболевают люцерна, кукуруза, плодовые и цитрусовые деревья. Недостаток железа у растений вызывает хлороз листьев, причем применение железного купороса и других солей железа не эффективно. Выпускают специальные железосодержащие удобрения типа Ре-ДТПА (хелаты). [c.41]

У такого организма, как кукуруза, у которой было изучено много менде-лирующих признаков, все они могут быть распределены в группы сцепления, которых у кукурузы десять внутри каждой группы признаки сцеплены (как гемофилия и цветная слепота у человека), а признаки, относящиеся к разным группам, не сцеплены (как форма и окраска семян у гороха). [c.105]

Признаки недостатка магния у зерновых и зернобобовых культур (цв. вкл. 1). Магниевое голодание у кукурузы может проявляться в ранние фазы развития, при 4—6 листьях. Нижние листья приобретают светло-зеленую окраску с резко выраженной полосчатостью — зеленые полоски по длине листа (жилки и прилегающие к ним ткани) чередуются с желтыми. На кислых почвах часть листьев кукурузы может иметь красно-фиолетовую окраску. Позднее между жилками появляются продолговатые светло-серые и бледно-коричневые пятна. Полосчатость, а позднее и пятнистость бывают сильнее выражены на краях и верхушках нижних листьев. [c.66]

Изучая наследование качественных признаков, например окраски зерна у кукурузы или гороха, мы чаще всего не встретим затруднений в определении структуры наблюдаемой в популяции изменчивости по этим признакам она целиком будет зависеть от генотипа той или иной особи. Иначе обстоит дело с количественными признаками, то есть такими, которые контролируются большим числом генов (а именно таковыми и являются большинство признаков, от которых зависит продуктивность и которые соответственно в первую очередь лежат в сфере интересов селекционеров). [c.151]

Наличие окраски щитка (скутел-лума) у кукурузы определяется присутствием любых двух из следующих трех генов Sj, S3 и S4. Каково будет соотношение растений с окрашенными и неокрашенными щитками в Pi следующих скрещиваний [c.363]

Бледно-зеленая окраска листьев, переходящая у некоторых растений в оранжевые и красные оттенки (капуста, брюква, яблоня и др.) небольшие размеры листьев, короткие и тонкие побеги стеблей и побегов слабое кущение (у злаков) и слабое ветвление опадение завязей у некоторых растений (плодовые культуры, хлопчатник) раннее опадение листьев и ускоренное созревание семян и плодов. Признаки более выражены на нижних листьях. У кукурузы при резком азотном голодании на листьях светло-зеленой окраски отмирают ткани ио направлению от верхушки к основанию листа в виде клина, а окраска краев листьев остается без изменения. [c.289]

Темно-зеленая с голубоватым оттенком, фиолетовая (кукуруза, сорго, помидоры) и пурпурная (капуста, брюква, турнепс) окраска листьев появление на краях нижних листьев отмерших тканей бурого и черного цвета задержка фаз развития растений, особенно цветения и созревания угнетенный рост и мелкие размеры молодых листьев. Листья отходят от побегов под острым углом (картофель, помидоры, яблоня и др.). Признаки голодания появляются на нижних листьях и распространяются вверх. У яблони и груши черешки и жилки нижней поверхности листьев приобретают красноватый и фиолетовый оттенки. [c.289]

Из полевых культур признаки цинковой недостаточности чаще всего появляюгся у кукурузы. Характерный признак цинкового голодания у кукурузы — образование белого ростка или побеление верхушки. Между жилками листьев появляются свет-ло-желтые полоски нижние листья отмирают, а распускающиеся молодые верхушечные листья имеют почти белую окраску. Отмечается также укорочение междуузлий и приостановка или задержка роста ° . Все это приводит к резкому снижению урожая и ухудшению его качества. [c.238]

Мобильные элементы и транспозоны. Известно, что початки кукурузы могут иметь мозаичную окраску (рис. 2.93). Генетика этого явления была изучена Барбарой Мак-Клинток [433]. Она пришла к выводу, что в геноме кукурузы существуют некие контролирующие элементы , которые могут перемещаться с одного гена на другой, увеличивая их нестабильность. Мозаичная окраска початков у кукурузы обусловлена соматическими мутациями, связанными с присутствием контролирующих элементов. Их характерные особенности были проанализированы в большой серии изящных экспериментов. В течение длительного времени контролирующие элементы у кукурузы казались уникальным исключением. Так продолжалось до 1963 г., когда Тэйлор [524] описал индуцированные фагом мутации у Е. соИ . Этот фаг теперь называется Ми (от [c.140]

Результаты увеличения количества локусов, влияющих на количественный признак, представлены на рис. 19.14 и в табл. 19.5. Предположим, что в каждом локусе имеются только 2 аллеля, что их действие аддитивно и что эффект аллелей разных локусов одинаков. Кроме того, предположим, что некоторая часть изменчивости обусловлена влиянием внешней среды (нижняя строчка рис. 19.14). В эксперименте Нильсона-Эле влиянием внешней среды можно было пренебречь, поскольку в случае окраски колосьев у пшеницы оно действительно мало. Однако проявление большинства количественных признаков зависит от изменения внешней среды. К примеру, на вес человека, молочность коровы, размер початка кукурузы оказывают влияние негенетические факторы, такие, как питание, климат, болезни. [c.349]

Удобрения, содержащие питательный элемент азот, называются азотными. Азот — важный элемент жизни при его недостатке происходят отклонения от нормы в развитии и росте растений. Признаки растений, которым недостает азота,— бледно-зеленая окраска листьев, у некоторых растений (редис, капуста, кукуруза) оранжевый и красный оттенки слишком маленький раЗхМер листьев, короткие и тонкие побеги и мелкие соцветия, слабое кущение у злаков и слабое ветвлегше, преждевременное созревание, рано опадают листья. [c.159]

Такие растения, как нориаса, джут, кунжут, лук-порей, китайский джут, бобы турецкие, красная фасоль, кукуруза, рис, ячмень, пшеница, сладкое сорго, ямс и лопух, давали с флороглюцином — соляной кислотой фиолетовую окраску, а с 1-нафтолом зеленую окраску. [c.50]

Зеаксантин — С40Н56О2 — диоксипроизводное р-кароти-на. Биологически неактивен. Зеаксантин содержится в семенах кукурузы и обусловливает их желтую окраску. Производные зеаксантина находятся во многих других плодах и цветках. [c.82]

Содержание Р2О5 в тканях здоровой кукурузы составляет 0,30—0,35%. Когда оно падает до 0,20%, листья принимают пурпурную окраску (внешний признак фосфорного голодания), рост растения замедляется (а в более поздних фазах развития задерживается созревание). [c.237]

НИИ и вредный избыток хлора можно устанавливать по анализу сока из черешков листьев определенного нижнего или среднего яруса для кукурузы, сорго — из жилок нижнего или среднего яруса листьев. У овса, пшеницы и плодово-ягодных культур для анализа используют водную вытяжку из листьев, которую осветляютг от красяш их веш еств активированным углем. Чтобы получить среднюю пробу, берут не менее 5 черешков или листьев с разных растений и не менее 3 смешанных проб с каждого однородного участка нлош адью 1—2 га. Пробы отбирают утром — с 8 до 10 часов. Сок выжимают ручным прессом. Для каждого анализа нужна одна капля сока, для определения фосфора и магния сок разводят в 4 раза. Сущность метода заключается в применении капельных колориметрических реакций добавив к капле сока соответствующие реактивы, полученную окраску сравнивают со стандартной шкалой цветных пятен на бумаге при работе в поле или с окраской стандартных растворов в помещении. [c.567]

Обычно ответы растений сводились к двум типам. Для первого типа, который может быть назван подавлением роста , характерно наличие дифференцированных клеток протофлоэмы, протоксилемы и во многих случаях эндодермы вблизи кончика корня. Севин вызывал такую реакцию у гороха, у которого трахейные элементы дифференцировались близко к кончику в виде характерных клиньев, соответствующих трем точкам протоксилемы. Эта картина, вызванная севином, сопровождалась у гороха преждевременным образованием и обильным развитием боковых корней. Кукуруза реагировала на севин дифференцированием трахейных элементов около кончика корня подобным же образом характерные изменения клеточных стенок были видны по окрашиванию сафранином периферической части осевого цилиндра и эндодермы. Дильдрин вызвал в корнях кукурузы в основном такой же эффект, но подавление роста было выражено в меньшей степени. Стенки эндо-дермальных клеток окрашивались сафранином до промеристемы, а протоксилема дифференцировалась вблизи от кончика корня. Отмечено преждевременное разветвление корней. Кукуруза таким же образом реагировала на хлордан, причем окраска клеток сафранином по периферии осевого цилиндра также простиралась дистально до промеристемы. Хлордан вызывал, кроме того, гипе-трофию паренхимы и флоэмы корня кукурузы и некоторые изменения в строении кончика корня. Прочие инсектициды дали те или иные изменения в дифференциации ксилемы и флоэмы, но они не превышали изменения в корнях контрольных растений. Препарат Шелл-4402, если судить по гистологической картине, привел к слабому затормаживанию роста корней кукурузы. [c.213]

В последние годы все большее значение приобретают препараты, управляющие биологическими процессами. Из регуляторов роста растений широкое распространение в мировой практике сельского хозяйства получил фосфорорганический препарат этефон фирмы Юнион карбайд (2-хлорэтилфосфоновая кислота, т. е. соединение с С—Р-связью), поступающий на рынок под торговыми названиями этрел, кампозан, серон. Этефон в зависимости от сроков применения и норм расхода тормозит или ускоряет рост, приближает сроки созревания плодов и т. д. Эти эффекты вызываются этиленом, образующимся из этефона в растительной ткани. В США этефон применяется на 20, а во всем мире более чем на 30 сельскохозяйственных культурах для ускорения созревания, его равномерности, улучшения окраски плодов, а также для облегчения механизированного сбора урожая. Во все увеличивающихся масштабах этефон используется как ретардант для обработки таких основных культур, как пшеница, кукуруза, хлопчатник. [c.57]

Значительная невосприимчивость некоторых видов растений, особенно кукурузы, к атразину, симазину и другим хлортриази-нам, по-видимому, объясняется не только ускоренным гидролизом хлорсодержащих соединений под действием 2,4-диокси-7-ме-токси-1,4-бензоксазинона-3 [602, 477, 995, 1016]. Как и в случае применения симазина, после использования атразина на озимой пшенице наблюдалось увеличение листовых пластин и более интенсивная зеленая окраска [595]. У растений кукурузы увеличивались пучки волокон и укреплялась периферическая ткань [1185]. У плодовых деревьев, в некоторых случаях также у винограда, повышалось содержание азота и хлорофилла в листьях, увеличивался рост побегов и утолщался ствол [513,774,776,777]. [c.382]

Пожелтение и пятнистость листьев, иногда переходящая и на жилки асимметричность листьев укороченные междоузлия, ро-зетчатость и мелколистность появление бронзовости в окраске листьев. В полевых условиях признаки цинкового голодания показывают фасоль, соя, кукуруза, лен, клещевина, хмель. Более распространено цинковое голодание у плодовых (яблоня, груша, персик, абрикос, вишня, слива, виноград) и цитрусовых культур. Оно сильнее выражено сразу после распускания листьев. [c.292]

Химическая структ у-р а. Витамин А весьма близок по строению группе пигментов — каро-тиноидов. Эти пигменты широко распространены в растениях сюда относятся каротины, от которых зависит окраска желтой кукурузы, моркови и коровьего масла. В организме животного четыре таких пигмента — альфа-, бета-, гамма-каротины и криптоксантин — могут превращаться в витамин А. Этот витамин растворим в жире и в растворителях жира при комнатной температуре он представляет собой жидкость. Недавно осуществлен синтез витамина А. [c.413]

Первый подвижный (мобильный, транспозирующийся) генетический элемент (сначала его назвали контролирующим) был описан Мак-Клин-ток на кукурузе. Множество совместно функционирующих генов обеспечивает синтез красного пигмента антоцианина, обусловливающего окраску зерен. Инактивация любого из этих генов приводит к исчезновению окраски. Контролирующие элементы представляют собой класс мутаций, вызывающих обесцвечивание зерен (рис. 21.22). Эти мутации были названы контролирующими элементами, поскольку казалось, что они контролируют активность гена, ответственного за синтез пигмента, в данной клетке зерна. Они иногда ревертируют к дикому типу, и бывает, что реверсия к дикому типу одного мутантного гена сопровождается возникновением такой же мутации в другом гене. Можно было предположить, что контролирующий элемент перепрыгивает из одного антоцианинового локуса в другой. [c.54]

Смотреть страницы где упоминается термин Кукуруза, ген окраски: [c.406] [c.228] [c.163] [c.60] [c.143] [c.39] [c.16] [c.36] [c.130] [c.203] [c.23] [c.116] [c.270] [c.245] [c.262] [c.150] [c.49] Эволюционный процесс (1991) — [ c.56 ]

Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия, плейотропия

Теперь обратимся к проблеме взаимодействия неаллельных генов. Если развитие признака контролируется более чем одной парой генов, то это означает, что он находится под полигенным контролем. Установлено несколько основных типов взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз, полимерия и плейотропия.

Первый случай неаллельного взаимодействия был описан в качестве примера отклонения от законов Менделя английскими учеными У. Бетсоном и Р. Пеннетом в 1904 г. при изучении наследования формы гребня у кур. Различные породы кур характеризуются разной формой гребня. Виандотты имеют низкий, правильный, покрытый сосочками гребень, известный под названием “розовидного”. Брамы и некоторые бойцовые куры обладают узким и высоким гребнем с тремя продольными возвышениями — “гороховидным”. Леггорны имеют простой или листовидный гребень, состоящий из одной вертикальной пластинки. Гибридологический анализ показал, что простой гребень ведет себя как полностью рецессивный признак по отношению к розовидному и гороховидному. Расщепление в F2 соответствует формуле 3 : 1. При скрещивании же между собой рас с розовидным и гороховидным гребнем у гибридов первого поколения развивается совершенно новая форма гребня, напоминающая половинку ядра грецкого ореха, в связи с чем гребень был назван “ореховидным”. При анализе второго поколения было установлено, что соотношение разных форм гребня в F2 соответствует формуле 9 : 3 : 3 : 1, что указывало на дигибридный характер скрещивания. Была разработана схема скрещивания, объясняющая механизм наследования этого признака.

В определении формы гребня у кур принимают участие два неаллельных гена. Доминантный ген R контролирует развитие розовидного гребня, а доминантный ген P — гороховидного. Комбинация рецессивных аллелей этих генов rrpp вызывает развитие простого гребня. Ореховидный гребень развивается при наличии в генотипе обоих доминантных генов.

Наследование формы гребня у кур можно отнести к комплементарному взаимодействию неаллельных генов. Комплементарными, или дополнительными, считаются гены, которые при совместном действии в генотипе в гомо- или гетерозиготном состоянии обусловливают развитие нового признака. Действие же каждого из генов в отдельности воспроизводит признак одного из родителей.

Наследование генов, определяющих форму гребня у кур, полностью укладывается в схему дигибридного скрещивания, так как они ведут себя при распределении независимо. Отличие от обычного дигибридного скрещивания проявляется только на уровне фенотипа и сводится к следующему:

  1. Гибриды F1 не похожи ни на одного из родителей и обладают новым признаком;
  2. В F2 появляются два новых фенотипических класса, которые являются результатом взаимодействия либо доминантных (ореховидный гребень), либо рецессивных (простой гребень) аллелей двух независимых генов.

Механизм комплементарного взаимодействия подробно изучен на примере наследования окраски глаз у дрозофилы. Красная окраска глаз у мух дикого типа определяется одновременным синтезом двух пигментов — бурого и ярко-красного, каждый из которых контролируется доминантным геном. Мутации, затрагивающие структуру этих генов, блокируют синтез либо того, либо другого пигмента. Так, рецессивная мутация brown (ген находится во 2-й хромосоме) блокирует синтез ярко-красного пигмента, в связи с чем у гомозигот по этой мутации бурые глаза. Рецессивная мутация scarlet (ген располагается в 3-й хромосоме) нарушает синтез бурого пигмента, и поэтому гомозиготы stst имеют ярко-красные глаза. При одновременном присутствии в генотипе обоих мутантных генов в гомозиготном состоянии не вырабатываются оба пигмента и глаза у мух белые.

В описанных примерах комплементарного взаимодействия неаллельных генов формула расщепления по фенотипу в F2 соответствует 9 : 3 : 3 : 1. Такое расщепление наблюдается в том случае, если взаимодействующие гены по отдельности имеют неодинаковое фенотипическое проявление и оно не совпадает с фенотипом гомозиготного рецессива. Если это условие не соблюдается, в F2 имеют место иные соотношения фенотипов.

Например, при скрещивании двух разновидностей фигурной тыквы со сферической формой плода гибриды первого поколения обладают новым признаком — плоскими или дисковидными плодами. При скрещивании гибридов между собой в F2 наблюдается расщепление в соотношении 9 дисковидных : 6 сферических : 1 удлиненная.

Анализ схемы показывает, что в определении формы плода принимают участие два неаллельных гена с одинаковым фенотипическим проявлением (сферическая форма). Взаимодействие доминантных аллелей этих генов дает дисковидную форму, взаимодействие рецессивных аллелей — удлиненную.

Еще один пример комплементарного взаимодействия дает наследование окраски шерсти у мышей. Дикая серая окраска определяется взаимодействием двух доминантных генов. Ген А отвечает за присутствие пигмента, а ген В — за его неравномерное распределение. Если в генотипе присутствует только ген А (А-bb), то мыши равномерно окрашены в черный цвет. Если присутствует только ген В (ааВ-), то пигмент не вырабатывается и мыши оказываются неокрашенными, так же как и гомозиготный рецессив ааbb. Такое действие генов приводит к тому, что в F2 расщепление по фенотипу соответствует формуле 9 : 3 : 4.

Наследование окраски зерен кукурузы

Нет ни одного организма, важного для сельского хозяйства, у которого была бы так хорошо разработана генетика, как у кукурузы. Можно сказать, что это классический растительный объект современной генетики.

Проведению генетических исследований способствует небольшое число хромосом (2n=20) и их четкие отличия (рис. 35), которые заключаются в следующем:

1) различная относительная длина;

2) особенности хромомер;

3) наличие на хромосомах в определенных местах специфических гетерохроматических утолщений (knobs);

4) расположение центромеры, позволяющее получать определенные отношения между плечами;

5) различная степень сближения хроматид, соединенных центромерой.

Следует отметить, что встречаются формы кукурузы, у которых 2n=21. Двадцать первая хромосома — дополнительная. Родc дал ей название В-хромо — сома, а все компоненты нормального набора он назвал А-хромосомы. В-хромосома по морфологии четко отличается от всех

Рис. 35. Хромосомы кукурузы на стадии нахитены.

А-хромосом и не гомологична им. Происхождение и роль 5-хромосом до сих пор остается спорным. Иногда встречаются формы кукурузы с несколькими 5-хромосомами.

Цитогенетические исследования, которые были начаты по кукурузе в 1929 г., когда Мак-Клинток попыталась идентифицировать хромосомы кукурузы, позволили к настоящему времени связать установленные группы сцепления с вполне определенными хромосомами и создать генетическую карту.

В настоящее время у кукурузы изучено более 500 генов, а около 170 из них получили четкое место на хромосомных картах. При определении позиции определенного локуса на хромосоме кукурузы широко используют такие хромосомные аберрации, как рецинрокные транслокации и парацентрические инверсии.

Окраска растения и семени. В настоящее время очень хорошо исследована окраска всех частей растения кукурузы — от зачаточного корешка до семени. Показано сложное взаимодействие между генами окраски и ее зависимость от группы основных генов. Изучение этого признака осложняется тем, что существуют множественные аллели по большинству генов, определяющих признаки окраски. Классическую генетику кукурузы нельзя рассматривать без факторов, влияющих на окраску эндосперма и алейронового слоя.

Для проявления пигментации алейронового слоя в каждом случае необходимы факторы. Окраска алейронового слоя может частично варьировать, если один из генов будет находиться в рецессивном состоянии. При этом следует помнить, что алейроновый слой, как и эндосперм, триплоидный.

У кукурузы имеются гены, которые одновременно оказывают влияние и на окраску алейронового слоя и на окраску самого растения, в частности ген R, который расположен в хромосоме X и имеет очень большое число аллелей.

Окраска перикарпия (семенной кожуры) контролируется геном Р, находящимся в хромосоме I. Аллель Prr определяет развитие красного пигмента на перикарпии и стержне початка; Рrw — перикарпий красный, стержень белый; Рwr — наоборот, перикарпий белый, стержень красный; Рww (или р) — пигмент отсутствует. Описаны также гены (Рu), контролирующие только окраску зародыша, корневого чехлика или колеоптиле.

Гены, влияющие на тип эндосперма. Помимо описанных выше генов, существует много факторов или групп факторов, определяющих признаки, более ценные с практической точки зрения, и прежде всего это гены, влияющие на эндосперм. К первой группе следует отнести такие, которые определяют недоразвитие эндосперма и зародыша при создании самоопыленных линий. Селекционер стремится избавиться от подобных факторов. Но сюда же относятся и гены, дающие монофакториальное расщепление, свойственное мутантам, которые используются для различных целей. Примером может служить сахарная кукуруза (ssp. saccharata). У нее имеется ген su1 (sugary) в хромосоме IV. Этот ген в гомозиготном состоянии определяет повышение метаболизма карбогидратов в эндосперме, и зрелые семена имеют морщинистый, прозрачный эндосперм (рис. 37).

Рис. 37. Зерна обычной кукурузы (слева) и сахарной (справа), имеющей ген su1.

Многочисленные анализы показали, что существуют гены, которые более чем su1 повышают содержание Сахаров в семенах через 2—3 недели после оплодотворения, т. е. в тот момент, когда, как правило, идет сбор и консервирование сахарной кукурузы.

Тип содержащегося в растениях крахмала определяется соотношением двух компонентов: амилопектина, состоящего из больших разветвленных молекул, и амилозы, имеющей вытянутые молекулы меньшего размера. У наиболее распространенных культур, в том числе у кукурузы, амилоза составляет 20—25% общего содержания крахмала. Для различных промышленных целей предпочтительно иметь формы, у которых крахмал состоит только из амилозы или только из амилопектина. Но если для второго типа практически не существует трудностей достаточно создать гомозиготную но гену wx форму (ssp. ceratina), то для получения амилозного крахмала необходим более сложный генотип — оy должен содержать простой фактор ae, довольно легко передающийся из одного генотипа в другой и другие гены, в частности ген du. Только в этом случае количество амилозного крахмала в эндосперме может быть доведено до 65— 75%.

Из других генов, влияющих на качество эндосперма, легко поддаются различным генетическим манипуляциям те, что определяют синтез каротиноидов (провитамина А) и придают желтый цвет эндосперму. Это в первую очередь аллели гена. Y, противоположные по действию y, который обусловливает белый цвет семян.

Действие гена У, как и многих других генов, зависит от эффекта дозы.

Более важны комплексы полигенных факторов, определяющих мучнистый или стекловидный эндосперм, хотя известно моногибридное наследование этого признака, обусловленное геном fl. Действие же самого гена зависит от эффекта дозы: flflFl — мучнистый эндосперм; FlFlfl — стекловидный.

Большая или меньшая мучнистость эндосперма коррелирует с его питательностью, и с точки зрения пищевой предпочтительнее типы со стекловидным зерном и сильной пигментацией. Данные по питательной ценности семян кукурузы показали, что два гена — opaque-2 (мутный) и floury-2 (мучнистый) — управляют запасным протеином. В протеине эндосперма семян растений, гомозиготных по этим генам, повышено содержание следующих аминокислот: лизина, триптофана, аргинина, аспарагиновой и глициновой кислот. В семенах кукурузы с геном возрастает также содержание метионина.

Гены, определяющие признаки структуры соцветий, листьев, стебля, а также хлорофильные отклонения. Известно большое число генов, влияющих на морфологию мужских и женских соцветий у кукурузы. К ним в первую очередь следует отнести следующие гены: bd, — определяет разветвление початка у основания и отсутствие пестичных нитей, в результате чего семена не образуются; ts — в гомозиготном состоянии вызывает образование пестиков на метелке, тычинки при этом не развиваются: ba1 — женские соцветия не образуются, в результате чего стебель лишен характерной выемки, где прикрепляется початок, и остается круглым по всему своему сечению; st — вызывает частичную женскую стерильность и полностью мужскую, что объясняется склеиванием хромосом на стадиях мейоза; bo — приводит к абортивности яйцеклеток.

Большое практическое значение имеют гены серии ms, вызывающие мужскую стерильность растений кукурузы, а также гены Rf1, Rf2 и Rf3, которые определяют восстановление мужской фертильности у форм с ЦМС.

В последние годы внимание селекционеров все больше привлекают гаметофитные факторы (Gа), определяющие скорость роста пыльцевых трубок. Использование различных генотипов по этим факторам позволяет выращивать (размножать) формы кукурузы без пространственной изоляции, так как пыльцевые зерна, несущие ген ga, не могут прорастать на рыльце, клетки которого несут ген Ga. Описано около шести гаметофитных факторов.

Рис. 38. Пятна на зернах кукурузы, вызванные действием гена

С практической точки зрения очень большой интерес представляют мутанты с укороченными междоузлиями — брахитики, или компакты (гены br1, br2), которые могут быть использованы в селекции для создания гибридов с высокой продуктивностью и устойчивостью к полеганию. Б. П. Соколовым получены брахитичные гибриды Днепровский 665 и Днепровский 247 МБ.

С биохимической точки зрения интерес представляют мутанты bm. — жилки листа окрашены в коричневый цвет и Вf) — определяет свечение листьев под люминесцентной лампой.

У кукурузы описано большое число мутантов с различными хлорофильными отклонениями. При этом следует иметь в виду, что внешнее сходство мутантов не говорит о их генетической однородности. Так, только для пятой группы сцепления (хромосома V) установлены пять генов, влияющих на образование хлорофилла: up2— определяет альбинизм проростков; v3— обусловливает желтый цвет проростков, которые постепенно зеленеют; lw2—оказывает действие, аналогичное гену vp2; ys1 — вызывает желтую полосчатость листьев; v2 — оказывает действие, идентичное гену v3. Практически гены, вызывающие те или иные хлорофильные отклонения, описаны для каждой из 10 групп сцепления.

Мутации и «контрольные элементы» (Controlling elements). В работах по генетике кукурузы очень широко используется термин «контрольные элементы», который обозначает факторы, локализованные в определенных хромосомах и влияющие на мутабельность некоторых генов.

Роде в 1938 г. впервые сообщил о факторах, контролирующих мутабельность у кукурузы на примере гена а1. Он показал, что редко мутирующий ген а1 в присутствии гена Dt (девятая хромосома) становится чрезвычайно неустойчивым и мутирует в ген А1, а это приводит к появлению антоциановых полос на листьях растений и антоциановых пятен на зернах (рис. 38). На частоту мутаций гена а1 оказывают влияние эффекты дозы гена Dt в клетке.

Эпистатическое взаимодействие генов

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.

Уже по названию статьи понятно, что речь в данном случае пойдет об одном из типов взаимодействий неаллельных генов, а именно об эпистатическом взаимодействии генов.

В отличие от обычного моногибридного скрещивания, когда за какой-то изучаемый признак отвечает одна пара аллельных генов, существуют признаки, за проявление которых отвечают два разных неаллельных гена.

То есть, получается, что хотя мы и изучаем наследование какого-то одного признака (как при могогибридном скрещивании), но поскольку он представлен разными парами аллельных генов, расщепление по фенотипу в потомстве в случае скрещивания дигетерозигот друг с другом будет происходить как при дигибридном скрещивании, но по формуле, отличной от 9 : 3 : 3 : 1.

представлены решения следующих задач по эпистатическому взаимодействию генов (задачи даются с полным разъяснением):

1. Бомбейский феномен (очень редкий, обнаруженный только в одной из популяций людей в Индии) у человека связан с присутствием в генотипе рецессивного эпистатического гена h, подавляющего проявление доминантных аллелей генов группы крови I А и I В . Поэтому гомозиготы с аллелями hh всегда имеют I группу крови. В близкородственном браке, где муж был с IV (I А I В ) группой, жена с III (I В ) и они имели общую бабушку, носительницу аллеля h, родилось 12 детей со следующими группами крови: IV (I А I В ) — 4 ребенка, III (I В ) — 5 детей и I (I О ) — 3 ребенка. Определите генотипы родителей и детей.

2. При скрещивании растения лука с красными луковицами с растением, имеющим белые луковицы, все растения в F1 были с красными луковицами, а в F2 наблюдалось расщепление по окраске луковицы: 195 растений имели красные луковицы, 71 -­ желтые и 89 были­ белые. Определите генотипы родителей и гибридов F1.

3. От скрещивания двух растений лука с красными луковицами №1 и №2 в F1 получилось 94 растений с красными и 28 с желтыми луковицами. Для выяснения генотипов растений №1 и №2 они были подвергнуты самоопылению. В результате самоопыления растения номер 1 получили 130 растений с красными, 42 — с желтыми и 61 — с белыми луковицами. А в результате самоопыления растения номер 2 получили 129 растений с красными и 40 с желтыми луковицами. Объясните результаты, определите генотипы исходных растений.

4. От скрещивания растений тыквы с белыми и зелеными плодами в F1 получено расщепление: 86 белых, 39 желтых, 42 зеленых плода. Найти генотипы исходных растений тыквы.

5. Рожь с черным зерном скрестили с рожью с серым зерном. В F2 были потомки с черным, серым и белым зерном. Эти признаки проявлялись в соотношении 12:3:1. Определите взаимодействие генов.

6. Имея две формы пшеницы – безостую с черными колосьями и остистую с красными колосьями, – селекционер скрестил их, чтобы получить безостую красноколосную форму. В F1 от этого скрещивания все растения были безостыми с черными колосьями. В F2 произошло расщепление: 714 безостых с черными колосьями, 181 безостых с красными колосьями, 58 безостых с белыми колосьями,231 остистых с черными колосьями, 61 остистых с красными колосьями, 20 остистых с белыми колосьями. Объясните расщепление. Приведите схему наследования признаков.

7. При скрещивании тыкв с белыми плодами в первом поколении получили 67 растений с белыми, 19 – с желтыми и 6 – с зелеными плодами. Объясните результаты, определите генотипы исходных растений. Что получится, если скрестить исходные растения с зеленоплодными из первого поколения?

8. От скрещивания растений кукурузы с окрашенными и неокрашенными зернами в первом поколении все зерна оказались неокрашенными, а во втором произошло расщепление 562 неокрашенных и 120 окрашенных. Как наследуется признак? Определить генотипы исходных растений.

9. У кукурузы пурпурная окраска зерен определяется присутствием в генотипе гена А и отсутствием гена С во всех остальных случаях зерна белые. Какое расщепление в первом поколении при следующем скрещивании: АаСс х аасс?

10. При скрещивании лошадей серой и рыжей масти в первом поколении всё потомство оказалось серым. Во втором поколении на каждые 16 лошадей в среднем появилось 12 — серых, 3 — вороных,1 — рыжая. Определить тип наследования масти у лошадей и установить генотипы указанных животных.

Тема эпистатического взаимодействия неаллельных генов очень даже не простая. Поэтому в моем сборнике «Задачи по генетике на взаимодействие неаллельных генов« не только дается подробное объяснение этому явлению во введении, но и сами задачи разбираются с исчерпывающим разъяснением.

У меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

Смотрите так же:

  • Объект ст 228 ук Непосредственным объектом преступления, предусмотренного ч. 1 ст. 228 УК , являются общественные отношения, обеспечивающие безопасность здоровья населения. Обязательным условием обеспечения здоровья населения является соблюдение установленного законодательством порядка законного оборота […]
  • У женщины нет правил только настроение У женщины нет правил, есть только настроение. Какое настроение - такие и правила. Рейтинг — суммарное количество голосов за созданные тобой открытки. Твой рейтинг 0 . Лимит в сутки на создание открыток зависит от твоего рейтинга. Твой лимит на создание аткрыток: 1 в день Сегодня ты […]
  • Закон 255-фз статья 6 часть 7 Статья 7. Размер пособия по временной нетрудоспособности Статья 7. Размер пособия по временной нетрудоспособности См. комментарии к статье 7 настоящего Федерального закона Федеральным законом от 25 ноября 2013 г. N 317-ФЗ в часть 1 статьи 7 внесены изменения 1) застрахованному лицу, […]
  • Международная перевозка штрафы Стандартные условия на международные перевозки грузов по CMR При всем многообразии международные перевозки грузов очень конкретны кода идет речь о цене. Для обеспечения единообразия представления фрахтовых ставок мы применяем стандартные условия на перевозку груза. За перевозку какого […]
  • Я могу на суде забрать права Правила лишения и возврата водительских прав Нет, решение о лишении прав принимает суд. Решение вступает в силу через 10 дней после судебного заседания. В течении 3 дней после вступления в силу решения суда. Следует заявить об этом в течении 3 дней, после вступления в силу решения […]
  • Налог с владельцев транспортных средств 2014 Транспортный налог 2014 Все о транспортном налоге в России: ставки транспортного налога в 2014 году, автомобили, перспективы, изменения в законодательстве. Субъекты могут увеличивать или уменьшать установленные НК РФ базовые ставки транспортного налога не более чем в 10 раз Субъектам РФ […]