Все успехи селекции по созданию высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур, характеризующихся устойчивостью как к биотическим, так и абиотическим факторам среды стали возможны благодаря использованию достижений генетики. На базе разработанных генетиками методов гибридизации и отбора выведены современные сорта сельскохозяйственных растений.
На основе гетерозиса созданы гибриды кукурузы, превышающие по урожайности лучшие сорта на 25-30%, благодаря чему кукуруза является самой высокоурожайной зерновой культурой земного шара. В настоящее время с использованием гетерозисного эффекта возделывается большинство овощных культур, ряд полевых – сорго, подсолнечник и др. В сельскохозяйственном производстве используют экспериментально полученные полиплоиды сахарной свеклы, ржи, клевера, гречихи, арбуза, яблони, черешни и др.
Использование отдаленной гибридизации позволило синтезировать целый ряд новых сельскохозяйственных культур. На основе гибридизации пшеницы и ржи создан пятый вид хлебных злаков – тритикале.
На основе экспериментального мутагенеза получены и внедрены в производство мутантные сорта пшеницы и ячменя.
Cущественны и достижения генных инженеров. Во многих странах с помощью методов генетической и клеточной инженерии созданы трансгенные сорта и формы различных сельскохозяйственных культур, которые невозможно получить традиционными методами селекции. Это растения, устойчивые к гербицидам; к вредителям (например, колорадскому жуку) и болезням; к засухе и пониженным температурам; растения, не поглощающие соли токсичных тяжелых металлов и нефтепродукты, и даже очищающие почву от этих веществ. В настоящее время площадь под генномодифицированными в мире достигает 6% общемировых посевов сельскохозяйственных культур. Созданы коммерческие трансгенные сорта картофеля, сои, кукурузы, хлопка. Используется генная инженерия в цветоводстве. Австралийская фирма «Флориген» создала сорт гвоздик фиолетового цвета на основе гена, выделенного у петуний. Сорт получил название «Лунная тень».
В настоящее время перед генетикой стоит задача расшифровки геномов основных сельскохозяйственных культур и разработка путей их совершенствования для дальнейшего наращивания объемов сельскохозяйственной продукции с необходимыми качественными показателями.
Проблемы генетики:
1) хранение генетической информации (изучение материальных структур, ответственных за ее хранение);
2) передача генетической информации (механизм и закономерности) от поколения к поколению;
3) реализация генетической информации (механизм) в конкретные свойства и признаки организма;
4) изменение генетической информации (причины и механизм) на разных этапах развития организма.
Задачи генетики:
1) выбор оптимальной системы скрещивания в селекционной работе и наиболее эффективного метода отбора,
2) управление развитием наследственных признаков, использование мутагенеза в селекции
3) в медицине использование генетических знаний способствует разработке мероприятий по защите наследственности человека от мутагенного действия факторов окружающей среды
Тема 2: «Цитологические основы наследственности»
План лекции:
1. Клетка как генетическая система.
2. Хромосомы как материальная основа наследственности.
3. Митоз – основа вегетативного размножения растений.
4. Мейоз, генетическая сущность и значение.
5. Кроссинговер.
6. Микро- и мегаспорогенез и гаметогенез у растений.
7. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений.
1 вопрос. Клетка как генетическая система.
Основными формами клеточной организации живых организмов являются две – прокариотическая и эукариотическая.
Эукариотические клетки (от греч. эу – хороший, карион – ядро) имеют ядро, отграниченное от цитоплазмы двойной мембраной и содержащее хромосомы и ядрышко. Кроме того, в этих клетках имеются многочисленные мембранные структуры, образующие замкнутые участки (компартменты) – эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды (у растений) и др.
Прокариоты («доядерные» организмы, от греч. про – перед, карион – ядро) не содержат ядра и других органоидов, обособленных от цитоплазмы. Для прокариотических клеток характерно отсутствие внутренней компартментации, наружная цитоплазматичеекая мембрана (ЦПМ) является единственной.
Таблица 1. Отличительные признаки про- и эукариотической клеток
| № | Признак | Прокариоты | Эукариоты |
| Цитоплазматическая мембрана | есть | есть | |
| Клеточная стенка | есть | у животных нет, у растений есть | |
| Ядерная оболочка | нет | есть | |
| Митохондрии | нет | есть | |
| Комплекс Гольджи | нет | есть | |
| Эндоплазматическая сеть | нет | есть | |
| Лизосомы | нет | есть | |
| Рибосомы | есть | есть | |
| Мезосомы | есть | нет | |
| Хромосомы | нет (кольцевая молекула ДНК, нуклеоид) | набор хромосом (ДНК+белок) | |
| Способ размножения | Прямое бинарное деление амитоз | Митоз, амитоз |
