ما هو الدور الذي يلعبه تعدد الصبغيات في تكوين الأنواع؟ تشكيل الأنواع

مقدمة...3

I. أشكال التباين... 4

ثانيا. دور تعدد الصيغ الصبغية في الانتواع...7

ثالثا. أهمية تعدد الصبغيات في تربية النبات 9

الخلاصة...11

المراجع...12

مقدمة

في عام 1892، عالم النبات الروسي I.I. درس جيراسيموف تأثير درجة الحرارة على خلايا الطحالب الخضراء سبيروجيرا واكتشف ظاهرة مذهلة - التغير في عدد النوى في الخلية. وبعد التعرض لدرجات حرارة منخفضة أو المنومات (الكلوروفورم والكلورال هيدرات)، لاحظ ظهور الخلايا بدون نويات، وكذلك مع نواتين. وسرعان ما ماتت الخلايا الأولى، وتم تقسيم الخلايا التي تحتوي على نواتين بنجاح. عند حساب الكروموسومات، اتضح أن عددها ضعف عددها في الخلايا العادية. وهكذا تم اكتشاف تغير وراثي مرتبط بطفرة في النمط الجيني، أي. مجموعة الكروموسومات الكاملة في الخلية. حصلت على الاسم تعدد الصبغيات والكائنات الحية التي لديها عدد متزايد من الكروموسومات هي polyploids.

تمتلك الطبيعة آليات راسخة تضمن الحفاظ على ثبات المادة الوراثية. عندما تنقسم كل خلية أم إلى خليتين ابنتيتين، فإنها تقوم بتوزيع المادة الوراثية بالتساوي. أثناء التكاثر الجنسي، يتكون كائن حي جديد نتيجة اندماج الأمشاج الذكرية والأنثوية. ومن أجل الحفاظ على ثبات الكروموسومات عند الآباء والأبناء، يجب أن تحتوي كل مشيج على نصف عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الطبيعية. وفي الواقع، يتناقص عدد الكروموسومات بمقدار النصف، أو كما يسميها العلماء، انخفاض انقسام الخلايا، حيث ينتهي الأمر بواحد فقط من اثنين من الكروموسومات المتماثلة في كل مشيج. لذلك، يحتوي الأمشاج على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات - أي. واحد من كل زوج متماثل. جميع الخلايا الجسدية عميقة. لديهم مجموعتان من الكروموسومات، إحداهما تأتي من جسم الأم، والأخرى من جسم الأب. تم استخدام Polyploidy بنجاح في التربية.

I. أشكال التباين

الخصائص المقارنة لأشكال التباين

الاختلاف هو حدوث الفروق الفردية. بناءً على تباين الكائنات الحية، يظهر التنوع الجيني للأشكال، والتي تتحول نتيجة الانتقاء الطبيعي إلى أنواع فرعية وأنواع جديدة. يتم التمييز بين التباين التعديلي، أو المظهري، والطفري، أو الوراثي.

يشير تعدد الصيغ الصبغية إلى الاختلاف الوراثي.

ينقسم التباين الوراثي إلى طفرة واندماجية. الطفرات هي تغيرات مفاجئة ومستقرة في وحدات الوراثة - الجينات، مما يستلزم تغييرات في الخصائص الوراثية. تم تقديم مصطلح "الطفرة" لأول مرة بواسطة دي فريس. تسبب الطفرات بالضرورة تغييرات في النمط الجيني، والتي يرثها النسل ولا ترتبط بعبور الجينات وإعادة تركيبها.

الطفرات، وفقا لطبيعة مظاهرها، يمكن أن تكون سائدة أو متنحية. الطفرات غالبا ما تقلل من القدرة على الحياة أو الخصوبة. تسمى الطفرات التي تقلل بشكل حاد من القدرة على البقاء، وتوقف التطور جزئيًا أو كليًا، شبه مميتة، وتسمى الطفرات غير المتوافقة مع الحياة بالفتاكة. تنقسم الطفرات حسب مكان حدوثها. الطفرة التي تحدث في الخلايا الجرثومية لا تؤثر على خصائص كائن حي معين، ولكنها تظهر فقط في الجيل التالي. تسمى هذه الطفرات توليدية. إذا تغيرت الجينات في الخلايا الجسدية، فإن مثل هذه الطفرات تظهر في هذا الكائن ولا تنتقل إلى النسل أثناء التكاثر الجنسي. ولكن في حالة التكاثر اللاجنسي، إذا تطور كائن حي من خلية أو مجموعة خلايا تحتوي على جين متغير - متحور - فيمكن أن تنتقل الطفرات إلى النسل. تسمى هذه الطفرات جسدية.
يتم تصنيف الطفرات حسب مستوى حدوثها. هناك طفرات الكروموسومات والجينات. تشمل الطفرات أيضًا تغيرات في النمط النووي (التغيرات في عدد الكروموسومات).

تعدد الصبغيات- زيادة في عدد الكروموسومات، عديدمجموعة أحادية الصيغة الصبغية. وفقًا لهذا، يتم تصنيف النباتات إلى ثلاثية الصبغيات (3n)، ورباعية الصبغيات (4n)، وما إلى ذلك. ومن المعروف أن أكثر من 500 تعدد الصبغيات معروفة في زراعة النباتات (بنجر السكر، والعنب، والحنطة السوداء، والنعناع، ​​والفجل، والبصل، وما إلى ذلك). تتميز جميعها بكتلة نباتية كبيرة ولها قيمة اقتصادية كبيرة.

لوحظ وجود مجموعة واسعة من polyploids في زراعة الزهور: إذا كان أحد الأشكال الأصلية في المجموعة الفردية يحتوي على 9 كروموسومات، فيمكن أن تحتوي النباتات المزروعة من هذا النوع على 18 و36 و54 وما يصل إلى 198 كروموسومًا. تتطور polyploids نتيجة تعرض النباتات لدرجة الحرارة، والإشعاعات المؤينة، والمواد الكيميائية (الكولشيسين)، التي تدمر مغزل انقسام الخلايا. في مثل هذه النباتات، تكون الأمشاج ثنائية الصيغة الصبغية، وعندما تندمج مع الخلايا الجرثومية أحادية الصيغة الصبغية للشريك، تظهر مجموعة ثلاثية الصبغيات من الكروموسومات في الزيجوت (2n + n = 3n). مثل هذه الثلاثيات لا تشكل البذور، فهي عقيمة، ولكنها عالية الإنتاجية. تشكل polyploids ذات الأرقام الزوجية البذور.

ثانيا. دور تعدد الصيغ الصبغية في الانتواع

في النباتات، يمكن تشكيل أنواع جديدة بسهولة تامة بمساعدة تعدد الصبغيات - وهي طفرة مضاعفة للكروموسوم. سيتم عزل الشكل الجديد الناشئ عن النوع الأصلي تكاثريًا، ولكن من خلال الإخصاب الذاتي سيكون قادرًا على ترك ذرية. بالنسبة للحيوانات، فإن طريقة الانتواع هذه غير مجدية، لأنها غير قادرة على الإخصاب الذاتي. من بين النباتات هناك العديد من الأمثلة على الأنواع ذات الصلة الوثيقة التي تختلف عن بعضها البعض في عدد متعدد من الكروموسومات، مما يدل على أصلها عن طريق تعدد الصبغيات. لذلك، في البطاطس هناك أنواع بعدد الكروموسومات يساوي 12، 24، 48 و 72؛ في القمح - مع 14 و 28 و 42 كروموسومات.

عادةً ما تكون polyploids مقاومة للتأثيرات الضارة، وفي ظل الظروف القاسية فإن الانتقاء الطبيعي سوف يفضل ظهورها. وهكذا، في Spitsbergen وNovaya Zemlya، يتم تمثيل حوالي 80٪ من الأنواع النباتية العليا بأشكال متعددة الصيغة الصبغية.

هناك طريقة أخرى أكثر ندرة لتكاثر الكروموسومات تحدث في النباتات - من خلال التهجين الذي يتبعه تعدد الصبغيات. غالبًا ما تختلف الأنواع ذات الصلة الوثيقة في مجموعات الكروموسومات الخاصة بها، وتكون الهجينة بينها عقيمة بسبب اضطراب عملية نضوج الخلايا الجرثومية. ومع ذلك، يمكن أن توجد النباتات الهجينة لفترة طويلة، وتتكاثر نباتيًا. إن طفرة تعدد الصبغيات "تعيد" القدرة على التكاثر الجنسي إلى الهجينة. بهذه الطريقة - من خلال تهجين السلو والبرقوق الكرزي مع تعدد الصبغيات اللاحق - نشأ البرقوق المزروع (انظر الشكل)

ثالثا. أهمية تعدد الصبغيات في تربية النبات

العديد من النباتات المزروعة متعددة الصبغيات، أي أنها تحتوي على أكثر من مجموعتين أحاديتين من الكروموسومات. من بين polyploids هناك العديد من المحاصيل الغذائية الرئيسية. القمح والبطاطس وتلك. نظرًا لأن بعض polyploids تتمتع بمقاومة كبيرة للعوامل غير المواتية وإنتاجية جيدة، فإن استخدامها واختيارها له ما يبرره.

هناك طرق تجعل من الممكن الحصول على نباتات متعددة الصبغيات بشكل تجريبي. في السنوات الأخيرة، بمساعدتهم، تم إنشاء أصناف متعددة الصبغيات من الجاودار والحنطة السوداء وبنجر السكر.

لأول مرة، تغلب عالم الوراثة المحلي G. D. Karpechenko في عام 1924، على أساس تعدد الصبغيات، على العقم وأنشأ هجينًا من الملفوف والفجل، يحتوي كل من الملفوف والفجل في المجموعة الثنائية الصبغية على 18 كروموسومًا (2n = 18)، على التوالي، الأمشاج الخاصة بهم يحمل كل منها 9 كروموسومات (مجموعة أحادية). يحتوي هجين الملفوف والفجل على 18 كروموسومًا. تتكون مجموعة الكروموسومات من 9 “ملفوف”. و9 كروموسومات "متناثرة". وهذا الهجين عقيم، حيث أن كروموسومات الملفوف والفجل لا تتقارب، وبالتالي لا يمكن أن تتم عملية تكوين الأمشاج بشكل طبيعي، ونتيجة لمضاعفة عدد الكروموسومات، انتهى الهجين العقيم إلى مجموعتين كاملتين (ثنائية الصبغيات) من الفجل وكروموسومات الملفوف (36). ونتيجة لذلك، نشأت الظروف الطبيعية للانقسام الاختزالي: حيث كانت كروموسومات الملفوف والفجل مترافقة مع بعضها البعض على التوالي. كانت كل مشيجة تحمل مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الفجل والملفوف (9 + 9 = 18). كان للزيجوت مرة أخرى 36 كروموسومًا؛ أصبح الهجين خصبًا.

قمح الخبز هو متعدد الصيغة الصبغية طبيعي، ويتكون من ستة مجموعات أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات من أنواع الحبوب ذات الصلة. في عملية ظهوره، لعب التهجين البعيد وتعدد الصبغيات دورًا؛ دور مهم.

باستخدام طريقة تعدد الصبغيات، ابتكر المربون المحليون شكلًا من قمح الجاودار لم يتم العثور عليه من قبل في الطبيعة - triticale . يعد إنتاج تريتيكال، وهو نوع جديد من الحبوب يتمتع بصفات متميزة، أحد أكبر إنجازات التربية. تم تطويره من خلال الجمع بين مجمعات الكروموسومات من جنسين مختلفين - القمح والجاودار. تتفوق Triticale على كلا الوالدين من حيث المحصول والقيمة الغذائية والصفات الأخرى. ومن حيث مقاومة التربة والظروف المناخية غير المواتية وأخطر الأمراض فهو يتفوق على القمح وليس أقل شأنا من الجاودار.

يعد هذا العمل بلا شك من بين الإنجازات الرائعة لعلم الأحياء الحديث.

حاليًا، يقوم علماء الوراثة والمربون بإنشاء أشكال جديدة من الحبوب والفواكه والمحاصيل الأخرى باستخدام تعدد الصبغيات.

خاتمة

تعدد الصبغيات(من polyploos اليوناني - متعدد و eidos - الأنواع) - تغيير وراثي يتكون في زيادة متعددة في عدد مجموعات الكروموسومات في خلايا الجسم. تتوزع على نطاق واسع في النباتات (معظم النباتات المزروعة هي متعددة الصيغ الصبغية. يمكن أن يحدث تعدد الصبغيات بشكل مصطنع (على سبيل المثال، عن طريق الكولشيسين القلوي). العديد من أشكال النباتات متعددة الصبغيات لها أحجام أكبر، ومحتوى متزايد من عدد من المواد، وفترات ازدهار وإثمار مختلفة من الأشكال الأصلية مبنية على أصناف متعددة الصبغيات من النباتات الزراعية عالية الإنتاجية (على سبيل المثال، بنجر السكر).

فهرس

1. الموسوعة البيولوجية. / جمعها س.ت. إسماعيلوفا. - م: أفانتا+، 1996.

2. بوجدانوفا تي.إل. مادة الاحياء. دليل المتقدمين للجامعات. - م.، 1991.

3. روزافين جي مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. - م: الوحدة، 2000.

4. القاموس الموسوعي البيولوجي. - م: الموسوعة السوفييتية، 1989.

السؤال 1. قم بتسمية الأشكال الرئيسية للانتواع. أعط أمثلة على الأنواع الجغرافية.

اعتمادًا على ما إذا كان النوع ينشأ نتيجة لأي آليات عزل - مكانية أو غيرها - يتم التمييز بين شكلين من أشكال الأنواع: 1) متباين الموطن (جغرافي)، عندما تنشأ الأنواع من مجموعات منفصلة مكانيًا؛ 2) متعاطف، عندما تنشأ الأنواع في منطقة واحدة.

مثال على الانتواع الجغرافي هو ظهور أنواع مختلفة من زنبق الوادي عن الأنواع الأصلية التي عاشت منذ ملايين السنين في الغابات النفضية في أوروبا. أدى غزو النهر الجليدي إلى تمزيق الموطن الوحيد لزنبق الوادي لعدة ساعات. وقد تم الحفاظ عليها في مناطق الغابات التي نجت من التجلد: في الشرق الأقصى وجنوب أوروبا ومنطقة القوقاز. عندما انحسر النهر الجليدي، انتشر زنبق الوادي مرة أخرى في جميع أنحاء أوروبا، مكونًا نوعًا جديدًا - نبات أكبر به كورولا واسعة، وفي الشرق الأقصى - نوع ذو أعناق حمراء وطبقة شمعية على الأوراق.

ويحدث هذا النوع من الانتواع ببطء؛ ولإتمامه، يجب أن تتغير مجموعات السكان على مدى مئات الآلاف من الأجيال. يتضمن هذا النوع من الانتواع مجموعات منفصلة جسديًا ومتباعدة وراثيًا، لتصبح في النهاية معزولة تمامًا ومتميزة عن بعضها البعض بسبب الانتقاء الطبيعي.

السؤال 2. ما هو تعدد الصبغيات؟ وما الدور الذي تلعبه في تكوين الأنواع؟

تعدد الصبغيات هو نوع من التغير الطفري في الجسم، حيث تحدث زيادة متعددة في عدد الكروموسومات. وهو أكثر ما يميز النباتات، ولكنه معروف أيضًا بين الحيوانات.

يعد تعدد الصيغ الصبغية إحدى الطرق المحتملة لحدوث الأنواع، وفي التجمعات السكانية التي تسكن نفس المنطقة الجغرافية ولا تفصل بينها حواجز.

السؤال 3. ما هي أنواع النباتات والحيوانات المعروفة لديك والتي نشأت نتيجة لإعادة ترتيب الكروموسومات؟المواد من الموقع

يمكن أن يحدث ظهور أنواع جديدة من خلال إعادة ترتيب الكروموسومات بشكل عفوي، ولكنه يحدث في كثير من الأحيان نتيجة لعبور الكائنات الحية ذات الصلة الوثيقة. على سبيل المثال، نشأ البرقوق المزروع مع 2n = 48 عن طريق تهجين السلو (n = 16) مع برقوق الكرز (n = 8) مع مضاعفة عدد الكروموسومات لاحقًا. العديد من النباتات ذات القيمة الاقتصادية هي متعددة الصبغيات، على سبيل المثال البطاطس والتبغ والقطن وقصب السكر والقهوة وغيرها. في نباتات مثل التبغ والبطاطس، يكون العدد الأولي للكروموسومات 12، ولكن هناك أنواع تحتوي على 24، 48، 72 كروموسوم.

من بين الحيوانات، فإن polyploids هي، على سبيل المثال، بعض أنواع الأسماك (سمك الحفش، لوش الشوكي، وما إلى ذلك)، والجنادب، وما إلى ذلك.

لم تجد ما كنت تبحث عنه؟ استخدم البحث

يوجد في هذه الصفحة مواد حول المواضيع التالية:

• دور العزلة في عملية الانتواع
• مثال على الأنواع للأطفال
• مثال على الانتواع البيئي هو
• أمثلة على الأنواع الجغرافية
• اختبار الأنواع والأنواع

يتم استخدام طريقة تعدد الصبغيات على نطاق واسع من قبل المربين لإنشاء أصناف نباتية جديدة. جوهر هذه العملية هو زيادة عدد مجموعات الكروموسومات في خلايا أنسجة الجسم، وهو مضاعف لمجموعة واحدة (أحادية الصيغة الصبغية) من الكروموسومات. ونتيجة لذلك، هناك زيادة في حجم الخلايا نفسها والكائن الحي بأكمله. هذا هو المظهر المظهري لتعدد الصيغ الصبغية.

تسمى تلك الكائنات التي تحتوي خلاياها على أكثر من مجموعتين من الكروموسومات polyploids. وبالتالي، تحتوي ثلاثية الصبغيات على ثلاث مجموعات، ورباعي الصبغيات - أربعة، وخماسي الصبغيات - خمس، وما إلى ذلك. تكون متعددات الصبغيات التي تحتوي على مجموعة غريبة من الكروموسومات عقيمة نظرًا لأن خلاياها الجرثومية التي تحتوي على مجموعة غير كاملة من الكروموسومات، وليس مضاعفات الكروموسوم الأحادي، لا تنقسم. فهي لا تنتج ذرية، وقد ثبت أن زيادة عدد الكروموسومات يزيد من مقاومة النباتات للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض وبعض العوامل البيئية الضارة الأخرى، وخاصة الإشعاع. ويفسر ذلك حقيقة أنه في حالة تلف واحد أو اثنين من الكروموسومات المتماثلة، فإن الباقي يظل سليما. وبالتالي، فإن الكائنات متعددة الصيغة الصبغية تكون أكثر قابلية للحياة من الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية.

ظهور تعدد الصبغيات

والسبب هو عدم انفصال الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي. في هذه الحالة، تحتوي الخلية الجرثومية على مجموعة كاملة من الخلايا الجسدية. إذا اندمج مثل هذا الأمشاج مع مشيج طبيعي، يتم الحصول على زيجوت ثلاثي الصيغة الصبغية، مما يؤدي إلى ظهور ثلاثي الصيغة الصبغية. بشرط أن يحتوي اثنان من الأمشاج على مجموعة ثنائية الصيغة الصبغية، فإن اندماجهما يؤدي إلى تكوين رباعي الصيغة الصبغية.

أيضًا، يمكن أن تظهر الكائنات متعددة الصيغ الصبغية أثناء الانقسام غير المكتمل. لذلك، إذا لم يحدث انقسام للخلية بعد مضاعفة الخلية، فإن النتيجة هي رباعي الصيغة الصبغية. الزيجوت رباعي الصيغة الصبغية هي سلائف براعم رباعي الصيغة الصبغية، وسيتم تشكيل الأمشاج ثنائية الصيغة الصبغية في الزهور بدلاً من الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية. مع التلقيح الذاتي، يمكن تشكيل رباعي الصيغة الصبغية، ومع التلقيح الطبيعي بواسطة الأمشاج، يمكن تكوين ثلاثي الصيغة الصبغية. إذا تكاثر النبات نباتيًا، يتم الحفاظ على الصيغة الصبغية الأصلية. في البرية، ينتشر تعدد الصبغيات على نطاق واسع، ولكنه ممثل بشكل غير متساو بين المجتمعات المختلفة من الكائنات النباتية والحيوانية. يلعب هذا النوع من الطفرات دورًا مهمًا في التحولات التطورية لكاسيات البذور البرية والمزروعة، ومن بينها حوالي 50% من الأنواع عبارة عن متعددات الصيغة الصبغية.

نظرًا لأن النباتات متعددة الصيغ الصبغية تتميز بخصائص اقتصادية قيمة، يتم استخدام تعدد الصبغيات الاصطناعي في زراعة النباتات للحصول على مواد التكاثر. ولهذا الغرض، يتم استخدام مطفرات خاصة في الاختيار، على سبيل المثال، الكولشيسين، الذي يعطل فصل الكروموسومات في الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي.

ما يقرب من 80٪ من الأصناف الموجودة حاليًا من الأنواع المختلفة من النباتات المزروعة هي متعددة الصيغ الصبغية. وتشمل هذه محاصيل الخضروات والفواكه والحبوب والحمضيات والنباتات الصناعية ونباتات الزينة والطبية. ومن الأمثلة الصارخة على نتيجة تعدد الصبغيات هو بنجر السكر ثلاثي الصيغة الصبغية، والذي، على عكس بنجر السكر العادي، لديه إنتاجية أعلى من الكتلة الخضرية وأحجام أكبر من المحاصيل الجذرية، بالإضافة إلى زيادة محتواها من السكر ومقاومتها للأمراض المختلفة. لكن النباتات ثلاثية الصيغة الصبغية لا تنتج ذرية. ولذلك، لا يمكن للمربيين الحصول على البذور الهجينة إلا عن طريق عبور أشكال رباعي الصبغيات وثنائية الصيغة الصبغية. نظرًا للعقم المثبت للهجن الثلاثية الصبغيات ، تم الحصول على ثمار البطيخ والعنب والموز الخالية من البذور والتي يزداد الطلب عليها.

هناك الأنواع التالية من تعدد الصيغ الصبغية: autopolyploidy و allopolyploidy. النوع الأول موصوف أعلاه. في تعدد الصبغيات الصبغية، قام العلماء بدمج طريقة تعدد الصيغ الصبغية الاصطناعية مع الترطيب عن بعد. وهكذا تم الحصول على نباتات هجينة خصبة ، على سبيل المثال الفجل والملفوف والقمح والجاودار والقمح والقمح. تتمتع هذه الهجينة بإنتاجية عالية ومقاومة للبرد وبساطة ومقاومة للأمراض.

دور تعدد الصيغ الصبغية في الانتواع. في النباتات، يمكن تكوين أنواع جديدة بسهولة تامة باستخدام طفرات مضاعفة الكروموسوم متعدد الصيغ الصبغية. سيتم عزل الشكل الجديد الناشئ عن النوع الأصلي تكاثريًا، ولكن من خلال الإخصاب الذاتي سيكون قادرًا على ترك ذرية.

بالنسبة للحيوانات، فإن طريقة الانتواع هذه غير مجدية، لأنها غير قادرة على الإخصاب الذاتي. من بين النباتات هناك العديد من الأمثلة على الأنواع ذات الصلة الوثيقة التي تختلف عن بعضها البعض في عدد متعدد من الكروموسومات، مما يدل على أصلها عن طريق تعدد الصبغيات. ففي البطاطس هناك أنواع بعدد كروموسومات يساوي 12 و24 و48 و72، والقمح به 14 و28 و42 كروموسوم. عادةً ما تكون polyploids مقاومة للتأثيرات الضارة، وفي ظل الظروف القاسية فإن الانتقاء الطبيعي سوف يفضل ظهورها.

وهكذا، في Spitsbergen وNovaya Zemlya، يتم تمثيل حوالي 80 نوعا من النباتات العليا بأشكال متعددة الصيغ الصبغية. ثمار البرقوق ثمار البرقوق الكرز ثمار سلو طريقة أخرى أكثر ندرة لتكاثر الكروموسومات تحدث في النباتات عن طريق التهجين متبوعًا بتعدد الصبغيات. غالبًا ما تختلف الأنواع ذات الصلة الوثيقة في مجموعات الكروموسومات الخاصة بها، وتكون الهجينة بينها عقيمة بسبب اضطراب عملية نضوج الخلايا الجرثومية. ومع ذلك، يمكن أن توجد النباتات الهجينة لفترة طويلة، وتتكاثر نباتيًا.

تستعيد طفرة تعدد الصبغيات قدرة الهجينة على التكاثر جنسيًا. وبهذه الطريقة نشأ البرقوق المزروع من خلال تهجين السلو والبرقوق الكرزي مع تعدد الصبغيات اللاحق، انظر الشكل 1. ثالثا. أهمية تعدد الصبغيات في تربية النباتات العديد من النباتات المزروعة هي متعددة الصبغيات، أي أنها تحتوي على أكثر من مجموعتين فرديتين من الكروموسومات. من بين متعددات الصيغ الصبغية العديد من المحاصيل الغذائية الرئيسية: القمح والبطاطس والذرة. نظرًا لأن بعض polyploids تتمتع بمقاومة كبيرة للعوامل غير المواتية وإنتاجية جيدة، فإن استخدامها واختيارها له ما يبرره.

هناك طرق تجعل من الممكن الحصول على نباتات متعددة الصبغيات بشكل تجريبي. في السنوات الأخيرة، بمساعدتهم، تم إنشاء أصناف متعددة الصبغيات من الجاودار والحنطة السوداء وبنجر السكر. لأول مرة، تغلب عالم الوراثة المحلي G. D. Karpechenko في عام 1924، على أساس تعدد الصبغيات، على العقم وأنشأ هجينًا من الملفوف والفجل، يحتوي كل من الملفوف والفجل في المجموعة الثنائية الصبغية على 18 كروموسوم 2ن 18. وبناءً على ذلك، تحمل الأمشاج 9 كروموسومات. كل مجموعة أحادية الصيغة الصبغية.

يحتوي هجين الملفوف والفجل على 18 كروموسومًا. تتكون مجموعة الكروموسوم من 9 ملفوف و9 كروموسومات نادرة. وهذا الهجين عقيم، حيث أن كروموسومات الملفوف والفجل لا تتقارب، وبالتالي لا يمكن أن تتم عملية تكوين الأمشاج بشكل طبيعي، ونتيجة لمضاعفة عدد الكروموسومات، كان الهجين العقيم يحتوي على مجموعتين كاملتين ثنائي الصبغيات من كروموسومات الفجل والملفوف. 36. ونتيجة لذلك، نشأت الظروف الطبيعية للانقسام الاختزالي لكروموسوم الملفوف والفجل المترافقين على التوالي مع بعضهما البعض.

كانت كل مشيجة تحمل مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الفجل والملفوف 9 9 18. كان لدى الزيجوت مرة أخرى 36 كروموسومًا، وأصبح الهجين خصبًا. قمح الخبز هو متعدد الصيغة الصبغية طبيعي، ويتكون من ستة مجموعات أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات من أنواع الحبوب ذات الصلة. في عملية ظهوره، لعب التهجين البعيد وتعدد الصبغيات دورًا مهمًا. باستخدام طريقة تعدد الصيغ الصبغية، ابتكر المربون المحليون شكلًا من قمح الجاودار من القمح الثلاثي لم يتم العثور عليه من قبل في الطبيعة.

يعد إنتاج تريتيكال، وهو نوع جديد من الحبوب يتمتع بصفات متميزة، أحد أكبر إنجازات التربية. تم تطويره من خلال الجمع بين مجمعات الكروموسومات من جنسين مختلفين من القمح والجاودار. تتفوق Triticale على كلا الوالدين من حيث المحصول والقيمة الغذائية والصفات الأخرى. ومن حيث مقاومة التربة والظروف المناخية غير المواتية وأخطر الأمراض فهو يتفوق على القمح وليس أقل شأنا من الجاودار. يعد هذا العمل بلا شك من بين الإنجازات الرائعة لعلم الأحياء الحديث.

حاليًا، يقوم علماء الوراثة والمربون بإنشاء أشكال جديدة من الحبوب والفواكه والمحاصيل الأخرى باستخدام تعدد الصبغيات.

نهاية العمل -

هذا الموضوع ينتمي إلى القسم:

تعدد الصبغيات

وسرعان ما ماتت الخلايا الأولى، وتم تقسيم الخلايا التي تحتوي على نواتين بنجاح. عند حساب الكروموسومات، اتضح أن عددها ضعف عددها في الخلايا العادية. لذلك.. كل خلية أم، عندما تنقسم إلى خليتين ابنتين، تتوزع بدقة.. لذلك، يحتوي الأمشاج على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات - أي. واحد من كل زوج متماثل. كل الخلايا الجسدية...

إذا كنت بحاجة إلى مواد إضافية حول هذا الموضوع، أو لم تجد ما كنت تبحث عنه، نوصي باستخدام البحث في قاعدة بيانات الأعمال لدينا:

ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:

إذا كانت هذه المادة مفيدة لك، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:

بعد قراءة هذه المقالة، سوف تتعلم ما هو تعدد الصبغيات. سننظر في الدور الذي تلعبه. سوف تتعلم أيضًا ما هي أنواع تعدد الصبغيات الموجودة.

تشكيل متعدد الصيغ الصبغية

بادئ ذي بدء، دعونا نتحدث عن ما هو المقصود بهذه الكلمة الغامضة. تسمى الخلايا أو الأفراد الذين لديهم أكثر من مجموعتين من الكروموسومات بالبوليبلويدات. تنشأ الخلايا متعددة الصيغ الصبغية بتردد منخفض نتيجة "أخطاء" الانقسامية. يحدث هذا عندما تنقسم الكروموسومات ولا يحدث التحريك الخلوي. وبهذه الطريقة، يمكن تكوين خلايا تحتوي على ضعف عدد الكروموسومات (ثنائية الصبغيات). إذا انقسموا بعد مرورهم بالطور البيني، فسيكونون قادرين على الإنجاب (جنسيًا أو لا جنسيًا) لأفراد جدد، تحتوي خلاياهم على ضعف عدد الكروموسومات الموجودة في خلايا والديهم. وبناء على ذلك، فإن عملية تكوينها هي ما هو تعدد الصيغ الصبغية. يمكن الحصول على النباتات متعددة الصيغة الصبغية بشكل مصطنع باستخدام الكولشيسين، وهو قلويد يمنع تكوين المغزل الانقسامي نتيجة لتعطيل تكوين الأنابيب الدقيقة.

خصائص polyploids

في هذه النباتات، غالبًا ما يكون التباين أضيق بكثير مما هو عليه في ثنائيات الصبغيات ذات الصلة، حيث يتم تمثيل كل جين فيها على الأقل مرتين. عند الانقسام في النسل، فإن الأفراد المتماثلين في بعض الجينات المتنحية سيشكلون 1/16 فقط بدلاً من 1/4 في ثنائيات الصيغة الصبغية. (في كلتا الحالتين، من المفترض أن يكون تواتر الأليلات المتنحية 0.50.) تتميز متعددات الصيغة الصبغية بالتلقيح الذاتي، مما يقلل بشكل أكبر من تقلبها، على الرغم من حقيقة أن ثنائيات الصيغة الصبغية ذات الصلة تكون في الغالب ذات تلقيح تهجيني.

أين يتم العثور على polyploids؟

لذلك، أجبنا على سؤال ما هو تعدد الصبغيات. أين توجد مثل هذه النباتات؟

تتكيف بعض متعددات الصبغيات بشكل أفضل مع المناطق الجافة أو درجات الحرارة الباردة مقارنة بالأشكال ثنائية الصبغيات الأصلية، بينما يتكيف البعض الآخر بشكل أفضل مع أنواع معينة من التربة. بفضل هذا، يمكنهم العيش في أماكن ذات ظروف معيشية قاسية من المرجح أن يموت فيها أسلافهم ثنائيي الصيغة الصبغية. تم العثور عليها بتكرار منخفض في العديد من التجمعات الطبيعية. إنهم يدخلون في تقاطعات غير مرتبطة بسهولة أكبر من الثنائيات الصبغية المقابلة لهم. في هذه الحالة، يمكن الحصول على الهجينة الخصبة على الفور. بشكل أقل شيوعًا، تتشكل polyploids ذات الأصل الهجين عن طريق مضاعفة عدد الكروموسومات في الهجينة ثنائية الصبغية العقيمة. هذه إحدى طرق استعادة الخصوبة.

أول حالة موثقة لتعدد الصبغيات

وبهذه الطريقة الأقل شيوعًا تم تشكيل الهجينة متعددة الصبغيات بين الفجل والملفوف. كانت هذه أول حالة موثقة جيدًا لتعدد الصبغيات. ينتمي كلا الجنسين إلى العائلة الصليبية ويرتبطان ارتباطًا وثيقًا. يوجد في الخلايا الجسدية لكلا النوعين 18 كروموسومًا، وفي الطور الاستوائي الأول للانقسام الاختزالي يوجد دائمًا 9 أزواج من الكروموسومات. مع بعض الصعوبة، تم الحصول على الهجين بين هذه النباتات. في الانقسام الاختزالي، كان لديه 18 كروموسومات غير متزاوجة (9 من الفجل و9 من الملفوف) وكان عقيمًا تمامًا. من بين هذه النباتات الهجينة، تم تشكيل متعدد الصبغيات تلقائيًا، حيث كان هناك 36 كروموسومًا في الخلايا الجسدية و18 زوجًا تتشكل بانتظام أثناء عملية الانقسام الاختزالي. وبعبارة أخرى، كان الهجين متعدد الصبغيات يحتوي على جميع الكروموسومات الـ 18 لكل من الفجل والملفوف، وكانت تعمل بشكل طبيعي. كان هذا الهجين غزير الإنتاج.

الحشائش متعددة الصيغ الصبغية

نشأت بعض polyploids كأعشاب ضارة في المناطق المتضررة من الإنسان، وازدهرت في بعض الأحيان بشكل مذهل. أحد الأمثلة المعروفة هو سكان المستنقعات المالحة من جنس سبارتينا. يوجد أحد الأنواع، وهو S. maritima (في الصورة أدناه)، في المستنقعات على طول سواحل أوروبا وأفريقيا. تم إدخال نوع آخر، S. Alterniflora، إلى بريطانيا من شرق أمريكا الشمالية حوالي عام 1800 وانتشر بعد ذلك على نطاق واسع، مشكلًا مستعمرات محلية كبيرة.

قمح

يمكن اعتبار أحد أهم مجموعات النباتات متعددة الصبغيات جنس Triticum من القمح (في الصورة أدناه). محصول الحبوب الأكثر شيوعا في العالم، قمح الخبز (T. aestivum)، لديه 2n = 42. نشأ قمح الخبز منذ 8000 سنة على الأقل، ربما في أوروبا الوسطى، نتيجة للتهجين الطبيعي للقمح المزروع، الذي لديه 2n = 28 ، مع حبة برية من نفس الجنس، لها 2n = 14. ربما نمت الحبوب البرية كحشائش بين محاصيل القمح. قد يكون التهجين الذي أدى إلى ظهور قمح الخبز قد حدث بين متعددات الصيغ الصبغية التي ظهرت من وقت لآخر في مجموعات كلا النوعين الأصليين.

ومن المحتمل أنه بمجرد ظهور القمح المكون من 42 كروموسومًا بخصائصه المفيدة في حقول المزارعين الأوائل، لاحظوه على الفور واختاروه لمزيد من الزراعة. أحد أشكاله الأصلية هو القمح المزروع ذو 28 كروموسومًا، والذي نتج عن تهجين نوعين بريين يحتويان على 14 كروموسومًا من الشرق الأوسط. تستمر زراعة أنواع القمح التي تحتوي على 2n = 28 إلى جانب تلك التي تحتوي على 42 كروموسومًا. يعد هذا القمح الذي يحتوي على 28 كروموسومًا مصدرًا رئيسيًا للحبوب لإنتاج المعكرونة بسبب لزوجة البروتين العالية. هذا هو الدور الذي يلعبه تعدد الصبغيات.

التريتيكوسكال

أظهرت الأبحاث التي أجريت في السنوات الأخيرة أن السلالات الجديدة التي تم الحصول عليها عن طريق التهجين يمكن أن تحسن الإنتاج الزراعي. يستخدم Polyploidy على نطاق واسع في التربية. تعتبر Triticosecale واعدة بشكل خاص، وهي مجموعة من الهجينة التي يصنعها الإنسان بين القمح (Triticum) والجاودار (Secale). بعضها، الذي يجمع بين محصول القمح وبساطة الجاودار، هو الأكثر مقاومة لمرض الصدأ، وهو مرض يسبب أضرارا كبيرة للزراعة. ولهذه الخصائص أهمية خاصة في مرتفعات المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، حيث يعد الصدأ العامل الرئيسي الذي يحد من زراعة القمح. يُزرع التريتيكوسكال الآن على نطاق واسع وقد اكتسب شعبية واسعة النطاق في فرنسا وبلدان أخرى. الأكثر شهرة هو الخط المكون من 42 كروموسومًا لمحصول الحبوب هذا. تم الحصول عليه عن طريق مضاعفة عدد الكروموسومات بعد تهجين القمح المكون من 28 كروموسومًا مع الجاودار المكون من 14 كروموسومًا.

تنوع polyploids

في الطبيعة، يتم اختيارهم تحت تأثير الظروف الخارجية، وليس بسبب النشاط البشري. يعد ظهورهم من أهم الآليات التطورية. في الوقت الحاضر، يتم تمثيل العديد من polyploids في النباتات العالمية (أكثر من نصف جميع أنواع النباتات). ومن بينها العديد من المحاصيل الأكثر أهمية - ليس فقط القمح، بل أيضا القطن وقصب السكر والموز والبطاطس وعباد الشمس. يمكنك إضافة أجمل زهور الحديقة إلى هذه القائمة - الأقحوان، زهور الثالوث، الدالياس.

الآن أنت تعرف ما هو تعدد الصبغيات. ودورها في الزراعة كما ترون عظيم جدًا.