Курсовая работа по генетике Клена Татарского. Чижов, курсовая работа, БЛС20-01. 1 задание на курсовую работу по курсу Генетика Студент
 Скачать 353.68 Kb.
|
|
1 ЗАДАНИЕ на курсовую работу по курсу Генетика Студент Чижов В.С. Тема: Генетика клёна татарского Введение 1 Краткая характеристика вида 2 Наследственность 3 Изменчивость 4 Методы изменения наследственности 4.1 Мутагенез 4.2 Полиплоидия 4.3 Генная инженерия 5 Размножение ценных экземпляров Заключение Библиографический список Задание выдал Буторова О.Ф. (подпись с расшифровкой) 08.01.21 г. (дата) Работа должна быть представлена 03.05.2021 г. (подпись студента) Перечень учебной литературы Генетика [учеб.для вузов по специальности "Лесное хоз-во"]/ А. Я. Любавская и др ; под ред. С. П. Погибы]; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования "Моск. гос. унт леса. -М Изд-во МГУЛ, 2005 - 132 с. Лаур, Н.В. Лесной генетико-селекционный комплекс Электронный ресурс : учебное пособие / Н.В. Лаур, В.А. Брынцев, А.П. Царев. — Электрон.дан. — Москва : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013 — 114 с. ЭБС "Лань. Клаг, УС. Основы генетики учебник / УС. Клаг, М. Р.Каммингс; перс англ. А. А. Лушниковой, СМ. Мусаткина. -М Техносфера, 2009 - 896 с. 2 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева» Институт лесных технологий Кафедра селекции и озеленения КУРСОВАЯ РАБОТА ГЕНЕТИКА КЛЁНА ТАТАРСКОГО Руководитель О.Ф. Буторова подпись, дата инициалы, фамилия Обучающийся БЛС20-01 3.05.21 В.С. Чижов номер группы подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск 2021 3 СОДЕРЖАНИЕ КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДА ............................................................ 5 НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ ................................................................................... 7 ИЗМЕНЧИВОСТЬ ............................................................................................ 9 ИЗМЕНЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ .......................................................... 11 4.1 Мутагенез ................................................................................................ 11 4.2 Полиплоидия ........................................................................................... 13 4.3 Генная инженерия .................................................................................. 15 РАЗМНОЖЕНИЕ ЦЕННЫХ ЭКЗЕМПЛЯРОВ ..................................... ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ..................................... 22 4 ВВЕДЕНИЕ Данная курсовая работа посвящена теме «Клён татарский (или черноклён). Наверное, в каждом городе, в любом парке растет какая-нибудь разновидность клена. Особенной популярностью клены пользуются за свою устойчивость к любым негативным факторам окружающей среды. Для их активного роста не являются критическим ни загазованность атмосферы, ни качество и состав почв, на котором ему приходится расти. Клен неприхотливое растение становится настоящим спасением при озеленении мегаполисов. Листья у клена продолговатые, по форме напоминают трезубец или яйцо, по краям имеют зубцы, верхняя поверхность ярко-зеленого цвета, нижняя — бледно-зеленая, вдоль жилок имеется незначительный пушок. В осенний период листья сильно преображаются и приобретают очень эффектный вид, поскольку меняют свой цвет на красный или желтовато-красный. Также очень специфический вид растение имеет и вовремя цветения. В этот период листья сильно разрастаются, а на их фоне появляются белые соцветия. Такой захватывающий вид, дерево сохраняет на протяжении трех недель. Клен татарский, в отличие от большинства собратьев своего вида, является нетребовательным к условиям произрастания. Он менее прихотлив к грунту, освещению и постоянному наличию влаги, поэтому легко приспосабливается даже к городским особенностям. В зимний период не нуждается в чрезмерном уходе, так как устойчив к сильным морозам. Как правило, посадку черноклена осуществляют осенью, уже после опадения всех листьев, или же весной до распускания листвы. Когда саженцы высаживают группами, между ними оставляют расстояние от двух до пяти метров. Диаметр посадочной ямы должен быть около 80 см, а глубина — около полуметра. Корневая система клена больше растет вширь, чем вглубь, поэтому допустимо заглубление шейки корня на несколько сантиметров. Наиболее часто встречающаяся болезнь клена — это коралловая пятнистость. При этом заболевании на коре образуются небольшие красноватые пятна, а также из-за нее могут отмирать целые ветви. В зависимости от условий произрастания и прочих природных факторов, дерево имеет ряд морфобиологических форм. Возникновение сходства и различий, то, как окружающая среда влияет на процесс реализации наследуемых признаков, в частности у клена, выясняет генетика. 5 1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДА Клён татарский, или Черноклён (лат. Ácer tatáricum) - листопадное дерево семейства Клёновые (подругой системе классификации относится к семейству Сапиндовые, родом из Европы и Юго-Западной Азии. Иногда культивируется в качестве декоративных насаждений в садах и парках. Небольшое деревце либо кустарник с несколькими стеблями высотой 2— 12 мс коротким стволом до 20—40 см в диаметре и тонкими прямыми ветвями. Кора тонкая, бледная серо-коричневая, гладкая ст мными бороздками, с возрастом покрывается трещинами Плод представляет собой крылатку, состоящую из двух одинаковых половинок 2,0—2,5 см длиной каждая, расходящихся под острым углом. Крылья семени зелёные либо красные, осенью буреют. Семя созревает поздним летом или ранней осенью и продолжает оставаться на дереве. Клён татарский растёт медленно, морозоустойчив и теневынослив, хорошо выносит сухость и засоленность почвы. Продолжительность его жизни высокая — в благоприятных условиях может жить более 100 лет Природный ареал клена татарского находиться на территории Средней и Юго-Восточной Азии. В наши дни в диком виде это растение встречается практически повсеместно в широколиственных лесах в Центральной Европе, на Балканах ив Греции, Турции, Иране, на Кавказе ив Западной Сибири. [1] Кроме того, он был интродуцирован ив Северной Америке, в частности в США и Канаде. В культуре клен татарский выращивается на всем Северном полушарии, как очень ценное декоративное растение. Клён татарский – это отличный медонос, который является источником поддерживающего медосбора после цветения фруктовых садов. Из га сплошных насаждений в среднем можно получить около кг качественного меда. [2] А ещё черноклён – это высокодекоративное растение, которое не теряет своей привлекательности на протяжении всего вегетативного сезона. К его преимуществам можно отнести неприхотливость в уходе, стойкость к засухе и приспособленность к городским условиям. В декоративном садоводстве его 6 используют для озеленения городских улиц, парков, лесопарков, делают из него живые изгороди, групповые или солитерные насаждения. [2] Польза для человека. Растение накапливает в листьях, коре и соке витамины, минералы и ферменты, которые используют в своей деятельности косметологи. Сок клёна используют для варки сиропа, который применяют для • улучшения метаболизма • борьбы с ожирением • восстановления поджелудочной железы • укрепления сердечно-сосудистой системы Кору, листья и плоды клёна татарского высушивают и измельчают, делают из них целебные отвары и настойки для борьбы с воспалениями, цингой и гепатитом, заживления рани трофических язв, лечения лёгких и бронхов, мочекаменной болезни. [2] 7 2 НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ Наследственность – способность организмов передавать свои признаки из поколения в поколение. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей генетической информации. Наследственность наряду с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы.[3] Воспроизведение себе подобных является одним из фундаментальных свойств живого. Благодаря этому явлению существует сходство не только между организмами, но и между отдельными клетками, а также их органоидами митохондриями и пластидами). Материальной основой этого сходства является передача зашифрованной в последовательности нуклеотидов ДНК генетической информации, которая осуществляется благодаря процессам репликации (самоудвоения) ДНК. Реализуются все признаки и свойства клеток и организмов благодаря белкам, структуру которых в первую очередь и определяют последовательности нуклеотидов ДНК. Поэтому первостепенное значение в процессах метаболизма играет именно биосинтез нуклеиновых кислот и белка. [3] У эукариот материальными единицами наследственности являются гены, локализованные в хромосомах ядра и ДНК органелл и являющиеся структурной единицей наследственной информации. Наследственная информация в клетке не является монолитной, она разбита на гены. Ген — это элементарная единица генетической информации Виды наследственности. Наследственность делится на два вида 1. Ядерная -е ещё называют хромосомной из-за того, что наследственная информация передаётся через хромосомы ядра. Так наследственная информация передаётся в исходном виде без каких-либо изменений (если не происходили соматические мутации Есть несколько критериев ядерного наследования А) Аутосомно-рецессивное наследование Б) Аутосомно-доминантное наследование В) Сцепленное с хромосомой, или голандрическое, наследование Г) Рецессивное сцепленное с Х-хромосомой наследование Д) Доминантное сцепленное с Х-хромосомой наследование 2. Цитоплазматическая. Происходит при передаче генов, находящихся в органоидах митохондриях, хлоропластах и некоторых других, располагающихся в цитоплазме клетки и, независимо от клеточного ядра, способных синтезировать необходимые для них белки. Происходит такая наследственность в основном по материнской линии, так как мужские гаметы обычно не несут цитоплазмы. Признаки, передающиеся цитоплазматической наследственностью, можно выявить путём реципроктных (когда материнский организм является и отцовским) скрещиваний. Цитоплазматическая наследственность нужна для 8 более гибкого и своевременного реагирования на условия окружающей среды. Так как органоиды клетки в определённой степени развиваются самостоятельно. Гены, находящиеся в органоидах, формируют «плазмотип», или «цитотип», организма Большой вклад в изучение закономерностей распределения наследственных признаков в потомстве внёс Г. Мендель с 1856 по 1863 он проводил свои опыты по скрещиванию сортов гороха и вывел несколько закономерностей наследования признаков Если скрестить особей, отличающихся не по одному, а по двум или более альтернативным признакам, то эти признаки и гены, несущие их, наследуются независимо друг от друга. Этот закон соблюдается, когда гены находятся в различных парах гомологичных хромосом или же водной, но далеко расположены. В противном случае может наблюдаться сцепленное наследование Хромосомы кленов очень мелкие. Литературные данные о числе хромосому представителей рода Кленовых недостаточны и часто противоречивы. Считается, что основной набор хромосому представителей этого рода 2n = 26.[4] 9 3 ИЗМЕНЧИВОСТЬ Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки под влиянием наследственности и внешних факторов. Благодаря изменчивости популяции становятся генетически разнородными, и у вида появляется больше шансов приспособиться к изменению внешних условий Существуют два вида изменчивости 1. Ненаследственная (фенотипическая) — это способность живого организма (фенотипа) подстраиваться под факторы внешней среды в пределах своего генотипа. Фенотипическая изменчивость способствует приспособлению организмов к изменению условий внешней среды [5]. 2. Наследственная (генотипическая) – это способность организмов с одинаковым генотипом развиваться по-разному в разных условиях окружающей среды. При этом изменяется фенотип, ноне изменяется генотип Для ненаследственнойизменчивости характерен групповой характер, она часто (ноне всегда) служит приспособлением к условиям внешней среды. Известным примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от сезона года. Такое изменение окраски делает их более приспособленными, повышает выживаемость заяц сливается с внешней средой и становится незаметен для хищников Однако не стоит забывать об относительности любой приспособленности если среда резко изменится, то белый заяц на фоне темной земли станет легкой добычей для хищников. В отличие от ненаследственной изменчивости, где затрагивается только фенотип (внешние проявления, наследственная (генотипическая) изменчивость затрагивает генотипа это означает, что генетические изменения затрагивают и половые клетки, которые передаются потомству. Поэтому и называется она - наследственная Наследственная изменчивость в свою сторону делится на два вида – мутационную и комбинативную. Комбинативная изменчивость возникает в результате появления у потомков новых сочетаний генов (комбинаций. Эти комбинации возникают вовремя мейоза в результате кроссинговера - обмена участками между гомологичными хромосомами. Мутационная изменчивость связана с возникновением мутаций. Мутации лат. mutatio - изменение) - внезапные, возникающие спонтанно или вызванные мутагенами наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма. [6] У клёна татарского изменчивость проявляется в изменении веток, листьев и цветков. Ветки тонкие, угловатые, гладкие либо слегка опушёные, красно- коричневые, с выпуклыми листовыми рубцами и короткими, широкими, тёмно- 10 красно-коричневыми почками. Помимо этого, может проявляться изменчивость по габитусу может иметь вид дерева или кустарника Листья простые, супротивные, с пильчатыми или двоякопильчатыми краями, обычно цельные или с 2—5 лопастями, широкоовальные либо дельтовидные, длиной 5—11 см, по ширине вдвое короче, сверху зелёные, снизу более бледные, по жилкам опушённые. Осенью листья становятся ярко- красными и затем опадают. Черешки листьев 2—5 см длиной, тонкие, часто с небольшим оттенком розового. Цветки бело-зелёные с небольшим оттенком красного цвета, 5—8 мм в диаметре, душистые, на длинных ножках, собраны вгустую щитковидную метёлку, весной появляются сразу вслед за листьями 11 4 ИЗМЕНЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 4.1 Мутагенез Мутагенез – это процесс возникновения наследственных изменений мутаций) под влиянием различных факторов (мутагенов. Особей, у которых произошли мутации называют мутантами. Мутациям уделялось много внимания с первых же лет развития генетики, но их причины долгое время оставались неизвестными. Проясняться они стали только после разработки методов точного количественного учета мутаций Меллер, используя эти методы, в 1927 г. впервые доказал в опытах по воздействию рентгеновских лучей на дрозофилу, что мутации можно вызывать искусственно. Открытие послужило толчком к широкому развертыванию работ по экспериментальному мутагенезу, те. выявлению и изучению вызывающих мутации физических и химических факторов (мутагенов) и исследованию их действия у разных форм жизни Один из способов создания популяций для отбора — мутагенез. Он заключается в изменении гена (точковая мутация, хромосомы (хромосомная мутация или хромосомная аберрация, генома в целом (геномная мутация. [7] Ценность для селекции представляют главным образом точковые мутации. Хромосомные аберрации, связанные с изменением положения участков хромосом, тоже имеют некоторое практическое значение. Хромосомные аберрации нарушают сбалансированность генома, в результате чего жизнеспособность растения резко понижается. Точковые мутации меньше сказываются на жизнеспособности растения, чем хромосомные перестройки, особенно связанные с утратой части хромосомного материала. Но возможны и удачные варианты. При перекомпоновке хромосомного материала (инверсиях, транслокациях) он полностью сохраняется, но возникает эффект положения, который проявляется фенотипически и может иметь селекционную ценность. Селекционную ценность могут иметь и дупликации (повторения участков хромосом. Полезные хромосомные мутации, возникшие спонтанно, обнаруживали у пшеницы, ячменя, райграса пастбищного. Например, сорт мягкой пшеницы Чайниз спринг несет ряд межхромосомных транслокаций. Особый класс составляют мутации цитоплазмы Мутагенез принципиально отличается от гибридизации тем, что гибридизация полностью разрушает геномы родительских форм, возникают новые комбинации родительских аллелей (естественно, это не относится к локусам, аллельный состав которых у родителей одинаков, тогда как при мутагенезе может изменяться один ген или небольшая часть генома. Поэтому на мутагенез смотрят часто как на метод, позволяющий исправлять недостатки какого-нибудь в целом хорошего сорта Еще до внедрения в практику селекции индуцированного мутагенеза селекционеры широко использовали и продолжают использовать естественные 12 мутации. В плодоводстве известно такое явление, как почковые мутации (спорты) — появление побегов с иными морфологическими признаками, чему дерева или куста определенного сорта, например, с красными плодами, тогда как остальные побеги несут желтые плоды. Это вегетативные мутации, и, будучи размножены прививочным способом, они дают новые формы, которые могут оказаться ценными сортами. [11] Различают естественный спонтанный) и искусственный индуцированный) мутагенез. Естественный возникает самопроизвольно, в природе, искусственный – под влиянием человека. Факторами естественного мутагенеза могут служить естественный фон ионизирующих излучений, образуемый доходящими до поверхности земли космическими лучами, гамма-излучениями земли и радиоактивными веществами (главным образом калием, углеродом и радоном, поступающими в очень малых количествах в организмы из окружающей среды в основном с пищей, экстремально высокие и низкие температуры, случайные повреждения хромосом и генов входе нормальных метаболических процессов, происходящих в клетке репликации, репарации и рекомбинации ДНК, а также действие генов мутаторов и антимутаторов, мигрирующие генные элементы, вирусы Индуцированный мутагенез делят на физический,вызванный различного рода радиацией ионизирующей – лучами рентгена, альфа, бета-лучами, неионизирующей – ультрафиолетовыми лучами, и химический,вызванный химическими веществами В качестве химических мутагенов чаще используют – алкилирующие соединения – самые сильные химические мутагены, способные переносить алкильные группировки в другие молекулы, в результате взаимодействия с которыми происходит гидролиз сахарофосфатных связей ДНК, нить рвется, нарушается точность репликации. К числу алкилирующих соединений относятся диметилсульфат, диэтилсульфат, горчичный газ (иприт) и его производные, этиленимин, N-нитрозоалкилмочевина, нитрозометилмочевина, нитрозоэтилмочевина, 1,4-бисдиазоацетилбутан, этилметансульфонат, диэтилнитрозомочевина, этиленимин, диэтилсульфат и др – ингибиторы азотистых оснований подавляют синтез гуанина и тимина кофеин, этилуретан; – аналоги азотистых оснований, включающихся в ДНК на местотимина: 5- бромурацилом, 5-бромдезоксиуридином, 5-фтордезоксиуридином, 8- азагуанином, 2-аминопурином, кофеином и рядом других В природе у древесных растений спонтанные мутации приводят к изменению формы кроны, морфологическим нарушениям листьев (рассеченные листья, а также встречаются хлорофилльные мутации. Причиной появления около 50% спонтанных мутаций у древесных пород считается естественная радиоактивность. Как правило, 13 мутантные деревья произрастают в парках или садах, так как в лесу вероятность выживания таких деревьев очень низкая Значительно больший интерес, сточки зрения получения практических результатов, имеет получение индуцированных мутаций. Первые опыты по влиянию лучей рентгена на мутационный процесс различных видов и гибридных форм ив проведены в 1933 г. В.Н. Сукачевым. В 89 опытах облучено более 5 тыс. черенков, а также облучались цветки и семена ив. Обнаружено, что большие дозировки облучения безвредны для черенков и летальны для семян. Сильные дозировки даже стимулировали рост побегов и черенков. В.Н. Сукачев описал две мутации по листьям в результате облучения черенков узколистность и курчавость, обнаруженные у четырех видов ивы Под влиянием химических мутагенов была изучена изменчивость биоты по форме кроны и выявлены 4 ее типа пирамидальная, яйцевидная, шаровидная и овальная. По результатам обмера опытных и контрольных растений биоты восточной отмечен хороший рост опытных растений под влиянием деметилсульфата. Растения под воздействием этиленимина отставали в росте Для того чтобы получить мутанта клена татарского следует взять пыльцу в количестве 100 г. На нее действуют t = 60 °C в течение 2 часов. Затем этой пыльцой опыляют обычные растения того же вида. После оплодотворения собирают семена этих растений, высеивают и проводят наблюдения в течение всей жизни. После отбирают лучшие экземпляры и размножают при помощи черенкования. 4.2 Полиплоидия Полиплоидия - наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосом в клетках организма. Причиной возникновения является нерасхождение хромосом в мейозе. В таком случае у половой клетки оказывается полный набор соматической клетки. Если такая гамета сливается с обычной, то получается триплоидная зигота, дающая начало триплоиду. При условии, что две гаметы содержат диплоидный набор, их слияние ведет к образованию тетраплоида. Также полиплоидные организмы могут появиться при неоконченном митозе. Так, если после удвоения клетки не происходит ее деления, то получается тетраплоид.[11] Главным признаком любого вида является количество и форма хромосом (кариотип). Однако, когда мы говорим о постоянстве числа хромосом каждого вида, имеем ввиду относительное его постоянство, т.к. в онтогенезе организма, а также в процессе эволюции видов число может меняться. Связано это с явлением полиплоидии. Число хромосом может сокращаться в 2 раза, увеличиваться в 2, 3, 4 и т.д. раза также изменяться на 1 или 2 штуки. При изучении явление полиполоидии 14 оказалось, что оно широко распространено в природе. Почти половина важных культурных растений – полиплоиды.[11] Более трети всех родов древесных растений – полиплоидные виды. У голосеменных полиплоидия имеет ограниченное распространение. Дж. Райт (1978) отмечает, что известны только три естественных полиплоида: секвойя вечнозеленая (6n), лжелиственница (4n) и можжевельник Пфитцера (4n).[11] Иная картина у лиственных пород. По мнению некоторых исследователей, виды ольхи и березы произошли путем полиплоидизации из исходных видов, имеющих гаплоидный набор n = 7. Максимальное число полиплоидных видов и наибольший размер плоидности среди древесных растений наблюдается в родах Moms и Salix. Многие виды растений в эволюции сформировали полиплоидные ряды – набор видов с возрастающим увеличением числа хромосом. Например, род Ива в естественных условиях представлен видами с уровнем плоидности 2n, 4n, 6n, 8n, 10n, 12n. [11] У древесных растений полиплоидные ряды характерны для родов Alnus, Betula, Tilia, Acer, Fraxinus. У большинства видов геномы совокупность генов в гаплоидном наборе) сложные, поэтому введено понятие Х – основное число хромосом – наименьшее гаплоидное число в полиплоидном ряду Полиплоидия приводит к увеличению вегетативной массы листья, стебли, плоды, семена, что связано с увеличением размеров клеток, у полиплоидов наблюдается торможение всех обменных процессов. Так, при искусственном получении тетраплоидов у сосен, лиственниц и елей отмечено снижение интенсивности роста используются как декоративные парковые растения По способу возникновения полиплоидию делят на 2 видав зависимости оттого, в каких клетках произошло нарушение деления хромосом 1. Митотическая полиплоидия (зиготическая)возникает при первом митозе зиготы, если все реплицированные хромосомы остаются водной клетке, из нее формируется полиплоидный зародыш. Для получения полиплоидов таким способом чаще всего используют колхицин – вещество, которое блокирует образование веретена деления. 2. Мейотическая полиплоидия возникает при нарушении в мейозе, следствием является нерасхождение хромосом к полюсам клетки и формирование нередуцированных гамет Для получения полиплоидов клена татарского нужно взять проростки в количестве 4000 шт. Их следует замочить в растворе аппиоля с концентрацией 0,01%, в течение 24 часов. После этого их высеивают. Когда появляются всходы, проверяют количество хромосом. Если их количество увеличилось, то за ними 15 производят уходи наблюдения в течение всей жизни. Лучшие полиплоиды размножают черенкованием. 4.3 Генная инженерия Генная инженерия – изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала – основного наследственного вещества клеток Генная инженерия основана на введении в геном реципиентной клетки одного тили нескольких чужеродных генов и формирования новых регуляторных связей. В настoящее время выделены следующие этапы решения генноинже- нерной задачи Получение изолированного гена. Введение гена в вектор для переноса в организм. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм. Преобразование клеток организма. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение тех, которые небыли успешно модифицированы. В настоящее время очень хорошо разработан процесс синтеза генов и даже в значительной степени автоматизирован. Созданы специальные аппараты, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат может синтезировать отрезки ДН длиной до 100—120 азотистых оснований. Также очень широко распространена техника, позволяющая использовать для синтеза ДН, полимеразную цепную реакцию. Cинтезированная таким способом ДН называется комплементарной или кДНК. Изолированный, так называемый химически чистый ген может быть также получен из фаговой библиотеки - это препарат бактериофага, в геном которого встроены случайные фрагменты из генома или кДНK, воспроизводимые фагом вместе со всей своей ДН Для того чтобы встроить ген в вектор, необходимы cледующие ферменты рестриктазы и лигазы. Рестриктаз разрезают ген и вектор на кусочки, а лигазы такие разрезанные кусочки склеивают, соединяют их в различных комбинациях, конструируя, таким образом, новый ген или заключают его в вектор. Техника введения генов в бактерии была разработана после открытия явления бактериальнойтрансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки Введение готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных претерпело значительные трудности. Ученые длительное время занимавшиеся этим вопросом смогли решить эту проблему. ни иccледовали 16 особенности внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку. Такой процесс назвали трансфекцией.[10] Если одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных организмов подвергаются модификации, на этом этапе начинается клонирование - отбор организмов и их потомков или клонов, которые подверглись модификации. Если необходимо получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений. B результате появляются растения с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те растения, которые проявляют ожидаемые изменения Основные направления генетической модификации организмов ▪ придание устойчивости к ядохимикатам (например, к определенным гербицидам ▪ придание устойчивости к вредителями болезням (например, Bt- модификация ▪ повышение продуктивности (например, быстрый рост трансгенного лосося ▪ придание особых качеств (например, изменение химического состава. ▪ создание ГМ организмов с повышенным содержанием витаминов [10] Генная инженерия древесных растений. Для выведения перспективных древесных пород применяются методы генной инженерии. С помощью методов генной инженерии можно получать деревья, которые имеют новые признаки, которые нельзя получить традиционными способами селекции. У деревьев могут осуществляться модификации лигнина, изменяется содержание целлюлoзы, сроки цветения, увеличивается образование гормонов ауксина, устойчивость к гербицидами др. Например, используя методы генной инженерии, у трансгенного тополя удалось на 45% снизить содержание лигнина и на 15% повысить содержание целлюлoзы.[10] K настоящему времени рaзрaботано несколько подходов повышения продуктивности деревьев с помощью методов генной инженерии ▪ ускорение прироста древесины путем повышения доступности питательных веществ или переключения метаболизма только на вегетативный рост ▪ улучшение кaчествa древесины ▪ сокращение потерь вовремя выращивания путем повышения устойчивости к вредителями болезням ▪ сокращение потерь вовремя лесозаготовок путем создания растений ▪ с наиболее оптимальными характеристиками габитуса 17 Однако с увеличением посадок трансгенных культур возникает вопрос о биобезопасности таких культур. Генетически модифицированные растения появились относительно недавно и пока нет достаточно информации о последствиях их использования в пищу и выращивания. В связи с этим в обязательном порядке проводится оценка биобезопасности трансгенных растений. Эта оценка ведется в двух направлениях - безoпасность для упoтребления в пищу - безoпасность для oкружающей cреды.[10] С помощью генной инженерии клену татарскому можно пересадить ген окраски от розы-хамелеона либо от вьюнка-имопея. 18 5 РАЗМНОЖЕНИЕ ЦЕННЫХ ЭКЗЕМПЛЯРОВ Вегетативный способ размножения в декоративном садоводстве прежде всего преследует цель получения растения с определенными декоративными качествами формой кроны, окраской и формой листьев, цветков, плодов, которые при семенном размножении потомству не передаются или передаются небольшому количеству экземпляров Сущность вегетативного размножения заключается в получении из отдельных вегетативных органов растений корней, стеблей или из их частей самостоятельных новых растений с признаками и свойствами материнского растения. В основе вегетативного размножения лежит такое важное свойство растений, как регенерация. Под ней понимают способность растений восстанавливать утраченные органы и ткани. Процесс развития нового растения, возникшего в результате регенерации, по своей природе почти не отличается от процессов, контролирующих нормальное развитие (онтогенез) особи Существенным недостатком вегетативного размножения является то, что со временем в растениях накапливаются опасные вирусные и микоплазменные заболевания, которые передаются другим растениям. Во многих случаях это может привести к ухудшению хозяйственно ценных признаков того или иного сорта, то есть к его хозяйственному вырождению 1. Размножение корневыми отпрысками (порослью Корневые отпрыски (поросль) — побеги (новые растения, которые образуются из придаточных (адвентивных) почек на горизонтально расположенных корнях или корневищах. Размножение корневыми отпрысками является самым простыми доступным методом в условиях приусадебного садоводства. Много поросли образует облепиха, арония, лимонник китайский. Эти культуры легко размножаются порослью. Малина ремонтантная в основном также размножается порослью Необходимо учесть, что при отделении порослевых побегов легко повредить корневую систему родительского растения, поэтому требуется осторожность 2. Размножение делением куста. Деление куста — это разделение материнского растения на несколько отдельных экземпляров, способных к самостоятельному существованию. В период покоя материнское растение выкапывают, отмывают корни от почвы, делят его на части так, чтобы каждая имела корни и ветви. Обычно куст делят на части в зависимости от его величины. При посадке концы побегов и корней подрезают и сразу высаживают в приготовленные ямы с последующим обильным поливом 3. Размножение одревесневшими черенками — наиболее простой метод вегетативного размножения. Исходным материалом являются однолетние, хорошо вызревшие побеги, которые заготавливают чаще осенью, после 19 листопада и еще реже весной до начала сокодвижения. Главное, чтобы черенки небыли подморожены в зимний период. Заготовленные побеги хранят в подвалах или хранилищах при температуре С прикопанными нижней частью в песок. Можно также заготовленные побеги хранить в снеговом бурте, который засыпают опилками для задерживания снега. В таком положении побеги хранятся до наступления тепла и полного оттаивания почвы 4. Размножение зелеными черенками. Для размножения растений этим способом используют побеги текущего года. Одним из показателей готовности побегов является степень их одревеснения (при сгибании они не ломаются. Нарезать побеги для черенкования нужно рано утром, по росе, когда ткани находятся в тургорном состоянии, влажность воздуха более высокая, а температура наименьшая. Нарезают черенки острым секатором Зеленый черенок представляет собой отрезок (с узлами) неодревесневшего побега с частично или полностью сохраненными листьями. Лучше укореняются зеленые черенки с онтогенетически молодых маточных растений. Нижние срезы делают наискось под углом у основания нижнего листа. Нижние листья или одну пару листьев удаляют полностью, а верхние (если они крупные) обрезают на 1/3. Нарезанные черенки сразу ставят в емкости с налитыми в них на 2–3 см раствором ростовых веществ или просто воды стем, чтобы в проводящие сосуды черенков не попали воздушные пробки до посадки в субстрат. После заполнения определенной емкости нарезанными черенками их связывают в пучок, снабдив этикеткой. После выдержки в ростовом растворе нижние концы зеленых черенков обмывают чистой водой и высаживают в субстрат 5. Размножение корневыми черенками. Размножение корневыми черенками очень ограниченно применяют в декоративном садоводстве. Корневые черенки — это горизонтальные корни или части корневища, поделенные на сегменты длиной 5–8 см, способные в определенных условиях образовывать из придаточных почек побеги. Корневые черенки берут у растения в октябре или ранней весной, до начала роста надземной части. При посадке они должны быть строго ориентированы нельзя смешивать нижнюю и верхнюю часть черенков. Размножение корневыми черенками является достаточно трудоемким способом, используемым в случае особо ценных сортов определенных культур, например малины ремонтантной. Этим способом также размножают лимонник. Для получения черенков откапывают участок корневища на периферии куста, отделяют его секатором, сразу жене давая обрастающим корешкам подсохнуть, нарезают корневище на части (черенки) длиной 5–8 смс 1–2 спящими почками. Нарезанные корневые черенки высаживают в теплицу или парник в рыхлую плодородную почву. Обычно черенки размещают по схеме см и засыпают слоем перегноя толщиной 2–3 см. Для корнеобразования и 20 пробуждения спящих почек необходим ежедневный умеренный полив. Прижившие корневые черенки высаживают на постоянное местов сад весной следующего года 6. Размножениеотводками Размножение корневыми отводками основано на способности растений образовывать придаточные корни на растущих побегах без предварительного их отделения. Этот способ размножения — один из самых старых методов, используемых в садоводстве. Он достаточно прост, поскольку нет необходимости тщательно контролировать условия окружающей среды, чтобы поддержать жизнеспособность побегов вовремя формирования корней. Как при любом другом способе размножения, для отводков важно правильно подобрать побеги и участок с соответствующими почвенными условиями, где они могли бы успешно укорениться 21 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Растения данного вида хорошо подходят для озеленения как парковых насаждений, таки для создания живых изгородей, поскольку они получаются очень густыми. Преимущества черноклена – продолжительность жизнедеятельности, отличный медонос, неприхотливость в уходе, стойкость к засухе и приспособленность к городским условиям. Также сок клёна используют для варки сиропа, который применяют для улучшения метаболизма, укрепления сердечно-сосудистой системы, борьбы с ожирением. Выводы 1. Изучена наследственность и изменчивость вида Клён татарский. Теоретически было выявлено как можно получить мутанта и полиплоида данного вида 22 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Грязева, В. И. Лесная селекция : учебное пособие / В. И. Грязева. — Пенза ПГАУ, 2016. — 153 с. — Текст : электронный // Лань : электронно- библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/131205 (дата обращения 16.05.2021) 2. Клен татарский. - Текст : электронный Клен татарский, посадка и уход сайт. – URL: дата обращения 5.04.2021) 3. Генетическая информация в клетке. - Текст : электронный Гены, генетический код и его свойства сайт. – URL: https://examer.ru/ege_po_biologii/teoriya/geneticheskaya_informaciya_v_klet Материальной оследовательности%20нуклеотидов%20ДНК 4. Наследственность. - Текст : электронный Что такое наследственность и ее виды сайт. – URL: https://vuzlit.ru/1302755/takoe_nasledstvennost_vidy_nasledstvennosti 5. Изменчивость. - Текст : электронный Изменчивость и ее виды сайт. – URL: https://www.yaklass.ru/p/biologia/obschie-biologicheskie- zakonomernosti/osnovy-evoliutcionnogo-ucheniia-246743/tipy-i-prichiny- izmenchivosti-organizmov-249359/re-11b34bb2-461f-4739-8751- 44917611187c 6. Изменчивость. - Текст : электронный Типы изменчивости сайт. – URL: https://studarium.ru/article/129 7. Общая селекция растений : учебник / Ю. Б. Коновалов, В. В. Пыльнев, Т. И. Хупацария, В. С. Рубец. — е изд, испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2018. — 480 с. — ISBN 978-5-8114-1387-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/107913 8. Атрощенко, Г. П. Плодовые деревья и кустарники для ландшафта : учебное пособие / Г. П. Атрощенко, Г. В. Щербакова. — Санкт-Петербург : Лань, 2013. — 288 с. — ISBN 978-5-8114-1524-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/38836 9. Плодоводство с основами экологии и питомниководства : учебное пособие для вузов / В. И. Копылов, Е. Б. Балыкина, И. Б. Беренштейн и др ; Под общей редакцией проф. В. И. Копылова. — е изд, стер. — Санкт- Петербург : Лань, 2021. — 396 с. — ISBN 978-5-8114-8115-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/171860 10. Петрова, ГА. Биотехнология и генная инженерия в лесокультурном производстве : учебное пособие / ГА. Петрова, Х. Г. Мусин. — Казань : 23 КГАУ, 2017. — 80 с. — Текст : электронный // Лань : электронно- библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/138607 11. Потоцкая, ИВ. Генетика лесных древесных пород : курс лекций : учебное пособие / ИВ. Потоцкая, С. П. Кузьмина. — Омск : Омский ГАУ, 2018. — 116 с. — ISBN 978-5-89764-667-8. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/153542 |