Мендель, горох и… неофинетии. Наследование признаков при семенном размножении неофинетий

Мендель, горох и… неофинетии. Наследование признаков при семенном размножении неофинетий

репродукция из книги "The Giant Golden Book of Biology". New York- Golden Press, 1961

Эта статья для тех, кто увлекается семенным размножением растений. Она поможет избежать лишней работы, зная, чего ожидать от вашей работы пчелкой, при переопылении растений.

Сначала немножко о Грегоре Менделе, основателе современной научной теории о генетике и наследовании признаков материнского организма.

Горох Грегора Иоганна Менделя, австрийского биолога и ботаника - предмет для шуток в научном фольклоре, не менее известный, чем яблоко Ньютона. Мендель проводил опыты по скрещиванию растений, в результате чего мы все теперь знаем, что наследственность определяется генами.

В ходе своих опытов, он надевал на цветки посевного гороха специальные колпачки для того, чтобы исключить случайное неконтролируемое переопыление растений и проводил опыление конкретной пыльцой конкретного растения. Далее, сравнивая признаки родительских и дочерних растений, он вывел законы наследования.

В одном из опытов Мендель скрещивал две линии гороха — горох высокорослый и горох низкорослый. Каждое дочернее растение первого поколения получило оба гена - «высокорослости», и «низкорослости» — по одному от каждого родителя.

Все дочерние растения первого поколения (F1)  были высокими (а вовсе не низкого или среднего роста, как ожидалось). Высокий рост потомства первого поколения указывает на доминантность гена «высокорослости».

Однако, при последующем скрещивании растений первого поколения между собой, только 3/4 дочерних растений второго поколения оказались высокорослыми, оставшиеся растения были низкорослыми, поскольку в наследственном материале каждого дочернего растения первого поколения сохранился и рецессивный ген «низкорослости».

Во втором поколении (F2)  расклад будет таким:

  • 1 растение будет иметь в среднем два гена «высокорослости»,
  • 2 растения — один ген «высокорослости» и один ген «низкорослости»
  • 1 растение — два гена «низкорослости»; оно-то и будет низкорослым.

Если рассмотреть случай, когда каждый из родителей несет по 2 признака, например, берутся для гибридизации зеленый горох с семенами, имеющими шероховатую поверхность и желтый горох с семенами с гладкой поверхностью, то получается вот такая картина:

  • зеленый горох-родитель с шероховатой поверхностью семян  – «аа» и «bb»;
  • желтый горох-родитель с гладкими семенами – «АА» и «BB»;
  • желтый горох первого поколения (F1) с гладкими семенами – «Аа» и «Bb»;
  • желтый горох второго поколения  (F2) с гладкими семенами – «АА», «Аа», «аА» в сочетании с «BB», «Bb», «bB».
  • желтый горох второго поколения (F2) с шероховатыми семенами – «АА», «Аа», «аА» и «bb»
  • зеленый горох второго поколения (F2) с гладкими семенами – «аа» в сочетании с «BB», «Bb», «bB»;
  • зеленый горох второго поколения (F2) с шероховатыми семенами «аа» и «bb».

Соотношение цветов и гладкости или шершавости в потомстве второго поколения (F2)  будет в следующих пропорциях:

  • 9 желтых и гладких
  • 3 желтых и шершавых
  • 3 зеленых и гладких
  • 1 зеленый и шершавый

Итак, выводы, к которым пришел Мендель, таковы:

— существует единица наследственности (Мендель называл ее «фактором», мы сейчас называем ее геном), и дочерний организм получает от каждого родителя по одному гену, кодирующему данный признак;
— если дочерний организм получает гены, отвечающие за альтернативные признаки, то один из этих генов будет доминантным и будет экспрессироваться (т. е. кодируемый этим геном признак проявится у организма), а другой будет рецессивным (т. е. не экспрессируемым и не проявленным в данном организме, организм является носителем этого признака).

Любой ген может содержать рецессивную и (или) доминантную части (аллели). Доминантная часть подавляет рецессивную.

При соединении растений с разными генами, их аллели будут передаваться независимо друг от друга, что начнет проявляться во втором поколении. Если в первом поколении растение приобретает только доминантные признаки, то во втором начнут проявляться и рецессивные.

На этом и основываются три закона Менделя. Благодаря гороху, и, конечно, Менделю, человечество смогло объяснить многие особенности наследования, до этого остававшиеся загадкой: например, почему некоторые болезни (такие, как гемофилия) передаются через поколение или почему у темноволосых и кареглазых родителей могут быть голубоглазые  и светловолосые дети, несмотря на то, что ген кареглазости является доминантным по отношению к гену голубоглазости, а ген темноволосости - доминантой по отношению к светловолосости.

Вернемся к неофинетиям.

При семенном размножении различные типы вариегатности, гладкости, длины и формы листьев у неофинетий демонстрируют разные модели наследования родительских признаков неофинетий, причем, модели наследования Менделя, по-видимому, являются скорее исключением, чем правилом.

Фукурин (Маргинатная или окаймленная вариегатность) и Накафу (Медиовариегатность или центральная вариегатность)

- как правило, не передаются по наследству при половом размножении. Потомство будет либо сплошь зеленым, либо абсолютно белым, бесхлорофильным и значит, нежизнеспособным.

Сима (Сплешевая или неравномерная, сегментарная вариегатность) - некоторые вариететы или отдельные клоны растений могут передавать пестролистность (хаотичные полосы белого или желтого цвета) своим потомкам, но только если оба родителя несут в себе этот признак. В посевах будут как зеленые сеянцы, так и безсхорофильные, а также небольшой процент растений, имеющих как зеленые, так и вариегатные участки, но далеко не все они смогут и далее продуцировать вариегатные листья, потому что не у всех будут в наличии требуемые гетеропластические клетки в зародыше. Поэтому если в посевах вы обнаружите сеянцы с признаками вариегатности, не спешите радоваться, за сеянцами нужно понаблюдать в развитии, возможно, вариегатность с возрастом исчезнет.

Чирифу и Чирифу сима - самая благодарная разновидность вариегатности, дающая при семенном размножении высоких процент наследования родительских признаков. Самый известный и наиболее часто используемый в гибридизации вариетет - неофинетия Fugaku, с помощью которой на свет появилось множество пестролистных гибридов.

Тора-фу - некоторые вариететы с так называемой вариегатностью «полосы тигра» легко передают вариегатность своим потомкам. В данном случае, закон Менделя о рецессивных моделях наследования проявляется в полной мере, передача признаков наследования происходит через поколение. Другие вариететы вообще не передают вариегатность потомству, даже при опылении двух одинаковых растений.

Что касается вариегатных боболистных неофинетий, то они подчиняются менделевскому типу рецессивного наследования, поэтому для получения сеянцев вариегатных боболистных неофинетий вам надо использовать вариегатную боболистную неофинетию в качестве материнского растения.

При опылении материнского растения, следует помнить, что завязь является частью материнского растения и хлоропласты будущего потомства будут переданы именно материнским растением, а не отцовским.

 

Какими будут варианты наследования признаков пестролистности, если провести следующие эксперименты?

  • материнское растение пестролистное X отцовское растение зеленое - потомство пестролистное или зеленое
  • материнское растение пестролистное X отцовское растение пестролистное - потомство пестролистное или зеленое
  • материнское растение зеленое X отцовское растение зеленое - потомство зеленое
  • материнское растение зеленое X отцовское растение пестролистное - потомство зеленое

То есть, опыление пестролистных материнских форм пыльцой зеленых или пестролистных отцовских растений дает пестролистное или зеленое потомство, а скрещивание зеленых материнских форм с зеленым или пестролистным отцовским дает только зеленое потомство.

Помните, что наследование пестролистности у растений ( у всех, не только у неофинетий) идет по материнской линии. Это связано со спецификой строения пластид материнского растения. Пестролистные формы имеют 2 вида зеленых пластид — нормальные и неспособные к образованию хлорофилла. При образовании гамет у материнского растения в одни из них попадают нормальные пластиды, а в другие — оба вида пластид. Отцовские гаметы (пыльца) содержат минимальное количество цитоплазмы и не несут пластид.

Представляю вашему вниманию Таблицу зарегистрированных в Японии вариететов и наследование признаков неофинетий при семенном размножении (Таблица взята из книги «Nippon No Dento Engei 3», автор Bessatsu Shumi No Sanya So, перевел на английский - Ernie Shin, USA)


 

Комментариев нет.

Оставить комментарий