Сергей Хаблак - Новая теория гетерозиса. Концепция аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса

Новая теория гетерозиса. Концепция аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса
Название: Новая теория гетерозиса. Концепция аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса
Автор:
Жанр: Общая биология
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: Не установлен
О чем книга "Новая теория гетерозиса. Концепция аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса"

В книге раскрыта новая теория аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса. Изложен вопрос о закреплении гетерозиса у растений-самоопылителей в последующих поколениях.Рассмотрена проблема механизма взаимодействия генов при наследовании признаков. Показана взаимосвязь сигнальной системы растения и взаимодействия генов при наследовании признаков. Для агрономов, генетиков, селекционеров, физиологов, преподавателей вузов и студентов.

Бесплатно читать онлайн Новая теория гетерозиса. Концепция аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса


© Сергей Хаблак, 2019


ISBN 978-5-4496-2579-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ВВЕДЕНИЕ

Гетерозис представляет собой сложное и весьма важное для эволюции и селекции явление увеличения мощности, жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения (F>1) по сравнению с родительскими формами. Понятие о гетерозисе впервые вел в науку американский генетик В. Шелл в 1914 г.

В последние годы гетерозис установлен для многих растений, животных и микроорганизмов. Однако вопрос о механизме гетерозиса до сих пор остается нерешенной проблемой генетики.

В настоящее время объяснение причин гетерозиса сводится к двум основным гипотезам – доминирования и сверхдоминирования. По гипотезе доминирования гетерозис связан с тремя эффектами действия доминантных генов: подавлением ими вредных рецессивных аллелей, аддитивным эффектом и неаллельным комплементарным взаимодействием. Гипотеза сверхдоминирования объясняет эффект гетерозиса взаимодействием между доминантными и рецессивными аллелями одного гена. К сожалению, к настоящему времени ни одна из этих двух гипотез не может полно объяснить природу явления гетерозиса.

В книге изложена новая теория аллельного и неаллельного механизма возникновения гетерозиса, согласно которой преимущество гибридов F>1 над родительскими формами обусловлено различными видами аллельного и неаллельного взаимодействия генов, при котором создается лучшее сочетание генов, обусловливающее оптимальное выражение хозяйственно-ценного признака. При этом возникновение гетерозиса у гибридов F>1 вызвано целым рядом эффектов генов. Из которых, часть эффектов связаны с аллельным взаимодействием генов: подавлением доминантными генами рецессивных аллелей, кодоминированием (смесь действия обоих аллелей одной аллельной пары). Другие эффекты определены межгенным взаимодействием генов: аддитивным полимерным действием, неаллельным комплементарным взаимодействием, эпистазом и модифицирующим действием. В связи с тем, что в механизме проявления гетерозиса наблюдаются практически все формы межгенного неаллельного и аллельного взаимодействия генов, природу это явление до сих пор было трудно объяснить.

Рассмотрен вопрос о закреплении гетерозиса у растений-самоопылителей в последующих поколениях. Определены гены, которые в гетерозиготном состоянии вызывают преимущество гибридов F>1 над родительскими формами.

Обобщены лишь некоторые, наиболее актуальные сведения, касающиеся влияния сигнальной системы регуляции развития растения на взаимодействие генов при наследовании признаков. На основании полученных результатов показано, что при наследовании признаков, которые контролируются генами, отвечающими за определенные звенья сигнальной цепи, наблюдаются все основные формы взаимодействия генов.

ГЛАВА 1

ВЗАИМОСВЯЗЬ СИГНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСТЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕНОВ ПРИ НАСЛЕДОВАНИИ ПРИЗНАКОВ


1.1. СИГНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, В КОТОРЫХ ФУНКЦИЮ СЕНСОРА ДЛЯ ЦИТОКИНИНОВ И ЭТИЛЕНА ВЫПОЛНЯЮТ РЕЦЕПТОРНЫЕ ГИСТИДИНКИНАЗЫ

В последние годы благодаря стремительно развивающимся исследованиям молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов становится все более ясным, что проблема механизма взаимодействия генов тесно связана с сигнальной системой клеток (Хаблак, Парий, 2013; Инге-Вечтомов, 2000). В клетках растений было обнаружено существование сигнальных цепей, которые с помощью специальных белков-рецепторов, в большинстве случаев расположенных в плазмалемме, воспринимают сигнальные импульсы, преобразуют, усиливают и передают их в геном клетки, вызывая репрограммирование экспрессии генов и изменения в обмене веществ (в том числе кординальные), связанные с включением ранее «молчавших» и выключением некоторых активных генов (Тарчевский, 2002).

В последнее десятилетие идут по нарастающей достижения в области изучения генома растений, выделения генов, ответственных за определенные этапы роста, развития, старения растений, их ответа на стрессовые воздействия и патогены. Выделены гены, контролирующие регуляторные системы растений, начиная от рецепторных белков и кончая генами факторов, определяющих включение определенных генетических программ (Кулаева, 2000).

В настоящее время интенсивно исследуются МАР-киназная, аденилатциказная, фосфатидатная, кальциевая, липоксигеназная, НАДФН-оксидазная, NO-синтазная и протонная сигнальные системы и их роль в онтогенетическом развитии растений (Тарчевский, 2002).

За последние годы достигнут значительный прогресс в изучении хемосигнальных систем растений, через посредство которых фитогормоны осуществляют регуляцию широкого спектра биохимических и физиологических процессов в растительной клетке (Шпаков, 2009).

В последнее время становится все более понятным, что процесс морфогенеза – результат функционирования многих генов, которые могут взаимодействовать разным образом или действовать независимо. Работа многих генов контролируется внешними и внутренними сигналами, среди которых важнейшими являются фитогормональные. Действие фитогормонов, их способность регулировать экспрессию генов опосредована функционированием сигнальных путей. Гены, кодирующие компоненты сигнальных путей, также находятся под сложным генетическим контролем растения в соответствии с внешними и внутренними условиями. Синтез самих фитогормонов, которые запускают сигнальные пути, также регулируется многими генами (Циганкова и др., 2005).

Большую роль в раскрытии функций фитогормонов сыграло изучение взаимодействия между генной и гормональной регуляцией роста у карликовых мутантов различных видов растений (Муромцев, Агнистикова, 1973; Чайлахян и др., 1977). Показано, что возможность образования каждого из фитогормонов регулируется экспрессией определенных генов (Кулаева, 1978; Шпаков, 2009).

К настоящему времени определены некоторые ключевые гены, содержащие промоторы, чувствительные и специфические к фитогормонам, свету и другим факторам, и контролирующие многие важные процессы и этапы жизнедеятельности растений (фотосинтез, фотоморфогенез, формирование листьев, цветков, азотфиксация, эмбриогенез, старение и так далее) (Шестаков, 1998; Инге-Вечтомов, 2000).

Достигнуты успехи в изучении путей биосинтеза некоторых классов фитогормонов, механизма их действия на молекулярном уровне (McCourt, 1999; Kevin et al., 2002; Новикова и др., 2009; Романов, 2009). С помощью молекулярно-генетических методов определены отдельные гены, контролирующие регуляторные белки-ферменты, участвующие в каскадном механизме регуляции этапов синтеза фитогормонов (Романов, Медведев, 2006; Шемаров, 2006).

Частично изучены пути передачи сигналов от фитогормонов по цепи: рецепторы – вторичные мессенджеры – специфические гены. В общих чертах исследованы механизмы сигнальных взаимодействий между разными классами фитогормонов и установлена их физиологическая роль в регуляции онтогенетических стадий развития растений (как эмбриональной, так и постэмбриональной). Раскрыто участие фитогормонов в фотоморфогенетических процессах, в повышении устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды и к патогенам (Цыганкова и др., 2005).


С этой книгой читают
Это сборник первых шести эссе автора, в которых раскрыта тайна добра и зла на научном уровне. С этой книгой Вы сэкономите свои время и деньги при познании ранее неизвестных науке законов развития природы и общества, в том числе и человека. До раскрытия тайны человека на уровне биомолекул автор пока не успел дойти, оставив лавры и пальму первенства микробиологам и другим учёным – исследователям. Уверен, что эта информация будет полезна для всех зд
Сказки, легенды, мифы народов мира составляют бесценный народный кладезь, из которого можно черпать знания о жизни древних народов, об их мировоззрении и осмыслении окружающего мира.
Книга посвящена важной, но слабо освещенной в мировой литературе проблеме – заразихе как паразиту-растению, наносящему значительный вред подсолнечнику. Изложены морфо-биологические особенности, развитие, эволюция, расовый состав паразита. Рассмотрено современное состояние селекции, механизмы устойчивости подсолнечника к Orobache сumana и мероприятия по его защите от растения-паразита. Для агрономов, генетиков, селекционеров, физиологов, преподава
Жизнь в океане намного удивительнее, чем на земле! Мара Хардт, исследовательница коралловых рифов, рассказывает необычайные истории о мире, сокрытом от наших глаз. С её помощью наука о жизни в воде с умным названием "гидробиология" становится увлекательной, легкой и забавной. Свою книгу Мара Хардт посвятила ни много ни мало сексуальной жизни морских обитателей! Оказывается, именно лобстеры, морские коньки и медузы имеют самые фантастические сексу
«Давным-давно в некотором царстве, в некотором государстве, которое занимало одну шестую часть земли и называлось СССР, жили-были три девицы-красавицы, душеньки-подруженьки. Старшая из них звалась Шурочкой, средняя – Мурочкой, ну а младшая, как водится, Алёнушкой.Жили они, поживали, добра по мере сил своих наживали, замуж выходили, деток рожали и работали редакторами в книжном издательстве…»
«– Будьте любезны, Алевтина Игнатьевна, посмотрите который час.– Три часа, Максим Игоревич.Сказав это, Алевтина Игнатьевна положила свой смартфон на тумбочку и нырнула ко мне под одеяло…»
Цифровизация, создание искусственного разума, робототехника – все это в ближайшем будущем способно создать опасные и неразрешимые проблемы для человечества. Созданные искусственным разумом виртуальные миры могут быть не просто иллюзиями, а приобрести материальные черты. Что если все живое на Земле, сама наша планета и Вселенная созданы неким могущественным разумом, который многие называют Богом? В данной фантастической повести автор пытается доне
Мишель переезжает в Канаду после окончания университета, в надежде обрести друзей и избежать одиночества, родители препятствовали перелету, но ей удалось их убедить одной фразой “все получиться, не сомневайтесь во мне” круговорот событий по приезду захватывает, знакомство, стажировка в Париже и на этом история только начинается. Она находит понимающих людей, но не сразу открывается, бежит от трудностей, после осознает что значит жить одной и наде