Вывел полиплоидные формы тутового шелкопряда это

Получение полиплоидов тутового шелкопряда

Как были получены полиплоиды тутового шелкопряда?

Полиплоиды тутового шелкопряда были получены Б.Л. Астауровым с использованием метода температурного воздействия, который заключался в активации неоплодотворенных яиц путём погружения их в воду 46 °С на 18 мин с последующим охлаждением в течение 5–10 мин в воде комнатной температуры и содержанием их до наступления диапаузы при температуре 15–17 °С и относительной влажности 80–95 %. Это вызывало в неоплодотворенном яйце активацию развития, а тепловой шок подавлял редукционное деление и единственное остающееся эквационное деление созревания с самого начала обеспечивает диплоидность партеногенетического развития и генетическое тождество партеногенетических потомков – всегда самок – с матерью. Одним из оригинальных направлений исследований Б.Л. Астаурова была разработка «мужского» партеногенеза, или андрогенеза – способа получения только самцов. Для получения андрогенеза свежеоплодотворенные яйца подвергались также сильному прогреву, который выводил из строя чувствительный к прогреву ядерный аппарат ооцита и исключал из развития хромосомы матери. Ядро зародыша включало только отцовские хромосомы, внесенные спермиями. Развитие шло на основе материнской цитоплазмы и отцовского ядра. Андрогенетические особи были диплоидны, так как возникали в результате слияния ядер двух спермиев, и только самцы.

Партеногенез часто сопровождается появлением полиплоидных особей, а температурный партеногенез дал возможность получать их направленно. В 1940 г. Б.Л. Астауров заметил, что крупные ооциты, встречающиеся у партеногенетических самок, тетраплоидны. Путем термоактивации неоплодотворенных тетраплоидных яиц были получены тетраплоидные самки, способные как к партеногенетическому размножению, так и к размножению путем скрещивания. Так были получены аутотетраплоидные клоны. При скрещивании тетраплоидных самок с диплоидными самцами были получены триплоидные самки и самцы, которые оказались стерильными. В дальнейшем был найден путь разведения даже таких бесплодных триплоидных самок при температурном партеногенезе. Искусственный температурный партеногенез был осуществлён у Bombyx mori, у дикого шелкопряда Bombyx mandarina, у дубового шелкопряда Antheraea pernyi GuerMen., а также у межвидового гибрида Bombyx mori × Bombyx mandarina.

Источник

Вывел полиплоидные формы тутового шелкопряда это

Подробное решение параграф §68 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. Углубленный уровень 2017

Вспомните, что такое мутации. Какие различают мутации по характеру изменения генотипа организма? Что такое полиплоидия?

Мута́ция (лат. mutatio – изменение) – стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генома.

Генные, хромосомные, геномные.

Полиплодия – это наследственное изменение, характерное в основном, для растений – увеличение количества хромосом в следующих поколениях

Вопросы и задания

1. Что такое мутагенез? Чем он отличается от мутационного процесса?

мутагенез – искусственное получение мутаций у многих видов растений, животных, грибов, а также бактерий и вирусов под действием физических и химических факторов — мутагенов.

В мутагенезе специально вызывают мутацию, в мутационном процессе мутация возникает из — за действий окружающей среды.

2. С какой целью проводят экспериментальный мутагенез? Какие способы для этого используют в селекции? Приведите соответствующие примеры.

Экспериментальный мутагенез открыл широкие возможности получения исходного материала для селекции, повышения частоты возникновения на — следственных изменений признаков организмов и спектра их изменчивости. Использование исходного материала, полученного в ходе мутагенеза в сочетании с другими методами комбинационной селекции, позволило создать немало хозяйственно ценных культурных форм организмов.

Широко используют в экспериментальном мутагенезе различные химические мутагены, такие как этиленимин, азотистый иприт и др. Примером химического мутагенеза в селекции растений служит выведение во Всероссийском научно — исследовательском институте масличных культур подсолнечника сорта Первенец. Масло, полученное из его плодов — семянок, содержит до 75% олеиновой кислоты, что делает его по качеству не уступающим оливковому маслу.

Применяют радиационный и химический мутагенез и в селекции микроорганизмов. Так, в нашей стране учёными — генетиками под руководством С. И. Алиханяна в результате обработки плесневых грибков – продуцентов антибиотиков – мутагенами физической и химической природы были созданы новые штаммы микроорганизмов, продуктивность которых в 1000 раз превысила исходные немутантные родительские формы.

3. Приведите примеры сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов, выведенных с помощью радиационного и химического мутагенеза.

Мутантные формы пшеницы, кукурузы, сон и других полевых и овощных культур получены в последние годы в научно – исследовательских учреждениях нашей страны. Районированы мутантные сорта озимой пшеницы Киянка, яровой пшеницы Новосибирская 67, ячменя Минский, Темп, Дебют, сои Универсал, люпина Киевский скороспелый, Горизонт и Днепр с повышенным содержанием белка, овса Зеленый, фасоли Санарис 75.

4. По образному выражению отечественного ботаника П. М. Жуковского, человека кормят и одевают полиплоиды. Объясните, как вы это понимаете. Опишите основные методы получения полиплоидов в селекционной работе.

Поскольку полиплоидные формы часто обладают ценными хозяйственными признаками, искусственную полиплоидизацию применяют в растениеводстве для получения исходного селекционного материала. С этой целью используют специальные мутагены (напр. , алкалоид колхицин) , нарушающие расхождение хромосом в митозе и мейозе. Получены урожайные полиплоиды ржи, гречихи, сахарной свёклы и др. культурных растений; стерильные триплоиды арбуза, винограда, банана популярны благодаря бессемянным плодам.

Применение отдалённой гибридизации в сочетании с искусственной полиплоидизацией позволило отечественным учёным ещё в 1 — й пол. 20 в. впервые получить плодовитые полиплоидные гибриды растений (Г. Д. Карпеченко, гибрид — тетраплоид редьки и капусты) и животных (Б. Л. Астауров, гибрид — тетраплоид тутового шелкопряда).

Существующие методы искусственного получения аллополиплоидов можно разделить на две группы: 1) опыление нередуцированными гаметами; 2) индуцирование мутагенами.

При нормально протекающем мейозе хромосомное число в клетках уменьшается с 2 п до 1 п. Но иногда редукционное деление не происходит, и образуются яйцеклетки или пыльцевые зерна с 2 п хромосомами. Если пыльцевое зерно с 2 п хромосомами оплодотворит яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом, образуется триплоидный эмбрион. Таким путем в настоящее время получают тетраплоидную осину, опыляя крупными триплоидными пыльцевыми зернами женские цветки диплоидных растений. Просеиванием пыльцы через тонкую ткань отделяют крупную триплоидную пыльцу от диплоидной.

Индуцирование полиплоидии, в свою очередь, проводится двумя способами: а) воздействие нагреванием, высушиванием или холодом; б) индуцирование колхицином и подофиллином; в) получение триплоидов из семян. Удвоение соматических хромосом таким путем происходит довольно часто (в 1 % или более делящихся клеток). Наиболее часто образующиеся клетки с тетраплоидным набором обрастают вокруг тканью, а растение в целом остается диплоидным.

5. Приведите примеры полиплоидных форм сельскохозяйственных животных.

Источник

Тутовое дерево – способно на многое!

Н е будь этого дерева, не было бы у нас шелка. До невиданных высот поднялся прогресс, уже изобретен искусственный шелк, а полноценной замены тутовому дереву так и не нашлось. Таланты шелковицы не исчерпываются выкармливанием тутового шелкопряда. Это издревле почитаемое дерево способно на многое.

Дерево жизни

Тутовое дерево, или шелковица, у разных народов также известна под именами тут, тута, тутовник, тютина, тутина. Этот род не очень обширен, и включает в себя, по некоторым данным, 10 видов деревьев, произрастающих в диком виде в субтропиках Азии, Африки, Северной Америки.

Шелковица считается священным деревом и высокопочитаема у народов Востока. Амулеты из ее древесины издревле служили оберегами восточных женщин. Тутовое дерево слывет «древом жизни», способным защитить от зла, также символом трудолюбия и почтения к родителям. В Китае шелковица олицетворяет соединение принципов инь и ян. Ей приписывается магическая сила, способность противостоять злу, отводить молнии от сада, в котором она растет. По преданиям, Александр Македонский пил водку из шелковицы во время своего победоносного похода в Персию и Индию.

Но особую славу тутовое дерево сникало себе как сырье для производства шелка. Только эта порода является полноценным и излюбленным кормом для тутового шелкопряда, подарившего людям самую красивую, изысканную и престижную ткань. В древности вокруг шелкового вопроса разыгрывались настоящие драмы. И хотя в наше время страсти утихли, достойной замены шелковицы в этом деле так и не нашли.

Тутовое дерево считается «древом жизни», способным защитить от зла, также символом трудолюбия и почтения к родителям. В Китае шелковица олицетворяет соединение принципов инь и ян.

Шелковое дело

Открытие шелка приписывают китайской принцессе Си Лин Ши. Судьбоносное происшествие случилось около 3000 лет до н. э. Отдыхая под тутовым деревом, Си Лин Ши пила чай. В ее чашку упал кокон шелкопряда и стал распускаться в горячей воде тонкими переливающимися нитями. Так китайская империя завладела секретом производства шелка, на долгие века став монополистом в этой отрасли.

Китай долго хранил тайны производства шелка. Активно торгуя шелком-сырцом и шелковыми тканями, империя запрещала вывозить гернов – яиц тутового шелкопряда. Попытка такой контрабанды каралась смертью.

А драгоценные ткани везли по Великому шелковому пути, который пролегал через Среднюю Азию в Константинополь.

Но все тайное становится явным. Одна из китайских принцесс в IV веке н. э., выйдя замуж за царя Бухары, привезла ему в дар яйца шелковичного червя, спрятав их в своей прическе. В 552 году императору Византии Юстиниану два монаха доставили герны в полых бамбуковых посохах. После IV крестового похода (1203–1204) яйца шелкопряда попали из Константинополя в Венецию. В XIV веке шелководством стали заниматься на юге Франции. А в 1596 году шелковичных червей впервые начали разводить в России ― сначала под Москвой, в селе Измайлово, а со временем – в более подходящих для этого южных провинциях империи. При этом тутовое дерево путешествовало по миру за шелковичным червем, в конечном счете, покорив многие страны на различных континентах.

Жизнь шелкопряда

Гусеницы тутового шелкопряда (Bombyx mori), окукливаясь, одевают себя шелковым коконом, из нитей которого и ткут натуральный шелк. Одна бабочка может отложить до 700 яиц. Выведшиеся из них шелковичные черви растут в течение месяца, активно питаясь, и претерпевают 4 линьки.

И весь секрет в том, что только листья тутовника дают гусеницам способность вырабатывать шелк, причем для получения качественного сырья необходимы именно молодые листья. Черви едят листья шелковицы с таким аппетитом, что Пастер сравнивал производимый ими при этом громкий хруст с «шумом дождя, падающего на деревья во время грозы». В настоящее время гусениц выкармливают на срубленных ветках тутовника. При этом на следующий год ветви на дереве отрастают вновь.

Окукливаясь, гусеницы сплетают кокон, оболочка которого состоит из непрерывной шелковой нити длиной до 1500 м. В природе цвет кокона может быть различным: розовым, светло зеленым, желтым. Но в культуре разводят только породы с белыми коконами. К сожалению, выйти бабочкам из куколки не дают. Коконы выдерживают на пару около двух часов, после чего гусеницы погибают, а коконы подвергаются дальнейшей обработке.

Только листья тутовника дают гусеницам способность вырабатывать шелк, причем для получения качественного сырья необходимы именно молодые листья.

Из семейства тутовые

Шелковица – листопадное дерево из семейства тутовые, оно достигает высоты 15–20 м. Листья простые, лопастные, зубчатые по краю. В стеблях и листьях шелковиц содержится млечный сок.

Растения однодомные или двудомные, т. е. мужские и женские цветки располагаются на различных экземплярах. Однополые цветки собраны в соцветия: тычиночные (мужские) – в пониклые цилиндрические колосья, пестичные (женские) – в короткие овальные на очень коротких цветоносах. Мужские цветки состоят из простого 4-раздельного околоцветника и четырех тычинок. В женских цветках такой же околоцветник и пестик с двумя рыльцами. Плод – ложная сочная костянка, длиной до 3 см, от красного до фиолетового, съедобный.

Живет шелковица до 300 лет, но есть и долгожители. Так, в Иерихоне растет шелковица, под которой, по преданию, искал тени Иисус Христос. Ей более 2000 лет.

Черная, белая, красная

Шелковица черная (Morus nigra) родом из Юго-Западной Азии, где издавна культивировалась ради съедобных плодов и широко распространилась на территории Ирана, Афганистана, Северной Индии. Цветет в мае–июне. Плоды темно-фиолетовые, почти черные, кисло-сладкие на вкус, созревают в июле–августе.

Шелковица белая (M. alba) родом из восточных районов Китая. Именно этот вид тутового дерева стал первым культивироваться в качестве корма для гусениц тутового шелкопряда. Отсюда началось ее победное шествие по странам и континентам. Шелковица белая распространилась в Среднюю Азию, Индию, Пакистан, Иран, а позднее в Закавказье. В Европе ее стали культивировать с XII века. В Америке известна с XVI века.

В XVII веке по приказу Алексея Михайловича ш. белую пытались разводить в Москве, но климат для нее оказался слишком суров. Поэтому ее стали культивировать в Нижнем Поволжье и на Кавказе.

Шелковица белая легко дичает и разрастается без помощи человека. Цветет в апреле–мае, плоды белые, розовые или красные, созревают в июне, на вкус приторно сладкие. Этот вид имеет много декоративных форм: ‘Pendula’ с тонкими, поникающими до земли ветвями; ‘Globosa’ с густой шаровидной кроной; ‘Macrophylla’ с крупными листьями длиной до 22 см; ‘Aurea’ с золотисто-желтыми молодыми побегами и листьями.

Шелковица красная (M. rubra) родом из восточной части Северной Америки. Плоды дерева темно-пурпурные, сладкие, ароматные. По морозостойкости превосходит ш. белую. Имеет декоративную форму: войлочную ‘Tomentosa’ с беловойлочными листьями с нижней стороны.

На разные случаи жизни

Тутовник используют в декоративных насаждениях, укрепляют им берега оросительных каналов и водохранилищ, вводят в состав полезащитных лесных полос.

В старину листьями шелковицы красили ткани в желтый цвет. Древесина этой породы плотная, упругая, тяжелая. Она издавна использовалась для производства музыкальных инструментов, посуды, сувениров. Из внутренней части коры (луба) вили веревки и получали волокно для изготовления грубых тканей.

Из луба шелковицы в Китае впервые была изготовлена бумага. Еще не так давно считалось, что в 105 году н. э. китайский сановник Цай Лунь отработал процесс изготовления бумаги из измельченных волокон шелковицы, смешанных с золой, пенькой, тряпками и водой. Но археологические раскопки подтвердили, что процесс производства бумаги в Китае был открыт еще до нашей эры. Бумагу получали из луба шелковицы.

В зрелых плодах шелковицы содержится до 25 % сахаров, органические кислоты, дубильные, пектиновые, красящие вещества, флавоноиды, каротин, витамины A, C, В₂, В₉, B₄, РР, E, калий, магний, фософор, железо, медь, цинк, каучук.

Лакомство и лекарство

В зрелых плодах шелковицы содержится до 25 % сахаров, органические кислоты, дубильные, пектиновые, красящие вещества, флавоноиды, каротин, витамины A, C, В₂, В₉, B₄, РР, E, калий, магний, фософор, железо, медь, цинк, каучук. В листьях ш. белой обнаружены дубильные вещества, флавоноиды, кумарины, органические кислоты, смолы, эфирное масло, стерины.

Почти все части растения используются в народной медицине. Плоды обладают антиоксидантными свойствами, настой из них применяют в качестве противовоспалительного, отхаркивающего, потогонного, мочегонного средства. Свежие плоды помогают при язве желудка, энтероколите, дизентерии, дисбактериозе, при болезнях желчно-выводящих путей. Сироп из плодов применяют при сердечно-сосудистых заболеваниях (миокардиострофия и порок сердца), малокровии, как кровоостанавливающее средство при послеродовых, маточных кровотечениях. Настоем полощут горло и полость рта при воспалительных заболеваниях. Незрелые плоды обладают вяжущими и антисептическими свойствами. Настой из листьев назначают в качестве общеукрепляющего, жаропонижающего, витаминного средства, для снижения уровня сахара в крови. Сок свежих листьев успокаивает зубную боль, а отвар из листьев – хорошее жаропонижающее средство. Отвар коры помогает при сердечных заболеваниях, его рекомендуют в качестве отхаркивающего при бронхите, астме, а также как мочегонное, при гипертонии. Сок коры корней – противоглистное средство.

Но есть и противопоказания. Шелковицу с осторожностью нужно употреблять при гипертонии, так как в жаркую погоду она может вызвать повышение кровяного давления. Не следует ею увлекаться людям, больным сахарным диабетом. Употребление большого количества спелых ягод может вызвать понос. Питье холодной воды после приема свежих ягод может спровоцировать метеоризм.

Различные виды шелковиц широко применяют в кулинарии. Из плодов готовят компоты, варенье, начинку для пирогов, вина, водку-тутовку, безалкогольные напитки, уксус. Из сока спелых плодов ш. белой производят экстракт (бекмес). Его едят со сливочным маслом в смеси с мелко толченным грецким орехом или просто с хлебом.

В настоящее время выведено большое количество сортов и гибридов шелковицы. Наиболее плодовитым является сорт ‘Балха’, с которого собирают до 600 кг плодов с дерева. Многие семьи на Востоке и в наши дни по традиции заготавливают до 500 кг сушеных плодов шелковицы в год.

Легенда о шелковице

По легенде, тутовое дерево обязано своим появлению волшебному платью из тонкой ткани. Его выткал шелкопряд для одной девушки. Платье не только было красивым, но и одаривало особой привлекательностью надевшую его женщину. При этом она могла целыми днями ничего не есть. Женщины передавали друг другу волшебный наряд, и мир пополнялся красавицами. Но когда очередная хозяйка платья стала женой царя, она отказалась делиться убором с кем бы то ни было. Узнав об этом, ее приятельницы ворвались во дворец, вырвали из рук царицы платье и разорвали в клочья. И в этот миг подол платья превратился в ствол дерева с ветвями. Клочья разорванного наряда взлетели вверх и обернулись набухшими розоватыми почками, из которых тут же распустились широкие листья, образуя пышную густую крону. Так, по преданию, и родилась шелковица.

Источник