Gregor Mendel นักวิทยาศาสตร์ชาวเช็กผู้ยิ่งใหญ่เป็นนักวิจัยคนแรกในประวัติศาสตร์ชีววิทยาที่ใช้วิธีการผสมพันธุ์ที่เรียบง่ายและมีวัตถุประสงค์ที่เขาพัฒนาขึ้นสามารถค้นพบรูปแบบพื้นฐานของการสืบทอดของตัวละครได้

1) อธิบายว่าเหตุใด G. Mendel จึงมักถูกเรียกว่าผู้ก่อตั้งพันธุศาสตร์

คำตอบ: เมนเดลได้กำหนดกฎพื้นฐานของพันธุศาสตร์และอธิบายการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากพ่อแม่สู่ลูก

2) G. Mendel ทำการทดลองกับสิ่งมีชีวิตชนิดใด มีคุณสมบัติอะไรบ้างที่สะดวกต่อการวิจัยทางพันธุกรรม?

คำตอบ: ถั่ว มีเมล็ดจำนวนมาก เป็นพืชผสมเกสรได้เอง และมีดอกปิด

3) เติมช่องว่างในประโยค

ตอบ พืชที่มีเนื้อเดียวกัน ยีน , ได้รับด้วย การเลือก การผสมเกสรด้วยตนเองเรียกว่า ทำความสะอาด เส้น

4) ลองพิจารณาแผนภาพ “ดอกไม้แห่งความงามยามค่ำคืน” ตั้งชื่อลักษณะเด่นและลักษณะด้อย ตัวอักษร A และ A แสดงถึงอะไร?

ลักษณะทางพันธุกรรมของลูกผสมรุ่นแรก (F 1) คืออะไร? การสืบทอดสีของกลีบดอกไม้กลางคืนชนิดนี้เรียกว่าอะไร? กฎหมายใดแสดงการกำหนดตัวอักษรของจีโนไทป์ของลูกผสมรุ่นแรก? เขียนสิ่งที่ลูกหลานอาจปรากฏในต้นไม้รุ่นที่สองที่มีดอกสีชมพู

5) ศึกษาข้อมูลในตาราง “ผลลัพธ์ของการทดลองของเมนเดลในการผสมพันธุ์ถั่ว” ซึ่งนำเสนอผลการทดลองบางส่วนของจี. เมนเดล ค้นหาลักษณะเด่น คอลัมน์ใดในตารางที่แสดงให้เห็นกฎข้อแรกของเมนเดล - กฎแห่งการครอบงำ คอลัมน์ใดสรุปผลลัพธ์ของกฎข้อที่สองของเมนเดล

ตอบ ลักษณะเด่น คือ สีแดง สูง บวม สัญญาณ - 1 กฎหมาย; ลูกผสมรุ่นที่สอง - กฎข้อที่ 2

6) กำหนดกฎข้อที่หนึ่งและสองของเมนเดล การปกครองที่ไม่สมบูรณ์คืออะไร? ระบุฟีโนไทป์และจีโนไทป์ของรูปแบบผู้ปกครอง แสดงคำตอบของคุณด้วยตัวอย่าง

ถั่ว (สกุล Pisum L.) อยู่ในวงศ์พืชตระกูลถั่ว Fabaceae Lindl (Leguminosae Juss.), fetlock-Vicieac Broil. P. sativum L. sensu amplissimo Govorov - เมล็ดถั่ว - พืชตระกูลถั่วหลักในประเทศของเราซึ่งอยู่ในอันดับที่สองของโลกในแง่ของพื้นที่หว่าน (รองจากจีน) การกระจายตัวของถั่วในวงกว้างนั้นเกิดจากการ เนื้อหาสูงโปรตีนในเมล็ดพืช (โดยเฉลี่ย 20-27%) องค์ประกอบของกรดอะมิโนที่สมดุลดี คุณภาพรสชาติและการย่อยได้ ผลผลิตที่มีศักยภาพค่อนข้างสูงในเกือบทุกเขตการเพาะปลูก

ปัจจุบันถั่วถูกเลี้ยงให้กับสัตว์ในรูปของเมล็ดพืช มวลสีเขียว และหญ้าแห้ง นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมหญ้าป่น หญ้าแห้ง หญ้าหมัก และโปรตีนวิตามินเข้มข้น ถั่วมีกรดอะมิโนที่จำเป็นทั้งหมด ดังนั้นโดยเฉลี่ยแล้วผลผลิตไลซีนต่อ 1 เฮกตาร์คือ: สำหรับถั่ว - 21.7; สำหรับข้าวบาร์เลย์ - 6.77; สำหรับข้าวโพด - 8.16 กก. จากข้อมูลนี้ ถั่ว 1 ตันสามารถปรับสมดุลของโปรตีนและองค์ประกอบของกรดอะมิโนของเมล็ดพืช 5 ตันจากพืชธัญพืชอื่นๆ ได้ ซึ่งจะช่วยขจัดการบริโภคอาหารมากเกินไปเมื่อขุนสุกรได้มากถึง 45-50% มวลถั่วเขียวที่เก็บเกี่ยวในช่วงออกดอกตาม คุณค่าทางโภชนาการเข้าใกล้หญ้าชนิต, เซนฟินและฟางถั่วไม่ด้อยกว่าหญ้าแห้งคุณภาพเฉลี่ย ถั่วยังมีบทบาทสำคัญในการทำฟาร์มผัก ถั่วดิบและ ถั่วเขียวบริโภคสดและบรรจุกระป๋อง นอกจากนี้ถั่วเนื่องจากความสามารถในการตรึงไนโตรเจนจึงเป็นหนึ่งในสารตั้งต้นที่ดีที่สุดสำหรับพืชเกือบทุกชนิด หลังจากนั้น ไนโตรเจนที่เข้าถึงได้ง่ายมากถึง 100 กิโลกรัม/เฮกตาร์จะยังคงอยู่ในดิน ซึ่งมีความสำคัญมากในด้านชีววิทยาของการเกษตร นี่เป็นพืชรกร้างที่ดีเยี่ยมและสามารถนำมาใช้เป็นปุ๋ยสีเขียวได้อย่างกว้างขวาง

ถั่วเป็นพืชตระกูลถั่วหลักในรัสเซีย ปลูกบนพื้นที่ 1-1.2 ล้านเฮกตาร์ คิดเป็น 82% ของพืชผลทั้งหมด พืชตระกูลถั่ว- พืชผลหลักกระจุกตัวอยู่ในโซน Central Black Earth ในคอเคซัสตอนเหนือ ในภูมิภาค Rostov พืชผลมีพื้นที่ 10-15,000 เฮกตาร์ ซึ่งน้อยกว่าในช่วงก่อนเปเรสทรอยกาประมาณ 10-15 เท่า สาเหตุหลักมาจากการลดลงของการเลี้ยงปศุสัตว์ในภูมิภาค ปัจจุบันอยู่ที่ยูจนี เขตสหพันธรัฐในปี 2554 ถั่ว 12 สายพันธุ์ได้รับการอนุมัติให้ใช้ ที่พบมากที่สุดคือรูปแบบบาลีน: Aksai baleen 5; อักษะ หนวด 7; Aksai หนวด 10; Priazovsky (DZNIISH), Flagman (สถาบันวิจัยการเกษตร Samara), Legion (สถาบันวิจัยการเกษตร Krasnodar) ที่มีศักยภาพให้ผลผลิตสูงถึง 4.0-4.5 ตัน/เฮกตาร์

ถั่วลันเตาเป็นพืชผลที่สำคัญและเป็นแบบจำลองที่มีประโยชน์สำหรับการวิจัยทางพันธุกรรม ถั่วปลูกเป็นอาหารและพืชอาหารสัตว์ ปัญหาหลักของการปลูกถั่วในฐานะพืชอุตสาหกรรมคือผลผลิตค่อนข้างต่ำและแปรผัน รวมถึงความยากลำบากที่พบในระหว่างการเก็บเกี่ยว ความหลากหลายทางสัณฐานวิทยาที่มีนัยสำคัญในถั่วทำให้มีเครื่องหมายเพียงพอสำหรับการศึกษาทางพันธุกรรมครั้งแรก และวางรากฐานสำหรับการสร้างแผนที่ทางพันธุกรรมฉบับแรก

แผนที่โครโมโซมถั่วที่มีเครื่องหมายโมเลกุลได้รับการเผยแพร่แล้ว ด้วยการใช้เครื่องหมายทั่วไป จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างแผนที่ "ฉันทามติ" ของโครโมโซมที่รวมตำแหน่งทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลเข้าด้วยกัน มีการศึกษาการทำแผนที่ QTL จำนวนเล็กน้อยโดยใช้มวลเมล็ด ความสูงและจำนวนโหนด และความต้านทานโรค อย่างไรก็ตาม ยังไม่ได้สร้างแผนที่โดยละเอียดของโครโมโซมถั่วและจำเป็นต้องมี การค้นหาเพิ่มเติมเครื่องหมายทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลใหม่และการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น

วัตถุประสงค์ของงานหลักสูตร:

1. การศึกษาการถ่ายทอดลักษณะเชิงปริมาณของถั่วลูกผสม F 5 จากการผสมพันธุ์ Aksai Mustached 10 Ch Sarmat

2. การสร้างทักษะในการวิเคราะห์การถ่ายทอดลักษณะเชิงปริมาณของถั่วลันเตาในการแบ่งประชากรลูกผสมซึ่งจำเป็นในงานปรับปรุงพันธุ์

1. ดำเนินการวิเคราะห์ลักษณะเชิงปริมาณของถั่วลูกผสม F5

2. นำเสนอผลการวิเคราะห์ในรูปแบบตาราง กราฟ และข้อความ ซึ่งอธิบายรูปแบบที่ได้รับ

3. กำหนดลักษณะของการแยก ความแข็งแรง และจำนวนยีนที่รับผิดชอบต่อลักษณะเฉพาะ

การสืบทอดลักษณะเชิงปริมาณของถั่ว

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการเกษตรกรรม ได้แก่ วิธีการเปลี่ยนลักษณะทางพันธุกรรมของพืช สาระสำคัญ: เมล็ดถั่วสัมผัสกับรังสีแกมมา Co 60 ในขนาด 50 Gy ตามด้วยการสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์ในบริเวณอัลตราไวโอเลต การเปิดรับแสงอย่างหลังคือ 5 30 นาที จากผลการประมวลผล จึงได้สร้างบรรทัดกลายพันธุ์ใหม่ขึ้น 7 โต๊ะ 4 ป่วย

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการเกษตร ได้แก่ วิธีการเปลี่ยนลักษณะทางพันธุกรรมของถั่ว มีวิธีการที่ทราบกันดีในการรักษาถั่วด้วยสารก่อกลายพันธุ์โดยนำเมล็ดถั่วพันธุ์ต่างๆ ไปแช่ในสารละลายสารเคมีก่อกลายพันธุ์ N-nitroso-N-ethylurea ที่ความเข้มข้น 0.025% เป็นเวลา 5 ชั่วโมง pH 4 หรือเอทิลมีเทนซัลโฟเนต 0.015% เป็นเวลา 12 ชั่วโมง pH 6 เช่นเดียวกับเอทิลีนไอมีน 0 02% 12 ชั่วโมง pH 6 ข้อเสียของวิธีนี้คือมีความเป็นพิษสูงต่อสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมีซึ่งส่งผลให้พืชงอก การอยู่รอด และความอุดมสมบูรณ์ของพืชในช่วงแรก การสร้างลดลง (ตารางที่ 1) มีวิธีการที่ทราบกันดีในการรักษาเมล็ดถั่วด้วยรังสีแกมมา โดยเมล็ดถั่วจะถูกฉายรังสีแกมมา Co 60 ในขนาด 100 Gy ข้อเสียของวิธีนี้คือทำให้พืชตายในระยะยาวเช่น การตายของต้นกล้าในระยะใบจริง 3-4 ใบขึ้นไป วันที่ล่าช้าฤดูปลูก (แม้ในช่วงออกดอก) และมีความถี่ในการเกิดลักษณะพืชที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจต่ำ (ตารางที่ 2) สาระสำคัญทางเทคนิคที่ใกล้เคียงที่สุดคือวิธีการบำบัดเมล็ดถั่วด้วยรังสีไอออไนซ์ ซึ่งเมล็ดถั่วจะได้รับรังสีแกมมา Co 60 ในขนาด 50 Gy (ต้นแบบ) ข้อเสียของวิธีนี้ก็คือความเป็นพิษสูงของรังสีซึ่งจำกัดการใช้รังสีแกมมาในปริมาณที่เพิ่มขึ้นและลดโอกาสเกิดการกลายพันธุ์เนื่องจาก เปอร์เซ็นต์สูงการตายของต้นกล้าใน M ​​1 นำไปสู่การสูญเสียการกลายพันธุ์ที่อาจเกิดขึ้น ข้อเสียของวิธีนี้ก็คือความอุดมสมบูรณ์ต่ำของพืชใน M ​​1 ซึ่งทำให้จำนวนพืชกลายพันธุ์รุ่นที่สองลดลง (M 2) เป็นผลให้ความถี่ของการกลายพันธุ์ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจและสเปกตรัมลดลง (ตารางที่ 3) วัตถุประสงค์ของวิธีการที่เสนอคือเพื่อเพิ่มอัตราการรอดตายของพืชในระหว่างการแปรรูป และเพื่อเพิ่มผลผลิตของลักษณะทางพันธุกรรมที่มีคุณค่าทางสัณฐานวิทยา สรีรวิทยา และเชิงเศรษฐกิจของต้นถั่ว เป้าหมายนี้บรรลุผลสำเร็จได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า (ไม่เหมือนกับต้นแบบ) ในวิธีการที่เสนอ เมล็ดถั่วจะถูกฉายรังสีด้วยเลเซอร์ในบริเวณอัลตราไวโอเลตด้วยการบำบัดล่วงหน้าด้วยรังสีแกมมา Co 60 การเปรียบเทียบโซลูชันทางเทคนิคที่เสนอไม่เพียงแต่กับต้นแบบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโซลูชันทางเทคนิคอื่นๆ ในสาขาการเกษตรนี้ ทำให้สามารถระบุวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่มีคุณสมบัติคล้ายกับคุณลักษณะที่ทำให้โซลูชันที่อ้างสิทธิ์แตกต่างจากต้นแบบ: การรักษาเมล็ดถั่ว หลังจากการฉายรังสีแกมมา แสงอัลตราไวโอเลตเลเซอร์ซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตลักษณะทางพันธุกรรมใหม่ ๆ ของต้นถั่วเนื่องจากการอยู่รอดของพืชใน M ​​1 มากขึ้น ในวิธีการที่เสนอนี้ การแผ่รังสีเลเซอร์ซึ่งมีสีเดียวอย่างเคร่งครัด จะถูกดูดซับโดยส่วนประกอบบางอย่างของเปลือกหุ้มเมล็ดของเอนโดสเปิร์มและเอ็มบริโอหลังจากได้รับรังสีแกมมา หลังจากการดูดกลืนควอนตัมแสง ระยะโฟโตเคมีของปฏิกิริยาจะเริ่มต้นขึ้น ในระหว่างที่โฟโตโปรดักต์ใหม่เกิดขึ้น ซึ่งมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพเพิ่มเติมในเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งเหล่านี้เป็นการจัดเรียงโครงสร้างของเอนไซม์ เยื่อหุ้มชีวภาพ และโครงสร้างเซลล์อื่นๆ ใหม่ การสะสมและการใช้พลังงานดังกล่าวโดยเซลล์นั้นมั่นใจได้ในคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรียเนื่องจากการสังเคราะห์แสงและการเกิดออกซิเดชัน ตัวอย่าง เมล็ดถั่ว 2 สายพันธุ์ที่ไม่แตกละเอียด 500 เมล็ดที่มีจีโนไทป์ต่างกัน แบบเข้มข้น Truzhenik และ Usach ได้รับการบำบัดด้วยรังสีแกมมา Co 60 บนการติดตั้ง RKhM--M ที่ขนาด 50 Gy ตามด้วยการสัมผัสกับรังสี UV ของ LGI-21 พัลส์เลเซอร์ ซึ่งเป็นท่อปล่อยก๊าซที่เต็มไปด้วยไนโตรเจนบริสุทธิ์เชิงสเปกตรัมและเติมอาร์กอนเล็กน้อยเป็นเวลา 5.30 นาทีซ้ำกัน เมล็ดที่ผ่านการฉายรังสีถูกหว่านในแปลงแถวเดียวโดยมีพื้นที่ให้อาหาร 10x30 ซม. ในช่วงฤดูปลูกจะมีการสังเกตทางฟีโนโลยีอย่างระมัดระวังในระยะของการสร้างอวัยวะ เนื่องจากการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นแบบถอย จึงไม่ปรากฏในสถานะเฮเทอโรไซกัส (พืช M 1) อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตการกลายพันธุ์เดี่ยวใน M ​​1 โดยมีลักษณะถอยและโดดเด่น ดังนั้นเมล็ดจากต้น M 1 แต่ละต้นในรุ่นที่สอง (M 2) จึงถูกหว่านในตระกูลแยกกัน มีการหว่านเมล็ดพันธุ์ควบคุมด้วย ครอบครัวหนึ่งมีต้นประมาณ 20 ถึง 30 ต้น การกลายพันธุ์ถูกแยกออกโดยการตรวจสอบพืชของทุกวงศ์อย่างระมัดระวังในระหว่างระยะการเจริญเติบโตและการพัฒนาหลัก ในช่วงของการงอกเต็มที่ จะพิจารณาถึงการกลายพันธุ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของคลอโรฟิลล์ด้วย ตรวจพบการกลายพันธุ์ทางสัณฐานวิทยาของการออกดอกเร็วและการสุกเร็วก่อนและระหว่างการออกดอก ในระหว่างการเก็บเกี่ยว จะต้องคำนึงถึงการกลายพันธุ์ของผลผลิตและองค์ประกอบแต่ละส่วนของผลผลิต และพิจารณาความอยู่รอดของพืช ความถี่ของการกลายพันธุ์ใน M2 ถูกกำหนดโดยเปอร์เซ็นต์ของตระกูลการกลายพันธุ์และพืชที่มีการเปลี่ยนแปลง การแสดงการกลายพันธุ์ของ M 2 ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดตามลักษณะที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจในระดับพันธุ์ควบคุมใน M ​​3 พวกเขาถูกย้ายไปยังเรือนเพาะพันธุ์ในปีแรกของการศึกษาเพื่อเลือกสายพันธุ์คงที่ในภายหลัง ใน M 2 และ M 3 พร้อมกับตัวชี้วัดทางชีวภาพได้ทำการศึกษาทางชีวเคมีของเมล็ดในพืชที่แยกได้ตามลักษณะที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจของโปรตีน ปริมาณโปรตีนใน M ​​3 ดำเนินการโดยใช้วิธีการดัดแปลงโดยไม่ต้องบดเมล็ดบนเครื่องวิเคราะห์อินฟราเรด "Infrapid-61" เพื่อรักษาวัสดุเมล็ด พืชที่ดีที่สุด- ใน M 1 ผลการกระตุ้นของการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ต่อการอยู่รอดของพืชเมื่อเปรียบเทียบกับรังสีแกมมาของเมล็ดและพบว่ามีความต้านทานเพิ่มขึ้น (ตารางที่ 4) ใน M 2 มีการศึกษา 965 วงศ์และต้น 18,350 ต้นของพันธุ์ Truzhenik และ 782 ตระกูลจาก 17,000 ต้นของพันธุ์ Usach แบบเข้มข้น ใน M 2 พืชมีการเปลี่ยนแปลง ลักษณะทางสัณฐานวิทยา(ผลไม้หลายเมล็ดตั้งแต่ 3 ถึง 5 ถั่วต่อการติดผล โดยมีประเภทของลำต้นที่แน่นอน ลำต้นหนาขึ้น ทนทานต่อการอยู่อาศัย พร้อมกิ่งเลื้อยที่ทรงพลัง) รวมถึงสัญญาณของผลผลิตที่เพิ่มขึ้นและฤดูปลูกที่สั้นลง (6-12 วัน ). เมื่อวิเคราะห์เมล็ดพืชดังกล่าว พบว่ามีปริมาณโปรตีนเพิ่มขึ้นซึ่งอยู่ระหว่าง 27.3 ถึง 31.0% (สำหรับมาตรฐาน 23.6-25.4%) สำหรับการเพาะซ้ำใน M ​​3 นั้น มีการเลือกพืช 82 ต้นสำหรับพันธุ์ Truzhenik ซึ่งมี 12 ต้นที่สุกเร็วโดยให้ผลผลิตสูง 61 ค่อนข้างต้านทานต่อการพัก 8 และสำหรับพันธุ์ Usach ที่ทำให้สุกเร็วอย่างเข้มข้น 10 ให้ผลผลิตสูง 18 ด้วย ช่อดอกหลายดอก (ผลไม้หลายผล) 7 ค่อนข้างทนทานต่อการอยู่อาศัย 11. ในพันธุ์ Truzhenik พืชได้รับการคัดเลือกที่รวมลักษณะที่ซับซ้อน: ความอุดมสมบูรณ์ (มากถึง 5 ถั่วต่อการติดผล), ประเภทของการเจริญเติบโตของลำต้นที่กำหนด, ความต้านทานต่อความแห้งแล้ง และการทำให้สุกเร็วขึ้น ในพันธุ์ Usach ที่มีความเข้มข้นสูงนั้น มีการคัดเลือกพืชที่ผสมผสานลักษณะที่ซับซ้อนเข้าด้วยกัน ได้แก่ ความสามารถในการให้ผลผลิต การสุกเร็ว ความต้านทานต่อความแห้งแล้ง และการเจริญเติบโตของลำต้นที่กำหนดได้ ไม่พบพืชชนิดนี้เมื่อบำบัดด้วยรังสีแกมมาหรือตามมาตรฐาน เมล็ดพืชเหล่านี้ถูกหว่านแยกกัน ใน M 4 เมื่อวิเคราะห์พืชในสภาพสนามของฟาร์มรวม Progress ในภูมิภาค Lugansk คุณลักษณะที่เลือกพืชใน M ​​2 ได้รับการยืนยันแล้ว ตารางที่ 5 และ 6 แสดงผลการวิเคราะห์พืชที่เลือกใน M2 ในตาราง รูปที่ 7 แสดงคุณลักษณะของสายพันธุ์กลายพันธุ์ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจที่ได้จากการบำบัดเมล็ดด้วยรังสีแกมมาและแสงเลเซอร์ยูวี ซึ่งเป็นผู้บริจาคเพื่อให้ได้ถั่วสายพันธุ์ใหม่ (ตามข้อมูล M 4) พวกมันมีความสามารถในการถ่ายทอดลักษณะกลายพันธุ์ไปยังลูกหลานในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ดังนั้น ข้อดีของวิธีการที่เสนอเพื่อให้ได้มาซึ่งการกลายพันธุ์ของถั่วที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ (เมื่อเปรียบเทียบกับต้นแบบ) ได้แก่: ความสามารถในการทำซ้ำสูงของการเปลี่ยนแปลงโดยตรงในพันธุกรรมของลักษณะที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ พันธุกรรมที่สูงอย่างมีเสถียรภาพ ซึ่งทำให้สามารถรับแหล่งข้อมูลใหม่เพื่อขยายแหล่งยีนของพืชผลนี้ และสร้างผู้บริจาคสำหรับการคัดเลือกและการวิจัยทางพันธุกรรม การลดการตายของพืชในระยะยาว (การอยู่รอด) ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้ในการเลือกไมโครและแมคโครกลายพันธุ์ของถั่ว

การศึกษาพันธุศาสตร์ถั่วเริ่มต้นด้วยการทดลองอันโด่งดังของ Mendel และตั้งแต่นั้นมาการทำงานในทิศทางนี้ก็ได้รับการดำเนินการอย่างเข้มข้นในหลายประเทศทั่วโลก ถั่วเป็นวัตถุทางพันธุกรรมที่สะดวกมากเนื่องจากเป็นตัวผสมเกสรด้วยตนเองอย่างเข้มงวดโดยมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างอย่างชัดเจนและยังมีโครโมโซมจำนวนเล็กน้อย (2 n = 14) ซึ่งสอดคล้องกับกลุ่มเชื่อมโยง 7 กลุ่ม

จนถึงปัจจุบัน มีการศึกษายีนมากกว่า 200 ยีนที่มีอัลลีล 400 ตัวในถั่ว ยีนมากกว่า 160 ยีนถูกแมปบนโครโมโซม เครดิตจำนวนมากสำหรับการพัฒนาพันธุศาสตร์ถั่วส่วนตัวเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน H. Lamprecht

ก้าน. Stem fasciation เกิดจากอัลลีลด้อย fa และ fas พืชที่มีจีโนไทป์ FaFas, Fafas และ faFas มีลำต้นปกติ

ความยาวของก้านขึ้นอยู่กับการกระทำของยีนหลายชนิด บางส่วนควบคุมความยาวของปล้อง บางส่วนควบคุมจำนวนโหนดบนก้าน ในทางปฏิบัติงานปรับปรุงพันธุ์ แนะนำให้พิจารณาความยาวลำต้นเป็นลักษณะโพลีจีนิก และใช้สูตรทางพันธุศาสตร์เชิงปริมาณที่เหมาะสม

เวลาที่พันธุ์เริ่มบานขึ้นอยู่กับโหนดใดที่ให้ดอกแรก พืชที่มีอัลลีล Lf ที่โดดเด่นจะสุกช้า โดยดอกแรกจะเกิดขึ้นบนโหนดที่ 12-14 และก่อตัวพร้อมกับอัลลีลด้อยซึ่งจะสร้างดอกด้านล่างบนโหนดที่ 9-11 การแตกกิ่งก้านถูกกำหนดโดยยีน Fr และ Fru บนพืชที่มีจีโนไทป์ FrFru จะมีกิ่งก้านตั้งแต่ 1 ถึง 4 กิ่ง และบนพืชที่มีจีโนไทป์ frfru จะมีกิ่งก้านตั้งแต่ 5 ถึง 10 กิ่ง ยีน Frfru และ frFru มีพืชชนิดกลาง มีผลทำให้เกิดภาวะเยื่อหุ้มปอดอักเสบ (pleiotropic effect) ของยีน fru - พืชที่มียีนนี้จะสั้นกว่า เร็วกว่า และมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ใบและเงื่อนไข สีของใบถูกกำหนดโดยการกระทำของยีนหลายชนิด จำนวนแผ่นพับในใบรูปขนนกจะถูกกำหนดโดยยีน Up อัลลีลเด่นทำให้เกิดใบ 2-3 คู่ อัลลีลด้อยทำให้เกิดใบ 1 คู่ ใบพินเนทแปลก ๆ ของประเภทอะคาเซียเกิดขึ้นเมื่อ Tl เปลี่ยนเป็นรูปแบบถอย อัลลีลถอย af ทำให้เกิดใบไม่มีใบ ("หนวด")

ช่อดอก. สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษเมื่อการเพาะพันธุ์ถั่วเป็นรูปแบบหลายดอก จำนวนดอกบนก้านช่อดอกถูกควบคุมโดยยีน 2 ยีน ได้แก่ Fn และ Fna ในสถานะที่โดดเด่น ยีนทั้งสองทำให้เกิดลักษณะของช่อดอกโดยมีดอกเพียงดอกเดียว รูปแบบที่มีจีโนไทป์ Fnfna และ fnFna มีดอกคู่กัน รูปแบบดอกหลายดอก (fnfna) ให้ดอกตั้งแต่ 3 ดอกขึ้นไป จำนวนถั่วบนต้นที่ติดผลยังขึ้นอยู่กับยีน Pn ด้วย แต่ในสภาวะถอยจะไม่ส่งผลกระทบต่อการก่อตัว แต่เป็นการหลุดร่วงของดอกไม้ที่เกิดขึ้นแล้ว ความยาวของก้านช่อดอกถูกกำหนดโดยปัจจัย Pr และ Pre ก้านก้านยาวมีอำนาจเหนือกว่า

ดอกไม้. สีของกลีบดอกไม้ขึ้นอยู่กับยีน A เป็นหลัก ซึ่งในสถานะที่โดดเด่นจะเป็นตัวกำหนดสีม่วงของกลีบดอก อัลลีลด้อย a ทำให้เกิดกลีบดอกสีขาวและขาดแอนโทไซยานินในส่วนอื่นๆ ของพืช ยีนอื่นๆ ก็มีอิทธิพลต่อสีกลีบดอกเช่นกัน ความอุดมสมบูรณ์ของดอกไม้ถูกกำหนดโดยยีน Ms1, Ms2 และ Ster อัลลีลถอย ms1 ขัดขวางไมโอซิสในการพยากรณ์ระยะแรกและระยะปลาย ยีน ms2 ทำให้ผู้หญิงเป็นหมัน ดอกไม้ขนาดใหญ่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของยีน Pafl ในขณะที่ยีนด้อย (pafl) ทำให้เกิดดอกขนาดเล็ก

ทารกในครรภ์ รูปร่างของเมล็ดถั่วขึ้นอยู่กับยีน Con, Co, N, Cp ในกรณีนี้ จีโนไทป์ ConsoCpN, ConsoCpN, conCoCpn, conCopn, concoCpn, concopn เป็นตัวกำหนดถั่วตรง conCoSpN, conCospN, concospN - โค้งเล็กน้อย ConsoCpn, ConsoCpn และ ConsoCpn - โค้ง ถั่วโค้งมีไข่มากกว่าเมล็ดตรง เมื่อยีน Bt รวมเข้ากับ N จะเกิดส่วนยอดทื่อของพ็อด เมื่อรวม btn, btN และ Btn เข้าด้วยกัน ก็จะเกิดส่วนแหลมขึ้น

ชั้นกระดาษในวาล์วถั่วพัฒนาขึ้นเมื่อมียีน P และ V ที่โดดเด่น ในพืชชนิดนี้ ถั่วจะแตกอย่างรุนแรงเมื่อสุก จีโนไทป์ pV ทำให้เกิดการก่อตัวของชั้นกระดาษในรูปแบบของเส้นบาง ๆ Pv - ในรูปแบบของจุดเล็ก ๆ แม่พิมพ์ที่มี pv ขาดชั้นกระดาษ (เมล็ดน้ำตาล) ความหนารวมของวาล์วขึ้นอยู่กับยีน N หากอัลลีลถอย ตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้น 50-80%

ขนาดของเมล็ดกาแฟขึ้นอยู่กับยีนหลายยีน: เมื่ออัลลีลด้อย laf, te และ 10 ความกว้างจะลดลง และเมื่อมีอัลลีล lt จะเพิ่มขึ้น ยีน Miv ส่งผลต่อการจัดเรียงของออวุลในฝัก โดยอัลลีลด้อยจะอยู่ใกล้ชิดมากขึ้น

คิด!

คำถาม

1. โครโมโซมใดเรียกว่าโครโมโซมเพศ

2. ออโตโซมคืออะไร?

3. เพศโฮโมเกมติกและเฮเทอโรเกมติกคืออะไร?

4. การระบุเพศทางพันธุกรรมจะเกิดขึ้นเมื่อใดในมนุษย์ และอะไรเป็นสาเหตุของสิ่งนี้

5. คุณรู้กลไกอะไรในการกำหนดเพศ? ยกตัวอย่าง.

6. อธิบายว่ามรดกที่เชื่อมโยงกับเพศคืออะไร

7. ตาบอดสีสืบทอดมาได้อย่างไร? เด็กจะมีการรับรู้สีแบบใดที่แม่ตาบอดสีและพ่อมีการมองเห็นปกติ?

อธิบายจากมุมมองของพันธุกรรมว่าเหตุใดจึงมีคนตาบอดสีในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง

ความแปรปรวน- หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการดำรงอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ได้มาซึ่งลักษณะและคุณสมบัติใหม่ ความแปรปรวนมีสองประเภท: ไม่ใช่กรรมพันธุ์(ฟีโนไทป์หรือการดัดแปลง) และ กรรมพันธุ์(จีโนไทป์)

■ ความแปรปรวนที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์ (ดัดแปลง)ความแปรปรวนประเภทนี้เป็นกระบวนการของการเกิดขึ้นของลักษณะใหม่ภายใต้อิทธิพลของปัจจัย สภาพแวดล้อมภายนอกโดยไม่ส่งผลกระทบต่อจีโนไทป์ ด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะ - การปรับเปลี่ยน - จึงไม่สืบทอดมา ฝาแฝด (monozygotic) ที่เหมือนกันสองคนที่มีจีโนไทป์เหมือนกันทุกประการ แต่ด้วยเจตจำนงแห่งโชคชะตาก็เติบโตขึ้นมา เงื่อนไขที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างคลาสสิกที่แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีต่อการพัฒนาลักษณะคือหัวลูกศร พืชชนิดนี้พัฒนาใบได้สามประเภทขึ้นอยู่กับสภาพการเจริญเติบโต - ในอากาศ, ในน้ำหรือบนผิวน้ำ

ได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมขนของกระต่ายหิมาลัยเปลี่ยนสี เอ็มบริโอที่กำลังเติบโตในครรภ์ต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งจะทำลายเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการทำสีขน ดังนั้นกระต่ายจึงเกิดมามีสีขาวสนิท หลังคลอดไม่นาน ส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกาย (จมูก ปลายหู และหาง) จะเริ่มคล้ำขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่นั่นต่ำกว่าส่วนอื่นและเอนไซม์ไม่ถูกทำลาย หากถอนขนบริเวณที่เป็นสีขาวแล้วทำให้ผิวเย็นลง ขนสีดำก็จะโตในบริเวณนั้น

ภายใต้สภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันทางพันธุกรรม ความแปรปรวนของการดัดแปลงจะมีลักษณะเฉพาะกลุ่ม เช่น ช่วงฤดูร้อนในคนส่วนใหญ่ภายใต้อิทธิพลของรังสียูวีเม็ดสีป้องกัน - เมลานิน - จะสะสมอยู่ในผิวหนังและมีสีแทน

ในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมความแปรปรวนของลักษณะต่าง ๆ อาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ยกตัวอย่างในวงกว้าง วัวผลผลิตนม น้ำหนัก และภาวะเจริญพันธุ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการให้อาหารและที่อยู่อาศัยเป็นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ปริมาณไขมันในนมเปลี่ยนแปลงน้อยมากภายใต้อิทธิพลของสภาวะภายนอก การแสดงความแปรปรวนของการดัดแปลงสำหรับแต่ละลักษณะถูกจำกัดโดยบรรทัดฐานของปฏิกิริยา บรรทัดฐานของปฏิกิริยา- สิ่งเหล่านี้คือขีดจำกัดภายในการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่เป็นไปได้ในจีโนไทป์ที่กำหนด ในทางตรงกันข้ามกับความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนนั้น บรรทัดฐานของปฏิกิริยานั้นสืบทอดมา และขอบเขตของมันจะแตกต่างกันไปตามลักษณะเฉพาะและในปัจเจกบุคคล บรรทัดฐานของปฏิกิริยาที่แคบที่สุดคือลักษณะของสัญญาณที่มีความสำคัญ คุณสมบัติที่สำคัญร่างกาย.

เนื่องจากความจริงที่ว่าการปรับเปลี่ยนส่วนใหญ่มีความสำคัญในการปรับตัว จึงมีส่วนช่วยในการปรับตัว - การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตภายในขอบเขตของบรรทัดฐานของปฏิกิริยา เพื่อการดำรงอยู่ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลง

■ ความแปรปรวนทางพันธุกรรม (จีโนไทป์)- ความแปรปรวนประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ และลักษณะที่ได้รับจากสิ่งนี้จะได้รับการสืบทอดจากรุ่นต่อ ๆ ไป ความแปรปรวนของจีโนไทป์มีสองรูปแบบ: แบบรวมกันและแบบกลายพันธุ์

ความแปรปรวนแบบรวมกันประกอบด้วยการปรากฏตัวของลักษณะใหม่อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของยีนพ่อแม่อื่น ๆ ในจีโนไทป์ของลูกหลาน ความแปรปรวนประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างอย่างอิสระของโครโมโซมคล้ายคลึงกันในการแบ่งไมโอติกครั้งแรก การเผชิญหน้าแบบสุ่มของเซลล์สืบพันธุ์ในคู่ของผู้ปกครองเดียวกันระหว่างการปฏิสนธิ และการสุ่มเลือกคู่ของผู้ปกครอง การแลกเปลี่ยนส่วนของโครโมโซมคล้ายคลึงกันที่เกิดขึ้นในการทำนายระยะแรกของไมโอซิสยังนำไปสู่การรวมตัวกันของสารพันธุกรรมและเพิ่มความแปรปรวน ดังนั้นในกระบวนการของความแปรปรวนแบบรวมกันโครงสร้างของยีนและโครโมโซมจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่การรวมกันของอัลลีลใหม่นำไปสู่การก่อตัวของจีโนไทป์ใหม่และผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของลูกหลานที่มีฟีโนไทป์ใหม่

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์แสดงออกในการเกิดขึ้นของคุณสมบัติใหม่ของร่างกายอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของการกลายพันธุ์ คำว่า "การกลายพันธุ์" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 1901 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวดัตช์ Hugo de Vries ตามแนวคิดสมัยใหม่ การกลายพันธุ์เกิดขึ้นอย่างกะทันหันตามธรรมชาติหรือเกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดมาในสารพันธุกรรม ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในลักษณะฟีโนไทป์และคุณสมบัติบางอย่างของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์ไม่มีทิศทาง เช่น สุ่ม และเป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม โดยที่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นไปไม่ได้ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ในอเมริกา แกะที่มีแขนขาสั้นได้ถือกำเนิดขึ้น และได้ให้กำเนิดแอนโคนาสายพันธุ์ใหม่ ในประเทศสวีเดนเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 มิงค์ที่มีขนสีแพลตตินัมเกิดในฟาร์มขนสัตว์ ลักษณะที่หลากหลายของสุนัขและแมวเป็นผลมาจากความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เกิดขึ้นเป็นพัก ๆ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพใหม่: ข้าวสาลีไร้ตำหนิถูกสร้างขึ้นจากข้าวสาลีที่ได้รับการปรับปรุง ปีกสั้นและดวงตาที่มีรูปทรงเป็นแถบปรากฏในดรอสโซฟิล่า และสีขาว สีน้ำตาล และสีดำปรากฏในกระต่ายจากสีหนูบางชนิดตามธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์

ตามสถานที่เกิดการกลายพันธุ์ทางร่างกายและกำเนิดมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ทางร่างกายเกิดขึ้นในเซลล์ของร่างกายและไม่ถ่ายทอดผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไปยังรุ่นต่อๆ ไป ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ดังกล่าว ได้แก่ จุดด่างอายุและหูดที่ผิวหนัง การกลายพันธุ์แบบกำเนิดปรากฏในเซลล์สืบพันธุ์และได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ขึ้นอยู่กับระดับการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม การกลายพันธุ์ของยีน โครโมโซม และจีโนมมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ของยีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในยีนแต่ละตัว ขัดขวางลำดับนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่ DNA ซึ่งนำไปสู่การสังเคราะห์โปรตีนที่เปลี่ยนแปลงไป

การกลายพันธุ์ของโครโมโซมส่งผลต่อโครโมโซมส่วนสำคัญจนส่งผลให้การทำงานของยีนหลายตัวหยุดชะงักในคราวเดียว ชิ้นส่วนโครโมโซมที่แยกจากกันอาจเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือสูญเสียไป ซึ่งทำให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงต่อการทำงานของร่างกาย จนกระทั่งตัวอ่อนเสียชีวิต ระยะแรกการพัฒนา.

การกลายพันธุ์ของจีโนมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมอันเป็นผลมาจากการละเมิดการแยกตัวของโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอติก การไม่มีโครโมโซมหรือการมีอยู่ของโครโมโซมเพิ่มเติมทำให้เกิดผลเสีย ตัวอย่างการกลายพันธุ์ของจีโนมที่รู้จักกันดีที่สุดคือดาวน์ซินโดรม ซึ่งเป็นความผิดปกติของพัฒนาการที่เกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมที่ 21 ส่วนเกินปรากฏขึ้น คนดังกล่าวมีจำนวนโครโมโซมรวม 47 โครโมโซม

ในโปรโตซัวและพืช มักสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของจำนวนโครโมโซมซึ่งเป็นจำนวนทวีคูณของจำนวนเดี่ยว การเปลี่ยนแปลงชุดโครโมโซมนี้เรียกว่า โพลีพลอยด์- การเกิดขึ้นของโพลิพลอยด์มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการไม่แยกตัวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในไมโอซิส ซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งมีชีวิตแบบดิพลอยด์สามารถเกิดเซลล์สืบพันธุ์แบบไดพลอยด์มากกว่าเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์- ความสามารถในการกลายพันธุ์เป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งของยีน ดังนั้นการกลายพันธุ์จึงสามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การกลายพันธุ์บางอย่างเข้ากันไม่ได้กับชีวิต และเอ็มบริโอที่ได้รับพวกมันจะตายในครรภ์ ในขณะที่บางชนิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในลักษณะที่มีนัยสำคัญต่อระดับชีวิตที่แตกต่างกันของแต่ละบุคคล ใน สภาวะปกติความถี่การกลายพันธุ์ของยีนเดี่ยวนั้นต่ำมาก (10 -5) แต่มีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มค่านี้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างของยีนและโครโมโซมอย่างถาวร ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทำให้จำนวนการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นเรียกว่าปัจจัยก่อกลายพันธุ์หรือสารก่อกลายพันธุ์

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม

สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพคือรังสีไอออไนซ์ทุกประเภท (รังสีวาย, รังสีเอกซ์), รังสีอัลตราไวโอเลต, อุณหภูมิสูงและต่ำ

สารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี- สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่คล้ายคลึงกันของกรดนิวคลีอิก, เปอร์ออกไซด์, เกลือของโลหะหนัก (ตะกั่ว, ปรอท), กรดไนตรัส และสารอื่น ๆ สารประกอบเหล่านี้จำนวนมากทำให้เกิดปัญหากับการจำลองดีเอ็นเอ สารที่ใช้ใน เกษตรกรรมสำหรับการควบคุมศัตรูพืชและวัชพืช (ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช) ของเสีย สถานประกอบการอุตสาหกรรม,สีผสมอาหารและสารกันบูดบางชนิด ยา,ส่วนประกอบของควันบุหรี่

ในรัสเซียและประเทศอื่นๆ ของโลก มีการสร้างห้องปฏิบัติการและสถาบันพิเศษขึ้นเพื่อทดสอบสารประกอบเคมีสังเคราะห์ใหม่ทั้งหมดสำหรับการก่อกลายพันธุ์