Мутанты использование в селекции

Генетика и селекция. Генетика представляет собой теоретическую основу селекции растений, животных и микроорганизмов. Опираясь на частную генетику различных объектов, селекционеры подбирают исходный материал для создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. При этом применяются различные системы скрещиваний, метод гибридологического анализа, индуцирование мутаций и т. д. Так, зеленая революция последних лет в значительной степени основывалась на использовании карликовых мутантов различных злаков. Низкорослые, короткостебельные формы пшеницы, риса, ячменя и других растений устойчивы к полеганию и удобны для машинной уборки, что значительно сокращает потери урожая. Широкое распространение получили методы полиплоидизации растений — умножения числа хромосомных наборов. Полиплоиды обычно мощнее своих диплоидных сородичей и более урожайны. Человек издавна использует естественные полиплоидные формы пшеницы, им созданы искусственные полиплоиды ржи, сахарной свеклы, земляники, арбуза и других культур. Гетерозис, или гибридная мощность растений, открытая И. Г. Кельрейтером, также находит применение в селекции сельскохозяйственных растений и животных. Так, в растениеводстве широко распространены межлинейные и сортолинейные гибриды кукурузы и сорго. [c.19]

Выше мы рассмотрели наиболее часто применяемые в практической селекции методы отбора штаммов с повышенной продуктивностью среди разных фенотипических классов мутантов. Основная цель использования этих методов — сузить диапазон поиска нужной мутации, сделать этот поиск менее трудоемким и более осознанным по сравнению со ступенчатым отбором случайных мутаций. Следует отметить, что метод отбора случайных мутаций с успехом заменяется на отдельных этапах селекции продуцентов антибиотиков, ферментов, витаминов другими приемами, которые обычно применяют в селекции продуцентов аминокислот и пуриновых производных. Это вызвано обнаружением прямых связей между синтезом определенных аминокислот [c.93]

Мутанты как исходный материал для скрещиваний. В литературе по использованию мутантов в селекции сельскохозяйственных растений особенно большое внимание уделяется вопросам использования экспериментальных мутантов в качестве исходного материала для получения ценных форм путем гибридизации. [c.117]

При лимитировании продуцента в азоте, фосфоре, сере и магнии, но при избытке в среде парафина, можно наблюдать сверхсинтез равных количеств обоих изомеров. Методами генетики и селекции получены мутанты, синтезирующие лишь один какой-либо изомер лимонной кислоты. Накопление целевого продукта может достигать 200 г/л и выше при выходе кислоты от использованного парафина более чем 140 %. [c.210]

Хотя некоторые мутанты ячменя и можно непосредственно использовать в хозяйственных целях, как это описано выше, однако наибольшая ценность получаемых новых мутантов состоит в том, что они представляют собой новые формы с новыми свойствами для использования в дальнейшей работе по комбинационной селекции. Если даже необычайно раннеспелый мутант обладает меньшей урожайностью, чем исходная [c.406]

Конструирование штаммов на основе ступенчатого отбора существенно упрощается и ускоряется, если использовать селективные и полуселективные методы, позволяющие отбирать нужные мутанты из большой популяции клеток. Многие из таких методов основаны на использовании структурных аналогов естественных метаболитов и субстратов. Например, в селекции продуцентов аминокислот широко применяют аналоги этих соединений. Действуя как ретроингибиторы или корепрессоры, аналоги выключают синтез естественных метаболитов, однако не могут заменить их функционально. Более того, нередко аналоги подавляют ферментативные реакции, в которых участвуют природные соединения. Поэтому на минимальной среде с аналогом выживают и образуют колонии лишь те клетки, у которых нарушены механизмы негативной регуляции биосинтеза соответствующей аминокислоты и которые вследствие этого избыточно ее синтезируют. (Устойчивость к аналогу могут вызывать также мутации, которые блокируют его поступление в клетку.) Часто проводят несколько этапов селекции, используя различные аналоги или повышающиеся концентрации одного и того же аналога, а также получая мутации ауксотрофности и мутации, вызы- [c.79]

Из всех исследованных на содержание белка в зерне нерезких мутантов, полученных при действии низких концентраций ЭИ (экспозиция 24 часа) и обладающих селекционно-ценными признаками, около 30% форм оказались высокобелковыми (16— 18% белка против 14% у исходного сорта) (см. таблицу). Из высокобелковых мутантов особенно интересна группа устойчивых к мучнистой росе и желтой ржавчине. Совмещение в одном мутанте таких признаков, как высокая продуктивность колоса, высокое содержание белка в зерне и устойчивость к двум видам грибных заболеваний, делает эту группу мутантов наиболее ценным исходным материалом для использования в селекции. Совмещение в одном мутанте вышеописанных ценных признаков дает возможность использовать ряд высокобелковых мутантов, устойчивых к грибным заболеваниям, при создании нового сорта путем отборов, в то время, как высокобелковые мутанты, устойчивые к полеганию и высокопродуктивные мутанты с интенсивным восковым налетом находят свое применение в селекции, главным образом, путем гибридизации с другими перспективными мутантами и сортами пшеницы. [c.166]

Использование мутантов гороха для гибридизации. Т. Г. Евдокимова. В сб. Эффективность химических мутагенов в селекции . М., Наука , 1976 г., стр. 212-214. [c.348]

Наиболее важными из них нам представляются следующие детальное генетическое изучение наилучших сортов, имеющих производственное распространение и используемых в программах по селекции с целью дальнейшей интенсификации селекционного процесса цитогенетический анализ различных мутантов для более глубокого изучения мутационного процесса у полиплоидов использование полученных моносомных линий по лучшим сортам для создания серий с межсортовым замещением хромосом изучение особенностей наследования количественных признаков у наиболее важных селекционных сортов и мутантов методом межсортового замещения хромосом перенос отдельных хромосом от сорта-донора для улучшения желательных признаков у сорта-реципиента, в частности для повышения устойчивости к заболеваниям путем введения и объединения нескольких генов, определяющих этот признак изучение генетики восстановителей фертильности для развития работ по гибридной пшенице использование чужеродного добавления и замещения [c.95]

Экология мутантного гена. Для познания генетической природы индуцированных мутантов, а также для разработки эффективных методов использования их в селекции большое значение имеют испытания мутантов в разных экологических условиях. [c.126]

Использование полужидкой среды позволяет также осуществлять селекцию мутантов, не способных к хемотаксису [2, 18]. В случае положительного хемотаксиса эти мутанты (а также неподвижные мутанты) не реагируют на сформированный клетками градиент субстрата и остаются в центре чашки Петри, откуда их можно извлечь для субкультивирования и очистки. В случае отрицательного хемотаксиса мутанты, не способные к хемотаксису, можно выделить из прозрачной зоны, окружающей кусочек твердого агара. [c.372]

Другое важное достижение селекции — преодоление бесплодия у ржано-пырейных гибридов. Использование полиплоидии способствовало выведению высокоурожайных сортов из ржано-пырейных гибридов. Спонтанные полиплоидные мутанты пшеницы встречаются крайне редко, поэтому многие советские и зарубежные исследователи работают над их получением, сочетая методы отдаленной гибридизации и полиплоидии. [c.130]

Задачей селекционной работы является реорганизация генома микробной клетки с целью переориентации путей биосинтеза в нужном направлении. Поэтому в книге даны современные представления о путях регуляции метаболической активности микробной клетки — объекта манипуляции селекционера. Рассмотрены вопросы мутагенеза и выделения мутантов, пути генетического обмена, излагаются основы генной инженерии, т. е. средства реорганизации генома. В последней части пособия приводятся примеры создания штаммов микроорганизмов — продуцентов биологически активных соединений — с использованием современных подходов. В силу ограниченного объема книги и необозримого поля деятельности современной микробиологии и биотехнологии в ней не могут быть отражены все области практической селекции. Цель пособия — иллюстрация принципов, возможностей и тенденций развития современной селекции. [c.5]

Использование индикаторных сред. Индикаторные среды, т. е, среды, на которых колонии микроорганизма с разными фенотипами отличаются по внешнему виду, широко используются в генетике микроорганизмов, в частности, для непрямой селекции мутантов. Они позволяют различать фенотипы по цвету колоний. Индикаторные среды бывают двух типов с индикаторами на использование веществ и с хромогенными субстратами. [c.180]

Продуцентами витамина В,2 при его промышленном получении служат актиномицеты, метанообразующие и фотосинтезирующие бактерии, одноклеточные водоросли. В 70-х годах XX в. интерес ученых привлекли пропионовокислые бактерии, известные еще с 1906 г. и широко использующиеся для приготовления препаратов животноводства. Вьщелено 14 видов пропионовокислых бактерий, продуцирующих витамин В,2 их физиолого-биохими-ческая характеристика дана Л. И. Воробьевой. Для получения высокоочищенных препаратов витамина 6,2 пропионовокислые бактерии культивируют периодическим способом на средах, содержащих глюкозу, казеиновый гидролизат, витамины, неорганические соли, хлорид кобальта. Добавление в среду предшественника 5,6-диметилбензимидазола (способствует переводу неактив-. ных форм в природный продукт) по окончании первой ростовой фазы (5 — 6 суток) стимулирует быстрый (18 —24 ч) синтез витамина с выходом последнего 5,6 —8,7 мг/л. Путем селекции, оптимизации состава среды и условий культивирования выход витамина В)2 в промышленных условиях был значительно повышен. Так, выход витамина на среде с кукурузным экстрактом и глюкозой при поддержании стабильного значения pH близ нейтральных зон достигает 21 — 23 мг/л. Мутант пропионовокислых бактерий продуцирует до 30 мг/л витамина. Бактерии плохо переносят перемешивание. Применение уплотняющих агентов (агар, крахмал), предотвращающих оседание бактерий, а также использование высокоанаэробных условий и автоматического поддержания pH позволяет получить наиболее высокий выход витамина — 58 мг/л. [c.55]

Изучение изменчивости патогенных бактерий привело к открытию вакцин и созданию современных методов диагностики инфекционных заболеваний. Использование экспериментального мутагенеза позволило соз гать высокоактивные расы и мутанты продуцентов антибиотиков. Литература по изменчивости кишечных бактерий (Г. П. Калина [116] и Д. Г. Кудлай [152]), дрожжей (В. И. Кудрявцев [154, 155]), анаэробных целлюлозных бактерий (М. Н. Ротмистров [220]) позволяет считать исследования в этой области очень важными. Нельзя сомневаться, что исследования по изменчивости и селекции микробов, разрушающих синтетические загрязнители промышленных стоков, окажутся не менее плодотворными. [c.99]

Проблема. зимостойкости является основной в селекции озимых пшениц. В решении этого вопроса, кроме принятых методов селекции, следует обратиться к использованию супермутагенов в целях получения мутантов с повышенной зимостойкостью. Отсутствие генов зимостойкости затрудняет селекцию озимых пшениц на повышенную зимостойкость. Возникает задача создать генетическую систему зимостойкости. Первостепенное значение придается получению радиационных и химических мутантов. Выявление мутантов с повышенной зимостойкостью возможно лишь в достаточно суровые зимы. [c.182]

Все рассмотренные выше методы селекции продуцентов биологически активных веществ сегодня, в период интенсивного развития методов генной инженерии, называют традиционными методами. Эти методы в прошедшие 30 лет в огромной мере содействовали созданию микробиологической промышленности антибиотиков, аминокислот, ферментов, витаминов и других практически важных веществ. Исчерпали ли традиционные методы свои возможности Нам кажется, думать так преждевременно, как и надеяться на то, что генная инженерия в ближайшее время сможет быть применена для создания и улучшения обширного круга принадлежащих к разным таксономическим группам продуцентов, которыми располагает сейчас микробиологическая промышленность. Даже более реальная возможность использовать иа основе генноинженерных методов в качестве продуцентов микроорганизмы, для которых эти методы наиболее отработаны, например E sheri hia oli, едва ли удовлетворит промышленность числом продуктов микробного синтеза. В связи с этим очень важно для старых перспективных в промышленном отношении микроорганизмов, помимо совершенствования методов отбора нужного типа мутантов, развивать методы генетического обмена на основе слияния протопластов, трансдукции, трансформации хромосомной и плазмидной ДНК, которые расширяют возможности традиционных методов селекции. Вместе с тем у промышленных микроорганизмов все шире проводится поиск плазмид и предпринимаются попытки их использования в качестве векторов при переносе генетического материала, его клонировании и амплификации. Эти исследования важны для понимания генетического контроля сложных процессов синтеза, таких, иапример, как синтез антибиотиков, для выявления узких мест в биосинтезе многих других продуктов. Одновременно они приближают промышленные микроорганизмы к объектам генной инженерии. Методология генной инженерии постоянно совершенствуется и расширяет свои возможности. В таком успешном встречном развитии разных методов и их слиянии на все большем числе продуцентов можно представить себе ближайшее будущее селекции микроорганизмов, призванной обеспечить промышленность высокопродуктивными штаммами. [c.95]

Таким образом, при наличии достоверной положительной корреляции между некоторыми элементами продуктивности, а также при отсутствии корреляционной зависимости между количеством протеина и элементами нродуктнвностп возможно в отдельных случаях у высокобелковых мутантов повысить продуктивность с помощью индивидуального отбора но таким признакам, как вес 1000 семян, продуктивная кустистость, длина колоса. При использовании метода индуцированных мутаций в селекции на качество зерна более целесообразно проводить отбор высокобелковых мутантов в ранннх поколениях (М2—Мз) с тем, чтобы сохраняя высокий уровень белка в линиях поздннх поколений, отселекти-ровать их в дальнейшем на продуктивность. [c.197]

В опытах в Мг были получены десяткп различных типов морфофизиологических мутаций ярового ячменя [2—5]. Для селекции на устойчивость к полеганию представляют интерес эректопдные мутанты, характеризующиеся повышенной, по сравнению с исходными формами, прочностью соломины. Такие мутанты индуцированы как с помощью радиационного, так н химического мутагенеза. Оказалось, что вероятность получения эректоидов больше прп использовании в качестве исходного материала гибридных семян первого поколения [2]. [c.199]

Мелкоплодный мутант № 578/1. Выделен в Мг (НММ 0,015%), 1 0нстантный. Куст средней высоты. Плоды мелкие, очень крепкие, в незрелом виде салатного цвета, равномерно созревающие. Может быть использован в селекции томата путем отбора с целью получения сорта для цельноплодного консервирования. [c.266]

Мутант № 274. Салатный цвет неспелых плодов, выделен в Мг (20 кр), константный. Куст компактный. По величине плодов пе уступает исходному сорту. Плоды салатного цвета, около плодоиожЕш не имеют зеленого пятна, равномерно созревают, крепкий. Может быть использован в селекции томатов для получения сортов с компактным кустом и крепкими транспортабельными п.тшдами. [c.266]

Получение методом индуцированного мутагенеза и селекции наиболее продуктивного штамма, а также изучение условий биосинтеза антибиотика обеспечили высокий выход окситетрациклина. Использование мутантов микроорганизмов, потерявших способность к биосинтезу того или иного вещества, может помочь раскрыть пути биосинтеза определенных микробных продуктов жизнедеятельности. Попытка использовать неактивные мутанты была предпринята для выяснения механизма биосинтеза 7-хлортетрациклина. Из неактивного мутанта S. aureofa iens выделено вещество (кофактор 1), сильно активирующее биосинтез хлортетрациклина. [c.303]

Мутант № 292/1. Плоды удлиненной формы, выделен в Мг (20 кр), константный. По морфологическим признакам резко отличается от исходного сорта. Куст недетерминантный, высокий (110—120 см). Характерной особенностью является удлиненная форма плода вместо округлой, как у исходного сорта. Может быть использован в селекции томата для получения форм с удлиненными плодами, пригодных для цельпоплодного консервирования. Подобный мутант получен в СССР [16—17] и в США [18—19]. [c.266]

Улучшение аминокислотного состава белка методами традиционной селекции довольно затруднительно в связи с тем, что гены, определяющие эти важные сельскохозяйственные признаки, часто бывают сцеплены и наследуются вместе с генами, вызывающими нежелательные признаки. Так, использование в селекции кукурузы и ячменя мутантов типа опак-2, хайпроли, имеющих относительно высокое содержание лизина в зерне, не привело к значительному улучшению качества, так как у мутантных форм повышенное содержание лизина коррелировало с уменьшением синтеза основных запасных белков зеина и гордеина и, в конечном итоге, с уменьшением продуктивности растений и урожайности посевов. [c.65]

В табл. 1 и 2 приведены многолетние данные по определению содержания белка и отдельных аминокислот в зерне мутантов гороха. Эти данные показывают, что такие мутанты, как Гигант и Сахарные бобы , неперспективные для непосредственного использования, представляют определенную ценность как родительские формы в селекции на повышение содержания белка и аминокислот. При испытании в I контрольном питомнике мутант Сахарные бобы превысил исходный сорт по урожаю зерна, однако он ежегодно выщеплял формы с обычными бобами, которые менее продуктивны. Имея бобы без пергаментного слоя в створках бобов, этот мутант сильно поражается аскохитозом. [c.231]

Все использованные химические мутагены значительно расширяют спектр соматических излгенений черешни и вишни в сравнении со спонтанными изменениями. Спектр соматических изменений растений определяется не только видом мутагена и его концентрацией, но и видовыми и сортовыми особенностями растений. Изменения носят характер морфозов и мутаций. Наиболее перспективные мутанты по силе роста, зимостойкости, скоронлодности, урожайности клонированы для дальнейшего изучения и целей практической селекции. [c.326]

Состав и количество синтезируемых клетками ферментов зависит главным образом от наследственных свойств данного организма, так как структура каждого образующегося в клетке белка определяется соответствующим геном. В то же время ген как единица наследственности способен изменяться, делиться и расщепляться под влиянием внешней среды, а также в результате направленных мутаций искусственного характера. Решение задачи получения промышленно ценных штаммов мутантов с измененными генетическими свойствами успешно осуществляется путем селекции с использованием мутагенных факторов, таких, как ионизирующие и неионизирующие излучения, изотопы, актинофаги, антибиотики, химические соединения, обладающие высокой преобразующей способностью по отношению к наследственным элементам клетки. [c.109]

Новый метод создания исходного материала в селекции растений— использование искусственного мутагенеза. Особенно широкий размах работы по экспериментальному мутагенезу в селекции растений приобрели в последние годы. Получены сотни хозяйственно-полезных форм у различных культур — неполегающие, морозостойкие, скороспелые, устойчивые к различным заболеваниям, с повышенным содерлонием белка лизиновые и трнпто-фановые мутанты кукурузы ценные карликовые мутантные формы пшеницы и кукурузы и т. д. На основе экспериментального мутагенеза получены и внедрены в производство в различных странах более 300 сортов сельскохозяйственных культур и несколько сортов декоративных растений. В нашей стране районированы первые мутантные сорта пшеницы, ячменя, безалкалоидного люпина, хлопчатника, фасоли. В государственном сортоиспытании находится большое число мутантных сортов различных сельскохозяйственных культур. [c.12]

Недавно проведенные исследования температурочувствительных мутантов позволили сделать прямое сравнение нормальных и трансформированных фенотипов одних и тех же инфицированных клеток. В исследованиях Singer и соавт. (в частности, Ash et al., 1970 arroll et al., 1978) определены свойства, характерные для клеток, трансформированных в результате использования температурочувствительного мутанта вируса саркомы Рауса, где возникает меньше вариантов, связанных с проблемами селекции клеток. Изученные трансформированные клетки имели следующие свойства усиленный гликолиз, беспорядочное распределение внутриклеточных гладкомышечных миозиноподобных молекул, способность в этих клетках поверхностных молекул — рецепторов для КонА — формировать кластеры при обработке КонА. При изучении таких температурочувствительных мутантов наблюдали, что определенные структурные характеристики трансформированного фенотипа могут быть обратимы при введении ингибиторов синтеза белков в клетки, растущие при пермиссивной температуре. [c.163]

Дж. Крамер с сотрудниками показали, что выход целевых мутантов значительно увеличивается при использовании штаммов Е. соН, дефектных по системе репарации. П. Картер с соавторами (1985 г.), учтя опыт предшественников, предложили метод амбер-селекции цепей ДНК. В качестве матрицы берется ДНК фага М13 с амбер-мутацией в районе, который не планируется подвергать мутагенезу (см. рис. 6.13). Наряду с олигонуклеотидом-мутагеном к такой ДНК добавляют второй праймер (синтетический или природный одноцепочечный фрагмент ДНК), комплементарный участку с амбер-мутацией, но имеющий последовательность дикого типа в этом локусе. Таким образом формируется система двойного праймирования. После завершения полимеразной реакции и лигирова- [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология