Кукуруза мутации

Микробные клетки синтезируют аминокислоты — строительные блоки, из которых состоят белки. Путем отбора, направленных мутаций или генной инженерии можно получить продуценты, синтезирующие аминокислоты в количествах, имеющих промышленное значение, так как роль аминокислот для медицины, сельского хозяйства и промышленности очень велика. Многие пищевые продукты и корма для животных не содержат достаточного количества незаменимых аминокислот, например лизина. К таким продуктам относятся пшеница, рис, кукуруза и др. [c.15]

Частота спонтанных мутаций, как обратных, так и обычных, очень варьирует в разных случаях. У дрозофилы для некоторых линий характерна более высокая частота спонтанных мутаций, чем для других кроме того, в отношении внешне заметных мутаций самцы оказались менее стабильными, чем самки. У одной и той же линии разные локусы могут обладать весьма различной стабильностью это отмечено и у других видов. В табл. 3 показана частота мутаций 7 разных генов у кукурузы. [c.193]

Частота мутаций различных генов у кукурузы [c.194]

Из числа химических мутагенов очень сильное влияние на гены и хромосомы оказывает горчичный газ (иприт), пользующийся дурной славой из-за его использования в военных целях. У дрозофилы и кукурузы под действием горчичного газа и группы его аналогов возникают летальные факторы, многие из которых представляют собой небольшие нехватки были получены также внешне заметные мутации. В общем эти химические вещества дают такой же эффект, что и рентгеновские лучи, если не считать двух различий. Первое из них состоит в том, что действие горчичного газа обладает отдаленным эффектом, т. е. некоторая часть хромосомы приходит в неустойчивое состояние, которое позже, после нескольких поколений клеток, развивается в подлинную мутацию. В результате этого отдаленного эффекта часто возникают особи, представляющие собой мозаиков из нормальных и измененных клеток. [c.215]

Хорошо известно, что видимые мутации встречаются менее часто, чем мутации, оказывающие исключительно физиологическое воздействие и влияющие в первую очередь на мощность и плодовитость поэтому можно предполагать, что в популяциях кукурузы содержится также множество рецессивных факторов, обусловливающих различные физиологические признаки. Бесспорно, что именно эти факторы в первую очередь ответственны за вырождение при инбридинге. [c.288]

В связи с этим небходимо указать, что все хорошо изученные мутации у кукурузы оказались вызванными структурными хромосомными изменениями, нехватками или изменениями положения мелких участков. [c.288]

В последнее время химия проникает и в область селекции растений и семеноводства с.-х. культур. Здесь уже получают применение химические средства, вызывающие мутации у растений (см. Мутагены химические), средства, вызывающие полиплоидию у растений, стерилизаторы пыльцы нри гибридном семеноводстве кукурузы и других культур, основанном на явлении гетерозиса. В практическом семеноводстве можно отметить приемы химической сушки семян и их очистки. [c.335]

Для перекрестноопыляющихся культур (рожь, кукуруза, гречиха, клевер, люцерна, донник, горчица, тыквенные и др.) обычно важно не выделение отдельных рецессивных мутаций, как для самоопылителей, а общее повышение гетерозиготности сорта-популяции и насыщение его с помощью экспериментального мутагенеза мутациями, которые повышают комбинационную ценность растений и увеличивают гетерозис. [c.115]

У высших растений также обнаружены регуляторные гены. Например, если у кукурузы путем мутации модифицируется регуляторный ген синтеза антоцианов, то в эндосперме активируются ранее репрессированные гены для всех ферментов, участвующих в синтезе антоцианов. Но это еще не означает, что механизм регуляции осуществляется в соответствии с моделью Жакоба — Моно. [c.389]

У бактерий и фагов оценивать частоту спонтанных мутаций довольно легко, поскольку в лабораторных условиях можно исследовать очень большие популяции. Измерение частоты мутаций у высших организмов затрудняется малочисленностью популяций, доступных изучению, и ди-плоидностью, скрывающей от учета рецессивные мутации. Наиболее тщательные исследования частоты мутаций в отдельных генах проводились на кукурузе и на дрозофиле. Как правило, наблюдавшиеся частоты мутаций низки, хотя некоторые гены явно превосходят по мутабильно-сти остальные (табл. 20.2). [c.19]

Во многих случаях изменения в структуре и функциях пластид связаны с мутациями одного хромосомного гена. У кукурузы, ячменя и некоторых других культур изучены многочисленные хлорофильные мутации, наследующиеся по правилам Г. Менделя. Однако часто наследование таких изменений не подчиняется менделевским закономерностям, и объяснить его можно только исходя из представления о генетической непрерывности пластид. Электронно-микроскопическими и авторадиографическими методами доказано существование в пластидах ДНК-содержащих областей. В них находятся специфические рибосомы. Зеленые пластиды обладают способностью синтезировать ДНК, РНК, белок. Для селекции на высокую продуктивность важно изучить число и локализацию генов, ответственных за биогенез хлоропластов. [c.116]

Можно утверждать, что цитоплазматическая мужская стерильность обусловлена наследственными изменениями (мутациями) цитоплазмы. Она обычно полностью сохраняется в / 1 и последующих поколениях у всех растений. При этом типе наследования стерильное растение, например кукуруза, опыленное пыльцой другого сорта или линии, дает потомство, у которого метелка остается стерильной, а остальные признаки изменяются, как обычно при гибридизации. Признак мужской стерильности сохраняется, даже когда все 10 пар хромосом у кукурузы таких стерильных по пыльце растений замещаются в повторных скрещиваниях хромосомами от растений с нормальной, фертильной пыльцой. Из этого следует, что мужская стерильность устойчиво передается из поколения в поколение по материнской линии, а наследственные факторы, ее обусловливающие, не находятся в хромосомах ядра. [c.120]

Разные гены у одного и того же организма изменяются с различной частотой. Один ген может мутировать в несколько раз чаще другого. Это положение хорошо подтверждается данными о частоте спонтанных мутаций семи разных генов, контролирующих признаки эндосперма у кукурузы. У этого растения ген окрашенного алейронового слоя мутирует с частотой около 500 мутаций, а геи морщинистого эндосперма — с частотой одна мутация на [c.188]

Среди множества разнообразных наследственных изменений можно установить известные правильности родственные в систематическом отношении виды характеризуются сходными типами мутаций. Изучение этого вопроса позволило Н. И. Вавилову установить, что систематически близкие виды растений имеют сходные и параллельные ряды наследственных форм и чем ближе друг к другу стоят виды по происхождению, тем резче проявляется сходство между рядами морфологических и физиологических признаков. Например, у различных родов злаков — риса, пшеницы, ячменя, овса, проса, сорго, кукурузы, пырея — были обнаружены сходные ряды наследственных изменений по остистости колоса, окраске, форме и консистенции зерна, скороспелости, холодостойкости, отзывчивости на удобрения и т, д. (табл. 17). [c.210]

Генетическая система. Не зная об особенностях развития кукурузы, очень трудно разобраться, как с помощью одних только классических генетических и цитогенетических методов были открыты контролирующие элементы. Каждое зерно в початке кукурузы содержит зародыш и многоклеточный эндосперм, в котором имеется большое количество питательных веществ, используемых во время прорастания (рис. 10.18). Зародыш и эндосперм образуются в результате отдельных слияний гаплоидных ядер, но обычно содержат одинаковую генетическую информацию. Эти пары мужских и женских ядер являются сестринскими и образуются в результате митотических делений гаплоидных предшественников. Следовательно, мутации в клетках зародышевой линии, которые приводят к наблюдаемым фенотипическим изменениям в эндосперме, к счастью, сохраняются в зародыше зерна, что позволяет проводить дальнейшие исследования. Каждое из нескольких сотен зерен в початке представляет собой результат отдельного скрещивания, поэтому удается выявлять редкие мутации в клетках зародышевой линии. [c.242]

Изучение частот рекомбинаций между различными штаммами фагов вскоре показало, что некоторые сайты мутаций тесно сцеплены друг с другом. Рекомбинация между такими сайтами происходит редко. Другие же сайты сцеплены слабо друг с другом, и рекомбинации между ними происходят часто. Эта ситуация напоминает обнаруженную на много лет раньше ситуацию с генами плодовой мушки (дрозофилы)кукурузы и других высших организмов. Главная идея, на которой основано картирование хромосом любого организма, состоит в предположении, что частота реком- РИС. 15-20. Стерильные пятна, образованные бак- [c.249]

М.г.э. открыты в 40-х гг. 20 в. Б. Мак-Клинток на основании генетич. анализа нестабильных мутаций у кукурузы. Исследование их мол. природы начато в бО-х гг. в связи с обнаружением нового типа мутационньк изменений у бактерий (т. наз. вставочных мутаций) и идентификацией носителей этих мутаций. Структурно-функцион. исследования М, г. э. эукариот на мол. уровне ведутся с кон. 70-х гг. с использованием методов клонирования (получение наследственно однородных поколений особи или клетки путем бесполого размножения) и генетич. инженерии. [c.80]

В хромосомных ДНК прокариотических и эзгкариотических клеток имеются также контролирующие или так называемые "прыгающие" подвижные гены — транспозоны (Тп), впервые открытые Б Мак-Клинток в 1940 г у кукурузы Они находятся на значительном расстоянии от других генов, на которые оказывают влияние Благодаря мутациям, названным "транспозонными взрывами", возможно массовое и в известной мере направленное перемещение генетических элементов Транспозоны способны реплицироваться и внедряться (инсерция) в виде одной из копий в новое место генома (ДНК ядра) У бактерий преобладающая часть транспозонов кодирует фермент транспозазу, катализирующую реакцию встраивания транспозона в ДНК В последнее время их отождествляют с интронами, рассмотренными выше [c.164]

Американский генетик Л. Стадлер независимо от Мёллера успешно индуцировал при помощи рентгеновских лучей мутации у кукурузы и ячменя, а после 1927 г. это было проделано на многих видах растений и животных, а также на бактериях и даже вирусах. Таким образом, открытие Мёллера распространяется на весь органический мир. В связи с этим [c.209]

То обстоятельство, что в макромолекуле ДНК существуют точки, атакуемые с разной вероятностью, не вызывает удивления. Здесь может сказаться различная плотность расположения водородных связей в зависимости от природы соседних звеньев, а также различная прочность химических связей, вызываемая электронным влиянием я-электронов соседних оснований. Вполне можно себе представить, что определенные сочетания соседних звеньев являются слабыми местами, куда направляется атака химических мутагенов, в частности и тех эндогенных химических веществ, которые производят спонтанные мутации. Существование горячих точек на генетической карте не является привилегией только бактерий и вирусов. Фактически генетика высших организмов давно сталкивалась с этим явлением. Известны необычайно высокие вероятности мутации некоторых генов кукурузы (вероятность спонтанных мутаций достигала 0,1% вместо обычных 10 % на поколение). Известны также многочисленные случаи неустойчивых , легко ревертировавших мутаций с необычайно лржюкой вероятностью реверсии, доходившей до 1 % на поколение, изучение горячих точек и их специфичности к действию му-гёнов дает надежду овладеть в будущем процессом направленного -мутагенеза, т. е. сознательным управлением изменчивостью организмов. При этом сами по себе мутации сохранят характер статистического явления, которое можно рассматривать в принципе лишь с помощью понятий теории вероятностей. [c.409]

Однако способность вредителей к адаптации, обусловленная формированием новых рас и разновидностей, заставляет селекционеров путем отбора и скрещиваний постоянно создавать новые сорта, так как достигнутая однажды устойчивость тоже может потерять свое значение при перестройке вредных организмов [167]. Отказ от генетического разнообразия и широкое возделывание лишь одного устойчивого сорта связаны с большим риском. Ярким примером этому служит опустошительная эпифитотия южного гельминтоспориоза кукурузы, разразившаяся в 1970 г. на обширных площадях в США. Устойчивость культуры была сведена на нет только одной мутацией возбудителя Helminthosporium mayais) [366, 369]. [c.40]

Возникновение мутаций под действием ультрафиолетовых лучей изучали на дрозофиле, кукурузе, АпИггЫпити на некоторых низших растениях. Малая проникающая способность этих лучей усложняет опыты с дрозофилой. Были проделаны некоторые опыты с облучением оплодотворенных яиц на стадии полярной шапочки (Альтенбург, 1934, 1936), как это делал Уорд в своих опытах с а-частицами. Но чаще облучали взрослых самцов. Брюшко мух сжималось между двумя кварцевыми г ластинками и облучалась нижняя сторона тела (Макензи и Мёллер, 1940) . [c.142]

Почти все наши традиционные продукты питания представляют собой результат естественных мутаций и генетической трансформации, которые служат движущими силами эволюции. Не будь этих основополагающих процессов, мы все еще барахтались бы в донных осадках первобытного океана. К счастью, время от времени мать-природа брала на себя ответственность и совершала генетические модификации, причем зачастую, как говорится, по-крупному . Так, пшеница, которой принадлежит столь значительная роль в нашем современном рационе, приобрела свои нынешние качества в результате необычных (но вполне естественных) скрещиваний между различными видами трав. Сегодняшний пшеничный хлеб — результат гибридизации трех различных растительных геномов, каждый из которых содержит набор семи хромосом. В этом смысле пшеничный хлеб следовало бы отнести к трансгенным, или генетически модифицированным (ГМ), продуктам. Еще один результат трансгенной гибридизации — современная кукуруза, появившаяся, скорее всего, благодаря скрещиванию видов ТеозШе и Тпрзасит. [c.28]

То, что определенная мутация по ядерным генам может нарушать синтез определенного белкового компонента, проще всего объяснить тем, что она затронула уникальный структурный ген. Из этого следует, что должны существовать количественные различия в представительстве белковых компонентов, кодируемых генами органелл и ядерными генами, поскольку копий митохондриального генома намного больше (см. табл. 22.2). По-видимому, ядерные гены экспрессируются более эффективно. Наличие таких различий было прямо подтверждено в случае одного из ферментов хлоропластов, рибу-лозобисфосфат-карбоксилазы кукурузы, большая субъединица которой кодируется геном органеллы, присутствующим в клетке в виде большого числа копий, а малая субъединица кодируется ядерным геном, представленным неповторяющейся ДНК. [c.284]

Первый подвижный (мобильный, транспозирующийся) генетический элемент (сначала его назвали контролирующим) был описан Мак-Клин-ток на кукурузе. Множество совместно функционирующих генов обеспечивает синтез красного пигмента антоцианина, обусловливающего окраску зерен. Инактивация любого из этих генов приводит к исчезновению окраски. Контролирующие элементы представляют собой класс мутаций, вызывающих обесцвечивание зерен (рис. 21.22). Эти мутации были названы контролирующими элементами, поскольку казалось, что они контролируют активность гена, ответственного за синтез пигмента, в данной клетке зерна. Они иногда ревертируют к дикому типу, и бывает, что реверсия к дикому типу одного мутантного гена сопровождается возникновением такой же мутации в другом гене. Можно было предположить, что контролирующий элемент перепрыгивает из одного антоцианинового локуса в другой. [c.54]

Первоначально эксперименты проводились на растениях — семенах бобовых, фасоли, кукурузы, пшеницы, клубнях картофеля и других растительных объектах. Во всех случаях было обнаружено накопление в облученных организмах радиотоксинов — хинонов, обладающих широким спектром радиомиметического действия. Введение в необлученные растения экстрактов, содержащих хиноноподобные радиотоксины, вызывало угнетение митозов, торможение роста и развития, подавление синтеза ДНК в клеточных ядрах, появление хромосомных аберраций, пикноз ядер, цитолитический распад клеток и другие морфологические и функциональные изменения, характерные для радиационного воздействия. Рассматривая возможный механизм образования и действия радиотоксннов полифенольно-хиноидной природы,. А. М. Кузин предлагает такую последовательность процессов в момент облучения в клетках образуются активные радикалы биосубстратов, инициирующие реакцию окисления внутриклеточных фенолов, в первую очередь тирозина образующиеся продукты окисления активируют тирозиназу и, возможно, другие ферменты, способствуя тем самым появлению значительного количества ор-тохинонов хиноноподобные радиотоксины сорбируются ядрами клеток, угнетают синтез ДНК, блокируют включение тимидина во вновь синтезируемую ДНК, подавляют деление, рост и развитие клеток, вызывают мутации, а при высоких концентрациях радиотоксина происходит гибель клеток и организмов (рис. VI— 14). [c.216]

Мобильные элементы и транспозоны. Известно, что початки кукурузы могут иметь мозаичную окраску (рис. 2.93). Генетика этого явления была изучена Барбарой Мак-Клинток [433]. Она пришла к выводу, что в геноме кукурузы существуют некие контролирующие элементы , которые могут перемещаться с одного гена на другой, увеличивая их нестабильность. Мозаичная окраска початков у кукурузы обусловлена соматическими мутациями, связанными с присутствием контролирующих элементов. Их характерные особенности были проанализированы в большой серии изящных экспериментов. В течение длительного времени контролирующие элементы у кукурузы казались уникальным исключением. Так продолжалось до 1963 г., когда Тэйлор [524] описал индуцированные фагом мутации у Е. соИ . Этот фаг теперь называется Ми (от [c.140]

Результаты анализа на биохимическом уровне у человека сопоставимы с результатами, полученными в экспериментальной генетике таких видов, как Drosophila melanogaster, мышь, кукуруза, шелковичный червь и другие. У этих видов во многих случаях мутации идентифицировали не на основе изменений специфических белков, ферментативных дефектов или аберрантных антигенов, а благодаря опытам по скрещиванию и рекомбинационному анализу, что в совокупности обеспечивает эффективный альтернативный подход к идентификации индивидуальных генов. [c.231]

Дрозофила и кукуруза 10 Явления внутригенных рекомбинаций н мутаций, открытие ступенчатого н ложного аллелнзма [c.126]

Разработан способ учета рецессивных мутаций у кукурузы. Его производят путем скрещивания испытываемых растений с растениями из линий-анализаторов, содержащих набор различных рецессивных генов в гомозиготном состоянии. У самоопыляющихся культур рецессивные мутации учитывают во втором или третьем мутантном поколении по результатам расщепления отдельных по-томств индивидуально отобранных растений. Большие трудности встречаются при разработке методов количественного учета малых мутаций, касающихся развития хозяйственно-биологических признаков культурных растений. [c.208]

Велико значение биохимических мутаций. У кукурузы спонтанные мутации белкового комплекса opaque-2 (тусклый-2) и floury-2 (мучнистый-2) послужили основой для работы по созданию гибридов с высоким содержанием незаменимых аминокислот. Рецессивный ген 02 увеличивает содерл<ание лизина в различных генотипах в 1,5—2 раза. Полудоминантный ген [I2 обладает такой способностью в меньшей степени, но под его контролем значительно повышается содержание метионина. При этом сокращается количество зеина и увеличивается содерл<ание других белков, имеющих больше указанных аминокислот. В нашей стране созданы пер- [c.223]

М. Родс, анализируя генотипы нескольких сортов кукурузы, об-нарул<ил у них большую гетерозиготность по разнообразным, в большинстве отрицательным и даже летальным мутациям (альбинизм, желтый цвет проростков, дефективность эндосперма и безза-родышевость семян). В гомозиготном состоянии они вызывают гибель растений. Мутации, приводящие к карликовости, образованию светло-зеленых и зеленеющих проростков, полулегальны. У растений львиного зева и ржи также обнаружено много рецессивных мутаций, вызываемых хромосомными перестройками. Следовательно, любая популяция является носителем многих рецессивных мутаций, какое-то число их имеется у калчдой особи, и в гомозиготном состоянии они оказывают влияние на ее развитие. [c.327]

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]

Значительное число мутантов с нарушенным мейозом известно у растений кукурузы, ржи, пшеницы, томата, гороха и др. У так называемого амейотического мутанта кукурузы блокирован сам переход материнских, клеток микроспор от митотических делений к мейотическим. Мутанты с нарушениями профазы I делятся на две категории 1) те, у которых нарушена конъюга1Д1я хромосом и образуется много унивалентов в профазе I, и 2) те, у которых хромосомы приобретают способность к неспецифическим взаимодействиям — клейкость хромосом, в дальнейшем приводящая к образованию мостов и разрывов при расхождении хромосом к полюсам в анафазе I. Известны также мутанты, у которых нарушено расхождение отдельных хромосом в анафазе II. На рис. 4.13 показаны различные стадии мейоза у мутанта кукурузы с нарушенной конъюгацией хромосом в профазе I. Плейотропные эффекты этой мутации (afd) проявляются как в первом, так и во втором делении мейоза. Действие нескольких мейотических мутаций у ржи показано на рис. 4.14. Все они также имеют плейотропные проявления, но на рис. 4.14 показаны наиболее характерные для каждой мутации нарушения мейоза. [c.81]

Частота кроссинговера находится под строгим генетическим контролем. Было показано, что кроссинговер не происходит у самцов D. melanogaster, а также у самок тутового шелкопряда. Его частота, как правило, ниже у гетерогаметного пола. Многие хромосомные перестройки (см. гл. 13) снижают частоту кроссинговера. Известны мутации как повышающие, так и снижающие частоту рекомбинации в отдельных участках хромосом у дрозофилы, кукурузы и других организмов. [c.166]

Как видно, подавляющее большинство хромосом дрозофилы в природной популяции несет мутации, снижающие жизнеспособность. Высокую степень гетерозиготности биологического материала подтверждает и успех искусственного отбора по признакам, полезным для человека. Например, яйценоскость у кур породы белый леггорн изменилась благодаря отбору (с 1933 по 1965 г.) со 125,6 до 249,6 шт. в год. У кукурузы отбор изменил содержание белка в зерне с 10,9 до 19,4%, а отбор в противоположном направлении дал сдвиг с 10,9 до 4,9% содержания белка. В экспериментах с D. melanogaster успешная селекция осуществляется по 50 различным признакам. [c.461]

Для популяции даже умеренного размера, например в 1000 особей, частота возникновения мутаций при этом составит 2,5-10 , тогда как частота летальных мутаций у дрозофилы равна 10- (Добржанский и Райт, 1941 Айвс, 1945), а видимых мутаций, например у кукурузы, — от 5-10- до 2-10 ° (Стадлер, 1942). Среди видов, имеющих радикально различную популяционную структуру, неизбежны значительные различия по гетерозиготности, если только частота возникновения нейтральных мутаций не ниже 10 . Таким образом, в общем и целом классическая гипотеза требует признать главенствующую роль того, что можно назвать очищающим отбором . [c.37]

Очевидно, что взаимодействие между продуктами хромосомных, митохондриальных и хлоропласт-ных генов обусловлено генетически. Например, мутации в митохондриальной ДНК у дрожжей и кукурузы могут супрессироваться хромосомными мутациями. Определенные виды мужской стерильности (образование стерильной пыльцы), широко распространенные у растений, вызваны мутациями в митохондриальной ДНК и наследуются не в соответствии [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология