Доминантные летальные мутации

Доминантные летальные мутации [c.118]

За последнее десятилетие был разработан и практически опробован в больших производственных операциях метод половой стерилизации насекомых. При помощи мутагенов физических (гамма-излучение радиоактивных изотопов кобальта, цезия и других элементов) или химических (некоторые алкилирующие вещества, особенно производные этилендиамина, а также некоторые антиметаболиты) вызывают доминантные летальные мутации у куколок или взрослых вредных насекомых. Особи, подвергнутые воздействию мутагенов, остаются бесплодными у самок недоразвиваются яичники, а самцы имеют подвижную сперму,, но после спаривания с ними необработанные плодовитые самки откладывают нежизнеспособные яйца, из которых отрождения личинок не происходит. Наиболее прост и, удобен способ обработки мутагенами вредителей в природных условиях их обитания, однако из-за высокой токсичности, а иногда и канцероген-нбсти химических мутагенов (хемостерилизаторов) этот метод не может быть применен до тех пор, пока не будут найдены избирательно действующие хемостерилизаторы, относительно безопасные для человека. [c.10]

Хемостерилянты поглощаются либо с кормом (поступают перорально), либо через кутикулу. Действие их простирается не только на половые, но частично и на соматические клетки. С точки зрения генетической борьбы с вредителями это вещества, вызывающие доминантные летальные мутации к ним в первую очередь относятся перечисленные в 1-й группе алкилирующие соединения, которые могут индуцировать разрывы хромосом. [c.136]

Аберрации хромосом проявляются при первых делениях зиготы, но иногда гибель потомства вследствие доминантных летальных мутаций происходит на очень поздней стадии развития. Так, скармливание самцам комнатной мухи производных s-триазина, у которых одна группа во внешнем кольце замещена небольшим циклическим соединением, приводило к гибели в их потомстве личинок, неспособных окуклиться [121]. [c.7]

Текущая исследовательская работа по стерилизации насекомых— это логическое развитие начатого ранее изучения действия химических мутагенов и антиметаболитов на насекомых. Открытие химических мутагенов было результатом изучения иприта в годы войны [12—14]. Период непосредственно после второй мировой войны характеризовался интенсивным изучением генетического действия химикатов на клетки растений и животных. До 1950 г. было опубликовано более 265 работ о влиянии 240 различных химических веществ на генетический материал [87]. Однако ни одно из этих исследований не было посвящено специально стерильности насекомых или доминантным летальным мутациям. Поскольку главный упор делается на фундаментальные исследования мутационных процессов, стерильность насекомых, если она возникала, обычно рассматривалась как простой результат избыточной дозы (не имеющей никакого научного или практического значения). [c.113]

Однако первым повреждением не всегда является разрыв хромосомы. Имеется много и других путей воздействия химикатов на генетический материал. Одна из таких возможностей также показана на рисунке 1. Хемостерилизатор, например, может реагировать с веществом хромосом, вызывая скрытые (латентные) повреждения, которые не воспроизводятся при удвоении. Этот тип повреждений также приводит к образованию хромосомных мостов и неравному распределению генетического материала при последующих делениях. Наиболее заметным результатом разрыва хромосом в ядрах сперматозоидов или яйцеклеток является нарушение равновесия хромосомы при дроблении зиготы. Если самцы обработаны хемостерилизатором, в результате чего во всех сперматозоидах появились доминантные летальные мутации (бесплодие), то хромосомные отклонения могут быть обнаружены почти во всех развивающихся зародышах. На рисунке 2 показаны некоторые хромосомные отклонения в зародышах комнатной мухи в результате оплодотворения нормального яйца спермой, обработанной хемостерилизатором. Результаты повреждения хромосом подобного рода были описаны и обсуждены ранее [116]. Гибель зародыша связывают со снижением скорости митотического деления у развивающегося зародыша и полным прекращением митоза, часто происходящим при втором или третьем дроблении. Это замедление скорости митоза может быть связано с наличием хромосомных мостов (рис. 2), но гибель зародышей обусловлена не только недостатком некоторых частей хромосом в каком-либо из полученных при дроблении ядер, а, возможно и прогрессирующей генетической несбалансированностью в ядрах клеток зародыша. [c.120]

Доминантные летали — это ядерные изменения, которые способны вызвать гибель зиготы, даже если они имеются только в одной из зародышевых клеток, сливающихся при оплодотворении [194]. Это возникновение доминантных летальных мутаций в половых клетках насекомого обычно не мешает созреванию обработанной клетки в гамету или участию гаметы в образовании зиготы, но препятствует развитию зиготы до зрелого состояния. По существу летальные мутации губительны для потомства обработанной клетки, т. е. зиготы, которую она образует. [c.118]

Хотя мы рассматриваем здесь цитогенетическую основу доминантных летальных мутаций, создаваемых различными химикатами, большая часть нашей фундаментальной информации получена в радиационных исследованиях, поскольку гораздо меньше известно о цитогенетическом действии хемостерилизаторов. Доминантная летальная мутация, вызванная химикатом, может быть или не быть сходной с мутацией, вызванной облучением, но общий результат (и, безусловно, конечный результат — гибель особи) совершенно такой же. Однако было бы рискованно проводить прямое сравнение между генетическими нарушениями, обусловленными облучением, и химикатами, и поэтому описание доминантных летальных мутаций приводится здесь для целей демонстрации, а не сравнения. [c.118]

Каковы же эти изменения хромосом, которые связаны с доминантными летальными мутациями Прежде всего нужно определить, какие хромосомные изменения будут летальными и почему они оказывают такое действие, а после этого рассмотреть доказательства, что хемостерилизаторы также вызывают такие изменения. [c.118]

Обнаружение доминантных летальных мутаций, индуцированных у н а с е о м ы х. Неспособность обработанной гаметы образовать жизнеспособный зародыш является наиболее широко используемым показателем наличия доминантных леталей у насекомых. Однако доминантные летальные мутации не являются синонимом нежизнеспособности яиц. Этот термин может применяться только тогда, когда повреждения гаметы имеют генетическую природу. Обоснованные возражения против использования этого термина появляются, когда нет уверенности в том, что место повреждения находится в хромосоме, и такая неопределенность часто создается при обработке насекомых, особенно самок, химикатами. Понятно, что многие негенетические факторы могут помешать развитию организма из обработанной гаметы. [c.123]

Для того чтобы снижение выхода личинок из яиц отражало успешную индукцию доминантных летальных мутаций, необходимо обрабатывать особей только одного пола, причем нужно выяснить, спаривалась ли самка, содержит ли она подвижную сперму и сохранила ли эта сперма способность к оплодотворению. Проверка сперматеки самки после того, как от нее получена партия яиц для учета отрождения личинок, позволит выявить, содержит ли самка подвижную сперму, но это не будет доказательством, что данная сперма сохранила способность к оплодотворению (см. раздел об инактивации спермы). [c.123]

Химически индуцированные хромосомные аберрации. Существует ли какая-нибудь зависимость между индукцией доминантных летальных мутаций и образованием разрывов или латентных повреждений хромосом и какие химикаты вызывают такие повреждения [c.124]

Рис. 3. Кривая отзывчивости на дозы, связывающая индукцию доминантных летальных мутаций с дозой хемостерилизатора, введенного путем инъекции самцам комнатной мухи.

Установлена индукция доминантных летальных мутаций. [c.125]

Изучение мутагенной активности этиленимина на млекопитающих проведено с помощью цитогенетического анализа костного мозга, метода доминантных летальных мутаций (Л. Д. Катосова, 1973), а также путем наблюдения за развитием потомства 1-го поколения (Г. Н. Заева и др., 1967), Установлено, что этиленимин при однократном (в концен- [c.259]

Изучение мутагенных свойств абергипа (тест Эймса, учет доминантных летальных мутаций и учет хромосомных аберраций) показало, что препарат пе индуцирует генетических нарушений у микроорганизмов, в клетках костного мозга и зародышевых клетках млекопитающих [c.225]

Отдаленные последствия. После 8-месячного введения вытяжки увеличилась частота послеимплантационной гибели у самок, спаренных с подопытными самцами. Однако процент гибели эмбрионов не превышал спонтанный уровень (4,3—6,8%), что свидетельствует все же об отсутствии эмбриотоксического эффекта. 4-месячная затравка белых крыс вытяжками не привела к увеличению частоты возникновения доминантных летальных мутаций в половых клетках [29, с. 62]. [c.34]

При активном облучении или химической обработке возникает мало доминантных летальных мутаций, но много разрывов хромосом. Если при этом фрагменты одних хромосом сливаются с другими хромосомами, то говорят о перемещении участков хромосом, или транслокации. При взаимном обмене фрагментами между хромосомами (реципрокиая транслокация) нарушается распределение хромосомных наборов в процессе деления. В связи с транслокацией говорят о полустерильно- [c.137]

Ионизирующее излучение, как правило, вызывает гибель мужских половых клеток насекомых вследствие летальных мутаций на ранних стадиях сперматогенеза, в то время как сперматиды и сперматозоиды остаются неповрежденными [182]. При химической стерилизации в отличие от ионизирующего излучения чувствительность мужских половых клеток варьирует в зависимости от характера использованного хемостерилизатора. Наиболее легко доминантные летальные мутации возникают у сперматоцитов 1-го порядка [188], а у сперматид легче, чем у сперматозоидов [49, 183]. Производное азотистого иприта — мелфалан [n-(N, к-ди-2-хлорэтил) амино-/-фенилаленин] сильнее всего поражает сперматогонии дрозофилы [28], а третамин — сперматозоиды [73]. Маловероятно, что доминантные летальные мутации на ранних стадиях сперматогенеза (например, у большинства личинок) позволят развиться сперматозоидам, так как мужским половым клеткам надо пройти много критических моментов в своем развитии [87]. [c.6]

Анализ стерильности самцов листовертки Eu osotna s histo eana, облученных 35 крад, показал, что 10,2% бесплодия было вызвано тем, что самцы не спаривались, 4,8%отсутствием спермы в сперматофорах, 14,9%—неподвижностью спермы, 65,6% — доминантными летальными мутациями, из которых [c.7]

В течение долгого времени почти все экспериментаторы в области стерилизации насекомых старались использовать как в лабораторных опытах, так и при выпуске в природные популяции полностью бесплодных особей, стерильность i0T0pbix была вызвана доминантными летальными мутациями, возникшими вследствие обработки большими дозами хемостерилизаторов или ионизирующего излучения. Рецессивные летальные мутации как фактор борьбы с вредными насекомыми стали объектом изучения главным образом только в течение последних 2—3 лет. [c.13]

В. hebetor при контакте их в течение 5 минут с пленкой 0,1%-ного раствора па стекле, вызывая, как и ENT 51254, доминантные летальные мутации 125]. [c.23]

Степень, в которой метод стерилизации будет применяться для регулирования численности вредителей, будет зависеть от успехов в некоторых областях исследований. Необходимо создать безопасные химические стерилизаторы или найти другие пути достижения нужной формы стерильности. Применение метода стерилизации требует хорошего знания биологии, поведения, экологии и динамики популяции вредителей. Если стерилизации подвергают особей природной популяции, то необходимо усовершенствовать практические способы обеспечения необходимой степени бесплодия особей природной популяции. Если же метод стерилизации связан с выпуском выращиваемых в садках насекомых, то массовое разведение таких насекомых должно обходиться достаточно дешево. До настоящего времени наиболее подробно изучались два метода стерилизации. Один из них связан с обработкой организма рентгеновыми или гамма-лучами изотопа кобальт-60 [1, 2], при втором используют химикаты, вызывающие стерильность. Оба эти метода приводят к возникновению доминантных летальных мутаций в генетическом материале. Бесплодия можно также добиться путем скрещивания разных видов или рас насекомых. В этом разделе мы не будем обсуждать достоинства или недостатки различных методов стерилизации. Здесь мы коснемся принципов снижения численности популяции методом стерилизации независимо от того, чем вызвана стерильность организма. Вместе с тем необходимо также ясно представлять себе основные принципы снижения численности популяций вредителей различными другими способами борьбы, поскольку разные способы по-разному влияют на динамику популяции. Знание достоинств и недостатков каждого метода поможет найти пути для сочетания метода стерилизации с другими способами борьбы. [c.49]

Стерильность — это состояние, которое может быть достигнуто различными способами. У самцов стерильность может быть вызвана доминантными летальными мутациями в сперме, аспер-мией или инактивацией спермы. У самок стерильность может быть [c.114]

Из ряда типов индуцированной стерильности насекомых наиболее широко используемым и до настоящ,его времени наиболее успешным был тип доминантных летальных мутаций. Он был также основой метода борьбы с вредными насекомыми путем использования стерильных самцов, разработанного Бушлендом и Гоп-кинсом [30, 31] и Ниплингом 107, 108]. [c.118]

Впервые о доминантных летальных мутациях сообщил Хертвиг [88], наблюдавший, что яйца амфибий, оплодотворенные облученной спермой, часто не дают никакого потомства. Мюллер [143] в своей классической работе о мутагенности рентгеновых лучей также наблюдал доминантные летальные мутации и представил доказательства их генетической, а не физиологической основы. В более поздней работе [144] он снова обсуждал зависимость между доминантными летальными мутациями, вызванными облучением, и структурными изменениями в хромосомах. [c.118]

Время гибели зародышей с доминантными летальными мутациями. Доминантная летальная мутация приводит к гибели зиготы на каком-то отрезке между оплодотворением и выходом зрелой взрослой особи. Как правило, оказывается, что доминантные летальные мутации вызывают остановку развития перед отрождением личинок из яйца (хотя у некоторых организмов гибель наступает в фазе личинки или куколки). Цитогенетический анализ обычно показывает, что гибель происходит до образования бластодермы, чаще всего в начале процесса дробления [7, 121, 201, 204, 209]. При некоторых условиях время гибели может изменяться [7] у наездников Вгасоп разные типы доминантных летальных мутаций вызывают гибель на разных фазах [c.120]

Поздняя гибель зародыша характерна для реципрокных транслокаций у гаплоидных организмов и, возможно, также у диплоидных. При реципрокных транслокациях хромосомных мостов не образуется, хотя имеются ядра с нехваткой некоторых блоков генов. Поздно действующие летальные мутации предположительно вызывают гибель, когда недостающие блоки генов становятся необходимы для дифференциации. Однако доминантные летальные мутации обычно приводят к гибели организмов на ранних фазах их развития. Во время дробления образование дицентрических хромосом и продолжающееся образование мостов приводят к не-компенсируемой потере генов в ядре, которое становится все более несбалансированным по генетическому составу. Следовательно, недостающие блоки генов, обнаруживаемые в ядрах зародышей, образовавшихся из гаметы, несущей доминантную летальную мутацию, нельзя сравнивать с недостающими блоками генов среди продуктов деления реципрокной транслокации. Гибель зародыша вследствие доминантных летальных мутаций, ве- [c.122]

Воздействие хемостерилизатором на насекомое не вызывает бесплодия благодаря доминантным летальным мутациям, если только частота этих образований не будет сильно приближаться к одному на каждую гамету. Частота доминантных летальных мутаций, индуцированных хемостерилизаторами, возрастает пропорционально примененной дозе [66, 119]. Однако при очень высоких дозах частота доминантных летальных мутаций часто уменьшается, так что форма кривой зависимости отзывчивости от дозы уплощается (эффект насыщения). Степень уплощения зависит от используемого хемостерилизатора например, уплощение кривой для самцов комнатных мух, обработанных ТЭФ, незначительно по сравнению с уплощением при обработке их третамином (рис. 3). По этой причине именно кривые отзывчивости на дозы (а не выборки для одной или двух доз) следует использовать для определения наилучшей дозы в программах стерилизации, и здесь точка непосредственно перед началом уплощения кривой, вероятно, будет представлять наилучшую дозу, потому что как раз в этой точке можно получить максимальное число доминантных летальных мутаций при минимальной дозе хемостерилизатора. Такая методика позволит также избежать воздействия на насекомое избыточных доз, что может породить ряд других серьезных проблем (см. раздел о соматических влияниях). [c.123]

Химикаты, вызывающие невосстановимые разрывы хромосом, могут быть крайне эффективными хемостерилизаторами. Число получаемых доминантных летальных мутаций может быть очень большим при малых дозах, поскольку разрывы, которые не восстанавливаются, обеспечат большую частоту образования фрагментов и, следовательно, большую частоту летальных мутаций на каждый разрыв хромосом, чем в том случае, когда преобладает восстановление разрывов. Однако химикаты, воздействующие на обмен нуклеиновых кислот и белков, эффективны только в отношении хромосом, способных к ауторепродукции. У взрослых насекомых ауторепродукция хромосом в зародышевых клетках возможна только в стадии сперматогоний и в начале стадии первичных сперматоцитов. По этой причине ни один из аналогов пурина и пиримидина не был практически пригодным стерилизатором самцов. У самок мейоз протекает в полностью сформировавшемся яйце, и, таким образом, эти соединения могут предотвратить выход личинок из яиц [48, 114]. [c.128]

Обработка в стадии оогоний и сперматогоний приводит к образованию лишь немногих, поддающихся учету доминантных летальных мутаций, не потому что эти клетки устойчивы к действию мутагенов. Фактически они весьма чувствительны и очень часто гибнут, по крайней мере после облучения. Вопрос о гибели оогоний и сперматогоний от действия хемостерилизаторов вряд ли изучался, но можно ожидать, что обработанные ими клетки не будут доживать до образования гамет, и поэтому можно судить о наличии или отсутствии доминантных летальных мутаций. Отмирание клеток оогоний и сперматогоний может вызвать бесплодие у самок и аспермию у самцов. [c.129]

Широко распространено мнение, что стерильность, основанная на аспермии, неприемлема для борьбы с вредными насекомыми методом стерилизации самцов, однако это не совсем верно. Для полигамных видов или для видов, у которых самки остаются моногамными при наличии спермы в семеприемниках, стерильные самцы должны поставлять сперму, содержащую доминантные летальные мутации, которая конкурировала бы со спермой фертильных самцов. Однако у моногамных видов самцы, поставляющие неподвижную сперму или лишенные спермы, будут вполне эффективными при условии, что однократного спаривания достаточно, чтобы самка избегала последующих спариваний [172]. [c.130]

Надежные сравнения наличия доминантных летальных мутаций и инактивации спермы возможны главным образом для тех видов насекомых, которые размножаются партеногенетически. У этих видов результаты можно разделить точно и без труда, и применяемые для этого методы указаны в таблице 4. [c.131]

Схема опытов для выявления инактивации спермы и (или) доминантных летальных мутаций, обусловленных хемостерилизаторами, у наездника Вгасоп и их сравнение с ожидаемыми результатами у других видов насекомых (обработанные самцы спариваются с девственными самками) [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология