Алелі самостерильності і несумісності у рослин (алелі гена S)

Відомо, що більшість вищих рослин і чимало нижчих тварин гермафродити. Такі рослини продукують цілком нормально функціонуючі яйцеклітини і спермії. У багатьох форм відбувається нормально самозапліднення (самозапилення). Проте у багатьох форм виробились спеціальні генетичні механізми, які не допускають самозапліднення шляхом формування несумісності. Так, наприклад, у тютюну (Nicotіana) ці властивості залежать від великої серії алелей гена s, вони позначені як алелі S¹, S², S³, S,⁴….Sⁿ і т.д. Було виявлено, що якщо пилкове зерно несе ту ж алель що й маточка, то пилок або зовсім не проростає або його проростання й ріст пилкової трубки йде дуже повільно. Цілком зрозуміло, що за цих умов самозапилення неможливе, бо пилок і приймочка маточки належать одній і тій же рослині і несуть одні й ті ж алелі. Схрещування рослин з однаковими алелями також не дає результатів. Гомологічність алелей пилку і маточки приводить до несумісності схрещуваних рослин.

У разі схрещування рослин, що не містять гомологічних алелей, наприклад, S¹S² х S³S,⁴

то пилкові зерна проростають швидко і розвивають нормальні пилкові трубки. Сумісність і несумісність алелей в процесах запліднення особливо чітко проявляються у тих випадках, коли рослини мають по одному гомолологічному алелю, наприклад, у випадку

схрещування S¹S² х S²S³ . У цьому випадку половина пилку S² не може рости на маточках

S²S³, а друга половина пилку S¹ нормально проростає на маточці S²S^3.. В табл 5 наведено співвідношення генотипів пилку, яйцеклітин і отриманого потомства при різних генотипах приймочки материнського організму (С.97.Дубинин.Общая генетика,1960).

Характер взаємостосунків алелей S у тютюнів реально багато складніший, зараз у цих

рослин відомо 15 алелей самостерильності.

Усе це частково показує, у чому полягають генетичні основи самостерильності, несумісності і інтерфертильності. Цілком зрозуміло, що при вільному схрещуванні самостерильність і несумісність будуть спостерігатись тим менше, чим більше алелей

гена S є в популяції. Так, у енотери при аналізі порівняно невеликого матеріалу відомо близько 40 алелей S, у конюшини червоної виявлено більше 200 алелей S, у цьому випадку в популяції практично усі рослини інтерфертильні.

У плодових також відомі алелі гена S. Їх наявністю пояснюються невдачі при закладанні

плодових садів, коли деякі сорти несумісні, тобто коли вони повністю не спроможні запліднювати один одного. Разом з тим, завдяки тим же алелям, самозапилення не відбувається.

Еволюційна система самостерильності дає можливість запобігти самозапиленню однодомних рослин і сприяє широкому розвою перехресного запилення у багатьох рослин. Самостерильність являє собою генетичну систему, що відповідає за перехресне запилення у рослин. Завдяки алелям S види рослин гермафродитів виявляються самостерильними і вимушені переходити на перехресне запилення. Згідно даних Брюбейкера і Емері, несумісність встановлена для 10 000 видів покритонасінних. Крім того, дія алелей S встановлена для голонасінних, папоротей і грибів. Та ж система алелей самостерильності використовується і у гермафродитних видів тварин.

Використання генів самостерильності в принципі може забезпечувати автоматичне отримання потрібних гібридів у рослин. Льюіс запропонував схему використання чотирьох ліній, гомозиготних за різними алелями гена S, для отримання простих і подвійних міжлінійних гібридів у самостерильних видів:

батьки S¹ S ¹ х S ² S² і S ³S ³ х S ⁴S⁴ дають тільки прості гібриди – S¹S² і S³ S ⁴.

Схрещування цих гібридів дає у їхніх нащадків тільки подвійні між лінійні гібриди чотирьох типів: S¹ S ³; S¹ S ⁴; S² S ³; S² S⁴.

Перші кроки у використанні таких генетичних систем зроблені в роботах по гібридизації капусти, гречки, турнепсу.

Поиск по сайту: