3. Hodowla mutacyjna polega na sztucznym wywoływaniu zmian jakościowych w obrębie pojedynczego genu (tzw. mutacje genowe) lub zmian strukturalnych w obrębie chromosomu przy użyciu różnych środków mutagennych, następnie ich bezpośrednim, a częściej pośrednim (poprzez krzyżowanie) wykorzystaniu w hodowli nowych odmian. Mutageneza indukowana należy do metod twórczych o wysokim stopniu trudności, bardzo czaso- i pracochłonnych. Stwarza jednak perspektywę dalszego rozszerzania zmienności genetycznej, po wyczerpaniu możliwości wprowadzenia pożądanego układu genów na drodze krzyżowania. Do wywoływania mutacji wykorzystuje się różnego rodzaju środki fizyczne (radiacyjne) jak promienie: x, g , b , UV, a także mutagennie działające środki chemiczne o działaniu alkilującym np.: iperyt, epoksydy, etyloamina, czy tez różne barwniki zasadowe i nadtlenki. Skuteczność działania środka mutagennego zależy od wielu czynników: rodzaju stosowanego środka, jego dawki, rodzaju organu i jego wieku oraz tkanki roślinnej na którą działamy mutagenem, czasu ekspozycji, wrażliwości gatunku na określony środek mutagenny, a także naturalnej skłonności gatunku do mutowania, sposobu rozmnażania gatunku. Z praktycznego punktu widzenia największe znaczenie w hodowli mają mutacje genowe, mniejsze strukturalne. Mutacje zachodzą na różnych poziomach życiowych rośliny. Mogą dotyczyć morfologii, cech budowy wewnętrznej, składu chemicznego czy cech rozwojowych. Najczęściej pojawiają się mutacje drobne (mikromutacje), zazwyczaj trudne do identyfikacji i wykorzystania. Do podstawowych zasad prowadzenia hodowli mutacyjnej należą: -dobór możliwie najbardziej licznego materiału roślinnego (należy brać pod uwagę bardzo dużą śmiertelność zwłaszcza w generacji M1) -materiał wyjściowy powinien posiadać możliwie najwyższe walory ogólne, a wymagać poprawy jedynie określonej cechy, której wprowadzenie innymi, alternatywnymi metodami jest niemożliwe lub nieopłacalne ze względów ekonomicznych -stosowanie środka mutagennego najlepiej dobranego dla osiągnięcia konkretnego celu (wstępnie przetestowanego) -zachowanie stosunkowo najliczniejszych, kolejnych, rozszczepiających się generacji, zwłaszcza M2 aby zwiększyć szansę znalezienia pożądanego typu mutantów 7.dlaczego efekt heterozji zanika w następnych pokoleniach Heterozja nie jest dziedziczna i w pokoleniu F2 następuje wyraźny spadek bujności.  Wskutek występowania heterozji mieszańce między odmianowe są bardziej plenne niż odmiany wyjściowe. Mieszańce pierwszego pokolenia uprawia się jednorazowo, a nasiona i zieloną masę przeznacza się na paszę. Heterozja objawia się zwykle w pokoleniu pierwszym mieszańców. W roku następnym, przy rozmnażaniu następuje rozszczepienie, wskutek czego żywotność oraz plon spada. Przy zmieszaniu nasion dwu odmian, w pierwszym roku przekrzyżowanie zachodzi mniej więcej w 50%. W roku następnym zwiększa się o dalsze 25%. Pozostały odsetek powstanie ze skrzyżowania w obrębie odmiany. Zjawisko heterozji nie wystąpi więc we wszystkich roślinach. Rośliny mieszańcowe dadzą większy plon niż odmiany wyjściowe. W dalszych pokoleniach rozszczepiają się, w związku z czym otrzymuje się materiał niejednolity, co może utrudniać zbiór bądź użytkowanie. 8.co to są rośliny transgresyjne- za i przeciw ich uprawie Rośliny zaw, w swoim genomie geny pochodzące od innego gat, wyprowadzone metodą inżynierii genetycznej. Otrzymuje się je w celu wprowadzenia korzystnych cech do hodowli i uprawy roślin. Przykładem takich roślin mogą być: 1. Rośliny o nowych cechach: -bawełna z dom, poliestru, -pomidory o przdłużonej trwałości, -sałata produkująca szczepionkę przeciw żółtaczce, -wprowadzenie do uprawy ryżu z 4 dodatkowymi genami które wytwarzają prowitaminę A 2.rosliny odporne na herbicydy: odporne na herbicydy odmiany kukurydzy, Rzepaku, pomidora, soi 3.rośliny odporne na choroby i szkodniki: -kukurydza odporna na szkodniki, -ogórek odporny na mozaikę ogórkową, -kalafior odporna na bielinka kapustnika, 4 rośliny odporne na czynniki zewnętrzne: metalr ciężkie, niska temp., 5 rośliny o lepszej jakości: -pomidor o przedłużonej świeżości, -ziemniaki o zwiększonej ilości amylopektyn w skrobi –soja o obniżonej zawartości kwasu palmitynowego KORZYSCI: -wzrost plonów, polepszenie jakości i ułatwienie produkcji , zmniejszenie areału upraw, zmniejszenie kosztów produkcji, zmniejszenie deficytu żywności, -wprowadzenie roślin odpornych na patogeny – zmniejszenie ilości pestycydów, -rekultywacja nieużytków, oczyszczanie skażonych zbiorowisk wodnych, -wprowadzenie roślin zdolnych do produkcji szczepionek, hormonów, witamin- ułatwia dostęp do leków, obniża koszty ich produkcji WADY: -horyzontalny przepływ genów pomiędzy gatunkami- niekontrolowane rozprzestrzenianie się genów na inne, niezmodyfikowane rośliny, brak oceny tego zjawiska dla ekosystemów, -transfer genów odporności na herbicydy z roślin uprawnych na chwasty, -ryzyko że owady zapylające mogą paść ofiarą białka Cry –przepływ toksyn ze zmodyfikowanych roślin do gleby, zagrożenie dla mikroflory i fauny glebowej, -ograniczenie bioróżnorodności organizmów, -możliwość występowania alergii pokarmowej i wziewnej u człowieka, -stwierdzono zwiększenie śmiertelności larw i owadów używanych do biologicznej walki z patogenami

1.Metoda rezerw Metoda ta stosowana jest w hodowli roślin jednorocznych, u których selekcję na cechy użytkowe można wykonać dopiero po kwitnieniu, czyli po zapyleniu mieszaniną pyłku pochodzącego także z roślin nieodpowiednich dla założonych celów hodowlanych. Stosowana jest w hodowli żyta i ogórka. W pierwszym roku zbiera się nasiona z wybranych roślin i dzieli na dwie części. Jedna część zostaje przeznaczona do oceny potomstwa wybranych pojedynków, w zależności od współczynnika rozmnażania, na pojedynczych poletkach (żyto) lub w doświadczeniach ścisłych (ogórek), a druga część nasion jest przez ten czas przechowywana. W następnym roku wysiewa się tylko przechowane nasiona tych pojedynków, które uzyskały najlepszą ocenę na poletkach lub w doświadczeniach. W ten sposób do zapylenia dopuszcza się tylko formy dające najlepsze potomstwa. Selekcję można powtarzać w kolejnych cyklach hodowlanych. Podobny sposób postępowania można stosować także w odniesieniu do całych rodów, a nie tylko pojedynczych roślin . Metoda pozwala na częściową kontrolę zapylenia, która nie występuje w metodzie rodowodowej stosowanej u roślin jednorocznych i selekcji prowadzonej na cechy ujawniające się po kwitnieniu. Mimo że cykl selekcyjny w tej metodzie trwa dwa lata (selekcji dokonuje się raz na dwa lata), postęp w wyniku tak prowadzonej selekcji jest szybszy niż przy corocznie dokonywanej selekcji w metodzie rodowodowej. 2.Krzyżowanie wielokrotne. Pojedyncze krzyżowanie proste nie pozwala niekiedy na otrzymanie potomstwa o kilku dodatnich właściwościach. Wówczas lepsze wyniki daje kilkakrotne krzyżowanie z celowo dobranymi formami rodzicielskimi. W tym celu pochodzące ze skrzyżowania prostego mieszańce należy ponownie krzyżować z jakąś inną odmianą o znanych i pożądanych cechach i wreszcie uzyskanego nowego mieszańca jeszcze raz skrzyżować z jeszcze inną cenną odmianą. Takie krzyżowanie nazywa się wielokrotnym, a przeprowadza się je zgodnie ze schematem: [(A xB)xC]xD. 4.Aloploidy pszenica zwyczajna triticum aestivum l.2n=42 chromosomów powstała ze skrzyżowania dwóch gatunków pszenic z dwoma gatunkami kozieńca. Pszenżyto – powstało ze skrzyżowania żyta Secale cereale 2n=14 RR z pszenicą heksaploidalną o genomie AABBDD = triticale oktoploidalne o 56 chromosomach(AABBDDRR) Jeżeli skrzyżowaną żyto RR z pszenicą o genomie AABB – otrzymano triticale hakseploidalne o 42 chromosomach o genomie AABBRR Właściwości alloploidów –większa liczba chromosomów pochodzących z 2 gatunków powoduje, że charakteryzują się one większą liczbę genów- większym bogactwem genetycznym – Są bujniejsze i lepiej lądują – mają większą zdolność adaptacyjną, odporność na choroby, szkodniki – są często roślinami pionierskimi, zasiedlają nowe obszary zaniedbane, zdegradowane. Rośliny warzywne dostarczają dobrze udokumentowanych przypadków amfioliploidów. Podstawowe gatunki diploidalne z rodzaju Brassica, a mianowicie: B.oleeacea, B.nigra i B.comperstris mają haploidalną liczbę chromosomów: 8,9 i 10. 5.Zapobieganie skutkom chowu wsobnego Mechanizmy genetyczne ułatwiające produkcję nasion odmian mieszańcowych: -męska sterylność ( kukurydza, cebula, marchew, burak)-w kwiatach wytwarzane są woreczki zalążkowe z funkcjonalnymi kom. Jajowymi, natomiast pyłek nie tworzy się wcale lub jest nieżywotny, przy chowie wsobnym łagiewka pyłku kiełkuje bardzo wolno jeżeli dotrze do komórki jajowej może nie dojść do zapłodnienia lub zarodek szybko obumiera -linie żeńskie (ogórek)-  najpierw inicjują się kwiaty żeńskie, a następnie w niewielkiej ilości kwiaty hermafrodytyczne i męskie -dwupienność (szparag, szpinak, chmiel)- zróżnicowanie na osobniki męskie i żeńskie -samoniezgodność (kapustne, burak, żyto, koniczyna)- niezdolność do zapylenia własnym pyłkiem mimo że pyłek ten jest żywotny 6.zdolność kombinacyjna i metody jej oceny Wartość kombinacyjna linii - właściwość linii, która po krzyżówce z inną daje wysoki efekt heterozji - jej miarą jest plenność potomstwa F₁; wysoki plon mieszańców świadczy o dobrej zdolności kombinacyjnej jego form wyjściowych. - linie wsobne o wysokiej w.k.l. są rzadkie Ogólna wartość kombinacyjna (OWK) badanej linii wsobnej określa zdolność do wydawania bujnego potomstwa przy krzyżowaniu jej z wieloma innymi liniami hodowlanymi (OWK wynika z addytywnego działania genów). Znając efekty OWK form wyjściowych hodowca może przewidzieć średnią wartość potomstwa z ich kojarzeń. Specyficzna zdolność kombinacyjna (SWK) charakteryzuje ona zdolność dwóch różnych linii do wydawania bujnego potomstwa przy ich wzajemnym przekrzyżowaniu (SWK wynika z nieaddytywnwgo działania genów). Metody oceny zdolności kombinacyjnej: Układ krzyżowań diallelicznych – polega na skrzyżowaniu wszystkich linii według zasady „każda z każdą”. Test topcross – dla gatunków, u których możliwe jest usunięcie pyłku z roślin matecznych na drodze kastracji lub przy wykorzystaniu roślin męskosterylnych; metoda ta służy do wstępnej selekcji linii przed przystąpieniem do krzyżowania diallelicznego. Wszystkie badane linie wsobne są krzyżowane z jednym zapylaczem – testerem (linia lub odmiana o dobrej OWK). Bujność potomstwa linii i testera ocenia się w doświadczeniu. Test polycross – stosowana w hodowli roślin wieloletnich o drobnych obupłciowych kwiatach (trawy, motylkowe); metoda ta znalazła zastosowanie w hodowli odmian syntetycznych. Wybór pojedynków, namnożenie (klony), przepylenie pomiędzy klonami w poszczególnych blokach krzyżowania. W doświadczeniu oceniane jest potomstwo bloków. Ocena potomstwa ze swobodnego przepylenia – stosowana w hodowli gatunków, u których trudno usunąć pyłek z roślin matecznych (drobne kwiaty, brak ms); metoda pozwala na ocenę OWK badanych linii. W sposób losowy wysadzane są na jednym polu wszystkie testowane linie lub klony. Potomstwo powstaje przy udziale pyłku z całego poletka. Potomstwo linii oceniane jest w doświadczeniu.

4..Kiedy i dlaczego stosuje się hodowlę mutacyjną? Powodem wywoływania mutacji jest: a) brak zmienności genetycznej, zawężenie pól genów , erozja genetyczna b) niska frekwencja występowania jakiejś cechy, c) występowanie danej cechy u danego gatunku, ale z prawa szeregów homologicznych wynika, że prawdopodobieństwo jej wystąpienia jest duże. Stosuje się ją wówczas gdy nie uzyskujemy zmienności genów na drodze krzyżowań . 7.Heterozja i jej rodzaje- definicja przyczyny zanikania efektu heterozji w późniejszych pokoleniach to bujność mieszańców pokolenia F1 w stosunku do form rodzicielskich, większy wigor mieszańców, ujawnia się po skrzyżowaniu dwóch genetycznie różnych homozygotycznych genotypów, nie jest dziedziczna i w pokoleniu F2 następuje wyraźny spadek bujności, może być dodatnia lub ujemna. Rodzaje heterozji:  Generatywna - powiększenie u mieszańców organów generatywnych tj. kwiatostanów, nasion, owoców. Wegetatywna- powiększenie u mieszańców organów wegetatywnych tj. łodyg lub liści. Adaptacyjna- mieszańce wykazują lepsze przystosowanie do warunków środowiskowych np. dzięki lepiej rozwiniętemu systemowi korzeniowemu. Przyczyny zaniku heterozji: Efekt heterozji ogranicza się do pokolenia F1, w następnym pokoleniu maleje lub zanika. Utrwalenie heterozji jest możliwe tylko u roślin rozmnażanych wegetatywnie. Linie o utrwalonym genotypie podczas krzyżowania jednorazowego dają określony i zawsze powtarzalny efekt heterozji. Efekt heterozji zależy od komponentów rodzicielskich użytych do krzyżowania. 6.Jak i po co otrzymujemy autoploidy- wady i zalety Autoploid - organizmy, u których zmianie ulega pełna liczba genomowa, jest to zwiększenie tego samego genomu. Wywołuje się to działaniem przez kolchicynę dotyczy to tylko roślin. Kolchicyna to alkaloid stosowany do otrzymywania poliploidów- niszczy włókna wrzeciona podziałowego podział komórek zatrzymuje się w stadium metafazy Wady autoploidów: 1. Powiększają komórki, co prowadzi do gigantyzmu u roślin 2. Nie ma zastosowania u zwierząt Zalety: 1.Większa bujność mieszańców 2. Większa żywotność 5.Omów działanie mutagenów mutacje-zmiana dziedziczna powstająca nagle, skokowo wskutek: zmiany genu w nowy jego alleli, zmiany struktury chromosomu, zmiany ilości chromosomów. przyczynami mutacji są błędy w replikacji DNA- są źródłem mutacji punktowych i mutageny. Mutacje powstają a) w sposób spontaniczny- np.w wyniku niedopasowania nukleotydów podczas replikacji, b) w wyniku indukcji mutagenem (mutagen oddziałuje z DNA rodzicielskim wywołując zmianę struktury, która wpływa na właściwości komplementarnego wiązania zmienionego nukleotydu) Czynniki mutagenne fizyczne:-promieniowanie nadfioletowe, -promieniowanie jonizujące, -ciepło chemiczne:- alkohol i papierosy, -antybiotyki, alkaloidy(narkotyki). Mutageny działają jak analogi zasad- są mylnie wykorzystywane jako substraty podczas syntezy nowego DNA w widełkach replikacyjnych. Reagują bezpośrednio z DNA wywołując zmiany strukturalne, które prowadzą do błędnego kopiowania nici matrycowej podczas replikacji DNA. Mogą działać na DNA pośrednio powodując wytwarzanie w komórce związków chemicznych takich jak nadtlenki, które mają bezpośrednie działanie mutagenne 1..Omów metodę rekombinacyjną stosowaną w hodowli roślin samopłodnych . Metody hodowli roślin samopłodnych: 1. Met. Rodowodowa (najczęściej stosowana) – najczęściej stosow., selekcja rozpoczyna się wcześnie od pokolenia F2. Jest to seria notowań wskazujących pochodzenie i stosunki pokrewieństwa między liniami. Pozwala na pozostawienie po jednej linii z grupy linii blisko spokrewnionych, usunięcie pozostałych i przeprowadzenie między nimi selekcji. Zalety -duże ograniczenie linii (wcześnie rozpoczęta selekcja, bo od F2), -znane pochodzenie (rodowód linii), -skuteczna dla cech o dużej odziedziczalności, -szybka met. otrzymania odmiany. Wady - duża heterozygotyczność wybieranego potomstwa powoduje że wybieramy pojedynki które się rozszczepiają i proces się wydłuża, - mało skuteczna dla cech o niskiej odziedziczalności. 2. Met. popul. mieszanych (ramszów)- selekcja od pokolenia F6. Materiałem wyjściowym jest potomstwo uzyskane ze skrzyżowania 2 linii  Pokolenie F2 wysiewa się w tzw. Ramszu  aż do pokolenia F5.Sześć lat bez selekcji sztucznej, populacja mieszańcowa, wzrasta udział homozygot, eliminacja osobników słabych. Dzięki selekcji naturalnej w pokoleniu F6 otrzymujemy dobrze zaadaptowane rośliny, z których potomstwa wybiera się najlepsze pojedynki i wysiewa w liniach. W następnych latach wybiera się najlepsze linie do nowej odmiany. 8.Co to są rośliny transgeniczne jak i po co się je uzyskuje? Rośliny transgeniczne - rośliny zawierające w swoim genomie geny pochodzące od innego gatunku wprowadzane metodami inżynierii genetycznej. Otrzymuje się je w celu wprowadzenia korzystnych cech do hodowli i uprawy roślin. Uzyskanie roślin transgenicznych jest złożonym procesem. Wprowadzone do rośliny geny są izolowane i konstruowane metodami inżynierii genetycznej, a następnie wprowadzane do komórek modyfikowanej rośliny. Wyselekcjonowane komórki poddaje się ostatecznie regeneracji w warunkach in vitro i w ten sposób uzyskuje się kompletną roślinę. 2.Na czym polega krzyżowanie wypierające, gdzie i kiedy ma zastosowanie? Jest to forma krzyżowania wstecznego - wielokrotne powtarzanie krzyżowania z jedna z form rodzicielskich z jednoczesną selekcją w kierunku zachowania w potomstwie tylko pożądanych właściwości formy pierwszej. Jest to wielokrotne krzyżowanie wsteczne. Celem jest ograniczenie udziału drugiej formy rodzicielskiej do przekazania tylko jednej cechy. Krzyżowanie wypierające-wielokrotne krzyżowanie potom­stwa z jedną z form rodzicielskich (B) ma na celu wyparcie niekorzystnych cech formy drugiej (A), a pozostawienie jedynie niektórych korzystnych genów formy wypieranej. Dzięki tej metodzie krzyżowania można wprowadzić pewne geny bez zmiany zasadniczego genotypu lub połączyć cytoplazmę jednego komponentu z genami drugiego. Krzyżowanie wypierające bywa stosowane np. w hodowli odpornościowej oraz przy wprowadzaniu cytoplazmatycznej męskiej niepłodności. 3.Omów metodę otrzymywania odmian syntetycznych? Jest to połączenie materiałów o wyższej zdolności kombinacyjnej ( 4 czyste linie). Wybór materiału wyjściowego. Otrzymanie linii klonów lub populacji o dobrej zdolności kombinacyjnej. Połączenie wybranych form rodzicielskich na wspólnym polu przebywania. Rozmnożenie form rodzicielskich, coroczna produkcja nasion F1. Odpowiednio dobrane linie pozostawia się do swobodnego przekrzyżowania, nie wykonuje się ani kastracji, ani sztucznego krzyżowania.