Hodowla i nasiennictwo - wykład VI

Alleloploidy (mieszańce oddalone)

Definicja alleloploidów, rola, efekty i cele krzyżowania oddalonego, sposoby powstawania alleloploidów, bariery i utrudnienia podczas krzyżowania oddalonego

Alleloploidy (amfiploidy) - poliploidy z chromosomami uzyskanymi z różnych gatunków po zdublowaniu ich liczby.

Chromosomy homologiczne - chromosomy o tym samym kształcie i wielkości zawierają podobną informację genetyczną, czyli geny. Geny te jednak mogą występować w innych postaciach, czyli allelach. jeden chromosom przy parze pochodzi od ojca, a drugi od matki. Potczas mejozy chromosomy homologiczne łączą się w pary (są na przeciwko siebie!) i wymieniaja odcinki.

Chromosomy homeologiczne - chromosomy są podobne do homologicznych; są to chromosomy należące do różnych genomów rodzicielskich tak podobne jak homologiczne co prowadzi do tetrasomicznego dziedziczenia cech i rekombinacji między genomowej.
Homeologiczne - mogą ze sobą koniugować, mimo że mają niewielkie zmiany.

Rola krzyżowania oddalonego
- różna w zależności od gatunku oraz rodzaju cech, które chcemy przenieść lub połączyć w mieszańcu (mamy formę dziką i uprawną, do wrażliwej chcemy dodać więcej odporności - która występuje w formie dzikiej - pytanie czy uda nam się wyprzeć dzikość, ale zachować cechy tolerancji)
- najcześciej ........................

Efekty krzyżowania oddalonego
- czy i w jakim okresie otrzymamy płodne potomstwo
- czy i jak szybko uda się nam poprzez krzyżowanie wsteczne wyprzeć z mieszańca pozostałość dzikiego rodzica.
U pomidora 12 lat, aby, aby oddzielić odporność na nematody od niepoządanych cech owoców.
Istnieją bariery gatunkowe, które powodują, że w wyjątkowych przypadkach można uzyskać mieszańce oddalone (szczególnie u mieszańców, które później jest niepłodne). Takie krzyżowanie nie zawsze skutkuje.

Cele krzyżowania oddalonego
- przeniesienie, kombinacja pożądanych genów - żyto, odporność znaleziona w Mektysku w dzikich ziemniakach
- rozszerzenie zdolności adaptacyjnych - dzikie odmiany soi
- poprawa jakości - wyższa zawartość białka u ryżu, owsa, soi. Lepsza tekstura ziemniaka - S. gonicalyx niższa zawartość nikotyny - z N. debneyi
- zwiększenie plonu - rzadko, ale niekiedy
- stymulowanie postawania haploidów i form sterylnych wykorzystywanych w hodowli heterozyjnej (sterylność - głównie CMS - niezgodność lub brak współdziałania pomiędzy genomem jądrowym a plazmonem - cytoplazma po matce
- do analizy stopnia pokrewieństwa i analizy genomów
- do resyntezy istniejących gatunków - zwiększenie zmienności i wprowadzenia cech nie istniejących w allopoliplidach, ale które są obecne w gatunkach rodzicielskich ===> powstanie allopoloida - wydarzenia - hybrydyzacja, zdublowanie chromosomów - wysoka zdolnośc konkurencyjna środowiska (w przeciwnym wypadku on zginie)

Główne allopoliploidy u roślin uprawnych: pszenica, owies, tytoń, bawełna, trzcina cukrowa, truskawki, rośliny ozdobne, drzewa owocowe.

Praktyczne sykcesy hodowlane krzyżowania oddalonego:
- ograniczone - Triticale, Festulolium (kostrzewa łąkowa) x życica wielokwiatowa (Lolium ssp)
- przyczyna - niestabilność genetyczna, zakłócenia w mejozie - słaba płodnośc mieszańców
- przyczyna - koniugacja pomiędzy chromosomam homeologicznymi i gamety o zrónicowanej liczbie chromosomów
- naturalnne alloploidy - genetyczny system - prawidłowości koniugacji i mejozy
- pszenica - gen na chromosomie 5B, który zapewnia prawidłowość mejozy pomiędzy ...................

Sposoby powstawania alloploidów
IN VIVO
- krzyżowanie i dublowanie liczby chromosomów
- dublowanie i krzyżowanie (hybrydyzacja)
- ......................

Krzyżowanie i dublowanie chromosomów
- zakładając, że krzyżujemy dwa osobniki diploidalne, efektem jego jest w idealnym przypadku: normalna mejoza, jednakowa liczba chromosomów w gametach, płodne potomstwo. Dublowanie chromosomów ...................

Dublowanie chromosomów i krzyżowanie:
- efekt metody drugiej jest .........

Użycie gamet niezredukowanych obojga rodziców lub ich mieszańców
- efekt - pełne wigoru mieszańce o dużej zdolności adaptacyjnej
Wg. Harlana i de Witta większość poliploidów powstała przez gamety niezredukowane przynajmniej jednego z partnerów

Bariery i utrudnienia podczas krzyżowania oddalonego
- zewnętrzne np. różnice w terminie kwitnienia
- wewenętrzne: pomiędzy zapyleniem a zapłodnieniem; pomiędzy zapłodnieniem a wzrostem zarodka i jego kiełkowaniem

Jeżeli geny penetracji działają silnie, a geny blokady słabo - to zachodzi do zapłodnienia. U ludzi jest podobna sytuacja (samoniezgoność u ludzi, kiedy nie mogą mieć dzieci i są problemy z zapłodnieniem. Zmiana partnera pozwala na płodność. Nieaktywność fizyczna wpływa na niepłodność)

- wewnętrzne - pomiędzy zapyleniem a zapłodnieniem
Interakcja pomiędzy łagiewką pyłkową
Geny barierowe................

Wewrnętrzne - pomiędzy zapłodnieniem a wzrstem zarodka i jego kiełkowaniem - brak garmonijnego rozwoju zarodka w wyniku niedopasowania genomów rodzicielkskich, a szczególnie.................

Allopoliploidy zwierząt:
(Mieszaniec - samiec - samica)
Muł - Osioł - Koń
Osłomuł - Koń - Osioł
Zebroid - Koń - Zebra
Żubroń - Żubr - Krowa
Tyglew - Tygrys - Lew

Alloploidy - ludzie
humpans, zarodki hybrydowe
ludzie - chimery

Ilja Ivanowicz Ivanow profesor weterynarii, specjalista od sztucznego zapłodnienia koni, w 1910 roku na światowmym kongresie zoologów dał wykład o możliwym stworzeniu hubrydy człowieka i małpy - humpansa. Profesor dostał kasę. Pojechał do Gwinei Francuzkiej. Tam próbował zapłodnic szympansice ludzkim nasieniem. Próbował również zapłodnić kobiety nasieniem zwierzęcia. .................

Tani i szybki sposób uzyskiwania komórek macierzystych - hubrydowe komórki ludzkie z komórkami krótlika, owcy czy krowy. Dzięki temu można nie posługiwać się żeńskimi komórkami jajowymi. Jądro z ludzkim DNA jest wporowadzone do komórki krowy, z którego usunięto jądro. W konsekwencji zarodek będzie w 99,9% ludzki, krowie będzie tylko DNA w cytoplazmie (cybryda). Komórka zmuszona do podziałów - prądem elektrycznym po 14 dniach zarodek był niszczony.
Celem jest uzyskanie łatwego dostępu do komórek macieżystych ..............
Wszystko dlatego by uzyskać zapasy komórek, a nawet narządów (wątroba, itp)

Rewolucyjne odkrycie w dziedzinie stomatologii
Naukowcy zdołali zainicjować prowce, w którym komórki macierzyste...............

Lydia Fairchild - Ludzka chimera - według badań DNA jej mąż był ojcem jej trzeciego dziecka, ale ona nie była jego matką. Oskarżona o wynajęcie macicy (bycie surogatką) i probę wyłudzenia pieniędzy z opieku społecznej - jej ciało jest chimerą, czyli organizmem zbudowanych z conajmniej dwóch typów komórek DNA. Nie jest hybrydą lecz chimerą.
W łodnie matki - 2 żeńskie zarodki połączone w jeden. Do implantacji w macicy zapłodnione komórki otoczone osłonka przejżystą. Gdy dwie komórki tracą osłonkę lub implantują się blisko w macicy - wzajemne wrastanie komórek.
- gdy ta sama płeć - brak kłopotów - widoczne gdy skóra składa się z różnych komórek - mozaikowate zabarwienie naskórka, tęczówki oka
- gdy różna płeć - zaburzenia w rozwoju narządów płciowych

Podsumowanie
Allopoliploidy - stanowią jedną z metod pokonywania barier gatunkowych
Kluczową sprawą jest genetyczna kontrola prawidłowości koniugacji chromosomów homologicznych
konwencjonalna hodowla zanotowała dwa sukcesy krzyżowania oddalonego - triticale i festulolium
Gdy ............