PYTANIA

1. Etapy hodowli:

• Nieświadoma hodowla (prowadzona przez rolników)

• Naukowa - I połowa XX w. Selekcja krzyżowanie selekcja

• 1983 r - uzyskanie pierwszej rośliny transgenicznej - tytoń

2. Penetracja genowa

Gdy osobniki o jednakowych genotypach różnią się fenotypowo, to mówimy o różnej penetracji genowej

Ekspresja genów różne nasilenie cechy w fenotypie

3. Rodzaje penetracji

Pod względem genetycznym określamy penetrację jako częstotliwość z jaką dominujący lub recesywny allel ujawnia się w fenotypie

Wyróżniamy:

• Penetrację zupełną, genotyp = fenotyp

• Niezupełna nie u wszystkich genotyp = fenotyp

4. Utrzymywanie roślin

FAO opracował zasady utrzymywania roślin w sztucznych kolekcjach

1. Kolekcje podstawowe do max długiego przechowywania roślin bez manipulacji

2. Kolekcje aktywne do średniego czasu, rozmnażania, wymiany, oceny, dokumentacji

3. Kolekcje robocze każdy hodowca ma swój ekotyp powstały w skutek współdziałania ze środowiskiem

5. Autoploidy i ich właściwości

Autoploidy rośliny, które maja więcej niż 2 kopie homologicznych chromosomów, tego samego gatunku. Powstają w wyniku działalności czynników mutagennych: promieniowanie UV, niska temp.

Właściwości:

• Zwiększenie komórek (gigantyzm)

• Większe komórki szparkowe, ziarna pyłku

• Wolniejszy wzrost i dojrzewanie

• Trudności z płodnością (mitoza - czynniki środowiskowe)

• Nie spełniły stawianych wymagań, sprawdzają się tylko tam gdzie interesują nas części wegetatywne

6. Alloploidy i ich właściwości

Alloploidy mieszańce oddalone, międzyrodzajowe i gatunkowe. Czynnikiem determinującym płodność jest występowanie homologicznych chromosomów (w tych samych loci mają allele tych samych genów)

Sens uzyskiwania:

• Zmienność genetyczna

• Zróżnicowanie cech osobników lepsze cechy

• Mieszańce są niepłodne

Wyróżniamy: aloploid sterylny - niepłodny, nie ma chromosomów homologicznych

Aloploid ferylny - płodny, uzyskiwany po działaniu kolchicyną

Np., pszenica, rzepak, pszenżyto, festulolium

7. Haploidy, powstawanie i wykorzystywanie

Haploid organizm saprofityczne, o gametycznej liczbie chromosomów

Uzyskiwanie

• In vitro

• Androgeneza - wykorzystanie pyłku lub pylników, na pożywce zachodzi embriogeneza 9wytworzenie zarodków somatycznych) lub przez hallus

• Ginogeneza - powstanie zarodka lub rosliny z niezapłodnionej komórki jajowej

• In vivio

• Partenogeneza - rozwój zarodka z niezapłodnionej komórki jajowej

• Redukcja somatyczna - eliminacja chromosomu 1 gatunku w komórce zarodka mieszańcowego

Wykorzystanie:

• W hodowli roślin

• Prowadzenie hodowli z poziomu 4x do 2x

• Szybkie uzyskanie linii homozygotycznych

• W badaniach genetycznych

• W analizie genomów i ustalenia dróg ewolucji gatunków

• W badaniach mutacyjnych (bo allel jest pojedynczy i ujawnia się fenotypowo

8. Etapy somatycznej hybrydyzacji

• W 1902 roku powstała koncepcja łączenia komórek, tzw. somatyczna hybrydyzacja

I etap - uzyskanie nagich komórek

II łączenie - fuzja protoplastów

III selekcja produktów fuzji (nie wszystkie się połączyły)

IV uzyskanie roślin mieszańcowych metodą kultur tkankowych

9. Co to są heterokariocyty?

Heterokariocyty mieszaniec, który ma połączone jądra, organelle obu organizmów

10. Hybryda somatyczna - aby ją uzyskać, musi być zgodność chromosomalna, dlatego dobre jest łączenie gatunkowo spokrewnionych, często łączy się dzikie

11. Współczynnik odziedziczalności, zjawisko korelacji

H²

Jeśli h² =0,3 (30%) to zmienność cechy w 30% determinowana jest genotypem, a 70% przez środowisko

Gdy h² = 0 - wartość zmienności zależy tylko od środowiska, selekcja jest nieskuteczna

Gdy h² = 1 - to całość zależy od genotypu, może być przekazywana

Zjawisko korelacji istnieje współczynnik korelacji, który informuje nas o sile związku między cechami. Wówczas gdy jedna cecha rośnie, druga maleje. Zwykle zjawisko korelacji jest ujemne.

12. Od czego zależy efektywność selekcji.

• Od wielkości populacji

• Od zmienności cechy w populacji

• Od ostrości selekcji

• Od liczby cech

13. Rodzaje selekcji (prócz masowej i indywidualnej)

• Następcza - prowadzona na jedna cechę, potem na następną, aż uzyskamy „pułap selekcji”

• Niezależna - na kilka cech jednocześnie ( intensywność selekcji danych cech jest mniejsza, ale większy postęp hodowlany)

• Wskaźnikowa - dla każdej cechy ustalamy pewne, wskaźnikowe skale porównawcze, które sumujemy. Interesuje nas tylko suma punktów, w skrajnych wartościach jedna cecha ma 100 punktów, a druga 0 punktów. WSP - wskaźnikowe skale porównawcze

14. Program hodowlany zakłada cele hodowli, zasady krzyżowania, selekcji, doboru materiału, zależy od sposobu krzyżowania i rozmnażania i kojarzenia roślin

• Płciowo - łączą się gamety, zmienność w potomstwie

• Bezpłciowo - apomiksja, partenogeneza, zarodek nie ma charakteru mieszańcowego

Cel -> uzyskać odmiany heterozyjne (brak rozszczepienia cech)

Sposoby kojarzenia

• Samopylne - populacje homozygotyczne

• Obcopylne - swobodne (panmiktyczne) ustalenie równowagi zgodnie z prawem Hardiego - Webera

15. PPO - panmiktyczna populacja obco płodna

1. Metoda hodowli odmian populacyjnych

• Selekcja masowa - bardzo prosta, duża populacja = duża odziedziczalność, możliwość kontroli zapylenia

• Selekcja indywidualna - bardzo skomplikowana, pozwala na lepszą ocenę roślin przez ocenę ich potomstwa (metoda rezerw)

2. Hodowla odmian syntetycznych - podobna do heterozyjnej. Populacja powstała wskutek swobodnego przekrzyżowania linii wsobnych. Oceniane wg wartości kombinacyjnej

16. Heterozja - efekty i hipotezy

Heterozja (schill) - wigor mieszańców pokolenia F₁ wykracza pod względem cechy poza zakres form rodzicielskich

Efekty:

• Dotyczą głównie cech ilościowych

• Cechy o dużej odziedziczalności w małym stopniu ujawniają heterozje

• W cechach jakościowych zmiana wartości efektu cechy jest prawie niezauważalna

Hipotezy:

• Dominowanie - zakłada, że w determinowaniu heterozji liczą się tylko geny dominujące, ale można uzyskać homozygoty tak samo produktywne jak heterozygoty.

• Naddominacja - w stanie heterozygotycznym gen silniej dominuje niż stanie homozygotycznym. Zakłada, że wigor mieszańca mającego gen dominujący i recesywny jest większy niż u homozygot. Nie można uzyskać homozygot tak samo produktywnych jak heterozygot.

• Równowaga genetyczna - efekt heterozji - silnie współdziałanie w obrębie genotypów. Jeden allel działa stymulująco, a drugi obniżająco, a efekt ostateczny zależy od współdziałania.

• Słabego ogniwa - zakłada, że ostateczne efekty zależą od współdziałania ogniw, od najsłabszego bo gdy pęknie to cały łańcuch się rozpada

17. Zalety i wady odmian mieszańcowych

zelety

• Duzy plon i jakość - efekt heterozji

• Możliwość zrekombinowania w odmianie cech dominujących

• Odmiany są homogeniczne (jednorodne)

• Trudna kradzież materiałów hodowlanych

• Wady

• Wysoki koszt produkcji nasion

• Co roku trzeba odnawiać materiał hodowlany

• Wąska baza genetyczna, wzrasta możliwość porażenia szkodnikami i chorobami

18. Zalety i wady gametoidów

Zalety:

• Zbędne jest uzyskanie linii męsko sterylnych

• Linie, w których jest problem z pyleniem mogą być wykorzystywane jako komponenty mateczne

• Oszczędność czasu

Wady:

• Może powodować sterylność form matecznych

• Skrócenie czasu kiedy znamię jest zdolne do przyjęcia pyłku

• Deszcze i silny wiatr może uniemożliwić zabieg oprysku

• Przed opryskiem należy uwzględnić współdziałanie gamet środ. I genotypów

19. Hodowla odpornościowa

W 1905 roku Biffen powiedział, że odporność dziedziczy się zgodnie z prawami Mendla, warunkowana jednym, dwoma lub wieloma genami

• Odporność monogeniczna (nieodporne rośliny są porażone, a odporne nie) (jeden gen odporności), układ 0-jedynkowy - mechanizmy nadwrażliwości - obumieranie tkanek

• Poligeniczna - krzywa Gausa - każdy gen działa słabo

20. Doświadczenie Flora - (1947 - 1956) (lnu na rdzę)

Każdemu genowi odporności roślinie żywiciela odpowiada specyficzny gen wirulencji patogenu. Reakcja odpornościowa zachodzi wówczas, gdy roślina żywicielska posiada dominujący gen odporności, który nie był zrównoważony przez odpowiedni gen warunkujący wirulencję u patogena.

21. Boom a Boust

Jeśli wyhodujemy odmianę odporną to plon będzie wysoki, patogen musi wówczas zmienić genotyp. Człowiek znów hoduje odmianę odporną, więc znika patogen, a rośnie roślina, Wynika to z wyczerpania genów roślin odpornych. Z cyklem tym mamy do czynienia przy mechanizmie nadwrażliwości. Cykle te są ciągłe (np. zanik cholery)

22. Właściwa hodowla odpornościowa

• U obcopylnych

• Selekcja masowa - ciągła poprawa poziomu odporności

• Metoda krzyżówkowa - krzyżowanie z odpornymi i hodowla w rodach

• U samopylnych

• Selekcja masowa - jeśli znajdziemy jedna formę odporną to może ona dać początek odmiany

• Metoda krzyżówkowa - krzyżowanie wypierające (wsteczne). Bierzemy dziką odporną formę męską i nieodporną uprawną formę żeńską. Nasycamy mieszańca genami odpornymi z testowaniem.

Przez metodę krzyżówkową otrzymujemy odmiany multiliniowe (linie izogeniczne) - różnica jednym genem odporności, tylko jedna linia nieodporna na te rasę patogena.

• U rozmnażanych wegetatywnie - problem to wirusy (V) odcięcie merystemu wierzchołkowego i rozmnażanie In vitro - i uzyskamy formy odporne

23. Zalety i wady GMO

• Zalety

• Korzyści ekonomiczne

• Korzystne z punktu widzenia przemysłu (np. wzrost jakości)

• Jako szczepionki

• Likwidowanie głodu na świecie?

• Zmniejszenie zużycia pestycydów?

• Zwiększy się zysk rolnika, a jednocześnie spadną ceny żywności

• Złoty ryż wyleczy dzieci w III świecie (prowitaminę A)

• Wady

• Niepożądane przekrzyżowania (rzepak z chwastami z rodziny krzyżowe)

• Rośliny mogą być toksyczne dla fauny pożytecznej (pszczoły)

• Alergie u ludzi

• Mogą zajść transformacje organizmów glebowych

• Odporność owadów na toksynę Bt (owady przeżywają na bawełnie Bt wytwarzającej toksynę

• Powstawanie chwastów odpornych na glifosat

24. Porównaj łatwość produkcji nasiennej i heterozji pojedynczej i podwójnej mieszańców kukurydzy

• Pojedyncza - mały plon nasion, Duzy plon masy wegetatywnej

• Podwójna - odwrotnie, duży plon nasion, a mały masy wegetatywnej

25. Zarodek - triploidalny

Bielmo -tetraploidalne

26. CLW - czysta linia wsobna - brak zmienności genetycznej

27. Dlaczego samozapylenie u roślin obcopylnych powoduje negatywne konsekwencje genetyczne, a u samopylnych nie.

Wzrost homozygotyczności i wzrasta ryzyko ujawniania się genów letalnych

28. Na jakim poziomie ploidalności i dlaczego powinny być osobniki wskazujące na mutagenny wpływ środowiska

Gdy mamy monoploidy i zdublujemy chromosomy to mamy 100% pewności o homozygotyczności osobników. Haploidy SA dobre bo maja tylko 1 allel danego genu. Dzieki temu haploidy dobre SA do badania mutacyjnego wpływu środowiska. Stosowane są w badaniach mutacyjnych

• Podwyższony stopień ploidalności - kopie genu przed mutacjami

---