!©!На основании авторских прав разрешается перепечатка любого материала с сайта, с обязательным указанием автора, адреса и ссылкой на сайт lotenkov.ru 

 

В будущее №2

(Уважаемые садоводы, обращаюсь к вам со словами добра и надежды - вам предоставлен материал фактически «шаговой доступности» - максимально упрощённый, до допустимого минимума, по этой причине, за сокращенное изложение,  приносится извинение авторам.)

Ю.Л.


Дискуссия об адаптивных мутациях

В 1988 г. в журнале “Nature” появилась статья Дж.Кэйрнса с соавторами – Б.Холл о возникновении у бактерии отбор зависимых “направленных мутаций”…. Брали бактерии, несущие мутации в гене….. Сначала мутанты отмирали. Но спустя неделю и более наблюдался новый рост за счет вспышки реверсий именно в гене…. Как будто клетки в условиях жесткого стресса, не делясь (!), вели генетический поиск и адаптивно меняли свой геном.

Выжить могли только особи, у которых реверсии возникали одновременно в двух триптофановых генах. Частота появления таких особей была в 100 млн раз выше, чем ожидалось при простом вероятностном совпадении мутаций в двух генах. Холл предпочел называть этот феномен “адаптивные мутации”. Публикации Кэйрнса и Холла немедленно вызвали бурную дискуссию. Итогом ее первого раунда стало выступление одного из ведущих исследователей в области подвижной генетики Дж.Шапиро. Он кратко обсудил две основные идеи. Во-первых, клетка содержит биохимические комплексы, или системы “естественной генетической инженерии”, которые способны реконструировать геном. Активность этих комплексов, как и любая клеточная функция, может резко меняться в зависимости от физиологии клетки.

Во-вторых, частота возникновения наследственных изменений всегда оценивается не для одной клетки, а для клеточной популяции, в которой клетки могут обмениваться между собой наследственной информацией. Кроме того, межклеточный горизонтальный перенос с помощью вирусов или передачи сегментов ДНК усиливается в стрессовых условиях. Как считает Шапиро, эти два механизма объясняют феномен адаптивных мутаций и возвращают его в русло обычной молекулярной генетики Каковы же, на его взгляд, итоги дискуссии? “Мы нашли там генетического инженера с впечатляющим набором замысловатых молекулярных инструментов для реорганизации ДНК-молекулы”

- при грамотном воздействии на фенотип, частота адаптивных мутаций возрастает в 100 милионов раз.

Николай Иосифович Шапиро


Кудрявцев

С самого появления зародышевой клетки ее развитие и формирование наследственных свойств организма управляется не хромосомами, а постоянно налаживающейся и изменяющейся системой взаимодействия органелл целой живой клетки и системой взаимодействия клеток целого живого организма. Хромосомы играют важную и незаменимую, но подчиненную роль, обеспечивая в нужный момент производство белка необходимого вида. И все. А без структуры, без подвижной саморегулирующейся системы взаимодействия частей живой клетки и частей живого организма это не живой организм, а куча белка, мясо убитого животного.


Подвой и сроки вегетации

Используя свойство подвоя с коротким периодом вегетации влиять адекватно на привой, можно сокращать период его вегетации и таким обра­зом повышать зимостойкость привитых деревьев.                                                                                                         

Грязев В.А., доктор с-х. наук.


СПЕНСЕР, ВЕЙСМАН

Наследование приобретенных признаков принципиально возможно и должно представлять собой неотъемлемую часть эволюционного процесса, являясь выражением действия естественного отбора на уровне отдельного организма как популяции его элементов.

В связи с этим, не впадая в противоречие, мы можем вслед за Спенсером сказать: “Либо была наследственность приобретенных свойств, либо вовсе не было эволюции” (Г. Спенсер, , стр. 29), а вслед за Вейсманом: “...естественный отбор является единственным великим принципом, который делает организмы способными строго следовать за измененными условиями жизни”

Дарвин

Дарвин признавал существование наследования приобретенных признаков.

1) признаки организмов имеют приспособительный характер;

2) потомки наследуют признаки предков;

3) организмы способны приспособительно изменяться в течение своей жизни.

Вывод: признаки, приобретенные организмом в течение жизни, наследуютсягеном клетки непрерывно испытывает главным образом мелкие изменения своей структуры, значительная часть которых обращается системой репарации, другая часть - восстанавливается в результате обратного мутирования, третья, оставшаяся - испытывается внешними по отношению к ней условиями на способность быть в них.

Клетка, попавшая в измененную среду и не погибшая сразу, будет существовать “перебирая и пробуя” непрерывно возникающие варианты генома на способность осуществлять метаболизм в новых условиях.

В результате может получиться клетка, генотип которой направленно изменен средой, направленно в смысле большей приспособленности к существованию в измененной среде.

Дубинин

Проявление гена зависит от “генотипической среды”, от многочисленных генов-усилителей, генов-ослабителей, названных модификаторами. В результате, как пишет тот же Дубинин в другом месте, - “гены – это не зачатки признаков. ...Принцип действия кода гласит - каждый признак определяется всеми генами, каждый ген в конечном итоге определяет все признаки организма” Крайней ошибкой, согласно Дубинину, было бы считать, что привой и подвой никак не действуют друг на друга. Действуют! Но как? - Или это действие сохраняется пока сохраняется связь привоя с подвоем, или может сохраняться неограниченно долго при вегетативном размножении изменившейся формы, если прививается молодой гибридный сеянец, у которого при этом изменяется “не только характер биосинтеза, но и индивидуальное развитие организма”

Селективный способ передачи информации, показанный Дарвином на примере изменения вида приспособительно к среде, действует и на уровне отдельного организма, представляющего собой так же популяцию элементов, каждый из которых, в свою очередь снова является популяцией, способной к направленному средой изменению путем отбора ее элементов. Таким образом, теория естественного отбора объясняет не только направленную изменчивость видов, но и направленную наследственную изменчивость индивидов, а тем самым и наследование приобретенных признаков.

        При помощи прививок, метода менторов и собственно вегетативной гибридизации можно улучшать существующие сорта и можно создавать новые ценные формы растений.

Глущенко

1.   Между половой и вегетативной гибридизацией существует сходство, параллелизм. Заключается он в том, что вторым способом, так же, как и первым, можно передать любой признак, любое свойство от одного компонента — другому и закрепить это свойство в семенных поколениях.

2.  Наряду с параллелизмом между половой и вегетативной гибридизацией существуют различия. Особенностью вегетативных гибридов является иной тип расщепления признаков. Как правило, разнообразие здесь начинается с первого поколения и даже со времени прививки. Разнообразятся не только отдельные растения, отличаясь друг от друга в основных признаках, но происходит резко выраженная диференциация в пределах организма.

Вегетативным гибридам свойствен тип смешанной наследственности.

3.   Характерная черта прививочных гибридов — иная форма проявления свойств доминирования. Растения с рецессивными признаками нередко дают потомства с доминантными признаками.

4.   Вегетативным гибридам, как и половым, присуще явление гетерозиса. Если у половых гибридов это свойство характерно только для первого поколения, то у прививочных гибридов гетерозис не затухает, а часто прогрессирует из поколения в поколение. Гетерозис проявляется не только в мощном развитии растения, но и в укрупнении плодов, а в результате — и в повышенной (по сравнению с контролем) общей продуктивности.

5.  При изменении морфологических признаков у гибридов происходит глубокая перестройка анатомического порядка, в частности, изменяется характер строения клеток, в них появляются пластиды разных типов, причём каждый из них характерен только для определённого родительского компонента.

6.  При прививке филогенетически близких компонентов морфологических изменений в клетке не установлено. Наоборот, при прививках отдалённых (межродовых) изменяются и количество и физиологическое состояние хромосом (например, разное отношение к окрашиваемости). В последнем случае особенно резко нарушается процесс редукционного деления.

7.   Биохимические исследования показывают, что большинство количественных и качественных показателей второго компонента прививки — ментора — проявляется в семенных потомствах.

Т.Д. Лысенко

Известно, что между привоем и подвоем происходит обмен пластических веществ, обмен соков. Наследственные свойства могут передаваться из подвоя в привой и обратно. Пластические вещества, вырабатываемые привоем и подвоем, также обладают свойствами породы, т. е. наследственности.

Любая живая частичка или даже капелька тела (если последнее жидкое) обладает свойством наследственности, т. е. свойством требовать относительно определённых условий для своей жизни, роста, развития.

Вегетативные гибриды принципиально не отличаются от гибридов, получаемых половым путём. Любой признак можно передавать из одной породы в другую посредством прививки так же, как и половым путём. Поведение вегетативных гибридов в последующих поколениях также аналогично поведению половых гибридов. Явление так называемого расщепления, часто встречающееся в потомствах половых скрещиваний, имеет место также и в семенных поколениях вегетативных гибридов. Но у последних гораздо чаще и в значительно большей степени наблюдается так называемое вегетативное расщепление, т. е. мозаичность организма по тем или другим признакам.

Не во всех случаях получаются растения гибридного порядка, потому что породы, различные процессы одной и той же породы обладают избирательностью, предпочтительностью к своим условиям жизни, к пище. Само собой понятно, что пластические,вещества, вырабатываемые одной породой, являются в той или иной мере неподходящими для питания привитого компонента другой породы. Привитой компонент может их или вовсе не брать, не ассимилировать, или из всех веществ избирать только те, которые ему в большей степени подходят.

Этим и объясняется, почему нужно как можно меньше оставлять листьев того компонента, породу которого хотят изменить.

 

Экспериментатор, зная технику, методику прививок, зная биологию того или другого объекта исследований, в частности, его стадийность, может довольно легко получить вегетативные гибриды. И мы тому свидетели. Нам, в частности, неизвестен в последние годы ни один случай, чтобы кто-либо, работая с прививками, не получил наследственных изменений.  Часто наблюдаемое в год прививки отсутствие видимых изменений не означает отсутствия определённых качественных изменений в генеративных клетках растения. Наши эксперименты показывают, что именно такие изменения, временно скрытые, закономерны. Отсюда следует то, что потомство привитых растений всегда должно подвергаться исследованию, даже если явления изменчивости признаков в год прививки и не наблюдалось.

При прививке молодых сеянцев в крону старых, с установившейся наследственностью сортов, привои под влиянием подвоев претерпевают глубокие наследственного порядка изменения. Химеры  следует рассматривать как проявление смешанной наследственности, в результате вегетативной гибридизации, как одну из разновидностей гибридов, получаемых путём прививки.

 

Исследования показали, что при помощи прививки, аналогично половой гибридизации, можно наследственно изменить любой признак, в частности, окраску плодов, их морфологическую структуру, биохимические свойства, устойчивость против морозов, болезней и вредителей; при помощи прививок можно преодолевать нескрещиваемость при отдалённой гибридизации, наконец, путём прививок можно создавать новые ценные сорта сельскохозяйственных растений.

А.А. Авакян

Для закрепления направленных изменений, полученных путём вегетативной гибридизации, в последующих поколениях необходимо воспитывать растения под влиянием ментора путем вторичных прививок.

П.Л. Богданов

(1946) описывает полученные им вегетативные гибриды тополей. Сравнивая морфологические, анатомические и биологические особенности опытных растений, Богданов приходит к выводу, что полученные в результате прививки растения действительно обладают промежуточными признаками, напоминая в этом отношении половые гибриды. Всё это свидетельствует о том, заявляет автор, что полученные таким способом организмы не являются простым сочетанием генетически разнородных тканей (химерами), относящихся к разным видам растений, как это иногда считают. «Мы здесь, вероятно, имеем дело с явлением более сложного характера, и не исключена возможность, что в данном случае происходит образование настоящих вегетативных гибридов, подобных половым гибридам».

Эксперименты проводятся Богдановым в Центральном научно-исследовательском институте лесного хозяйства (г. Ленинград)

И. Е. Глущенко

Описывает вегетативные гибриды томатов с изменённой окраской плодов и характер наследования её вплоть до четвёртого семенного поколения.

Автор делает вывод, что в результате прививки, наряду с изменением окраски и формы плодов томатов, изменяется и их химический состав.

СОЛОДОВНИКОВ

Солодовников приходит к выводу  что, когда подвой и привой оказываются одинаково устойчивыми в своих признаках, явных изменений может и не появиться ; при удачном же подборе растений для прививки получаются подлинные вегетативные гибриды.

А.С. Филиппов

Особенно чёткие изменения получены автором при методике «вставок», т. е. когда на подвой прививался привой и на него (привой) дополнительно прививались ещё раз побеги подвоя. Таким путём была привита Ранняя роза на S. acaule. Из вставки Ранней розы были выращены побеги, которые после укоренения дали ботву Ранней розы с совершенно белыми круглыми клубнями. Изменения формы и окраски клубней, происшедшие в год прививки, сохранились и в потомстве.

А.А. ШМУК

Представление о независимом автономном развитии привитых растений является совершенно неправильным, как и представление о том, что наблюдаемые изменения в привое или подвое ограничиваются лишь изменением питания растений.

Корневая система растений не является только органом снабжения растений питательными минеральными веществами из почвы и снабжения водой, но принимает прямое и непосредственное участие в общих процессах синтеза органических веществ, протекающих в растениях.

Синтез алкалоидов в растении тесно связан с деятельностью корневой системы, которая определяет в большинстве случаев возможность фотосинтеза данного алкалоида. Вместе с тем, повидимому, имеются и такие алкалоиды, синтез которых в меньшей степени зависит от корневой системы и может происходить полностью в листьях растения.

Искусственное вмешательство в направленность биокаталитических процессов в растении, а следовательно, и в процессы синтеза и распада позволяет получить также и чисто практические эффекты. Так, уже в настоящее время прививка позволяет получить безникотиновые табаки, сладкие формы люпина, новые никотиновые или атропинсодержащие растения; имеется большая вероятность для получения новых растений, содержащих кофеин (искусственный чай), и пр.

Все упомянутые работы выполнены автором в Институте генетики и в Институте биохимии Академии наук СССР.

А.И.Ермаков

Путём прививок можно изменять ход биохимических процессов и накопление веществ у привитых растений.

А.И. Журбин

Приближение к началу цветения, повышение интенсивности цветения и удержание завязи привоя тем значительнее, чем генетически удалённее подвой.

Т. Н. Кузнецова-Зарудная и М. Н. Шмидт

 

(1941) в Ботаническом институте им, В. Л. Комарова Академии наук СССР произвели ряд межродовых прививок из семейства сложноцветных.

В результате прививок в первом семенном поколении астр резко изменяются темпы их роста и развития. В связи с этим вегетативная гибридизация может стать методом улучшения существующих и создания новых форм в декоративном садоводстве.

В.И. РАЗУМОВ

Полученные в результате прививки признаки, которые были характерны для первой после прививки репродукции, полностью сохраняются и во второй репродукции.

Сеянцы (самоопыление) S. Antipoviczii от растений, изменённых под воздействием прививки, сохраняют характерные признаки, которые были получены родителями в результате прививки, т. е. эти признаки наследуются при половом размножении.

Работа выполнена автором во Всесоюзном институте растениеводства (г. Ленинград).

Л.А. Жданов

«Имеющийся фактический материал свидетельствует, что вегетативная гибридизация открывает новые пути управления формообразовательным процессом. Для успеха дела, как и при половой гибридизации, необходимо создавать условия воспитания, способствующие развитию тех черт и особенностей, которые желательно получить и закрепить в потомстве».

Работа проводится автором во Всесоюзном научно-исследовательском институте масличных культур (г. Ростов-на-Дону).

Д.И. Филиппов

В результате исследований автор делает вывод, что выносливость подсолнечника сильно меняется в результате прививки. Это говорит о перспективности данного способа для создания не поражаемых заразихой сортов подсолнечника.

Работа выполнена автором на экспериментальной базе ВАСХНИЛа

 

П.А. Зверева

Метод вегетативного сближения для преодоления нескрещиваемости у картофеля себя полностью оправдал.

П.Н. Яковлев

«В результате многих лет работы с менторами, — пишет в статье Яковлев, — теперь твёрдо установлено, что чем больше листьев имеется у ментора, тем сильнее изменяется воспитываемый им гибридный организм. Под влиянием ментора изменяются не только биохимические свойства клеток, но, что более интересно, изменяется форма, уклоняясь к форме плодов ментора».

 

Материал подготовил Лотенков Юрий Алексеевич, садовод - опытник

lotenkovjuri@mail.ru