Eine Methode zur Veränderung der erblichen Eigenschaften von Erbsenpflanzen. Zweck der Arbeit: Beweisen, dass Fitness eine allgemeine Eigenschaft von Organismen ist. Nicht erbliche Merkmale von Erbsen.

Variabilität- die Fähigkeit lebender Organismen, neue Eigenschaften und Eigenschaften zu erwerben. Die Variabilität spiegelt die Beziehung des Organismus zur äußeren Umgebung wider.

Unterscheiden nicht erblich Und erblich Variabilität.

Nicht erbliche Variabilität

Nicht erblich Variabilität ist mit Veränderungen im Phänotyp verbunden. Als phänotypische Veränderungen werden bekannte Umweltfaktoren bezeichnet Modifikationen. Die durch den Genotyp bestimmte Grenze der Modifikationsvariabilität wird als Reaktionsnorm bezeichnet. Am Genotyp selbst gibt es keine Veränderungen. Die Veränderungen werden nicht an die nächste Generation weitergegeben und verschwinden, nachdem die Wirkung des sie verursachenden Faktors aufgehört hat.

Umweltfaktoren (Licht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) beeinflussen die Funktionen von Genen und die Entwicklung des Organismus. Zum Beispiel blüht die Primel unter Raumbedingungen bei einer Temperatur von 18–20 °C rot. Wenn Sie die Luftfeuchtigkeit erhöhen und die Temperatur auf 30–35 °C erhöhen, wird die Wirkung der für die Farbe verantwortlichen Gene unterdrückt und die Blüten werden weiß. Wenn die Pflanze wieder in ihren vorherigen Zustand versetzt wird (18–20 °C), dann wird die Primel rote Blüten tragen. Samen, die von Pflanzen mit roten und weißen Blüten gesammelt werden, bringen je nach Umgebungsbedingungen Nachkommen hervor. Es wird nicht das Merkmal (Blütenfarbe) vererbt, sondern die Art der biochemischen Reaktion auf Umweltbedingungen. Das Auftreten von Veränderungen ist mit dem Einfluss von Umweltbedingungen auf im Körper ablaufende enzymatische Reaktionen verbunden.

Modifikationsvariabilität Betroffen sind Anzeichen wie Größe, Gewicht, Farbe usw. Einige Anzeichen eines Organismus variieren stark. Dabei handelt es sich um quantitative Merkmale (Körpergewicht, Blütenfarbe). Andere haben eine enge Reaktionsnorm. Dies sind qualitative Zeichen (Augenfarbe, Blutgruppe einer Person).

Die Modifikationsvariabilität entspricht den Lebensbedingungen von Organismen und ist adaptiv.

Erbliche Variabilität

Bei erblich Unter Variabilität versteht man Veränderungen in den Eigenschaften des Organismus, die durch den Genotyp bestimmt werden und über mehrere Generationen hinweg bestehen bleiben. Genotypische Variabilität kann sein kombinativ Und Mutation.

Kombinierte Variabilität

KombinativVariabilität ist mit dem Erwerb neuer Genkombinationen im Genotyp verbunden, was zum Auftreten von Organismen mit einem neuen Phänotyp führt. Dies geschieht als Folge der unabhängigen Chromosomentrennung während der Meiose; ihre zufällige Kombination während der Befruchtung; Gen-Rekombination als Folge von Crossing-over; Geninteraktionen. Die Gene selbst verändern sich nicht.

Die kombinatorische Variabilität beim Menschen kann das Auftreten der Blutgruppen II und III bei Kindern erklären, im Gegensatz zu den Blutgruppen I und IV bei ihren Eltern. Der Unterschied zwischen Kindern und Eltern erklärt sich aus der Kombination der Gene ihrer Eltern im Genotyp der Kinder.

Mit der kombinatorischen Variabilität ist das Phänomen der Heterosis (erhöhte Hybridkraft) verbunden, das in der ersten Generation bei der Hybridisierung zwischen verschiedenen Pflanzensorten beobachtet wird. Hybride steigern Wachstum, Rentabilität und Produktivität.

Züchter nutzen die Hybridisierung, um neue Tierrassen oder Pflanzensorten zu entwickeln.

Heterosekann dadurch erklärt werden, dass bei Hybriden die Anzahl dominanter Gene zunimmt, die die Entwicklung des Merkmals beeinflussen. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass die Gene A und B das Wachstum beeinflussen. Durch die Kreuzung von Individuen mit den Genotypen AAbb und aaBB entsteht

Man erhält einen Hybrid mit dem AaB-Genotyp mit höherem Wachstum. Dies wird durch die komplementäre Wirkung des Gens erklärt.

Manchmal weist ein heterozygoter Organismus ausgeprägtere Merkmale auf als dominante Homozygoten.

Mutationsvariabilität

Mutationen- plötzliche erbliche Veränderungen im Erbgut, die ohne ersichtlichen Grund (spontan) auftreten oder durch äußere Einflüsse auf den Körper hervorgerufen werden können. Der Prozess des Auftretens einer Mutation wird aufgerufen Mutagenese. Faktoren, die Mutationen verursachen, werden genannt Mutagene.

Mutationen passieren Dominant(manifestiert in der ersten Generation) und rezessiv, nützlich und schädlich. Wenn eine schädliche Mutation vorherrscht, ist der Organismus möglicherweise nicht lebensfähig. Mutationen, die die Lebensfähigkeit verringern, werden als semi-letal bezeichnet, beispielsweise das Auftreten des rezessiven Hämophilie-Gens beim Menschen. Mit dem Leben unvereinbare Mutationen werden als tödlich bezeichnet.

Mutationen passieren generativ(kommen in Keimzellen vor und erscheinen in der nächsten Generation) und somatisch(manifestieren sich in einem bestimmten Organismus, werden bei der sexuellen Fortpflanzung nicht vererbt und bei der asexuellen Fortpflanzung übertragen).

Je nach Häufigkeit können Mutationen mit Veränderungen verbunden sein in:

. Genstrukturen - Gen;

. Chromosomenstrukturen – Chromosomenumlagerungen;

. Chromosomenzahlen (Polyploidie, Heteroploidie) – genomisch.

Gen-(Punkt-)Mutationen treten auf, wenn sich die chemische Struktur eines Gens ändert. Es liegt eine Verletzung der Nukleotidsequenz im DNA-Molekül vor. Dies führt zu einer Veränderung der Struktur des Proteins. Genmutationen treten beim Ersatz und Verlust auf

Denia, Einfügung von Nukleotidpaaren. Die meisten Mutationen sind genetisch bedingt (z. B. gelbe und grüne Erbsensamen).

Chromosomenumlagerungen entstehen als Folge eines Chromosomenbruchs. Es gibt intrachromosomale Umlagerungen – Deletionen, Duplikationen, Inversionen – und interchromosomale Umlagerungen – Translokationen.

Streichung(Mangel) – Verlust eines Teils eines Chromosoms

DE-Grundstücksmangel:

Vervielfältigung(Verdoppelung eines Chromosomenabschnitts) Verdoppelung eines Abschnitts C:

Umkehrung(Chromosomenbruch und 180°-Drehung) Inversion der DE-Region:

Bei interchromosomalen Umlagerungen tauschen nicht homologe Chromosomen Abschnitte aus – es kommt zur Translokation. Translokation Ein Abschnitt eines der Chromosomen (Paar 21) kann das Down-Syndrom verursachen.

Genomische Mutationen. Der Satz interagierender Gene, der in einem haploiden Chromosomensatz enthalten ist, wird als Genom bezeichnet. Als Mutationen werden Mutationen bezeichnet, die mit Veränderungen der Chromosomenzahl einhergehen genomisch. Eine Veränderung der Chromosomenzahl wird durch eine Verletzung ihrer Verteilung auf die Tochterzellen während der 1. und 2. meiotischen Teilung in der Gametogenese oder während der ersten Spaltungen einer befruchteten Eizelle verursacht. Zu den genomischen Mutationen gehören Haploidie, Polyploidie und Aneuploidie (Heteroploidie).

♦ Haploidie. Haploide Organismen haben ein Chromosom von jedem homologen Paar. Alle rezessiven Gene manifestieren sich im Phänotyp. Die Lebensfähigkeit von Organismen wird verringert.

♦ Polyploidie- eine Erhöhung der diploiden Chromosomenzahl durch Addition ganzer Chromosomensätze, die als Folge einer Störung der meiotischen Teilung auftritt. Beispielsweise kann ein Organismus (2n+n)=3n (triploid) oder (2n+2n)=4n (tetraploid) haben. Polyploide Organismen haben größere Zellen. Organismen sind resistenter gegen widrige Bedingungen. Polyploide Pflanzen werden erhalten, indem man sie Chemikalien (Colchicin) und ionisierender Strahlung aussetzt.

♦ Aneuploidie(Heteroploidie) – eine Veränderung der Anzahl einzelner Chromosomen – das Fehlen (Monosomie -2n-1) oder das Vorhandensein zusätzlicher (Trisomie -2n+1, Polysomie -2n+3,4,5) Chromosomen. Monosomie auf dem X-Chromosom führt zur Entwicklung des Syndroms

Shershevsky-Turner bei Frauen (45 Chromosomen = 44 Autoso-

wir + X0).

Trisomiebeschrieben durch X-, Y-Chromosomen und Autosomen.

Ein zusätzliches X-Chromosom bei Männern (XXY) verursacht die Entwicklung des Klinefelter-Syndroms und bei Frauen das Trisomie-Syndrom (XXX).

TrisomieDas 21. Autosomenpaar wird als Down-Syndrom bezeichnet.

Zu den Syndromen bei Patienten zählen Störungen in der Struktur und Funktion einer Reihe von Organen und Organsystemen.

Manchmal werden Kinder geboren, deren Karyotyp 4, 5 X- oder Y-Chromosomen oder mehr enthalten kann. Zum Beispiel Karyotyp XXXY, XXXYY. Das ist Polysomie.

Die klinischen Manifestationen der Syndrome bei solchen Kindern verstärken sich.

Wenn ein Paar homologer Chromosomen aus dem diploiden Satz herausfällt, wird der Organismus aufgerufen nullosomisch. Er ist nicht lebensfähig.

Fragen zur Selbstkontrolle

1. Was ist Variabilität?

2. Womit ist nicht-erbliche Variabilität verbunden?

3. Was sind Modifikationen?

4. Wie beeinflussen Umweltfaktoren die Funktion von Genen und die Entwicklung des Organismus?

5. Was verursacht Änderungen?

6. Welche Merkmale unterliegen der Änderungsvariabilität?

7. Welche Veränderungen treten bei erblicher Variabilität auf?

8. Was kann die genotypische Variabilität sein?

9. Was verursacht kombinative Variabilität?

10. Was ist Heterosis?

11.Wie lässt sich Heterosis erklären? 12.Was sind Mutationen?

13. Welche Arten von Mutationen gibt es?

14. Womit sind Mutationen verbunden?

15.Was passiert bei Genmutationen? 16.Welche Chromosomenumlagerungen kennen Sie? 17. Womit sind genomische Mutationen verbunden? 18. Welche genomischen Mutationen kennen Sie?

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Teil

Menschlich

Die Erfindung bezieht sich auf die Landwirtschaft, nämlich auf Methoden zur Veränderung der Erbmerkmale von Pflanzen. Essenz: Erbsensamen werden Co 60-Gammastrahlen mit einer Dosis von 50 Gy ausgesetzt, gefolgt von einer Bestrahlung mit Laserstrahlen im ultravioletten Bereich. Die Belichtungszeit des letzteren beträgt 5 bis 30 Minuten. Durch die Verarbeitung entstanden neue Mutantenlinien. 7 Tische 4 Abb.

Die Erfindung bezieht sich auf die Landwirtschaft, nämlich auf Methoden zur Veränderung der Erbmerkmale von Erbsen. Es ist ein Verfahren zur Behandlung von Erbsen mit chemischen Mutagenen bekannt, bei dem Samen verschiedener Erbsensorten 5 Stunden lang in Lösungen der chemischen Mutagene N-Nitroso-N-ethylharnstoff in einer Konzentration von 0,025 %, pH 4 oder Ethylmethansulfonat 0,015 % eingeweicht werden. für 12 Stunden, pH 6, sowie Ethylenimin 0,02 % 12 Stunden, pH 6. Der Nachteil dieser Methode ist die hohe Toxizität chemischer Mutagene, wodurch die Keimung, das Überleben und die Fruchtbarkeit der Pflanzen in erster Linie beeinträchtigt werden Generation nimmt ab (Tabelle 1). Es ist ein Verfahren zur Behandlung von Erbsensamen mit Gammastrahlen bekannt, bei dem die Samen mit Co 60-Gammastrahlen in einer Dosis von 100 Gy bestrahlt werden. Der Nachteil dieser Methode ist das langfristige Absterben der Pflanzen, d.h. Absterben von Sämlingen in der Phase von 3–4 echten Blättern oder in späteren Stadien der Vegetationsperiode (sogar während der Blütezeit) und geringe Häufigkeit des Auftretens wirtschaftlich wertvoller Pflanzenmerkmale (Tabelle 2). Dem technischen Kern am nächsten kommt die Methode der Behandlung von Erbsensamen mit ionisierender Strahlung, bei der die Erbsensamen mit Co 60-Gammastrahlen in einer Dosis von 50 Gy (Prototyp) behandelt werden. Der Nachteil dieser Methode ist auch die hohe Toxizität der Bestrahlung, die den Einsatz erhöhter Gammastrahlendosen einschränkt und das Potenzial für Mutagenese verringert, da ein hoher Prozentsatz des Absterbens von Sämlingen bei M1 zum Verlust potenzieller Mutationen führt. Der Nachteil dieser Methode ist auch die geringe Fruchtbarkeit der Pflanzen in M ​​1, was zu einem Rückgang der Pflanzenzahl der zweiten Mutantengeneration (M 2) führt; Dadurch nimmt die Häufigkeit wirtschaftlich wertvoller Mutationen und deren Spektrum ab (Tabelle 3). Der Zweck der vorgeschlagenen Methode besteht darin, die Überlebensrate von Pflanzen während der Verarbeitung zu erhöhen und den Ertrag an morphologischen, physiologischen und wirtschaftlich wertvollen Erbmerkmalen von Erbsenpflanzen zu steigern. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass (im Gegensatz zum Prototyp) bei dem vorgeschlagenen Verfahren Erbsensamen einer Laserbestrahlung im ultravioletten Bereich mit Vorbehandlung mit Co 60-Gammastrahlen ausgesetzt werden. Durch den Vergleich der beanspruchten technischen Lösung nicht nur mit Prototypen, sondern auch mit anderen technischen Lösungen in diesem Bereich der Landwirtschaft konnte eine technische Lösung identifiziert werden, die ein Merkmal aufweist, das dem Merkmal ähnelt, das die beanspruchte Lösung vom Prototyp unterscheidet: Behandlung von Erbsensamen nach Bestrahlung mit Gammastrahlen mit ultraviolettem Laserlicht, was aufgrund des größeren Pflanzenüberlebens in M ​​​​1 zum Erwerb einer größeren Anzahl neuer erblicher Merkmale von Erbsenpflanzen beiträgt. Bei der vorgeschlagenen Methode wird die streng monochromatische Laserstrahlung nach der Einwirkung von Gammastrahlen von bestimmten Bestandteilen der Samenschale des Endosperms und Embryos absorbiert. Nach der Absorption eines Lichtquants beginnen die photochemischen Reaktionsstufen, bei denen ein neues Photoprodukt entsteht, das an weiteren physikalisch-chemischen Umwandlungen in der Zelle beteiligt ist. Dabei handelt es sich insbesondere um Konformationsumlagerungen von Enzymen, biologischen Membranen und anderen zellulären Strukturen. Die Ansammlung und Nutzung dieser Energie durch die Zelle wird in Chloroplasten und Mitochondrien durch photosynthetische und oxidative Bildung sichergestellt. BEISPIEL 500 Samen von zwei nicht zerbrechlichen Erbsensorten unterschiedlicher Genotypen, Truzhenik und Usach intensiv, wurden auf der RKhM--M-Anlage mit Co 60-Gammastrahlen in einer Dosis von 50 Gy behandelt und anschließend den UV-Strahlen eines LGI-21 ausgesetzt gepulster Laser, dessen Gasentladungsröhre mit spektral reinem Stickstoff unter einer geringen Zugabe von Argon für 5,30 Minuten in zweifacher Ausfertigung gefüllt ist. Bestrahlte Samen wurden in einreihigen Parzellen mit einer Futterfläche von 10 x 30 cm ausgesät. Während der Vegetationsperiode wurden sorgfältige phänologische Beobachtungen in den Stadien der Organogenese durchgeführt. Da die Mutationen hauptsächlich rezessiv sind, traten sie im heterozygoten Zustand (M 1-Pflanzen) nicht auf. Es wurden jedoch einzelne Mutationen in M1 beobachtet, die rezessiver und dominanter Natur waren. Daher wurden Samen jeder Pflanze M 1 in der zweiten Generation (M 2) in getrennten Familien ausgesät. Es wurden auch Samen von Kontrollsorten ausgesät. Eine Familie hatte 20 bis 30 Pflanzen. Mutationen wurden durch sorgfältige Untersuchung von Pflanzen aller Familien während der Hauptphasen des Wachstums und der Entwicklung isoliert. In der Phase der vollständigen Keimung wurden Mutationen mit Chlorophyllveränderungen berücksichtigt. Vor der Blüte und während der Blüte wurden morphologische Mutationen der Frühblüte und Frühreife festgestellt. Bei der Ernte wurden Mutationen in der Produktivität und einzelnen Produktivitätselementen berücksichtigt und das Überleben der Pflanzen bestimmt. Die Häufigkeit von Mutationen in M2 wurde durch den Prozentsatz der Mutationsfamilien und Pflanzen mit Veränderungen in ihnen bestimmt. Die Mutanten M2, die auf dem Niveau der Kontrollsorte in M3 die besten Ergebnisse für wirtschaftlich wertvolle Merkmale zeigten, wurden im ersten Studienjahr zur anschließenden Selektion konstanter Linien in die Zuchtgärtnerei überführt. In M 2 und M 3 wurden gleichzeitig mit biometrischen Indikatoren biochemische Untersuchungen von Samen in Pflanzen durchgeführt, die nach wirtschaftlich wertvollen Proteinmerkmalen isoliert wurden. Der Proteingehalt in M3 wurde mit einer modifizierten Methode ohne Samenmahlung auf einem Infrarotanalysator „Infrapid-61“ durchgeführt, um das Samenmaterial der besten Pflanzen zu schonen. In M 1 wurde eine stimulierende Wirkung der Laserbestrahlung auf das Überleben der Pflanzen im Vergleich zu Gammastrahlen der Samen und deren erhöhte Resistenz beobachtet (Tabelle 4). In M 2 wurden 965 Familien und 18.350 Pflanzen der Sorte Truzhenik und 782 Familien mit 17.000 Pflanzen der Intensivsorte Usach untersucht. In M 2 wurden Pflanzen mit veränderten morphologischen Merkmalen (mehrere Früchte von 3 bis 5 Bohnen pro Frucht tragend, mit einem bestimmten Stängeltyp, mit einem verdickten Stängel, der sich nicht ablagern kann, mit kräftigen Ranken) sowie mit Anzeichen einer Vermehrung identifiziert Produktivität und eine kürzere Vegetationsperiode (um 6–12 Tage). Bei der Analyse von Samen solcher Pflanzen wurde ein erhöhter Proteingehalt festgestellt, der zwischen 27,3 und 31,0 % lag (beim Standard 23,6–25,4 %). Für die Neuaussaat in M ​​3 wurden 82 Pflanzen für die Sorte Truzhenik ausgewählt, davon 12 früh reifend, 61 mit hoher Produktivität, 8 relativ lagerresistent, und für die Usach-Intensivsorte 10 früh reifend, 18 hochproduktiv, 7 mit mehrblütigen Blütenständen (vielfrüchtig), 7 relativ lagerbeständig. Lager 11. Bei der Sorte Truzhenik wurden Pflanzen ausgewählt, die einen Komplex von Merkmalen vereinen: Fruchtbarkeit (bis zu 5 Bohnen pro Fruchtträger), bestimmte Stängelart Wachstum, Trockenheitsresistenz und erhöhte Frühreife; in der Intensivsorte Usach wurden Pflanzen ausgewählt, die einen Komplex von Merkmalen vereinen: Fruchtbarkeit, Frühreife, Trockenheitsresistenz und deterministische Art des Stängelwachstums. Bei der Behandlung mit Gammastrahlen oder dem Standard wurden keine derartigen Pflanzen gefunden. Die Samen dieser Pflanzen wurden separat ausgesät. In M 4 wurden bei der Analyse von Pflanzen unter den Feldbedingungen der Kollektivfarm Progress in der Region Lugansk die Merkmale bestätigt, anhand derer die Pflanzen in M ​​2 ausgewählt wurden. Die Tabellen 5 und 6 zeigen die Ergebnisse der Analyse der in M ​​2 ausgewählten Pflanzen. In der Tabelle Abbildung 7 zeigt die Eigenschaften wirtschaftlich wertvoller Mutantenlinien, die durch Saatgutbehandlung mit Gammastrahlen und UV-Laserlicht gewonnen wurden und Spender für die Gewinnung neuer Erbsensorten sind (gemäß M 4-Daten). Sie sind in der Lage, bei der sexuellen Fortpflanzung mutierte Merkmale auf die Nachkommen zu übertragen. Zu den Vorteilen der vorgeschlagenen Methode zur Gewinnung wirtschaftlich wertvoller Erbsenmutationen (im Vergleich zum Prototyp) gehören somit: hohe Wiederholbarkeit gezielter Veränderungen in der Vererbung wirtschaftlich wertvoller Merkmale; ihre stabile hohe Vererbung, die es ermöglicht, neues Ausgangsmaterial zu gewinnen, um den Genpool dieser Kulturpflanze zu erweitern und Spender für die Selektion und Genforschung zu schaffen; Verringerung des langfristigen Absterbens (Überlebens) von Pflanzen, was die Möglichkeit der Selektion von Mikro- und Makromutationen bei Erbsen erhöht.

Denken!

Fragen

1. Welche Chromosomen werden Geschlechtschromosomen genannt?

2. Was sind Autosomen?

3. Was ist homogametischer und heterogametischer Sex?

4. Wann erfolgt die genetische Geschlechtsbestimmung beim Menschen und was verursacht sie?

5. Welche Mechanismen der Geschlechtsbestimmung kennen Sie? Nenne Beispiele.

6. Erklären Sie, was geschlechtsgebundene Vererbung ist.

7. Wie wird Farbenblindheit vererbt? Welche Farbwahrnehmung haben Kinder, deren Mutter farbenblind ist und deren Vater normal sieht?

Erklären Sie aus genetischer Sicht, warum es unter Männern viel mehr farbenblinde Menschen gibt als unter Frauen.

Variabilität- eine der wichtigsten Eigenschaften von Lebewesen, die Fähigkeit lebender Organismen, in verschiedenen Formen zu existieren und neue Eigenschaften und Eigenschaften zu erwerben. Es gibt zwei Arten von Variabilität: nicht erblich(phänotypisch oder Modifikation) und erblich(genotypisch).

■ Nicht erbliche (Modifikations-)Variabilität. Bei dieser Art der Variabilität handelt es sich um den Prozess der Entstehung neuer Merkmale unter dem Einfluss von Umweltfaktoren, die den Genotyp nicht beeinflussen. Folglich werden die daraus resultierenden Änderungen von Merkmalen – Modifikationen – nicht vererbt. Zwei eineiige (eineiige) Zwillinge, die genau die gleichen Genotypen haben, aber durch den Willen des Schicksals unter unterschiedlichen Bedingungen aufgewachsen sind, können sehr unterschiedlich sein. Ein klassisches Beispiel, das den Einfluss der äußeren Umgebung auf die Entwicklung von Merkmalen zeigt, ist die Pfeilspitze. Diese Pflanze entwickelt je nach Wachstumsbedingungen drei Arten von Blättern – in der Luft, in der Wassersäule oder an der Oberfläche.

Unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur verändert sich die Fellfarbe des Himalaya-Kaninchens. Der sich im Mutterleib entwickelnde Embryo ist hohen Temperaturen ausgesetzt, wodurch das für die Fellfärbung notwendige Enzym zerstört wird, sodass Kaninchen völlig weiß geboren werden. Bald nach der Geburt beginnen sich bestimmte hervorstehende Körperteile (Nase, Ohrenspitzen und Schwanz) zu verdunkeln, da die Temperatur dort niedriger ist als anderswo und das Enzym nicht zerstört wird. Wenn Sie einen Bereich mit weißem Fell ausreißen und die Haut abkühlen, wächst in diesem Bereich schwarzes Fell.

Unter ähnlichen Umweltbedingungen in genetisch ähnlichen Organismen hat die Modifikationsvariabilität einen Gruppencharakter, beispielsweise lagern sich die meisten Menschen im Sommer unter dem Einfluss von UV-Strahlen in der Haut ab – Melanin, die Menschen nehmen ein Sonnenbad.

Bei derselben Organismenart kann die Variabilität verschiedener Merkmale unter dem Einfluss von Umweltbedingungen völlig unterschiedlich sein. Bei Rindern beispielsweise hängen Milchleistung, Gewicht und Fruchtbarkeit stark von den Fütterungs- und Haltungsbedingungen ab, und beispielsweise ändert sich der Fettgehalt der Milch unter dem Einfluss äußerer Bedingungen kaum. Die Manifestationen der Modifikationsvariabilität für jedes Merkmal sind durch ihre Reaktionsnorm begrenzt. Reaktionsnorm- Dies sind die Grenzen, innerhalb derer eine Veränderung eines Merkmals in einem bestimmten Genotyp möglich ist. Im Gegensatz zur Modifikationsvariabilität selbst wird die Reaktionsnorm vererbt und ihre Grenzen sind für verschiedene Merkmale und bei einzelnen Individuen unterschiedlich. Die engste Reaktionsnorm ist charakteristisch für Merkmale, die dem Organismus lebenswichtige Eigenschaften verleihen.

Aufgrund der Tatsache, dass die meisten Modifikationen adaptive Bedeutung haben, tragen sie zur Anpassung bei – der Anpassung des Organismus im Rahmen der Reaktionsnorm an die Existenz unter sich ändernden Bedingungen.

■ Erbliche (genotypische) Variabilität. Diese Art der Variabilität ist mit Veränderungen des Genotyps verbunden und die dadurch erworbenen Merkmale werden an nachfolgende Generationen vererbt. Es gibt zwei Formen der genotypischen Variabilität: kombinative und mutationsbedingte.

Kombinierte Variabilität besteht im Auftreten neuer Merkmale als Folge der Bildung anderer Kombinationen von Genen der Eltern in den Genotypen der Nachkommen. Diese Art von Variabilität basiert auf der unabhängigen Divergenz homologer Chromosomen in der ersten meiotischen Teilung, dem zufälligen Aufeinandertreffen von Gameten im selben Elternpaar während der Befruchtung und der zufälligen Auswahl von Elternpaaren. Der in der ersten Prophase der Meiose stattfindende Austausch von Abschnitten homologer Chromosomen führt ebenfalls zu einer Rekombination von genetischem Material und erhöht die Variabilität. Somit ändert sich im Prozess der kombinativen Variabilität die Struktur von Genen und Chromosomen nicht, aber neue Kombinationen von Allelen führen zur Bildung neuer Genotypen und infolgedessen zum Auftreten von Nachkommen mit neuen Phänotypen.

Mutationsvariabilitätäußert sich in der Entstehung neuer Eigenschaften des Organismus durch die Bildung von Mutationen. Der Begriff „Mutation“ wurde erstmals 1901 vom niederländischen Botaniker Hugo de Vries eingeführt. Nach modernen Vorstellungen handelt es sich bei Mutationen um plötzliche natürliche oder künstlich verursachte vererbte Veränderungen im Erbgut, die zu Veränderungen bestimmter phänotypischer Merkmale und Eigenschaften des Organismus führen. Mutationen sind ungerichteter, also zufälliger Natur und stellen die wichtigste Quelle erblicher Veränderungen dar, ohne die die Evolution von Organismen unmöglich ist. Ende des 18. Jahrhunderts. In Amerika wurde ein Schaf mit verkürzten Gliedmaßen geboren, aus dem die neue Ancona-Rasse entstand. In Schweden zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Auf einer Pelzfarm wurde ein Nerz mit platinfarbenem Fell geboren. Die enorme Vielfalt an Merkmalen bei Hunden und Katzen ist das Ergebnis der Mutationsvariabilität. Mutationen treten krampfhaft auf, wenn sich neue qualitative Veränderungen ergeben: Aus begranntem Weizen wurde Grannenweizen gebildet, bei Drosophila traten kurze Flügel und streifenförmige Augen auf, und bei Kaninchen traten aufgrund von Mutationen weiße, braune und schwarze Farben aus der natürlichen Agouti-Farbe auf.

Je nach Ort des Auftretens werden somatische und generative Mutationen unterschieden. Somatische Mutationen entstehen in den Körperzellen und werden nicht durch sexuelle Fortpflanzung an nachfolgende Generationen weitergegeben. Beispiele für solche Mutationen sind Altersflecken und Hautwarzen. Generative Mutationen kommen in Keimzellen vor und werden vererbt.

Anhand des Ausmaßes der Veränderung des genetischen Materials werden Gen-, Chromosomen- und Genommutationen unterschieden. Genmutationen verursachen Veränderungen in einzelnen Genen und stören die Reihenfolge der Nukleotide in der DNA-Kette, was zur Synthese eines veränderten Proteins führt.

Chromosomenmutationen Sie beeinträchtigen einen erheblichen Teil des Chromosoms und führen zu einer Störung der Funktion vieler Gene gleichzeitig. Ein einzelnes Fragment eines Chromosoms kann verdoppelt werden oder verloren gehen, was zu schwerwiegenden Funktionsstörungen des Körpers bis hin zum Tod des Embryos in den frühen Entwicklungsstadien führt.

Genomische Mutationen führen zu einer Veränderung der Chromosomenzahl als Folge von Verletzungen der Chromosomensegregation während meiotischer Teilungen. Das Fehlen eines Chromosoms oder das Vorhandensein eines zusätzlichen Chromosoms führt zu nachteiligen Folgen. Das bekannteste Beispiel einer genomischen Mutation ist das Down-Syndrom, eine Entwicklungsstörung, die auftritt, wenn ein zusätzliches 21. Chromosom auftritt. Solche Menschen haben eine Gesamtchromosomenzahl von 47.

Bei Protozoen und Pflanzen wird häufig eine Zunahme der Chromosomenzahl um ein Vielfaches der haploiden Zahl beobachtet. Diese Veränderung des Chromosomensatzes nennt man Polyploidie. Die Entstehung von Polyploiden ist insbesondere mit der Nichtdisjunktion homologer Chromosomen in der Meiose verbunden, wodurch in diploiden Organismen eher diploide als haploide Gameten gebildet werden können.

Mutagene Faktoren. Die Fähigkeit zur Mutation ist eine der Eigenschaften von Genen, daher können Mutationen in allen Organismen auftreten. Einige Mutationen sind mit dem Leben unvereinbar und der Embryo, der sie erhält, stirbt im Mutterleib, während andere dauerhafte Veränderungen von Merkmalen verursachen, die in unterschiedlichem Maße für das Leben des Individuums von Bedeutung sind. Unter normalen Bedingungen ist die Mutationshäufigkeit eines einzelnen Gens äußerst gering (10 -5), es gibt jedoch Umweltfaktoren, die diesen Wert deutlich erhöhen und zu irreversiblen Schäden an der Struktur von Genen und Chromosomen führen. Faktoren, deren Einfluss auf lebende Organismen zu einer Erhöhung der Mutationszahl führt, werden als mutagene Faktoren oder Mutagene bezeichnet.

Alle mutagenen Faktoren können in drei Gruppen eingeteilt werden.

Physikalische Mutagene sind alle Arten ionisierender Strahlung (Y-Strahlung, Röntgenstrahlung), ultraviolette Strahlung, hohe und niedrige Temperaturen.

Chemische Mutagene- Dies sind Analoga von Nukleinsäuren, Peroxiden, Salzen von Schwermetallen (Blei, Quecksilber), salpetriger Säure und einigen anderen Substanzen. Viele dieser Verbindungen verursachen Probleme bei der DNA-Replikation. Stoffe, die in der Landwirtschaft zur Schädlings- und Unkrautbekämpfung eingesetzt werden (Pestizide und Herbizide), Industrieabfälle, bestimmte Lebensmittelfarb- und Konservierungsstoffe, einige Medikamente sowie Bestandteile des Tabakrauchs wirken mutagen.

In Russland und anderen Ländern der Welt wurden spezielle Labore und Institute geschaffen, die alle neu synthetisierten chemischen Verbindungen auf Mutagenität testen.

LANDWIRTSCHAFTSMINISTERIUM DER RF

BILDUNGSEINRICHTUNG DES BUNDESLANDHAUSHALTS

Höhere Berufsausbildung

„ASOV-SCHWARZMEER-STAATLICHE AKADEMIE FÜR LANDWIRTSCHAFTSTECHNIK“

Abteilung: „Züchtung und Genetik landwirtschaftlicher Nutzpflanzen“

KURSARBEIT

Zur Genetik von Populationen und quantitativen Merkmalen

Thema: „Analyse der Vererbung quantitativer Merkmale bei Erbsenhybriden“

Abgeschlossen von: Student KSG-31

Moiseenko I. V.

Geprüft: k.s. - X. Sc., außerordentlicher Professor

Kostyleva L. M.

Zernograd 2012

Einführung

1. Literaturübersicht

1.1 Botanische Beschreibung

1.2 Erbsengenetik

3. Forschungsergebnisse

3.1 Anzahl Bohnen

3.2 Gewicht der Körner pro Pflanze

4. Schlussfolgerung

Referenzliste

Anwendungen

Einführung

Erbsen (Gattung Pisum L.) gehören zur Familie der Hülsenfrüchte (Fabaceae Lindl). (Leguminosae Juss.), Fessel-Vicieac Broil. P. sativum L. sensu amplissimo Govorov-Erbsen sind die wichtigste Getreidehülsenfruchtpflanze in unserem Land, das in Bezug auf die Anbaufläche weltweit an zweiter Stelle steht (nach China). Die weite Verbreitung von Erbsen ist auf den hohen Proteingehalt im Korn (durchschnittlich 20-27 %), die Ausgewogenheit seiner Aminosäurezusammensetzung, guten Geschmack und Verdaulichkeit sowie ein relativ hohes Ertragspotenzial in fast allen Anbaugebieten zurückzuführen.

Erbsen werden derzeit in Form von Getreide, Grünmasse und Heu an Tiere verfüttert. Sie werden auch zur Herstellung von Grasmehl, Heulage, Silage und Protein-Vitamin-Konzentraten verwendet. Erbsen enthalten alle essentiellen Aminosäuren. Somit beträgt der Lysin-Ertrag pro 1 ha im Durchschnitt: für Erbsen - 21,7; für Gerste - 6,77; für Mais - 8,16 kg. Auf dieser Grundlage kann 1 Tonne Erbsen die Protein- und Aminosäurezusammensetzung von 5 Tonnen Getreide aus anderen Getreidekulturen ausgleichen und so den übermäßigen Futterverbrauch bei der Schweinemast um bis zu 45-50 % eliminieren. Die in der Blütephase geerntete grüne Erbsenmasse hat einen ähnlichen Nährwert wie Luzerne und Esparsette, und Erbsenstroh steht Heu mittlerer Qualität in nichts nach. Auch im Gemüseanbau nehmen Erbsen einen bedeutenden Platz ein. Unreife Bohnen und grüne Erbsen werden frisch oder in Dosen verzehrt. Darüber hinaus gehören Erbsen aufgrund ihrer Fähigkeit zur Stickstofffixierung zu den besten Vorprodukten für fast alle Nutzpflanzen. Danach verbleiben bis zu 100 kg/ha gebundener, leicht zugänglicher Stickstoff im Boden, was für die Biologisierung der Landwirtschaft von großer Bedeutung ist. Dies ist eine ausgezeichnete Brachfrucht und kann häufig als Gründüngung verwendet werden.

Erbsen sind die wichtigste Hülsenfruchtpflanze in Russland. Sie wird auf einer Fläche von 1-1,2 Millionen Hektar angebaut und macht 82 % aller Körnerleguminosen aus. Die Hauptkulturen konzentrieren sich auf die zentrale Schwarzerdezone im Nordkaukasus. In der Region Rostow beträgt die Erntefläche 10-15.000 Hektar, etwa 10-15 Mal weniger als in der Zeit vor der Perestroika. Dies ist vor allem auf den Rückgang der Viehhaltung in der Region zurückzuführen. Derzeit sind im Südlichen Bundesdistrikt für 2011 12 Erbsensorten zur Verwendung zugelassen. Am häufigsten sind Bartenformen: Aksai-Barten 5; Aksai mit Schnurrbart 7; Aksai mit Schnurrbart 10; Priazovsky (DZNIISH), Flagman (Samara Research Institute of Agriculture), Legion (Krasnodar Research Institute of Agriculture) mit einem potenziellen Ertrag von bis zu 4,0-4,5 t/ha.

Die Erbse ist eine wichtige Kulturpflanze und ein nützliches Modell für die Genforschung. Erbsen werden als Nahrungs- und Futtermittelpflanzen angebaut. Die Hauptprobleme beim Erbsenanbau als Industriepflanze sind der relativ geringe und schwankende Ertrag sowie die Schwierigkeiten bei der Ernte. Ein signifikanter morphologischer Polymorphismus bei Erbsen lieferte eine ausreichende Anzahl von Markern für die ersten genetischen Studien und legte den Grundstein für die Erstellung der ersten genetischen Karten.

Nun wurden Karten von Erbsenchromosomen veröffentlicht, die molekulare Marker enthalten. Dank der Verwendung gemeinsamer Marker war es möglich, eine „Konsens“-Karte der Chromosomen zu erstellen, die morphologische und molekulare Loci kombinierte. Es gibt eine kleine Anzahl von QTL-Kartierungsstudien, die Samenmasse, Höhe und Anzahl der Knoten sowie Krankheitsresistenz verwenden. Eine detaillierte Karte der Erbsenchromosomen wurde jedoch noch nicht erstellt und es bedarf zusätzlicher Suche nach neuen morphologischen und molekularen Markern und deren Lokalisierung.

Zweck der Studienarbeit:

Untersuchung der Vererbung quantitativer Merkmale bei Erbsenhybriden F 5Sarmat

Ausbildung von Fähigkeiten zur Analyse der Vererbung quantitativer Merkmale von Erbsen in segregierenden Hybridpopulationen, die für die Züchtungsarbeit erforderlich sind.

Führen Sie eine genetische Analyse quantitativer Merkmale von F5-Erbsenhybriden durch .

Präsentieren Sie die Ergebnisse der Analyse in Form von Tabellen, Grafiken und Texten, die die erhaltenen Muster beschreiben.

Stellen Sie die Art der Aufspaltung sowie die Stärke und Anzahl der Gene fest, die für bestimmte Merkmale verantwortlich sind.

Vererbung des quantitativen Merkmals Erbse

1. Literaturübersicht

1.1 Botanische Beschreibung

Erbsenpflanzen haben einen annähernd tetraedrischen hohlen Stängel, der bei den sogenannten Standardformen einfach oder kantig ist. Basierend auf der Höhe des Stängels gibt es Zwergformen (unter 40 cm), Halbzwergformen (41–80 cm), mittelgroße (81–150 cm) und hohe (151–300 cm) Formen. Es gibt zwei Arten von Verzweigungen des Stängels: an der Basis und axillär entlang des Stängels.

Die Blätter sind meist paarig gefiedert mit 1–3 Blättchenpaaren, die in Ranken enden, es gibt aber auch unpaarig gefiederte Blätter mit 7–15 Blättchen ohne Ranken, oft unpaarig gefiedert, und es gibt auch Formen nur mit Ranken (ohne Blättchen). . Die Nebenblätter sind halbherzförmig und meist größer als die Blättchen. Stängel, Blätter, Nebenblätter und Bohnen sind meist mit einer wachsartigen Schicht überzogen.

Der Blütenstand ist achselständig und besteht bei den meisten Formen aus 1-2 Blüten. Es gibt aber auch Exemplare, die unter günstigen Bedingungen bis zu 11 Blüten an einem Blütenstiel hervorbringen. Bei Standardformen sind die Stiele im oberen Teil des Stängels konzentriert und bilden einen falschen Regenschirm.

Blüten unterschiedlicher Größe, mottenartig. Die Farbe der Krone ist weiß, lila, schmutzigviolett, rosa, purpurrot (rötlich-rot). Gleichzeitig haben die Flügel bemalter Blumen oft einen intensiveren Farbton als das Segel. Die Staubblätter sind bifraternal (9 verwachsen und 1 frei), ein Stempel ist gebogen, mit Haaren auf der Narbe.

Die Bohnen sind zylindrisch und haben verschiedene Formen: gerade, gebogen, säbelförmig, sichelförmig, perlenförmig, schwertförmig. Die Oberseite der Bohne ist stumpf oder scharf, manchmal eingezogen.

Die Länge der Bohne beträgt 3-15 cm, jede Bohne enthält 3-8, manchmal bis zu 10 Samen unterschiedlicher Größe (das Gewicht von 1000 Samen beträgt 40 bis 450 g). Die Form der Samen kann rund, oval, rund-eckig, zusammengedrückt sein; Oberfläche - mit Vertiefungen, glatt, faltig. Die Farbe der Samen ist gelb, gelbrosa, grün, bläulichgrün, braun, einfarbig oder violett gefleckt, behaart oder marmoriert, dunkelviolett, fast schwarz. Die Narbe ist hell, braun oder schwarz.

1.2 Erbsengenetik

Das Studium der Erbsengenetik begann mit den berühmten Experimenten von Mendel und seitdem wird in vielen Ländern der Welt intensiv in diese Richtung gearbeitet. Erbsen sind ein sehr praktisches genetisches Objekt, da sie ein strenger Selbstbestäuber mit klar unterscheidbaren morphologischen Merkmalen sind und außerdem eine kleine Anzahl von Chromosomen (2n=14) aufweisen, die 7 Verknüpfungsgruppen entsprechen.

Bisher wurden mehr als 200 Gene mit 400 Allelen in Erbsen untersucht. Mehr als 160 Gene sind auf dem Chromosom abgebildet. Großes Verdienst für die Entwicklung privater Erbsengenetik gebührt dem schwedischen Wissenschaftler H. Lamprecht.

Stengel. Die Stammfasziation wird durch die rezessiven Allele fa und fas verursacht. Pflanzen mit den Genotypen FaFas, Fafas und faFas haben einen normalen Stamm.

Die Länge des Stammes hängt von der Wirkung vieler Gene ab. Einige von ihnen steuern die Länge der Internodien, andere die Anzahl der Knoten am Stiel. In der praktischen Züchtungsarbeit empfiehlt es sich, die Stammlänge als polygenes Merkmal zu berücksichtigen und die entsprechenden Formeln der quantitativen Genetik zu verwenden.

Der Zeitpunkt, zu dem die Sorte zu blühen beginnt, hängt davon ab, welcher Knoten die erste Blüte hervorbringt. Pflanzen mit dem dominanten Lf-Allel reifen spät, ihre erste Blüte bildet sich am 12.-14. Knoten, Formen mit dem rezessiven LF-Allel bilden untere Blüten am 9.-11. Knoten. Die Stammverzweigung wird durch die Fr- und Fru-Gene bestimmt. Bei Pflanzen mit dem FrFru-Genotyp werden ein bis vier Zweige gebildet, bei Pflanzen mit dem frfru-Genotyp 5 bis 10 Zweige. Frfru- und frFru-Gene haben Pflanzen vom Zwischentyp. Die pleiotrope Wirkung des fru-Gens wurde nachgewiesen – Pflanzen mit diesem Gen sind kürzer, reifen schneller und sind weniger produktiv.

Blatt und Nebenblatt. Die Blattfarbe wird durch die Wirkung mehrerer Gene bestimmt. Die Anzahl der Blättchen in einem gefiederten Blatt wird durch das Up-Gen bestimmt. Das dominante Allel verursacht 2-3 Blattpaare, das rezessive Allel verursacht ein Blattpaar. Beim Übergang von Tl in eine rezessive Form entsteht ein seltsam gefiedertes Blatt vom Akazientyp. Das rezessive Allel af bewirkt die Bildung eines blattlosen („schnurrbärtigen“) Blattes.

Blütenstand. Von besonderem Interesse bei der Erbsenzüchtung sind mehrblütige Formen. Die Anzahl der Blüten an einem Blütenstiel wird durch zwei Gene gesteuert – Fn und Fna. Im dominanten Zustand bewirken beide Gene das Auftreten von Blütenständen mit nur einer Blüte. Formen mit den Genotypen Fnfna und fnFna haben gepaarte Blüten. Mehrblumige Formen (fnfna) bringen 3 oder mehr Blüten hervor. Die Anzahl der Bohnen einer Fruchtpflanze hängt ebenfalls vom Pn-Gen ab, beeinflusst jedoch im rezessiven Zustand nicht die Bildung, sondern den Absziss bereits gebildeter Blüten. Die Länge des Stiels wird durch die Faktoren Pr und Pre bestimmt. Lange Stiele dominieren.

Blume. Die Farbe der Blütenkrone hängt in erster Linie vom Gen A ab, das im dominanten Zustand die violette Farbe der Blütenblätter bestimmt. Das rezessive Allel a verursacht eine weiße Blütenkrone und einen Mangel an Anthocyanen in anderen Teilen der Pflanze. Auch andere Gene beeinflussen die Blütenblattfarbe. Die Fruchtbarkeit der Blüten wird durch die Gene Ms1, Ms2 und Ster bestimmt. Das rezessive Allel ms1 stört die Meiose in der frühen Prophase und in den späten Phasen. Das ms2-Gen verursacht weibliche Sterilität. Unter dem Einfluss des Pafl-Gens entstehen große Blüten, während das rezessive Gen (pafl) kleine Blüten hervorruft.

Fötus. Die Form der Bohne hängt von den Genen Con, Co, N, Cp ab. In diesem Fall bestimmen die Genotypen ConsoCpN, ConsoCpN, conCoCpn, conCopn, concoCpn, Concopn gerade Bohnen; conCoSpN, conCospN, concospN-leicht gebogen; ConsoCrn, Consocpn und Consocpn-curved. Gebogene Bohnen haben mehr Samenanlagen als gerade. Wenn das Bt-Gen mit N kombiniert wird, entsteht eine stumpfe Spitze der Bohne; wenn btn, btN und Btn kombiniert werden, entsteht eine spitze.

Die Pergamentschicht in den Bohnenklappen entwickelt sich in Gegenwart der dominanten Gene P und V. Bei solchen Pflanzen werden die Bohnen im reifen Zustand stark rissig. Der pV-Genotyp bewirkt die Bildung einer Pergamentschicht in Form dünner Stränge, Pv – in Form kleiner Flecken. Formen mit PV fehlt die Pergamentschicht (Zuckerbohnen). Die Gesamtdicke der Klappen hängt vom N-Gen ab. Bei einem rezessiven Allel erhöht sich dieser Wert um 50-80 %.

Die Größe der Bohne hängt von mehreren Genen ab: Bei den rezessiven Allelen laf, te und ten nimmt die Breite ab, bei Vorhandensein des lt-Allels nimmt sie zu. Das Miv-Gen beeinflusst die Anordnung der Eizellen in der Schote: Mit dem rezessiven Allel liegen sie näher beieinander.

2. Materialien und Forschungsmethoden

Das Material für die Studie waren Hybridpopulationen von Erbsen-F 5, erhalten durch Kreuzung von Aksai Mustached 10 × Sarmat. Die Aussaat von Hybridsamen erfolgte manuell auf Versuchsparzellen der UOFH AChGAA.

Als Ergebnis wurden die Pflanzenhöhen gemessen, die Anzahl der Internodien, die Länge jedes Internodiums, die Anzahl der Bohnen, die Anzahl der Körner in einer Bohne und das Gewicht der Körner pro Pflanze berechnet. Die Messungen erfolgten mit einem Messlineal und die Berechnung der Kornmasse erfolgte mit einer Laborwaage.

Während der Primäranalyse wurden die Daten in MS Excel eingegeben.

Die weitere Datenanalyse erfolgte mit dem Programm Polygen A nach der Methode von Merezhko A. F., 1984.

3. Forschungsergebnisse

3.1 Anzahl Bohnen

Als Elternsorte wurde die Sorte Sarmat mit dem Mindestwert des Merkmals gewählt; der Durchschnittswert beträgt 4,24 Bohnen. Die Probengröße beträgt 21 Pflanzen. Der durchschnittliche Wert des Merkmals für den Elternteil mit dem Maximalwert beträgt 5,2 Bohnen, die Stichprobengröße beträgt 20 Pflanzen. Die Probengröße des Hybrids beträgt 550 Pflanzen.

Die Elternformen unterscheiden sich um 1 Bohne. Der durchschnittliche Wert des Merkmals in einer Hybride geht über die Werte der Elternformen hinaus, liegt aber näher am kleineren Elternteil. Dies bedeutet, dass die Dominanz des niedrigeren Wertes des Attributs beobachtet wird. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 1,442.

Reis. 1. Häufigkeitsverteilungskurve der Bohnenanzahl bei Eltern und Hybriden.

Der Graph weist eine rechte Asymmetrie und drei Spitzen auf. (Abb. 1.)

Spaltung 3:1, d.h. nach dem Monohybrid-Schema. Die Genstärke beträgt 1 Bohne.

3.2 Gewicht der Körner pro Pflanze

Als Elternteil wurde die Sorte Sarmat mit dem Minimalwert des Merkmals genommen, der Durchschnittswert beträgt 4,05 g. Der Durchschnittswert des Merkmals für den Elternteil mit dem Maximalwert beträgt 4,94 g.

Reis. 2. Häufigkeitsverteilungskurve der Kornmasse pro Pflanze für Eltern und Hybriden.

Die Elternformen und die Hybride hatten die gleichen Werte und die Spitzen der Verteilungskurven lagen in derselben Klasse. (Abb.2.)

Dies weist auf das Fehlen genetischer Unterschiede in diesem Merkmal zwischen den Elternindividuen und dem Hybrid hin. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 1,975, d.h. Es wird eine Dominanz des niedrigeren Wertes des Merkmals und eine hybride Depression beobachtet.

3.3 Anzahl der Körner pro Pflanze

Als Elternsorte wurde die Sorte Aksaisky Usatiy 10 mit dem Mindestwert des Merkmals gewählt; der Durchschnittswert beträgt 17,7 Körner. Der durchschnittliche Wert des Merkmals für den Elternteil mit dem Maximalwert beträgt 18,19 Körner.

Elternformen unterscheiden sich in ½ Körner Der durchschnittliche Wert des Merkmals in einer Hybride geht über die Werte der Elternformen hinaus, liegt aber näher am kleineren Elternteil. Dies bedeutet, dass die Dominanz des niedrigeren Wertes des Attributs beobachtet wird. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 11,3.

Abb. 3. Häufigkeitsverteilungskurve der Anzahl der Körner pro Pflanze für die Eltern und die Hybride.

Der Graph weist eine rechte Asymmetrie auf. (Abb. 3.) Die Segregation erfolgt nach einem Monohybrid-Schema.

4. Schlussfolgerung

1. Im Rahmen der Kursarbeit wurde eine genetische Analyse quantitativer Merkmale der Erbsenhybriden F durchgeführt 5von der Kreuzung Aksai mit Schnurrbart 10 × Sarmat.

Als Ergebnis der genetischen Analyse quantitativer Merkmale wurden folgende Ergebnisse erzielt:

A) Entsprechend der Merkmalsanzahl der Bohnen unterscheiden sich die Elternformen um 1 Bohne; es wird eine Dominanz des niedrigeren Wertes des Merkmals beobachtet. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 1,442. Spaltung 3:1, d.h. nach dem Monohybrid-Schema. Die Genstärke beträgt 1 Bohne.

B) Gemäß dem Merkmalsgewicht der Körner pro Pflanze hatten die Elternformen und die Hybride die gleichen Werte, und die Spitzen der Verteilungskurven lagen in derselben Klasse; es gab keine genetischen Unterschiede für dieses Merkmal zwischen den Elternindividuen und der Hybrid. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 1,975.

C) Elternformen unterscheiden sich in ½ Körner Der durchschnittliche Wert des Merkmals in einer Hybride geht über die Werte der Elternformen hinaus, liegt aber näher am kleineren Elternteil. Dies bedeutet, dass die Dominanz des niedrigeren Wertes des Attributs beobachtet wird. Der Dominanzindikator (PS) beträgt - 11,3. Der Graph weist eine rechte Asymmetrie auf. (Abb. 3.) Die Segregation erfolgt nach einem Monohybrid-Schema.

Als Ergebnis der Kursarbeit wurden alle Ziele und Vorgaben erreicht.

Referenzliste

1. Guzhov Yu.L. et al., Selektion und Samenproduktion von Kulturpflanzen, // M.: Agropromizdat, 2004, 463 S.

Guzhov Yu.L., Variationsmuster quantitativer Merkmale bei Erbsen aufgrund von Modifikationen und genotypischen Unterschieden, Genetics, 2000, Bd. 18, S. 283–291.

3. Internetressourcen:<#"center">Anwendungen

Anhang 1

Anzahl Bohnen

Statistische Parameter der Elternformen und Hybrid-F2-Parameter Pmin Pmax F2 Stichprobengröße – n2120550 Durchschnittlicher Stichprobenwert – X4,245, 204,03 Standardabweichung – Sx0,9951,7651,691 Fehler des Stichprobenmittelwerts – Sosh. 0.2170.3950.072 Variationskoeffizient – ​​Cv%23.4833.9542.00Maximale Option – Max6.09.09.0Minimale Option – Min3.03.01.0Unteres Konfidenzintervall – X-3Sx1.3-0.1-1 ,0Oberes Konfidenzintervall – X+3Sx7.210, 59,1Dominanzindikator in F2-1.442

Variantenhäufigkeiten (in % und Zahlen) in Klassen mit Durchschnittswerten: 0.21.73.14.66.07.58.9Sarmat 0.00.023.861.914.30.00.0F20.018.220.944.08.76.51.6Ax. Us.100.00.015.045.020.015.05,0

Anlage 2

Gewicht der Körner pro Pflanze

Statistische Parameter der Elternformen und des Hybrids F2 Parameter Pmin Pmax F2 Anzahl der Stichproben – n2120555 Durchschnittlicher Stichprobenwert – X4.054.923,62 Standardabweichung – Sx0.8282.2662.377 Fehler des Stichprobenmittelwerts – Sosh. 0.1810.5070.101 Variationskoeffizient – ​​Cv%20.4746.0365.68 Maximale Option – Max5.311.110.5 Minimale Option – Min2.42.10.0 Unteres Konfidenzintervall – X-3Sx1.6-1.9-3.5 Oberes Konfidenzintervall – X+3Sx6.511.710 ,8 Dominanzindikator in F2-1.975

Variantenhäufigkeiten (in % und Zahlen) in Klassen mit Durchschnittswerten: 0,72,44,05,77,39,010,612,313,9Sarmat0,019,061,919,00,00,00,00,00,0F29,921,827,017,77,42,90, 90, 20,4Ax. Schnurrbart 100.020.045.020.05.05.05.00.00.0

Anhang 3

Anzahl der Körner pro Pflanze

Statistische Parameter der Elternformen und Hybrid-F2-Parameter Pmin Pmax F2 Anzahl der Stichproben – n2021550 Durchschnittlicher Stichprobenwert – X17,7018, 1915,17 Standardabweichung – Sx8,5233,8688,449 Fehler des Stichprobenmittelwerts – Sosh. 1.9060.8440.360Variationskoeffizient – ​​Cv%48.1521.2655.69Maximale Option – Max41.025.067.0Minimale Option – Min7.012.00.0Unteres Konfidenzintervall – X-3Sx-7.96.6-10.2Oberes Konfidenzintervall – X+3Sx43.329.840.5 Dominanzindikator in F2-11.305

Variantenhäufigkeiten (in % und Zahlen) in Klassen mit Durchschnittswerten: 2,99.315.622.028.434.841.247.553,9Ax. Usat 100.035.035.015.010.00.05.00.00.0F214.227.528.020.06.22.21.10.20.2Sarmat0.04.852.442.90.00.00.00.00.0

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Der große tschechische Wissenschaftler Gregor Mendel war der erste Forscher in der Geschichte der Biologie, dem es mit der von ihm entwickelten einfachen und objektiven Methode der Hybridisierung gelang, die Grundmuster der Vererbung von Charakteren zu entdecken.

1) Erklären Sie, warum G. Mendel oft als Begründer der Genetik bezeichnet wird.

Antwort: Mendel formulierte die Grundgesetze der Genetik und erklärte die Übertragung erblicher Merkmale von den Eltern auf die Nachkommen.

2) An welchen Organismen führte G. Mendel seine Experimente durch? Welche Eigenschaften haben sie, die für die Genforschung nützlich sind?

Antwort: Erbsen. Sie produziert viele Samen, ist eine selbstbestäubende Pflanze und hat eine geschlossene Blüte.

3) Füllen Sie die Lücken in den Sätzen aus.

Antwort: Pflanzen, die homogen sind Gene , erhalten mit Auswahl , Selbstbestäubung, genannt sauber Linien.

4) Betrachten Sie das Diagramm „Blumen der Nachtschönheitspflanze“. Nennen Sie dominante und rezessive Merkmale. Was wird durch die Buchstaben A und a dargestellt?

Welcher Genotyp ist charakteristisch für den Hybrid der ersten Generation (F 1)? Wie nennt man diese Art der Vererbung der Farbe der Blütenkrone von Nachtschönheitsblumen? Welches Gesetz drückt die Buchstabenbezeichnung des Genotyps eines Hybriden der ersten Generation aus? Schreiben Sie auf, welche Nachkommen in der zweiten Generation von Pflanzen mit rosa Blüten auftreten könnten.

5) Studieren Sie die Daten in der Tabelle „Ergebnisse von Mendels Experimenten zur Kreuzung von Erbsensorten“, in der die Ergebnisse einiger Experimente von G. Mendel dargestellt sind. Finden Sie die dominanten Merkmale. Welche Spalte der Tabelle veranschaulicht Mendels erstes Gesetz – die Dominanzregel. In welcher Spalte sind die Ergebnisse des zweiten Mendelschen Gesetzes zusammengefasst?

Antwort: Die vorherrschenden Merkmale sind rot, groß und geschwollen. Zeichen - 1 Gesetz; zweite Hybridgeneration – 2. Gesetz.

6) Formulieren Sie Mendels erstes und zweites Gesetz. Was ist unvollständige Dominanz? Geben Sie die Phänotypen und Genotypen der Elternformen an. Veranschaulichen Sie Ihre Antwort mit Beispielen.