Способы получения аллотетраплоидных (амфидиплоидных) организмов
Задача 1.
Опишите 2 способа получения аллотетраплоида из двух исходных близких видов с диплоидным набором равным 20.
Решение:
Аллотетраплоид (амфидиплоид) - организм, возникший на основе межвидовой или межродовой гибридизации и имеющий два диплоидных набора хромосом (по одному диплоидному набору от каждого вида). Получают амфидиплоиды путем скрещивания близких видов между собой, например при скрещивании редьки и капусты получен плодовитый гибрид - рафанобрассика. Можно получить аллотетраплоид и путем химической или механической обработки диплоидных организмов.
Таким образом, для получения аллотетраплоида можно использовать два способа:
1) Схема создание межвидового или межродового гибрида:
Р 20АА Х 20ВВ
Г: 10А 10В
F1: (10A + 10B), 2n = 20AB.
От слияния диплоидных гамет (10A + 10B) может образоваться межвидовой (или межродовой) плодовитый аллотетраплоид:
(10А + 10А) + (10В + 10В), 4n = 40AABB.
2) Получение аллотетраплоида и путем химической или механической обработки диплоидных организмов.
При обработке колхицином могут образоваться диплоидные гаметы, которые сливаясь образуют аллотетраплоид:
Р′: 20АА Х 20АА
Г′: 20АА...: 20АА, ...
F′ (40АА)...
Или
Р′′: 20ВВ Х 20ВВ
Г′′: 20ВВ...: 20ВВ, ...
F′′ (40ВВ)...
При скрещивании двух близких тетраплодных видов образуется тетраплоидный гибрид:
Р1: 40АА Х 40ВВ
Г1: 20АА...: 20ВВ, ...
F1: (20AA + 20BB) или (40ААВВ)...
Вывод: Следовательно, из двух исходных близких видов с диплоидным набором равным 20 (2n) можно получить тетраплоидный организм с набором хромосом равным 40 (4n). Так если после удвоения клетки (2n = 20) не происходит ее деления, то при слиянии двух диплоидных гамет получается зигота-тетраплоид (4n = 40). При механической ообработке (температура, давление) или химической (действием колхицином) на организмы с диплоидным набором равным 20 могут образоваться тетраплоидные клетки с набором хромосомами равным 40. При скрещивании двух исходных близких видов с тетраплоидным набором равным 40 могут образоваться межвидовые гибриды с тетраплоидным набором хромосом (20AA + 20BB).
Задача 2.
Растительная клетка имеет дипдлоидный набор хромосом 14 (2n = 14). Как из такой клетки можно получить тетраплоидный набор хромосом 28 (4n = 28)?
Решение:
Если на клетку подействовать радиацией или веществом, разрушающим веретено деления, то в клетке при ее делении (анафаза-I мейоза) могут не разойтись хромосомы по полюсам. В этом случае половая клетка получает полный (нередуцированный) набор хромосом соматической клетки (2n = 14). При слиянии такой гаметы с нормальной (n) образуется триплоидная зигота (3n), из которой развивается триплоид (3n = 21). Если обе гаметы несут по диплоидному набору хромосом (2n =14), возникает тетраплоид (4n =28).
Таким образом, на стадии анафазы-I мейоза может образоваться одно ядро с диплоидным набором хромосом (2n). Затем клетка вступит во вторую фазу мейоза и образуется одна половая клетка с тетраплоидным набором хромосом (4n). В отсутствии веретена деления хроматиды не разойдутся к полюсам клетки, а останутся в центре клетки, где из каждой сестринской хроматиды образуются хромосомы. При таком нарушении мейоз пройдёт с образованием одной клетки с тетраплоидным набором хромосом (4n = 28).
Тетраплоидные клетки (4n) могут возникнуть при незавершённом митозе: после удвоения хромосом деления клетки может не происходить, и в ней оказываются два набора хромосом (2n + 2n). Тетраплоидные клетки растения могут дать начало тетраплоидным побегам, цветки которых будут вырабатывать диплоидные гаметы вместо гаплоидных. При самоопылении может возникнуть тетраплоид (4n), при опылении нормальной гаметой – триплоид (3n).
