Отдаленная гибридизация. Причины нескрещиваемости видов и методы преодоления нескрещиваемость

Скрещивание форм, относящихся к разным видам и родам, называется отдаленной гибридизацией. →С теоретической точки зрения это проблема эволюции и филогинии различных групп растений. С практической точки зрения это получение новых форм растений, обладающих принципиально новыми хозяйственно-ценными признаками, как–то устойчивость к фитопатогенам и стрессовым факторам внешней среды, а также принципиально новые качества производимой продукции.

1. Барьеры нескрещиваемости при отдаленной гибридизации.

- механизмы, облегчающие внутривидовые скрещивания и препятствующие отдаленным→типы

• Географическая изоляция.
• Отсутствие цветения, как результат фотопериодической реакции растений.
• Цветение растений в разные сроки
• Сортовые различия, предотвращающие скрещивания.
• Самонесовместимость.
• Перекрестная несовместимость.
• Разделение полов.
• Непрорастание пыльцы из-за подавления секреторной функции клеток пыльцы. Они не выделяют фермент, способствующий прорастанию пыльцы.
• Разрыв пыльцевых трубок.
• Изменение направления роста пыльцевых трубок.
• Слишком медленный рост пыльцевых трубок, так что они не достигают зародышевого мешка.
• Отсутствие оплодотворения, несмотря на то, что пыльцевые трубки внедряются в зародышевой мешок.
• Оплодотворение происходит, но зародыш прекращает свое развитие на стадии нескольких клеток (у злаков это происходит из-за недоразвития эндосперма).
• Зародыш хорошо развивается, но его рост прекращается до образования жизнеспособных семян.
• Скрещивание приводит к образованию стерильных растений. В одном случае это происходит в результате нарушения мейоза, а в другом – в результате взаимодействия ядра и цитоплазмы (ЦМС).
• Существуют генные системы, влияющие на процент завязывания.

но у растений было описано довольно много спонтанных межвидовых и межродовых гибридов.пример - Спонтанные гибриды между рожью и пшеницей и т.п. →причина – особые условия внешней среды. →F₁ полностью стерильно и не оставляет потомства.

3. Способы преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации.

1- обработка гибридных растений колхицином для изменения их плоидности, что в свою очередь нормализует фертильность гибрида;

2- выделение образовавшегося зародыша и культивирование его на искусственной среде;

3- подбор определенных сортов (например, сортов пшеницы с генами Kr в рецессивном состоянии) и использование реципрокных скрещиваний;

4- регулирование t^o и относительной влажности воздуха при проведении скрещиваний и хранении пыльцы;

5- воздействия на растения различными методами, с целью синхронизации цветения (например, холодом на ирисы и эфиром на сирень и т.п.);

6- воздействие на пыльцу и рыльце биологически активными веществами типа ауксинов, каратиноидов, цитокининов, модифицирующих рост пыльцевых трубок;

7- снятие ферментативной блокировки прорастанию пыльцы на рыльце путем удаления рыльца и части столбика и нанесение пыльцы на срез;

8- изменение уровня плоидности растений перед скрещиванием;

9- оплодотворение в пробирке (invitro), при котором за несколько дней (~ 4) до раскрывания цветка извлекают семяпочки и помещают на питательную среду, а затем их опыляют чужеродной пыльцой, добиваясь оплодотворения