Гибридизация и селекция зимостойких цитрусов

[Achillides]

Пардон за офф...
Илья, объясните, пожалуйста, от чего зависят самостерильность и самофертильность?
Что их определяет?
(Может, этот вопрос перенести в тему по гибридизации?)

[ilya11]

Пардон за офф...
Илья, объясните, пожалуйста, от чего зависят самостерильность и самофертильность?
Что их определяет?
(Может, этот вопрос перенести в тему по гибридизации?)

Этот вопрос довольно хорошо изучен на модельных организмах, как например крестоцветный сорняк Arabidopsis.
На поверхности пыльцы и пестика имеются гликопротеиды образующие комплекс. Они кодированы несколькими генами и когда конкретное растение вырабатывает оба эти взаимно реагирующие вещества, то его пыльца начинает прорастать на пестике. Это первый этап. Часто также бывает что образующаяся пыльцевая трубка короткая, не достигает яйцеклетки и опыления не происходит. Так объясняется например бессеменность мандарина Кишу.

[Achillides]

Благодарю.
С пыльцевой трубкой всё более-менее ясно, а вот по первому пункту непонятно, что определяет выработку обоих реагирующих веществ, запускающих оплодотворение. Ведь в одних случаях это происходит, а в других - нет.

[ilya11]

Благодарю.
С пыльцевой трубкой всё более-менее ясно, а вот по первому пункту непонятно, что определяет выработку обоих реагирующих веществ, запускающих оплодотворение. Ведь в одних случаях это происходит, а в других - нет.

На поверхности пыльцы находится гликопротеид, назовём его АN, синтез которого находится под контролем гена его белковой части A , а также генов кодирующих ферменты для изменения поверхности этого белка добавлением групп разных сахаров. В зависимости от нахождения в геноме разных аллелей этих генов на поверхности пыльцы находятся разные формы А: А1, А2, А3 и тд и тп. Такая же система находится на рыльце пестика закодированная геном белка Б и генами модифицирующих его ферментов, что приводит к синтезу Б1, Б2, Б3 ... Только определённые соотношения АN и БN, например: А1-Б2 приводят к активации пыльцы и прорастании её в пыльцевую трубку. Если в геноме данного растения присутствуют все гены необходимые для синтеза как А1 так и Б2 то самоопыление возможно. В противном случае опыление растения с Б2 возможно только пыльцой растения с генами необходимыми для синтеза А1.

[Achillides]

Благодарю за интересную детализацию "кухни" процесса.
А для чего в Природе вообще есть возможность самоопыления? Ведь, по идее, при нём происходит огомозигочивание (в зиготном, а не нуцеллярном потомстве), т.е. "сворачивание" потенций генома. Или это тоже своеобразный приспособительный механизм для адаптации в узких по параметрам условиях с закреплением адекватных к ним свойств? Но если так, почему он не универсален, и часть растений не самофертильна?
Сюда же прицепом - насколько я понимаю, полиплоиды имеют адаптивное преимущество перед диплоидами. Почему тогда все организмы-эукариоты не идут по пути полиплоидности? Есть какие-то серьёзные издержки в таком раскладе?

[Forward]

В противном случае опыление растения с Б2 возможно только пыльцой растения с генами необходимыми для синтеза А1.

Это более развёрнутый ответ и на то, о чём я раньше спрашивал.
В целом восприятие - как в унитете на лекции. Даже если не всё понятно, то что-то всё равно откладывается.

[ilya11]

Благодарю за интересную детализацию "кухни" процесса.
А для чего в Природе вообще есть возможность самоопыления? Ведь, по идее, при нём происходит огомозигочивание (в зиготном, а не нуцеллярном потомстве), т.е. "сворачивание" потенций генома. Или это тоже своеобразный приспособительный механизм для адаптации в узких по параметрам условиях с закреплением адекватных к ним свойств? Но если так, почему он не универсален, и часть растений не самофертильна?
Сюда же прицепом - насколько я понимаю, полиплоиды имеют адаптивное преимущество перед диплоидами. Почему тогда все организмы-эукариоты не идут по пути полиплоидности? Есть какие-то серьёзные издержки в таком раскладе?

Антон,
Живая природа не построена по тем же рациональным принципам что и изобретённые человеком машины. В эволюции отбор происходит среди организмов часто применяющих совершенно разные стратегии. Когда самоопыление возможно, то появляется возможность сохранения стабильности функции генома, такая популяция становится более однообразной, что помогает когда условия среды особо не меняются. Однако в случае катаклизмов, такие особи внутри вида быстро исчезнут и в популяции будет сдвиг в сторону перекрёстного опыления.
Полиплоидность была широко использована как ресурс новых генов при эволюции растений. Однако она не всегда вызывает усиление признаков. Увеличение в два раза количества ДНК в клетке приводит к увеличению её объёма в два раза и приводит к дисбалансу в экспрессии многих генов. После полиплоидации происходит быстрое отмирание огромного количества генов, эволюция генома ускоряется что имеет преимущество в условиях быстро изменяющейся среды. Для растений в силу их неподвижности и наличия жёстких внеклеточных оболочек увеличение объёма клеток происходит более безболезненно чем в случае многоклеточных животных.

[Achillides]

Немножко непонятно -
"Полиплоидность была широко использована как ресурс новых генов при эволюции растений." (С) +
" Увеличение в два раза количества ДНК в клетке приводит к увеличению её объёма в два раза и приводит к дисбалансу в экспрессии многих генов" (С)
Верно ли я Вас понял, что имеет место узкоизбирательная экспрессия генов, после отбора которых происходит "чистка" - отмирание ненужных? И ещё - вытекает ли из вышеизложенного то, что растения иногда меняют плоидность от увеличения к уменьшению и наоборот в процессе изменения условий среды?

[ilya11]

Немножко непонятно -
"Полиплоидность была широко использована как ресурс новых генов при эволюции растений." (С) +
" Увеличение в два раза количества ДНК в клетке приводит к увеличению её объёма в два раза и приводит к дисбалансу в экспрессии многих генов" (С)
Верно ли я Вас понял, что имеет место узкоизбирательная экспрессия генов, после отбора которых происходит "чистка" - отмирание ненужных? И ещё - вытекает ли из вышеизложенного то, что растения иногда меняют плоидность от увеличения к уменьшению и наоборот в процессе изменения условий среды?

Именно так, отмирание большинства удвоенных генов происходит очень быстро. Кроме того, так как для функции всегда есть резерв генов, накапливается много мутаций,что часто приводит к новой роли для одной из копий данного гена.

[Achillides]

Но по какому же "критерию" получается дисбаланс в экспрессии генов полиплоида, если отбора ещё не было? Неужели случайно?
И ещё - многие растения, насколько я знаю, являются постоянными полиплоидами, например, Magnolia grandiflora гексаплоидна.
Почему тут сохраняется полиплоидность?
*
Попутно - скрещивание гексаплоида с диплоидом должно дать тетраплоидное потомство, при возвратном скрещивании которого с диплоидом должен получиться триплоид. Так? А у него, по идее должны возникнуть проблемы с диплоидом в потомстве из-за несбалансированности генома. Верно?
+
Каков процент полиплоидов среди самых морозоустойчивых цитрусов? Насколько вообще полиплоидность может повышать зимостойкость и можно ли использовать этот ресурс при получении новых моржовистых форм?