Генетика лиственницы Сибирской

 

Министерство  образования и науки  Российской  Федерации

 

ФГ  БОУ  ВПО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Лесохозяйственный факультет

Кафедра селекции и озеленения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЕНЕТИКА  ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ

 

Пояснительная записка к курсовой работе

(СиО 000000013 ПЗ)

 

 

 

 

 

 

                                                                                 Руководитель:

                                                                                             проф. О. Ф. Буторова

                                                                                             __________________

                                                                                                                                            (подпись)

                                                                                            __________________

                                                                                                                                           (оценка, дата)

                                                                           Выполнил:

 

 

                                                                                              __________________

                                                                                                                                          (подпись)

                                                                                            __________________

                                                                                                                                         (дата)

Реферат Курсовая работа содержит 22 страницы, 8 литературных источников.   ЛИСТВЕННИЦА СИБИРСКАЯ,ГЕНЕТИКА, НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, МУТАГЕНЕЗ, ПОЛИПЛОИДИЯ, ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.   Цель работы – изучение наследственности и изменчивости лиственницы  сибирской. Метод исследования – аналитический, на основании анализа литературных источников. В работе рассмотрены краткая  характеристика вида, наследственность, изменчивость. Предложены рекомендации по получению мутанта, полиплоида, размножение  ценных экземпляров.
						СЛКО 000000.013 ПЗ
						ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА	Стадия	Лист		Листов
Изм	Кол.уч	Лист	Док	Подпись	Дата			3		24
Разработал
Проверил		Буторова
							Лист		Листов
Н. контр							СибГТУ  гр.
Утвердил
Содержание :      Введение………………………………………………………………………           1. Краткая характеристика вида………………………………………...      2. Наследственность………………………………………………………           3. Изменчивость………………………………………………………….. 4. Методы изменения наследственности………………………………... 4.1.Мутагенез……………………………………………………….                    4.2.Полиплоидия…………………………………………………...                    4.3.Генная инженерия……………………………………………...      5.Размножение  ценных особей…………………………………………..  Заключение………………………………………………………………….
						СЛКО 000000.013 ПЗ					Лист
											4
Изм	Кол.уч	Лист	Док	Подпись	Дата

 

 

 

 

 

Введение           Основной задачей генетики лесных, плодовых и декоративных древесных пород является получение и размножение таких экземпляров, которые превосходили бы остальные по ряду хозяйственно-ценных признаков.           Решить эту задачу можно, используя следующие методы выведения сортов: отбор, гибридизация, мутагенез, полиплоидия, генная инженерия.           Для выведения сорта отбором необходимо знать закономерности наследования признаков, межвидовую и внутривидовую изменчивость, наличие хозяйственных форм и запросы потребителей, что позволит сформулировать цель отбора и провести работу по заданной программе. Гибридизация, или скрещивание проводится с целью получения гибридов путем искусственного опыления, что позволяет получить гибрид, содержащий в генотипе признаки обоих родителей. Мутагенез и полиплоидия позволяют при помощи физических и химических воздействий получить измененные организмы, часть из которых может обладать ценными свойствами. Генная инженерия открывает возможность создания сорта по заданной программе.
						СЛКО 000000.013 ПЗ	Лист
							5
Изм	Кол.уч	Лист	Док	Подпись	Дата

 

 

 

1 Краткая характеристика вида             Лиственница Сибирская (Larix Sibirica)           Ареал лиственницы сибирской почти полностью укладывается в границы России. Она расположена в основном в Сибири, заходит на Урал и северо-восток Европейской России. И лишь южным краем ареала это растение уходит за пределы нашей страны в Монголию, Западный Китай и Восточный Казахстан. В Азиатской части России лиственница сибирская встречается от Урала до Енисея и Байкала. Она занимает значительную часть Западной и Средней Сибири - от низовьев Оби и Енисея на севере до Алтая и южного Забайкалья на юге и юго-востоке [Н.В. Дылис 1981].           В горах поднимается до верхней  границы леса, на Алтае до 2200 –  2400 м над уровнем моря. С севера  на юг постирается от тундры (71˚ с.ш.) до Алтая и Саян (46˚ с.ш.).              Лиственница светолюбива и не переносит затенения, культивируют ее на открытых, хорошо освещаемых местоположениях. Достаточно устойчивы лиственничные леса и в условиях избыточного увлажнения. Обширные массивы лиственничников на избыточно увлажненных почвах можно встретить в пределах границ всего ареала распространения лиственницы. Высокая устойчивость лиственницы на почвах с близким уровнем мерзлоты объясняется способностью лиственницы образовывать придаточную корневую систему. Однодомные деревья, обычно крупные, высотой до 35-50 м, диаметром  до 1 м. Кора на молодых побегах  светло-серо-буроватая, потом темнеет  и сереет, к старости делается очень  толстой, глубоко-бороздчатой, отделяющейся значительными кусками. Корневая система лиственницы сильно разветвлена, глубокая, с хорошо развитым стержневым корнем.
						СЛКО 000000.013 ПЗ	Лист
							6
Изм	Кол.уч	Лист	Док	Подпись	Дата

 

 

 

               Укрепляется прочно и неветровальна. Быстро растущая, исключительно морозоустойчивая, долговечная порода.Древесина лиственницы используется в малом судостроении, строительстве, столярном производстве — элементы строительных конструкций, стеновой брус, паркет, погонажные изделия, оконные рамы, шпалы и столбы линий электропередач.

Из лиственницы  делают сваи и другие элементы гидротехнических сооружений, которые служат неограниченно долго. Один из примеров –  при строительстве Венеции около 400 тыс. штук лиственничных свай было забито для укрепления оснований различных сооружений. В 1827 году, т.е. спустя 1000 – 1400 лет, часть свай была обследована. В заключении об их прочности сказано, что сваи из лиственничного леса, на которых основана подводная часть города как будто окаменела. Дерево сделалось до того твердым, что и топор, и пила едва берет его.

 Другой пример — сваи Троянского  моста через Дунай простояли  1800 лет. Древесина лиственницы применяется: для оборудования бассейнов, пляжей, причалов катеров, балконов, лоджий, террас, душевых, облицовки встроенного оборудования, шкафов-перегородок, гардеробных комнат, панелей и т.д.

До середины XIX в. в России законом было запрещено продавать древесину лиственницы частным лицам — слишком много её требовалось для военного и торгового кораблестроения (да и сейчас есть ограничения в её применении). Исключение было сделано при строительстве Зимнего дворца, храма Василия Блаженного, соборов Московского Кремля, Манежа (ныне Центральный выставочный зал в Москве), где рамы и перекрытия были сделаны из древесины лиственницы.

На старых деревьях можно встретить  трутовики, или лиственничную губку. Эвенки использовали её для умывания и стирки белья. Лиственничное мыло дает обильную пену, легко смывая грязь. Из губки также готовили насыщенную красную краску для тканей. По содержанию смолистых веществ лиственничная губка не имеет себе равных. Для нужд современной медицины из неё извлекают агарициновую кислоту[Дылис,1981].

Прочная, как янтарь, лиственничная  смола-живица освежает полость рта, хорошо очищает зубы и укрепляет  дёсны.

Ценным сырьем является и кора дерева. Из коры лиственницы вырабатывают прочные текстильные красители, извлекают эфирные масла и дубильные вещества.

В эпических сказаниях народов  манси лиственница почиталась как  символ могущества, долголетия и вечно  обновляющейся жизни. Лиственница  — успокаивающее дерево. Она исцеляет нервные расстройства, особенно сопровождаемые приступами меланхолии и депрессии. Лечебные свойства лиственницы определяются биологически активными веществами – антиоксидантами, которые помогают организму бороться со старением и различными заболеваниями, особенно в условиях стресса, загрязнённой среды, радиации. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     2 Наследственность

Е. Н. Муратовой в 1994 году был изучен хромосомный полиморфизм в природных  популяциях лиственницы Гмелина.

Материалом послужили семена, собранные  в окрестностях поселка Корымское Читинской области, на хребте Эрэн – Даба в Хэнтэйском аймаке Монголии, в бассейне озера Виви на северо-западе Эвенкии в подгольцевом поясе острогов Путорона [Муратова, 1994].

Кариологический анализ проводили на проростках семян с собственными модификациями. Проростки обрабатывали 1%-ным колхицином, фиксировали спиргово-уксусной смесью (3:1), окрашивали 1%-нымацетогематоксилином. При измерении хромосом на микрографиях определяли абсолютную длину (Lª, мкм), относительную длину (Lͭͭͭͭt, %), центромерный индекс – отношение короткого плеча к длине хромосомы (Iͨс,%), локализацию перетяжки (sc,%) [Муратова,1994].

В различных частях ареала лиственница  Гмелина имеет 24 хромосомы. Суммарная длина хромосом варьировала от 216,3 до 383,0 мкм.

Хромосомы первой группы (Lª=15,1±0,21 мкм, Lt=4,8±0,05%, Ic=46,5±0,37%) относятся к типу метацентричесиких. Среди них две пары имеют вторичные перетяжки. Хромосомы второй группы относятся к типу субметацентрических. Самая крупная из них имеет вторичную перетяжку на длинном плече. Морфологические параметры субметацентрических хромосом с перетяжкой - Lª=12,1±0,29 мкм, Lͭt=3,9±0,07%, Ic=30,6±1,14%; без перетяжки - Lª=10,1±0,10 мкм, Lt=3,3±0,03%, Ic=33,0±0,27%.

В интерфазных ядрах содержится от 1 до 6 ядрышек. Максимальное их число коррелирует с количеством вторичных перетяжек. В кариотипе содержится 6 пар симметрических и 6 пар асимметрических хромосом. Представители имеют 1,2 или 3 пары хромосом со вторичными перетяжками [Муратова, 1994].

При изучении семенного потомства  обнаружены хромосомные перестройки. В образцах Монголии и Читинской области кольцевые и полиметрические хромосомы, ацентрические кольца. В карымской популяции в кариотипе 1/6 части исследованных проростков имелось 8 пар метацентрических и 4 пары субметацентрических хромосом, т.е. две пары, являющиеся в норме субметацентриками. Возникшая перестройка находится в гомозиготном состоянии и затрагивает две пары близких по размеру коротких хромосом.

Сдвиг центромеры может происходить либо за счет перицентрической инверсии, либо вследствие транслокации крупного сегмента с одного плеча на другое [Муратова,1994].

Кариологическое исследование трех популяций выявило несколько вариантов кариотипа.

1. Нормальный, или стандартный кариотип, содержащий 24 хромосомы: 6 пар метацентрических и 6 пар субметацентрических. наблюдается полиморфизм почти нуклеолярных районов.
2. Кариотип с одной добавочной хромосомой разной морфологии.
3. Кариотип с геномными мутациями, которые выражаютя в полиплоидии.
4. Кариотип со структурными перестройками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

3 Изменчивость

          Изменчивость – это способность организмов приобретать отличия от других особей своего вида.

1. Мутационная изменчивость - Это изменения ДНК клетки (изменение строения и количества хромосом). Возникают под действием ультрафиолета, радиации (рентгеновских лучей) и т.п. Передаются по наследству, служат материалом для естественного отбора(мутационный процесс – одна из движущих сил эволюции) [Любавская, 1982].
2. Комбинативная изменчивость - Возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери.

3. Модификационная изменчивость - Возникает под действием окружающей среды. По наследству не передаётся, потому что при модификациях меняется только фенотип (признак), а генотип не меняется. отличия от мутаций

Изменчивость  генеративных органов

Длина зрелых женских шишек – один из важнейших  признаков при изучении систематики и внутривидовой изменчивости лиственниц. По мнению Н.В. Дылиса (1961), генетические особенности деревьев в изменчивости длины шишек имеют большее значение, чем экологические факторы.  
Изменчивость длины шишек в пределах дерева (эндогенная изменчивость) незначительна, коэффициенты вариации С=5-18%.  
Наибольшая длина шишек у лиственницы сибирской у восточных пределов её расположения выявлена в Среднем Приангарье, средняя длина для популяции – 39мм. [Дылис,1947] 
Минимальная длина шишек у лиственницы сибирской у восточной границы её ареала отмечена в низовьях Нижней Тунгуски, средняя длина для популяции – 19мм.  
Данный признак – один из самых не устойчивых, так как он зависит не только от генетических и экологических факторов формирования шишки, но и от степени раскрытия её чешуй, обусловленной в свою очередь, целым рядом причин, в том числе и погодными условиями во время взятия образцов. Ширина шишек отличается большой сезонной изменчивостью (до 8-9мм), в отдельные годы с преимущественно дождливым и холодным летом ширина значительно уменьшается, причем не только у отдельных деревьев, но и в целом в популяции.