МОУ гимназия № 000

- профессор, доктор биологических наук,

преподаватель кафедры генетики БГПУ им. М. Акмуллы.

- учитель биологии МОУ гимназии № 000.

ФИЗИОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНТОЦИАНОВЫХ

ОКРАСОК У РАСТЕНИЙ

Актуальность данной работы заключается в необходимости генетического анализа наследования антоциановой окраски венчиков цветков у узамбарской фиалки для подбора родительских форм с целью получения гибридов с уникальными цветовыми композициями окраски венчиков, так как весь мир мечтает получить фиалки с желтой или какой-либо другой невероятной окраской венчика.

В общем плане работа представляет интерес получить экологически-чистые пищевые растительные красители.

Цель работы:

Изучить генетическую обусловленность антоциановых окрасок у цветковых растений: окраска венчиков узамбарской фиалки.

Задачи работы:

Познакомиться с различными группами пигментов.

Рассмотреть генетический контроль синтеза антоцианов.

На примере узамбарских фиалок определить группы генов, контролирующие окраску венчиков этих растений.

Материалы и методы исследования. (2)

Материалом данного исследования служат лепестки четырех сортов сенполии разной окраски: пурпурная, розовая, голубая. белая.

Оборудование: плитка, 4 термостойких стаканчика на 50 – 100 мл, штатив с химическими пробирками, пипетка, ложечка, фильтровальная бумага или марля.

Реактивы: 20 г питьевой соды, разбавленная соляная кислота (1Н)

Методика определения антоцианов.

1.Выделение антоцианов.

0,5-1 г красных лепестков венчика растений поместить в термостойкий стакан. Залить 10 мл воды, прокипятить на плитке до выхода антоцианов в раствор. Отфильтровать вытяжку в чистую пробирку через марлевый или бумажный фильтр.

Разделить полученный водный раствор антоцианов по трем пробиркам.

2.Изменение окраски антоциановой вытяжки под действием кислоты.

К растворам антоциановой вытяжки добавить по каплям разбавленную соляную кислоту (1Н). Наблюдать изменение окраски раствора, отметить в тетради.

3. Изменение окраски раствора под действием щелочи (или питьевой соды).

К растворам антоциановой вытяжки добавить по каплям раствор питьевой соды. Наблюдать изменение окраски раствора, отметить в тетради.

4. Восстановление первоначальной антоциановой окраски.

Для подтверждения правильности титрования соединить заново эти два раствора. Наблюдать восстановление исходной окраски водной среды. Если получаем исходный, то делаем вывод о корректности результатов исследования.

Исследование повторить с розовыми, голубыми и белыми лепестками.

Результаты исследования представлены в следующей таблице:

№ опыта

Окраска венчика

Окраска водного раствора

Окраска щелочная

Окраска кислотная

1

Голубая

Грязно-зеленая

Изумрудно-зеленая

Розово-сиреневая

2

Розовая

Янтарная

Янтарно-желтая

Розово-оранжевая

3

Красная (пурпурная)

Буро-розовая

(гнилая вишня)

Бледно-буро-розовая

Розовая

4

Белая

Бежевая

Желтая

Прозрачная

Антоциановая вытяжка в кислой среде голубых, розовых и красных лепестков приобретает розовую окраску с разными оттенками. В щелочной среде, как и в водной окраска разнообразная. Белая окраска венчика не дает какого–либо яркого окрашивания вытяжки, а лишь оттенки бежевого, желтого (скорее цвета слоновой кости).

Исходя из данных, полученных в нашем исследовании, мы предполагаем следующее распределение генов и генотипов:

Признак

Ген

Генотип

Окраска венчика пурпурная

-

А-В-

Кислотный антоциан

А

ААвв

Щелочной антоциан

В

ааВВ

Генетический анализ полученных результатов.

На основе экстрагируемых фракций антоцианов можно предположить, что фенотипически определяемый цвет, возможно, складывается следующим образом:

признак

Ген

генотип

Пурпурный венчик

-

А-В-

Розовый венчик

А

А-вв

Голубой венчик

В

ааВ-

Белый венчик

-

аавв

Во всех случаях наблюдается расщепление окраски или наоборот при смешивании антоцианов кислой и щелочной среды как в палитре художника соединяются краски и получается новый цвет, так и в лепестках наличие двух антоциановых пигментов ( но не смешивание) дает новый оттенок.

Отсюда мы предполагаем, что наследование окраски лепестков сенполии определяется взаимодействием неаллельных генов.

У сенполии узамбарской синтез пурпурногого пигмента антоциана вероятно контролируется 2 генами А и В расположенными следующим образом:

Предшественник – фермент А → промежуточный продукт - фермент В → антоциан (пурпурная окраска) АВ (1)

Выводы:

1. Анализ состава антоцианов венчиков 4 исследованных сортов сенполий показал, что фенотипически определяемый цвет окраски венчиков состоит из сочетания кислотно и/или щелочно экстагируемых фракций антоцианов.

2. Исследования показали, что антоциановая окраска лепестков венчика у высших растений определяется взаимодействием неаллельных генов, расположенных в разных парах гомологичных хромосом.

3. Окраска венчика с красным оттенком детерминирована кислотным антоцианом, а более холодные оттенки – щелочеизвлекаемым антоцианом.

Для подтверждения достоверности результатов необходимо продолжить данную работу, скрещивая необходимые линии сенполий и анализируя полученные результаты.

Список использованных источников

1. , , и др. “Задачи по современной генетике” 2007 М., “Университет”.

2. Горбунова решения задач по генетике и молекулярной биологии Уфа 1с.