Генетика (стр. 12 )

3.  Какие этапы включает технология создания трансгенных растений.

4.  Каковы достижения современной биотехнологии в различных сферах жизнедеятельности человека.

5.  Какие направления в изучении культурных растений методами генной инженерии наиболее перспективны.

14. Экологическая генетика лесных древесных пород

Содержание темы: особенности ответных реакций растений на воздействия условной среды. Особенности взаимодействия климатических факторов среды и лесных древесных пород (тепло, влага, свет, ультрафиолетовые лучи и ионизрующая радиация, атмосфера и ее загрязнители, ветер). Генетика фотосинтеза и иммунитета. Взаимовлияние адафических факторов среды и древесных растений. Взаимодействие «генотип-среда», антропогенные факторы и пути повышения устойчивости лесных древесных растений.

Цели и задачи: проработав тему необходимо сформулировать знания и представления о взаимодействии «генотип-среда», о влиянии антропогенных факторов и путях повышения устойчивости и иммунитета лесных древесных растений.

Теоретическая часть. Экологическая генетика, как самостоятельное направление научных исследований, синтезирующее достижения в области генетики и экологии, возникла в связи с возрастающим загрязнением биосферы, интенсификацией промышленности, сельскохозяйственной, лесохозяйственной и других видов деятельности.

Экологическая генетика тесно связана с популяционной генетикой, поэтому следует проработать и усвоить тему «Генетические процессы в популяциях», изучить понятия количественной генетики.

Изучите историю возникновения экологической генетики. Обратите внимание, что предметом исследований экологической генетики являются адаптивные реакции организмов, особенности их модификационной и генотипической изменчивости в системе «генотип-среда», изучите их толкование. Внимательно изучите содержание основных разделов экологической генетики по -Вечтомову: симбиогенетика, устойчивость организмов к факторам окружающей среды, мутагенез, генетическая токсикология, прогнозирование и поиски путей предотвращения эпидемий и др.

Проанализируйте и сопоставьте значение терминов пластичность организма, адаптация, адаптивные признаки, стабильность, устойчивость. Изучите понятия генетический гомеостаз, популяционная буферность, канатизация, климатическая адаптация. Уясните, что в целом генетическая система растений помимо обеспечения роста, развития и воспроизводства в обычных условиях среды накапливает и вводит в действие информацию о специфических особенностях среды популяции, а также обеспечивает возможность воспринимать и накапливать такую информацию в будущем.

Изучите особенности ответных реакций растений на воздействия условий среды. Обратите внимание, что факторы среды взаимодействуют между собой и приспособленность популяции неидентична во всех частях ниши, которая называется экологической валентностью.

К экологическим факторам относят три группы факторов: абиотические, биотические и антропогенные.

Изучите особенности взаимовлияния климатических факторов среды и лесных древесных пород.

Изучите классификацию растений по отношению к низким температурам (холодостойкие, морозостойкие, зимостойкие). Изучите признаки, характеризующие морозостойкие древесные растения: наличие защитных покровов; способность переносить обезвоживание плазмы клеток; интенсивность накопления защитных веществ; степень концентрации клеточного сока и др.

Обратите внимание на способность растений по-разному реагировать на высокие температуры. Уясните значение понятия «экоморфа». Изучите классификацию растений по отношению к влаге: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксенофиты, эуксерофиты, суккуленты, оксилофиты, психрофиты, гидроморфы и используйте эти знания в лесоводстве.

Изучите растения по отношению к свету, дифференцируйте древесные породы по потребности в свете (гелиофиты, сциофиты), фотопериодизм, особое внимание обратите на радиочувствительность растений, особенности фотосинтеза, отношение растений к вредным промышленным эмиссиям, ветроустойчивость.

Внимательно изучите взаимовлияние эдафических факторов среды (почвы, рельефа) и древесных растений.

Особое внимание уделите вопросу взаимодействия биотических факторов среды и древесных растений. Изучите виды взаимоотношений между организмами: хищничество, паразитизм, конкуренция, комменсализм, мутуализм, аллелопатии. Значение фитонцидов, колинов, маразминов, антибиотиков. Изучите методы оценки взаимодействия «генотип-среда».

Дайте оценку антропогенным факторам и путям повышения устойчивости лесных древесных растений. Обратите внимание на формирование иммунитета.

Вопросы для самопроверки

Что является предметом экологической генетики. Дайте определение понятиям «генетический гомеостаз», «популяционная буферность», «канатизация». Охарактеризуйте отношение растений к абиотическим, биотическим и антропогенным факторам, а также межвидовые взаимодействия. Какие меры могут повысить генетическую устойчивость искусственно создаваемых насаждений лесных древесных пород.

15. Принципы количественной генетики: понятия и термины

Содержание темы: Непрерывная изменчивость и количественные признаки, фенотипическая и генотипическая изменчивость, значение признака, средний эффект гена. Селекционная или репродуктивная ценность. Отклонения, обусловленные доминированием и эпистазом. Компоненты дисперсии.

Проработав эту тему необходимо знать и уметь:

- знать основные понятия количественной генетики;

- уметь вычислять основные показатели популяции;

- понимать определение селекционная ценность.

Теоретическая часть: Ветвь генетики, занимающаяся изучением метрических признаков, называется количественной, или биометрической, генетикой. Она изучает количественные (мерные или метрические) признаки. В количественной генетике проявление признаков является результатом различий генов во многих локусах. Изменчивость, вызываемая одновременно расщеплением многих генов (полигенов), называется полигенной.

Большинство характеристик лесных древесных пород контролируются рядом аддитивных эффектов и генов, к ним относятся высота, диаметр, форма ствола, плотность и т. п. Изучение наследуемости этих признаков и свойств должно осуществляться в популяциях. Только в больших совокупностях измерений можно проследить варьирование или флуктуацию признаков. Изучение представления о варьирующих и флуктурирующих признаках, опишите методику вычисления биноминальных коэффициентов и составления бинаминальной кривой.

Изучите понятия генотипическая и фенотипическая изменчивость. Изучите компоненты фенотипической выриансы Vp=Vg+Ve, где Vg – генотипическая варианса, Ve – негенотипическая варианса. Ярким примером сочетания генотипической и фенотипической изменчивости является медоносная пчела, которая фенотипически разделяется на 3 класса (рабочие пчелы, матки, трутни). Вся изменчивость женских особей зависит от ненаследственных факторов.

Изучите раздел «Значение признака», усвойте основные показатели: фенотипическая оценка (значение признака); генотипическая оценка популяции, действительное популяционное среднее. Изучите селекционную или репродуктивную ценность, усвойте методики их вычисления. Изучите отклонения, обусловленные доминированием и эпистазом, научитесь вычислять компоненты дисперсии.

Вопросы для самопроверки

Что такое изменчивость количественная, качественная, непрерывная. Как соотносится фенотипическая, генотипическая и негенетическая (средовая) оценки популяции. Напишите формулы определения аддитивной, доминантной и генотипической дисперсии.

16. Сходство между родственниками

Содержание темы: Понятие о сходстве или родстве. Ковариация между родственными особями. Явление инбридинга, его последствия, измерение степени инбридинга, использование коэффициента инбридинга. Коанцестри, связь между поколениями, между групповыми коанцестри и разнообразием генов. Уставное число.

Проработав тему необходимо знать и уметь:

- выделить основные типы родства, важные для лесной генетики;

- уметь вычислять степень сходства, ковариацию, регрессию и корреляцию.

Теоретическая часть. Сходство между родственниками является одним из самых значительных явлений, используемых в количественной генетике. Зная его можно рассчитать количество аддиктивной генетической дисперсии, что можно использовать при обоснованном выборе метода селекции. Важным для лесной генетики являются четыре типа родства: потомки и один родитель; потомки и родительское среднее; полусибсы; полные сибсы.

Изучите коэффициент корреляции, степень сходства, ковариансу, величину регрессии, ковариации. Изучите явление имбридинга и его последствия. Обратите внимание на единообразие и изменчивость между инбридными популяциями, на потерю мощности роста, отсутствие или снижение адаптации, снижение урожая семян при инбридинге. Изучите коэффициент инбридинга, его значение.

Коанцестри – как показатель степени родства. Изучите коэффициент коанцестри (родства). Усвойте определения показателей: идентичный по происхождению, основатель популяции, самокоанцестри, генный пул, групповое коанцестри. Изучите связь между групповыми коанцестри и разнообразием генов и показатель устойчивое число.

Вопросы для самопроверки

Какие типы родства являются важными для лесной генетики. Что такое ковариация. Что выражает регрессия, корреляция.

17. Генофонд лесных древесных пород и его сохранение

Содержание темы. Методы консервации генетических ресурсов, формы выделения и сохранения ценного генофонда лесных древесных пород в России. Мировая политика в области сохранения биоразнообразия и консервации генофонда.

Проработав тему необходимо знать и уметь:

- основные термины и понятия;

- уметь обосновать актуальность сохранения генофонда, знать методы консервации генетических ресурсов;

- иметь представления о мировой политике в области сохранения биоразнообразия

Теоретическая часть. При изучении данного раздела уясните понятие генофонд. Для успешного долговременного селекционного улучшения лесных древесных пород необходимо иметь широкую генетическую базу или значительный генофонд, поэтому очень важно заботиться о сохранении уже существующего генетического потенциала популяций. В любой селекционной программе необходимо предусматривать консервацию генов и генных комплексов, при этом необходимо не допускать сужение генетической базы или возникновения эффекта инбредной депрессии.