Polyploidi: Nyttige noter om polyploidi (1179 ord)

Her er dine nyttige noter om Polyploidy!

Når en organisme har mere end 2 sæt genomer, dvs. hvis 3 sætter derefter triploid, hvis 4 sætter tetraploider, er det fem sæt = pentaploider, hvis 6 sætter derefter hexaploider osv. Når polyploiderne er lige antal kaldes de primære polyploide, fx 2, 4, 6n osv.

Sekundære polyploider opstår normalt ved at krydse mellem organismer med forskellige ploiditetsniveauer, fx 4n × 2n → 3n.

Allopolyploids:

Kromosomsættene er homologe (ABC, ABC, ABC) osv. Da det er en "selvforøget (auto) forøgelse i ploidieniveau. Blandt de måder, hvorpå polyploidi kan forekomme i seksuelle organismer, er (figur 44.1):

(a) Gødning af æg med mere end en sæd, vil zygotekernen have 3 eller flere sæt kromosomer (figur 44.1 A).

(b) Manglende mitosis multiplicerer antallet af kromosomer der ved at øge antallet af gametiske kromosomer (figur 44. IB).

(c) Manglende meiosis, der producerer en diploid gamete i stedet for en haploid (figur 44.1 C, D). Manglende normal mitotisk opdeling i aseksuelle organismer kan også producere kerner med dobbelt sæt af kromosomer. Naturlige autopolyploider er sjældne på grund af de resulterende anomalier i celledeling.

Triploids kan opstå på mange måder. Hvis normal meiosis fejler, dannes en diploid (2n) gamete. Hvis en sådan gamet (2n) befrugtes af normal haploid gamete (n), dannes en autotriploid (3n) (figur 44.2A). Autotriploider er generelt sterile; på grund af mangelfuld gametdannelse. På grund af 3 kromosom 2 dannes et par (bivalent), men man forbliver univalent.

Hvis den tredje også par, danner den en trivalent (figur 44.2C). Gameterne vil have en og to kromosomer. I den tredje tilstand, hvis der er dannet 3 univalenter, fordeles de tilfældigt i gameter (figur 44.2C), f.eks. Hyacint med triploid konstitution 3n = 8 + 8 + 8 = 24. Gameterne kan have 8 eller 16 kromosomer, som er ubalanceret.

Tilsvarende producerer alle ulige nummererede polyploider pentaploider (5n), heptaploider (7n) osv. Sterile individer.

I autotetraploids (4n) af Datura er der en ensartet adskillelse af kromosomer under meiose. Autopolyploidi blev observeret af de Vries i Oenothera lamarkiana (autotetraploid). Autopolyploider findes i blomme, mos, tomat, majs, rug, Datura osv.

Normal frøfri banan er triploid. Alfa alfa, kartoffelkaffe, jordnødder mv. Er tetraploider (figur 44.3). Polyploidi induceres ved at hæmme normal mitose hos nogle planter. (Figur 44.4).

Polyploids adskillelsesmønster er forskellig fra normal diploidi. Forholdet er baseret på chromosomsegregation eller afstand af genform centromere (chromatidsegregation). Den primære effekt af autopolyploidi på segregation afslører forskellige former for arv. Tetrasomisk arv og trisom arv er nyttige til at skelne mellem auto og allopolyploider.

Allopolyploidy:

Allopolyploider stammer fra en heterozygotisk bestandstype (ABC, ABC A'B'C ', A'B'C'). Kromosomsættene er ikke-homologe. De er afledt af 2 forskellige arter. Allopolyploider indeholder 2 forskellige genomer, f.eks. En gamet fra arten 'A' kan befrugtes af en gamet fra arten 'B', hvilket resulterer i diploid AB. Dette vil være sterilt, da den homologe mellem 'A' og 'B' sætninger forhindrer parring som i haploider. Fordubningen af A, B-genomerne på grund af (AB) F _1- hybrid giver anledning til tetraploid. Et sådant polyploid kaldes amphidiploid eller allopolyploid.

Klassisk eksempel er afledt af GD Karpechenko i 1927 mellem Raphanus satrvus (2n = 18) og Brassica oleracea (2n = 18). F1-hybriden var steril på grund af manglende parring. Hvis genomerne af de to arter er ens, kan der dannes en frugtbar hybrid. Hvis de er ulige, vil synapsis ikke finde sted i hybrid, og det vil være sterilt. Hvis fordobling af kromosomet udføres, dannes allotetraploid, som er frugtbar (figur 44.5).

Den frugtbare allotetraploid undergår normal meiose og producerer normale gameter. Den nye slægt hedder Raphanobrassica.

Hvede (Triticum) findes i tre forskellige ploidyformer 2n = 14, 2n = 18 og 2n = 42. Almindelig hvede T. aestivum er hexaploid, dvs. 2n = 42 og afledt af 3 diploide arter.

(a) AA = T. aegilopoides (2n = 14)

(b) BB = Aegilops speltoides (2n = 14)

Den hexaploide hvede er AABBDD, hvor tetraploid er 2n = 28 og betegnes som AABB, og diploid er 2n = 14 og betegnet AA.

Den fælles hexaploide hvede er segmental allopolyploid, da de tre forfædre ikke er meget forskellige.

Triticum spelta er en hexaploid, som kunstigt blev syntetiseret i 1946 af ES Mc Fadden, ER Sears og H. Kihara. Det blev opnået ved at krydse Aegilops squarrosa (diploid 2n = 14) og T. dicoccoides (tetraploid 2n = 28, almindeligvis kendt som emmer hvede).

Der er flere andre naturlige og syntetiserede polyploider, f.eks. Gossypium hirsutum (upland bomuld med 2n = 52 er ny verdens bomuld hævet ved krydsning G herbaceum (gammel bomuld 2n = 26) og G raimondii (amerikansk bomuld 2n = 26).

Triticale er en ny mand lavet korn. Det opnås ved at krydse Triticum durum (2n = 28) og Secale cereale (2n = 14). F, hybriderne, der var sterile (2n = 21), blev fordoblet for at opnå en hexaploid Triticale (2n = 6X = 42) og octaploid Triticale (2n = 8X = 56). Det blev først gennemgået af Muntzing (1979), Gupta og Priyadarshan (1982) og Gupta og Reddy (1991).

Clausen og Goodsped syntetiserede en ny Tobaksart. De krydsede Nicotiana tabacum (48 kromosomer, gamete n = 24) med N. glutinosa (24 kromosomer, gamete n = 12) og opnåede F ₁ planter, hvor de fleste er sterile, men nogle er levedygtige. Frugtbar plante havde 72 kromosomer. Den nye art hedder N. digluta.

Allopolyploider blev også opnået ved at fusionere protoplastet af somatiske celler.

Forholdet mellem forskellige former for polyploider:

I dyre polyploidi er stærkt begrænset, da XY-mekanismen for sexbestemmelse er forstyrret med duplikering af køn kromosom tal, fx vil male tetraploid med XXYY producere 'XY' gamete og kvindelige tetraploid XXXX vil producere XX gamete. Foreningen mellem XX og XY vil danne XXXY, som hverken er mand eller kvinde.

Segmentale allopolyploider:

I nogle allopolyploider er de forskellige genomer, der er til stede, ikke helt forskellige fra hinanden. I polyploiderne findes der i en vis udstrækning chromosomer fra forskellige genomepar sammen og multivalenter. Segmenterne af kromosomer og ikke hele kromosomerne er homologe.

Derfor er sådanne allopolyploider kendt som segmentale allopolyploider. Det blev foreslået af Stebbins i 1950. Disse segmentale allopolyploider er mellemliggende mellem autopolyploider og allopolyploider. Generelt er de naturligt forekommende polyploider segmentale allopolyploider.

Anvendelser af polyploidi:

Tetraploids er mere energiske end diploider, der bærer større frugter og frø. Polyploider hæves kunstigt for sygdomsresistens, store frugter og højt næringsindhold. Sygdomsresistente tobakssorter, store frugter af æbler og vandmelon, store korn i havre og hvede og sygdomsresistens i hvede mv. Opnås med succes som polyploider (figur 44.6), tetraploid tomat har højt vitaminindhold, tetraploid majs indeholder 2% flere vitaminer mv.

Nye sorter af hvede, bomuld, tobak mv. Er eksemplerne på polyploider.