Микробы

В настоящее время всеми авторами, работающими по му­тагенезу, условно принято классифицировать возникающие наследственные изменения как макро - и микромутации. Мак­ромутациями называют изменения настолько резкие, что их удается выделить в М2 в виде отдельных измененных расте­ний. Необходимо отметить, что для отбора мутаций нужносе­ять потомство растений М1 (развивающихся из семян, обра­ботанных мутагенами) по семьям, считая за семью потомст­во отдельных колосьев. В сплошном посеве выделить мутан­ты очень трудно, можно заметить лишь очень резкие уклоне­ния, которые у пшеницы часто связаны с крупными наруше­ниями хромосомного аппарата.

Микромутации — это слабые изменения какого-либо при­знака, которые удается обнаружить, подвергая материал био­метрической обработке. Данные литературы (Qаиl, Aestveit, 1966; Borojevic, 1966; Scossiroli, 1968) показывают, что отбор можно начинать в М3, которое получают, высевая потомство отдельных растений М2. Однако лучше даже в М3 отбор не вести, а высеять семена растений из каждой семьи в М4 на нескольких делянках (в двух-трех повторностях), а затем уже проводить отбор среди этих семей по желательному признаку, для чего, конечно, необходима биометрическая обработка дан­ных. В настоящее время убедительно показано, что воздейст­вие мутагенами создает большое генотипическое разнообразие и отбор по количественным признакам в потомстве растений, обработанных мутагенами, дает положительные результаты, в то время как в контрольных популяциях он малоэффективен или совсем неэффективен (Scossiroli, 1968).

Отбираемые по фенотипу в М2 макромутации имеют раз­личную генетическую природу. Растения с одним и тем же фе­нотипом могут ловиться при изменении разных генов (точковые мутации), а также вследствие крупных перестроек хро­мосом: утери участков (нехватка), удвоения их (дупликация), обменов ими (транслокация), а также утери или (реже) до­бавления целых хромосом. Эти различные изменения могут иметь весьма сходный фенотипический эффект, что будет вид­но в дальнейшем при описании отдельных типов мутантов. Однако первое указание на природу возникшего     изменения  могут дать следующие тесты: 1) анализ пыльцы у мутантов и 2) наличие или отсутствие расщепления в мутантных ли­ниях. Отсутствие стерильной пыльцы и константность мутантной линии обычно свиде­тельствуют о том, что возник­шее изменение представляет со­бой точковую мутацию. Под­тверждением этого должен быть анализ мейоза (бивален­тов) на стадиях диакинеза и метафазы. Наличие 21 бивален­та закрытого типа у мутантов мягких пшениц подтверждает вывод о точковой природе му­тации, причем входящие в со­став бивалентов гомологичные хромосомы по размеру и мор­фологии одинаковы (рис. 10). Следующим подтверждением будет расщепление в F2при скрещивании мутантов с исход­ной формой: наличие простого менделевского расщепления (3:1, 1:2:1) свидетельствует о монофакториальной природе мутации.

Необходимо отметить, что у выделяемого мутанта часто оказывается измененным ряд признаков. Так, например, му­тант с интенсивно сизым воско­вым налетом на листьях и со­ломине, выделенный у озимой пшеницы ППГ 186 в наших опытах, имеет, кроме того, из­мененные колосковые пленки, форму куста и колоса. При скрещивании с исходной фор­мой оказалось, что все эти признаки наследуются незави­симо. Таким образом, у выде­ленного мутанта произошло не­сколько независимых мутаций разных генов.

При наличии крупных перестроек хромосом большей ча­стью выявляется частичная стерильность пыльцы (у растений, гетерозиготных по транслокациям и крупным инверсиям) и расщепление в мутантных линиях, благодаря тому, что у мяг­ких пшениц выживают растения с нехватками и дупликация­ми. Примером может быть расщепление в мутантных семьях спельтоидов  и скверхедов.

При наличии транслокации в гетерозиготном состоянии в диакинезе и метафазе Iмейоза наблюдаются кольца из четы­рех хромосом (рис. 11). Наличие крупных инверсий приводит к появлению в анафазе I мейоза определенного процента кле­ток с мостами и фрагментами, возникающими в результате перекреста в гетерозиготной инверсии. Мелкие инверсии, дуп­ликации, нехватки могут обусловливать ослабление конъюга­ции хромосом и снижение частоты хиазм; тогда увеличивает­ся количество бивалентов открытого типа. При потере значи­тельного участка хромосомы или при большой дупликации могут быть обнаружены гетероморфные биваленты, в которых конъюгирующие хромосомы имеют разную длину. Наконец, при утере целой хромосомы выявляются 20II и II а при до­бавлении лишней хромосомы— 20II + II  (рис. 12).

Все перечисленные выше методы анализа позволяют с от­носительной точностью определить тип возникшей мутации, т. е. включить ее в одну из больших групп (точковую мута­цию, перестройку хромосом или анеуплоидию). Точная же ло­кализация мутаций, т. е. определение, в какой именно хромо­соме произошло изменение, у пшеницы очень затруднено из-за ее сложной полиплоидной природы. (В первую очередь не­обходимо скрестить между собой сходные по фенотипу му­танты, чтобы выяснить, изменился у них один .и тот же локус или разные (тест на аллелизм). Аллельными, т. е. связанны­ми с изменениями одного и того же локуса, оказались все проанализированные до настоящего времени спельтоиды. Му­танты с измененным восковым налетом, длиной остей могут быть связаны с мутациями различных генов, локализованных в разных хромосомах. Определить, в какой именно хромосоме пшеницы произошла данная мутация, можно лишь при ис­пользовании моносомного анализа (см. гл. Ш).

Ниже излагаются данные о цитогенетической природе от­дельных типов мутантов, найденных у мягких пшениц.