Изучение генетики пола у растений.

У всех животных и двудомных растений наблюдается примерно равное количество организмов мужского и женского пола, то есть соотношение полов равно 1:1. Это соотношение похоже на расщепление в моногибридном анализирующем скрещивании, когда одна из скре­щивающихся форм является гетерозиготной (Аа), а вторая — гомозиготной по рецессивным аллелям (аа). Было сделано предположе­ние, что один из полов является гомозиготным (например, жен­ский), а другой — гетерозиготным (мужской), или наоборот.

Хромосомы, по которым различаются организмы мужского и женского пола, называются половыми хромосомами. Те из них, ко­торые одинаковы у особей мужского и женского пола и являются парными у одного из полов, получили название Х-хромосом. Непар­ная половая хромосома, имеющаяся у организмов одного пола и отсутствующая у другого, была названа У-хромосомой. Те хромо­сомы, по которым мужской и женский пол не различаются, назы­ваются аутосомами.

Следовательно, у любого вида особи обоих полов имеют одина­ковые аутосомы и одну из Х-хромосом. Различаются же они тем, что у одного пола имеются две Х-хромосомы, а у другого — Х- и У-хромосомы.

Пол, образующий одинаковые гаметы в отношении половых хромосом, называется гомогаметным, а тот, который производит гаметы двух сортов — гетерогаметным.

Гомогаметный женский пол — XX и гетерогаметный мужской — XУ, кроме двукрылых насекомых (дрозофила), имеют млекопита­ющие (в том числе человек), некоторые рыбы, а из растений — дрё­ма (Меlandrium album и М. rubrum) и щавель (Rumex acetosa). Эти растительные объекты настолько широко встречаются, что могут стать предметом количественного ана­лиза соотношения полов. У птиц, чешуекрылых насекомых (шелко­пряд), некоторых рыб и др., наоборот, женский пол гетерогаметный, а мужской гомогаметный.

Из дикорастущих двудомных растений большой интерес представляет оценка соотноше­ния полов у растения кошачья лапка (Antennaria dioica).

У кошачьих лапок, заросли которых встречаются на мно­гих лугах, мужские и женские растения дифференцируются не только по генеративным органам, но и по окраске: мужские растения розовые, а женские — белые. Гетерогаметным явля­ется мужской пол.

Оценка соотношения полов в популяциях дремы проводи­лась еще в работах К. Корренса, переоткрывшего в свое вре­мя законы Менделя и внесшего большой вклад в изучение гене­тики пола растений. При равновероятном образовании в мейозе пыльцевых зерен с Х- и У-хромосомой в популяциях растений дремы часто наблюдается сдвиг в соотношении полов, как правило, в пользу особей женского пола. С чем это может быть связано? К. Корренс показал, что в годы обильного опы­ления, когда пыльцы созревает очень много, происходит не равновероятная закладка семян. Больше возникает семян будущих растений женского пола. Это происходит вследствие обостренных конкурентных отношений между пыльцевыми зернами, несущими Х- и У-хромосомы. В такой конкуренции пыльца с У-хромосомой оказывается менее эффективной в оплодотворении, на рыльце пестика прорастает более интен­сивно пыльца, содержащая Х-хромосому. Отсюда и сдвиг в соотношении полов.

Женские растения дремы — гомогаметный пол — имеют две Х-хромосомы и диплоидный набор аутосом. Мужские ра­стения — гетерогаметный пол — с ХУ-набором половых хромосом и двойным набором аутосом. Между Х- и У-хромосомами у дремы имеются небольшие гомологические участки, обе­спечивающие их регулярное расхождение в мейозе к разным полюсам деления. Если у животных с аналогичным типом определения пола многие гены, определяющие развитие в направлении мужского пола, находятся в аутосомах, то у дремы они в большинстве своем сосредоточены именно в У-хромосоме.

В то же время наблюдается, в том числе и анатомически, потенциальная бисексуальность особей.

Одним из хорошо изученных в плане детерминации пола объектов является щавель (Rumex acetosa). Особи женского пола у него имеют ХХ-хромосомы и диплоидный набор ауто­сом, а особи мужского пола не совсем обычны и имеют XYY-половые хромосомы и двойной набор аутосом. Две У-хромосомы щавеля содержат преимущественно гетерохроматин, они генетически неактивны в соматических клетках н образуют в интерфазных ядрах некое подобие полового хроматина. Их можно наблюдать в виде одной или двух глыбок в некоторых ядрах, например клеток эпидермиса.

По соотношению полов у щавеля картина аналогична наблюдаемой у дремы. Конкурентоспособность УУ-пыльцевых зерен снижена, и по этому в годы обильного цветения преимущество в прорастании получает пыльца несущая Х-хромосомы

Дата добавления: 2015-07-08