5.oplemenjivanje l 4

OPLEMENJIVANJE VOĆAKA I VINOVE LOZE

IZVORI GENETIČKE VARIJABILNOSTI

Promjenljivost, naslijeđivanje i prirodno odabiranje činioci su

organske evcolucije

Pod pojmom varijabilnosti ( promljenjivosti) podrazumijeva se

proces nastajanja razlika među jedinkama iste biološke vrste

Varijabilnost može da bude :

- Nenasljedna ( modifikaciona ili ekološka )

- Nasljedna ( genetička )

Glavni izvori genetičke varijabilnosti su rekombinacije i mutacije gena u početnoj ( izvornoj) populaciji.

Od njih i njihovog zajedničkog djelovanja zavisi uspjeh u oplemenjivanju biljaka.

Pri rekombinaciji gena dolazi do nove kombinacije gena.

A pri mutacijama gena nastupaju promjene naslijednog materijala u organizmu.

Stoga su mogućnosti rekombinacije gena ograničene, dok su mutacije gena praktično neiscrpne.

Razvoj genetike i uloga u oplemnjivanju biljaka

Gregor Mendel, “ogledi sa biljnim hibridima” (1865)

Johansen, nosioce nasljednih osobina naziva gen (1903)

Bejston, naukau o naslijeđivanju naziva Genetika (1906)Morgan, objasnio linearan raspored gena u hromozomu (1919)

Watson i Crick, proučili sastav i građu DNK (1953)

Geni i prenošenje genetičkih informacija

- Gen je djelić hromozoma. Predstavlja određeni dio molekule DNK (rijetko RNK).

- Lokus predstavlja mjesto na hromozomu na kojima se nalazi gen.

- Svaki gen se sastoji od nukleotida ( 400 do 2000)

(Nukleotidi su građevne jedinice polinukleotida, odnosno nukleinskih kiselina

Prenošenje genetičkih informacija i determinacija fenotipa

U međudejstvu gena, ribonukleinskih kiselina, primarnih bjelančevina, enzima sa spoljnom sredinom ostvaruje se fenotip...

Kvalitativne i kvantitativne osobine

U zavisnosti od broja gena i njihovog dejstva, kao i uticaja sredine na razvoj osobina one mogu da se podijele na :

- Kvalitativne- Kvantitativne

Kvalitativne osobineU razvoju kvalitativnih ( diskontinuiranih, alternativnih) osobina učestvuje jedan ili mali broj gena sa jakim dejstvom, koji se nazivaju major geni.

Kvalitativne osobine su manje podložne uticaju spoljne sredine.

U biljnom svijetu mali je broj kvalitativnih osobina.

U oplemnjivanju kvalitativnih osobina postižu se relativno brz napredak

Kvantitativne osobineU razvoju kvantitativnih ( poligenskih, kontinuiranih) osobina učstvuje veči broj gena sa malim pojedinačnim dejstvom, koji se nazivaju poligeni ili minor geni.

Kvantitativne osobine su pod jačim uticajem spoljne sredine.

Največi broj željenih osobina kod biljaka pripada kategoriji kvantitativnih osobina.

U oplemenjivanju kvantitativnih osobina postiže se, po pravilu, spor napredak

Naslijeđivanje naizmjeničnih osobina

Polazeći od pretpostavke da jednu osobinu uslovljava jedan par homologih hromozom, a koji je uz to smješten na jednom lokusu, Mendel je započeo svoja istraživanja o nasleđivanju, i pri tom je smatrao da proste, elementarne osobine uslovljavaju po jedan par naizmjeničnih gena.

Međutim, kasnije je utvrđeno da prema broju parova alternativnih gena naslijeđivanje može biti:

- monohibridno- dihibridno- trihibridno i- polihibridno

U suštini postoje dva osnovna tipa naslijeđivanja:

- dominantno-recsivno (kada jedan gen dolazi do izrazaja na račun drugog, koji ostaje pritajen u

heterozigotnom stanju)

- Intermedijarno (kada se kod hibrida javi osobina koja je na prelazu između odgovarajučih osobina

roditelja)

Monohibridno naslijeđivanjeMonohibridi su heterozigotne individue u alelima jednog genskog lokusa.

Nastaju ukrštanjem homozigotnih roditelja koji se razlikuju u jednom paru alternativnih gena i uslovljavaju pojavu jednog para alternativnih gena.

Monohibridno dominantno- recesivno se naslijeđuje relativno mali broj osobina voćakaMallus floribunda – Venturia; Malus zumi – Padpspharea leucotrihca; Pyrus communis zelena boja; Bijelo meso ploda breskve dominantno nad žutim

Dihibridno naslijeđivanje

Dihibridi su heterozigotne individue koje se razlikuju u dva para alternativnih gena.

Geni istog para nalaze se u homologim hromozomima, a geni razlićitih parova u različitim hromozomima.

Roditel :Breskva bijeog mesa (AABB) Nektarina žutog mesa (aabb)

AABB

AABb

AaBb

AaBb

AABb

AAbb

AabB

Aabb

AaBB

AaBb

aaBB

aaBb

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

AB Ab aB ab

AB

Ab

aB

ab

Gameti F1

Trihibridno i polihibridno naslijeđivanje

Trihibridi su heterozigotne individue, koje nastaju ukrštanje homozigotnih roditelja koji se razlikuju u tri para alternativnih osobina odnosno gena.

Pri hibridnom ukrštanju u F2 generaciji obrazuje se 64 kombinacija zigota, a odnos fenotipova u F2 generaciji je 27:9:9:9:3:3:3:1.

Nastaje 8 homozigotnih jedinki od kojih su dvije roditeljske, a 6 potpuno novih.

U odabiranju mogu da se koriste sve jedinke sa novim fenotipovima, a ne samo novi homozigotni genotipovi.

Poliploidi su individue heterozigotne u više parova alternativnih gena.

Da bi se ostvarilo dominantno-recsivno nevezano naslijeđivanje, neophodno je da se različiti parovi alternativnih gena nenalaze u homologim hromozomima, odnosno maksimalan broj parova alternativnih gena ravan je haploidom broju hromozoma (n)

Malina i kupina 7, breskva, kajsija, badem, trešnja, džanarika i crna ribizla 8, citrusi 9, pitomi kesten i obič. Borovnica 12, višnja i orah 16, jabuka i kruška 17, domaća šljiva 24.

Uzajamno djelovanje naslijednih činilaca ( interakcija gena)

U dosadašnjem izlaganju polazili smo od pretpostavke da jedan gen određuje jednu osobinu. Ova pretpostavka je uslovna i ograničena. Poznato je da geni direktno ne određuju osobinu, već tok biohemijskih procesa koji vode razviću osobina. Geni obično djeluju uzajamno. Ovakvo djelovanje gena naziva se interakcijom gena.I sam organizam, kao složen sistem, djeluje i razvija se u interakciji svi nasljednih faktora (Genotipa) i spoljne sredine.

Postoji nekoliko tipova interakcije gena, a to su:

- Epistaza- Komplementarnost- Poligensko naslijeđivanje- Plejotropija

Epistaza

Tip interakcije pri kojoj gen ( epistatični) jednog alelomorfnog para potiskuje gene (hipostatični) drugog para.

Epistatično se naslijeđuje odsustvo trnja oktoploidne kupine Austin Thornless

Komplementarnost

Komplementarnost predstavlja sadejstvo dva ili više gena u razviću neke osobine. Osobina će se pojaviti u fenotipu samo ako su svi komplementarni geni prisutni u genotipu(Crvene boja španske grahorice, crvena boja aleurona kukuruza, otpornost prema Pseudopeziza ribis R,dicuscha x R. Nigrum)

Poligensko naslijeđivanje

Poligsko naslijeđivanje je tip interakcije gena u kome članovi poligenskih sistema ispoljavaju mali efkat, a u zajednici sa više sličnih gena uslovljavaju realizaciju nekih , često značajnih osobina fenotipa.

Javlja se kod ploliploidnih voćaka ( jabuka, kruška, šljiva, jagoda citrusi).

PlejotropijaJedan gen može da utiče na razviće više osobina organizma. Takav tip gena naziva se plejotropan.Postoje dva tipa plejotropije1.Izoferna, izoferni gen utiče na razviće istih ili sličnih osobina kod različitih organa ili dijelova istog organa.

Kod maline postoji veza između boje trnova na izdanku i boje olodova. Mladi sijanci maline koja po obodu kotiledona nemaju žljezdaste malje nemaju na izdancima trnove

2. Heteroferna, heterofeni plejotropni geni utiču na razviće razlićitih osobinabreskva bez žlijezda na listu ispoljava veću osjtljivost prema prouzrokovaču pepelnice.

Plejotropija pruža mogućnost da se u genetičkoj analizi i oplemenjivanju koriste takozvani signalni geni.

Naslijeđivanje vezanih osobinaBroj gena kod većine voćaka iznosi više hiljada, a broj hromozoma u organizmu je ograničen. Svaki hromozom sadrži veliki broj gena. Geni smješteni u istom hromozomu su međusobno vezani – skopčani, a osobine koje postaju njihovom realizacijom su vezani.

Broj vezanih gena odgovara haploidnom broju hromozoma.Uočeno je da je rodnost jabuke veća ukoliko su ćelije palisatnog tkiva krupnije.

Rad na oplemenjivanju vezanih osobina je složen jer se one naslijeđuju poligenski.

Osobine genotipa i fenotipa

Genotip, podrazumijeva čitavu nasljednu osnovu koju novi organizam dobije od roditelja. To je suma genetičkih informacija.

Genotip određuje razvojni put organizma, ali se pri tome ne ostvaruju sve njegove mogućnosti

Fenotip, podrazumijeva organizam kao stvarnost.

To je skup svih njegovih strukturnih i funkcionalnih osobina.

Fenotip se mijenja kroz razvoj organizma.

Kroz fenotip se neispoljavaju sve genotipske osobine, već je on rezultat uzajamnog djelovanja nasljedne osnove ( genotipa) i spoljne sredine.

Proučavanje fnotipa važno je za proučavanje genotipa.