Полиплоиди: Получаване и използване на колхицин у дома

2024 Автор: Sebastian Paterson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 13:47

Експериментална полиплоидия в кухнята

В нашите градини се отглеждат много растения, които по същество са отровни - аконит, лумбаго (мечтана трева), момина сълза, колхикум - колхикум и др. Но никой не бърза да ги откаже - все пак получаването на чисти химикали от тези растения е сложен процес и ние не ги използваме за храна. Какво толкова интересно има алкалоидът колхицин, който се съдържа например в любимия на всички колхикум?

Нека започнем с основите на биологията от училищната програма, която вероятно вече сме забравили. Когато клетката се дели, ДНК първо се удвоява, а след това клетката се разделя на две със същите набори хромозоми. Така че този много колхицин пречи на нормалното клетъчно делене. ДНК се удвоява, умножава и т.н., а клетката се забавя в деленето си.

Когато се разцепи, тогава в процеса на растеж в клетките на ново растение точно тези комплекти хромозоми вече не са 2n (стандартен диплоид), а 4n, 8n и т.н. Това е нашият полиплоид. Сега е установено, че 1/3 от всички покритосеменни растения на земята са полиплоиди. Тези естествени мутации са възникнали по различни причини - температурен шок, травма, болест, слънчева радиация.

Човекът използва полиплоидия от дълго време за разработване на високопродуктивни сортове селскостопански растения. Отначало това се правеше несъзнателно: най-големите екземпляри просто се размножаваха, давайки много зърно или особено големи плодове. С появата на генетиката стана ясно, че такива гиганти са полиплоиди. Повече от 500 полиплоида са известни в растениевъдството (цвекло, грозде, репички, лук и др.).

В цветарството се наблюдава голямо разнообразие от полиплоиди: ако една оригинална форма в 2n = 18 хромозоми, тогава култивираните растения от този вид могат да имат 36, 54 и до 198 хромозоми. Можете да получите абсолютно чудотворна химера, това е, когато в процеса на нарушаване на нормалното делене с колхицин получаваме клетки с различни набори хромозоми в едно растение.

Такива растения са необичайни и в зряла възраст различните части на растението носят различни характеристики. Хората отдавна са забелязали подобни естествени мутации и отделена част от растение с интересни черти е дала началото на нов сорт. Така например за пръв път са получени колоновидни ябълкови дървета, а разрушеният генетичен фонд на самия гостоприемник е в основата на безброй разновидности на това растение. Естествените мутации, заедно с безкрайно кръстосано опрашване и селекция, всъщност бяха основата на селекцията по всяко време на човечеството.

Но ние живеем в XXI век - науката е стъпила далеч напред, а времето изглежда лети все по-бързо и по-бързо. Е, нямаме няколко поколения в резерв за т. Нар. „Фолк“селекция, сега и по-бързо искам да видя нещо ново, и още по-интересно - да се опитаме да експериментираме и с гордост да видим резултатите от собствената си работа.

Сериозната наука за експериментален, ускорен подбор има огромен брой възможности в арсенала си - лазерно лечение, лъчение, рентгенови лъчи, мутагени и супермутагени. Ами любознателен и ентусиазиран градинар? Къде мога да взема чист колхицин за моите експерименти?

Хайде да копаем минзухара

Все още ще стигнем навреме при това време и времето за сеитба не е далеч. Съдържанието на колхицин в луковицата е 0,25%, в цветята - 0,8%, в семената - 1,2%. Естествено е по-удобно да работите с крушката. Тогава всичко е просто - вземете сока (настържете, смелете в месомелачка, хаванче, каквото ви харесва), изцедете, филтрирайте, поставете в хладилника. По-добре е да приготвите сока непосредствено преди сеитбата. Не забравяйте за мерките за безопасност! Необходими са маска, ръкавици; измийте ръцете и инструментите - не пийте сок!

Оптималният процент на колхицин в разтвора за получаване на полиплоиди е 0,1-0,2% - съответно нашият разтвор (сок) трябва да се разрежда с вода наполовина или четвърт. Времето за накисване на семена в разтвор за различни растения е различно, но обикновено за сухи растения - на ден, за разсад - 8-12 часа. Но това са само общи принципи. Експериментирайте.

От опит мога да кажа, че колкото по-свободна е кожата на семето, толкова по-малко време отнема. Например за игликите е достатъчен час и разтворът е по-слаб. Естествено, не започвайте експериментите си със скъпи (закупени) семена: колхицинът е силен мутаген и някои от семената ще умрат. Използвайте собствените си семена, за които знаете, че са пресни и от вида, с който искате да работите.

Най-интересното е, че резултатът от нашата "кухненска" наука се вижда достатъчно бързо. На етапа на разсад хипокотилът (мястото между корена и листния примордий е хипокотилното коляно) се сгъстява и става като мъничка цев, а полиплоидните разсад се отличават с по-ярък и тъмно зелен цвят; листовките са по-твърди, листните дръжки са скъсени. Това са ясно забележими разлики, позволяващи още на етапа на разсад на перваза на прозореца по време на пикиране да се направи първичен подбор.

Бъдете подготвени за най-тежкия подбор на всички етапи, в противен случай не може да се избегне презареждането на експериментални растения във вашата лятна вила. В действителност, за да получите обещаващи разсад, който може да се превърне в нов сорт, трябва да изчакате растението да цъфти или да заплоди, в зависимост от това, което обичате.

Е, защо ни е нужно всичко това - разрушени луковици минзухар, рендета, маски, первази на прозореца, заети не с обичайните разсад, а с някои (все още не е известно дали получените полиплоиди)? О, ако всичко беше толкова просто - умножете броя на хромозомите - и ето гигантски хавлиени звънчета, ириси, гладиоли, малини с юмрук или касис с яйце … Но вечният сърбеж на изобретателя-експериментатор: ами ако? Други успяват, но защо съм по-зле?

Полиплоидите дават различни потомци - това е гигантизъм (най-вече) и нанизъм. Е, нека го сложим в нашите ръце - вие давате 20 см висок наклон за пързалките или 3 метра високо цариградско грозде - оформяли го като дърво - и няма проблеми с тръни … Джудже хавлиено люляк за цветна градина - слаб? Полиплоидите са както уголемяване (главно), така и намаляване и деформации на цвете. Има само една рецепта - селекция.

Полиплоидите са едновременно уголемяване (главно) и намаляване на размера на плода. И тук всичко се решава чрез подбор. Между другото, всички обичани от нас градински ягоди (ягоди) обикновено имат 2n = 14 хромозоми и ние отглеждаме сортове, които почти всички имат 7n = 98 хромозоми.

Полиплоидите са както увеличаване (главно) на броя на цветята на дръжката, така и намаляване. Раснал, оценил, отнел - останалото бе безмилостно изхвърлено. Не забравяйте прекаленото зареждане.

Полиплоидите са промяна в зимната издръжливост на растенията - почти винаги нагоре. Е, това определено е за нас - за Санкт Петербург и други северни региони! Спрете да ближете устните си в западните каталози - давате рози без подслон и още - искам праскови!

Между другото, най-издръжливите през зимата видове бреза, с естествен напредък на север поради естествената полиплоидия, имат 84 хромозоми (за разлика от южните им колеги с 2n = 28 хромозоми).

Полиплоидите също са промени в жизнения цикъл на растенията - двугодишните често се превръщат в млади (3-4 години). Например имаме пирамидална камбана (C. pyramidalis) в нашата детска стая. По външния си вид той принадлежи на двегодишни деца, но той живее с нас от четири години, ние продължаваме да работим с него.

Полиплоидите често имат намалено плодородие - образуване на семена. И следователно - напред за цариградско грозде без семки - как нашето северно грозде (както често се наричат цариградско грозде) е по-лошо от южното киш-миш?

Полиплоидите са едновременно промяна в броя на венчелистчетата, както недоразвити, така и махрови красавици. Рецептата е същата - селекция.

Във всеки случай полиплоидите определено не са нови родове в смисъла, в който думата се използва в Библията. Ирисите и малините останаха ириси и малини вместо палми и киви.

Тази статия дава много опростена представа за такъв сложен феномен като полиплоидията (да, професионалистите ще ми простят), но не е нужно да навлизаме по-дълбоко, бихме искали да експериментираме, да получим собствено разнообразие и да се радваме - хвалим се. Между другото, как наричате собствения си сорт гигантски хавлиени гладиоли или малини с големината на ябълка - вече ли сте решили?