XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Кукуруза сахарная ( Zea mays) - один из классических объектов исследований в области селекции растений и генетики. Это однолетнее травянистое растение, высотой достигающее 3 метров, имеет развитую мочковатую корневую систему. На нижних узлах стебля могут образовываться воздушные опорные корни, предохраняющие стебель от падения и снабжающие растение водой и питательными веществами. Кукуруза относится к семейству Graminaceae. Это однодомное растение. Ее мужские цветки, расположены на верхушках побегов и собраны в крупные метёлки, женские — в початки, находятся в пазухах листьев. На одном побеги обычно располагается 1—2 початка, иногда больше. Работу по гибридизации облегчает простота кастрации, возможность завязывания семян как при перекрестном опылении, так и при самоопылении и наличие огромного числа разнообразных мутаций, способных вызывать мужскую стерильность. Вегетативный период развития длится 90—150 суток, семена прорастают на 10—12 сутки после посева, также она является светолюбивым растением.

Кукуруза — одно из самых продуктивное растение. Она за короткий промежуток времени производит большее количество органической массы, по сравнению с остальными культуральными растениями. Коэффициент размножения достаточно высок (примерно в 10 раз), чем у других зерновых, за один день возможно произвести до 100 скрещиваний. Например, всего из одного семенного зерна прорастает примерно около 400-600 зерен. Так же на соцветиях женского типа очень удобно проводить анализ расщеплений по признакам семян. Именно это является перспективным признаком растения для генетики и селекции растений.

Материалы и методы:

1. Изучение разнообразных источников информации – сбор информации по исследуемому вопросу.

2. Анализ полученных сведений – анализ собранной информации, проверка на логичность, достоверность и актуальность.

3. Библеографический метод – подсчет количества сделанных публикаций и контент-анализ. Используется для получения сведение об актуальности темы и уровня ее изученности

Результаты:

Гаплоидные растения являются ценным исходным материалом для селекции и объектом теоретических исследований в области репродуктивной биологии. Кариотип кукурузы легко анализируется в световом микроскопе, та как равен 20 хромосомам, которые чётко различаются друг с другом.

По размеру ее ДНК превосходит в несколько раз большинство других растений, геномы которых были расшифрованы к данному моменту. Геном кукурузы состоит примерно из 2,5 миллиардов нуклеотидов, в ДНК кукурузы содержится много сателлитных последовательностей. Смысловая ДНК данного растения составляют относительно всего генома небольшую часть (всего злак содержит 32 тысячи генов).

В настоящее время были описаны гены: контролирующие действие хромосом в митозе и мейозе, систем ферментов, образования пигментов, регуляторные системы, отвечающие за мутабильность, развитие элементов системы размножения, структуры и функции вегетативных органов, контралирующие мужскую и женскую стерильность, избирательность оплодотворения. У кукурузы были найдены спонтанные и получены новые индуцированные различные хромосомные перестройки, которые являются полезными для деятельности человека. С недавнего времени на кукурузе широко используется транслокации, определяющие группы сцепления. Получены и изучены новые полиплоидные формы кукурузы, некоторые из них получили широкое распространение в сельскохозяйственной деятельности. Эуплоидная серия включает гаплоиды, диплоиды, триплоиды, тетраплоиды и так далее. Встречаются у кукурузы и анеуплоиды - трисомики и моносомики.

Выводы:

На кукурузе были получены цитологические доказательства кроссинговера и открыты мобильные генетические элементы. На ней разрабатывались приемы гибридной селекции на основе получения и скрещивания чистых линий. Изучалось влияния эффекта гетерозиса у растений и длительного инбредирования. В последнее время были хорошо изучены цитоплазматические мутации, связанные с цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС), использование которой составляет одно из достижений генетики кукурузы и генетики растений в целом. Работа с этим растением интересна как в плане её предназначения сельскохозяйственной отрасли, так и одним из наилучших моделей, предназначенных для работ в биотехнологической сфере. Это является стимулом для использования сахарной кукурузы в качестве донора генов, выделяемых и клонированных для создания новых трансгенных растений и других организмов.

Литература:

Галеев Г. С. Состояние и перспективы селекции и семеноводства простых гибридов кукурузы / Г.С. Галлеев // Селекция и семеноводство зерновых и колосовых культур. Тр. ВАСХНИЛ. М.: Агропромиздат, 1972

Кулешов H.H. Ботаническое описание кукурузы. Вопросы биологии, экологии и агротехники кукурузы // Записки Харьковского с.-х. института. 1955.

Coe E.H., Neuffer M.G., Hoisington D.A. the Genetics of Corn // Corn and Corn Improvement. Madison; Wisconsin, 1988.

Neuffer N.G., Coe E.H., Wessler S.R. Mutants of Maise. Kold Spring Harbor Laboratory Press, 1977.

Мику В.Е. Генетические исследования кукурузы. Кишинёв: Штиница, 1981