Генетика растений

Генетика растений, раздел генетики, изучающий наследственность и изменчивость высших растений (генетические исследования грибов и водорослей обычно относят к генетике микроорганизмов), Для генетического изучения растений, кроме методов, которыми пользуются в др. областях генетики (в частности гибридологического анализа), применяют следующие методы. С помощью моносомного анализа определяют роль каждой хромосомы в наследовании и развитии различных признаков растений. Этим методом (разработанным на дурмане) пользуются при изучении ряда аллополиплоидов (некоторых пшениц, хлопчатника), а также диплоидов (ячменя). Большое значение в Г. р. приобретает экспериментальный мутагенез который даёт огромное разнообразие новых форм, используемых в селекции, и ценный материал для изучения генетики отдельных видов растений. С помощью мутантов составляют генетические карты хромосом;на них исследуют действие изменённого гена (в гомо- и гетерозиготном состоянии) на развитие отдельных признаков в разных условиях среды, на физиологические и биохимические особенности растений. Изучение мутантов способствует выяснению эволюции того или иного вида. К методам исследования эволюции растений относятся также гибридизация и анализ конъюгации хромосома в мейозе у гибридов (неродственно хромосомы не конъюгируют). Важный метод - искусственный ресинтез существующих видов путём гибридизации и последующего удвоения числа хромосом (см. Полиплоидия). Значительную роль в эволюции растений, в том числе многих культурных (пшеницы, овса, хлопчатника, картофеля, плодовых и др.), играет аллополиплоидия. После открытия действия алкалоида колхицина, препятствующего расхождению удвоившихся хромосом к разным полюсам клетки, для получения новых, иногда очень ценных форм широко используется автополиплоидия. Сочетая методы отдалённой гибридизации и цитогенетики, изучают роль отдельных хромосом (и их участков) в наследовании признаков и разрабатывают приёмы, позволяющие получать вставки участков хромосом диких растений, обусловливающие развитие ценных признаков (например, устойчивости к ржавчине), в хромосомы культурных растений. Роль ядра и цитоплазмы в наследовании и развитии признаков исследуют, применяя отдалённую гибридизацию и анализируя природу мужской цитоплазматической стерильности, используемой при получении гетерозисных форм. В Г. р. широко исследуются апомиксис и явление самонесовместимости, т. е. неспособности растений к самооплодотворению, а также генетические особенности растений само- и перекрёстноопылителей, вегетативно и апомиктически размножающихся форм. В Г. р. всё больше проникают идеи и методы молекулярной биологии (гибридизация ДНК, ДНК - РНК, изучение изозимов и др.). Методы популяционной генетики и биометрии применяют в Г. р. для разграничения генотипических и паратипических элементов в общей фенотипической изменчивости признаков, что усиливает эффективность искусственного отбора. Все эти методы используют для улучшения хозяйственно ценных свойств с.-х. растений: урожайности, устойчивости к неблагоприятным условиям среды, ряда биохимических и технологических особенностей растения (или его зерна), особенностей развития (озимость, яровость, раннеспелость и т.д.). Из высших растений генетически наиболее изучены кукуруза, арабидопсис (растение семейства крестоцветных, "растительная дрозофила" - модельный объект генетических исследований), горох, томаты, ячмень. У этих растений методами гибридизации установлена локализация генов и составлены карты хромосом. Интенсивно изучается цитогенетика мягкой пшеницы - сложного 42-хромосомного аллополиплоида, возникшего в процессе эволюции при естественной гибридизации трёх разных злаков с последующим удвоением числа хромосом у гибридов. Вклад Г. р. в селекцию огромен. Это, например, использование гетерозиса в селекции кукурузы на основе мужской стерильности; введение высокоурожайным гибридам и сортам кормового ячменя генов, обеспечивающих высокое содержание лизина в зерне; создание низкорослых неполегающих высокоурожайных сортов пшеницы с использованием генов карликовости ("зелёная революция" в Индии и др. странах); выведение урожайных и сахаристых триплоидных гибридов сахарной свёклы.

Лит.: Вавилов Н. И., Избр. произв., т. 1, Л., 1967; Мичурин И. В., Соч., т. 1-4, М., 1948; Брюбейкер Дж. Л., Сельскохозяйственная генетика, пер. с англ., М., 1966; Эллиот Ф., Селекция растений и цитогенетика, пер. с англ., М., 1961; Мюнтцинг А., Генетика, пер. с англ., М., 1967; Уильямс У., Генетические основы и селекция растений, пер. с англ., М., 1968: Цитогенетика пшеницы и ее гибридов, М., 1971; Генетические основы селекции растений, М., 1971.

? В. В. Хвостова.