Разновидность соматических мутаций у растений - почковые мутации, появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Развившийся из этой клетки побег полностью имеет мутантный признак. Раньше эти мутации называли спортами. Из такого спорта, обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая, И.В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони также были созданы использованием почковых мутаций. Целый ряд ценных сортов картофеля также происходит из спонтанно возникших форм с соматическими мутациями.

К мутациям принято относить разного рода генетические преобразования, связанные с ядром и цитоплазмой клетки. Причиной мутации могут быть химические изменения гена, мелкие и крупные перестройки хромосом, изменение числа хромосом, а также изменения органелл цитоплазмы. Отсюда название разных типов мутаций. Генные или точковые мутации затрагивают изменения молекулярной структуры молекулы ДНК. Происходит замена или включение одной пары азотистых оснований, а также выпадении нескольких их пар. Результат действия генных мутаций -образование белка нового типа или отсутствие белка из-за препятствия его синтеза. Мутации, связанные с разрывами и перестройками хромосом, называют хромосомными.

Причиной возникновения мутаций в естественных условиях пока с полной достоверностью не установлены. Мутации проводи­мые искусственным путем происходят за счет воздействия радиацией, действием химических веществ.

3. ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕКЦИИ.

З.а. В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ.

В сельском хозяйстве нашей страны усиленно применяется селекция для вывода новых сортов растений. Благодаря ей уда­лось в десятки раз, по сравнению с 1917 годом повысить урожайность многих видов растений на единицу площади. Растения, вы­веденные нашими селекционерами успешно выращиваются не только в России, но и за ее пределами. Сорта интенсивного типа, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая-1,Аврора,Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская-808,Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.), с урожайностью в производственных условиях 50-100 ц/га занимает в нашей стране и за рубежом миллионы гектаров.

З.б. В ЖИВОТНОВОДСТВЕ.

Благодаря работам советских селекционеров в животноводстве выведены ценные высокопродуктивные породы крупного рогатого скота- костромская, казахская белоголовая; овец, асканийская, красноярская, казахский архаромеринос и др. С помощью селекции получены каракульские овцы, дающие шкурки различной окраски. В птицеводстве созданы линии, используемые для получения скороспелых гибридов мясного (бройлеры) и яичного направлений. Усиливаются работы по селекции новых видов и пород животных, отвечающих требованиям индустриальных технологий животноводства, совершенствуются племенные и продуктивные качества скота и птицы.

4. БИОТЕХНОЛОГИЯ.

Под биотехнологией понимают совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и био­логические процессы с целью производства для народного хозяйства и медицины различных веществ.

В биотехнологических процессах широко применяют микро­организмы (бактерии, нитчатые грибы, актиномицеты, дрожжи). В огромных биореакторах (ферментерах) на специально подо­бранных питательных средах они нарабатывают белок, лекар­ственные препараты, ферменты и др.

Большую роль играют микроорганизмы в обеспечении живот­новодства полноценными кормовыми белками. На отходах неф­тяной промышленности, а также на метаноле, этаноле, метане растут бактерии и дрожжи. Они создают большую массу белка, используемого как полноценные кормовые добавки. Этот белок богат незаменимой аминокислотой лизином, которого часто не хватает в растительной пище, вследствие чего задерживается рост животных.

Большое значение в биотехнологии приобретают методы, по­лучившие название клеточной инженерии. Предварительно клет­ки искусственно выделяют из организма и переносят на спе­циально созданные питательные среды, где они в стерильных условиях продолжают жить и размножаться. Такие клеточные культуры (или культура тканей) могут служить для продукции ценных- веществ 126 .- Например, культура клеток растения женьшень продуцирует лекарственное вещество, как и целое рас­тение.

Клеточные культуры используют и для гибридизации клеток. Применяя некоторые специальные приемы, можно объединить клетки разного происхождения организмов, обычная гибри­дизация которых половым путем невозможна. Метод клеточной инженерии открывает принципиально новый способ создания гибридов на основе соединения в единую систему не половых, а соматических клеток. Уже получены гибридные клетки и орга­низмы картофеля и томатов, яблони и вишни и некоторые дру­гие. Открываются огромные перспективы для создания человеком новых форм культурных растений.

У животных получение гибридных клеток также открывает новые перспективы, главным образом для медицины. Например, в культуре получены гибриды между раковыми клетками (обла­дающими способностью к неограниченному росту) и некоторы­ми клетками кровилимфоцитами. Последние вырабатывают вещества, обусловливающие иммунитет (невосприимчивость) к инфекционным, в том числе вирусным, заболеваниям. Исполь­зуя такие гибридные клетки, можно получать ценные лекарствен­ные вещества, повышающие устойчивость организма к инфек­циям.

В биотехнологии широко применяют метод генной (генети­ческой) инженерии. Успехи молекулярной биологии и ге­нетики открывают широкие перспективы управления основными жизненными процессами путем перестройки генотипа. Иссле­дованиями по перестройке генотипа занимается генная инже­нерия. Методы ее очень сложны. Сущность некоторых их них сводится к тому, что в генотип организма встраиваются или исключаются из него отдельные гены или группы генов. Такие эксперименты проводятся преимущественно на прокариотных организмах (бактериях) и вирусах, но имеются уже некоторые данные, показывающие возможность применения методов гене­тической инженерии и на эукариотных организмах.

В результате встраивания в генотип ранее отсутствовавшего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые она раньше не синтезировала. Например, в генотип бактерии кишечной палочки удалось ввести ген из генотипа человека, контролирующий синтез инсулина — гормона в углеводном об­мене. Инсулин широко используется в медицине при лечении нарушений функции поджелудочной железы (диабет). В настоя­щее время промышленный синтез инсулина будет осущест­вляться при посредстве кишечной палочки с встроенным геном инсулина.

Хорошо известно, какое огромное значение для урожайности сельскохозяйственных культур имеют неорганические соединения азота. Существуют некоторые виды бактерий, обладающих замечательной способностью фиксировать атмосферный азот, переводя его в связанный азот почвы. Поставлена задача — гены, контролирующие фиксацию атмосферного азота, ввести в генотип почвенных бактерий, которые не имеют этих генов. Решение задачи будет иметь первостепенное значение для рас­тениеводства, совершенно по-новому встанет вопрос об удобре­нии почв.