Хромосомная инженерия

Как только стало ясно, что удвоение всего набора хромосом приводит к увеличению объема клеток и, следовательно, размеров органов растений, особенно вегетативных, свое развитие и применение на практике получили методы индуцированной полиплоидии.

Полиплоиды - это живые организмы, имеющие увеличенное число хромосом по сравнению с гаплоидами. Как естественные, так и искусственные полиплоиды образуются двумя путями:
1) увеличением собственного набора хромосом от 2n до 3n, 4n, 8n и т.д. Такие организмы называются автоплоидами;
2) увеличением набора хромосом, полученных от двух различных видов, - так называемые аллоплоиды.

Проведенные до сих пор исследования показали, что обработка точек роста растений колхицином (С22Н25О6) и некоторыми другими химическими веществами приводит к удвоению числа хромосом в соматических клетках. Колхицин препятствует формированию нитей ахроматинового веретена в митозе, вследствие чего хромосомы располагаются не в экваториальной плоскости, а по всей клетке. После деления центромер происходит разделение хромосом, но они не могут разойтись к полюсам и остаются в одной клетке. Такая клетка имеет удвоенный набор хромосом (4n) вместо диплоидного (2n) и при дальнейшем митотическом делении дает дочерние клетки с числом хромосом 4n.

Техника обработки растительных органов колхицином достаточно проста; точки роста проростков однодольных растений обрабатывают в течение 0,5-1 ч 0,25%-ным раствором колхицина, а молодые почки двудольных растений помещают на несколько часов в агар, содержащий 1-2%-ный раствор колхицина; затем проростки или почки выращивают в нормальных условиях. С учетом межвидовых различий и фаз роста и развития устанавливают конкретную методику индуцирования полиплоидов, поэтому читатель может обратиться по данному вопросу к учебным пособиям таких авторов, как Эйгсти и Дастин, Энкен и др.

При индуцировании полиплоидов у разных видов достигают разного успеха, но лучшие результаты получены:
- у видов с меньшим, а не большим числом хромосом;
- у аллогамных, а не автогамных растений;
- у видов, используемых на зеленую массу, в сравнении с видами, главную хозяйственную ценность которых представляют семена.