პოლიპლოიდები: კოლხიცინის მიღება და გამოყენება სახლში

2024 ავტორი: Sebastian Paterson | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 13:51

ექსპერიმენტული პოლიპლოიდია სამზარეულოში

ჩვენს ბაღებში ბევრი მცენარეა მოყვანილი, რომლებიც არსებითად შხამიანია - აკონიტი, ლუმბაგო (ოცნების ბალახი), ხეობის შროშანი, კოლხური - კოლხური და ა.შ. მაგრამ არავინ არ ჩქარობს მათზე უარს - ბოლოს და ბოლოს, ამ მცენარეებიდან სუფთა ქიმიკატების მიღება რთული პროცესია და მათ საკვებად არ ვიყენებთ. რა არის ასეთი საინტერესო ალკალოიდის კოლხიცინის შესახებ, რომელიც შეიცავს, მაგალითად, ყველას საყვარელ კოლხუმს?

დავიწყოთ ბიოლოგიის საფუძვლები სკოლის სასწავლო გეგმიდან, რომელიც ალბათ უკვე დავიწყებული გვაქვს. უჯრედის გაყოფისას დნმ ჯერ გაორმაგდება, შემდეგ კი უჯრედი გაიყოფა ორად და იგივე ქრომოსომების ნაკრებია. ასე რომ, ეს კოლხიცინი უშლის ხელს უჯრედების ნორმალურ დაყოფას. დნმ ორმაგდება, ოთხჯერ ხდება და ა.შ., ხოლო უჯრედი აყოვნებს გაყოფას.

როდესაც ის გაიყო, ახალი მცენარის უჯრედებში ზრდის პროცესში ქრომოსომების ეს ნაკრები აღარ არის 2n (სტანდარტული დიპლოიდი), არამედ 4n, 8n და ა.შ. ეს არის ჩვენი პოლიპლოიდი. ახლა დადგენილია, რომ დედამიწაზე არსებული ანგიოსპერმენების 1/3 პოლიპლოიდებია. ეს ბუნებრივი მუტაციები მოხდა სხვადასხვა მიზეზების გამო - ტემპერატურული შოკი, ტრავმა, დაავადება, მზის გამოსხივება.

ადამიანი დიდი ხნის განმავლობაში იყენებდა პოლიპლოიდიას, სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მაღალპროდუქტიული ჯიშების შესაქმნელად. თავდაპირველად, ეს არაცნობიერად გაკეთდა: უდიდესი ნიმუშები უბრალოდ მრავლდებოდა, იძლეოდა უამრავ მარცვლეულს ან განსაკუთრებით დიდ ნაყოფს. გენეტიკის გაჩენისთანავე ცხადი გახდა, რომ ასეთი გიგანტები არიან პოლიპლოიდები. 500-ზე მეტი პოლიპლოიდი ცნობილია მცენარეთა მოყვანაში (ჭარხალი, ყურძენი, ბოლოკი, ხახვი და ა.შ.).

მეცხოველეობაში შეიმჩნევა პოლიპლოიდების მრავალფეროვნება: თუ ერთი ორიგინალური ფორმაა 2n = 18 ქრომოსომაში, ამ სახეობის კულტივირებულ მცენარეებს შეიძლება ჰქონდეთ 36, 54 და 198-მდე ქრომოსომა. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ აბსოლუტურად სასწაულებრივი ქიმერა, ეს არის ის, როდესაც კოლხიცინით ნორმალური დაყოფის დარღვევის პროცესში, ერთ მცენარეში მივიღებთ სხვადასხვა სახის ქრომოსომების უჯრედებს.

ასეთი მცენარეები არაჩვეულებრივია და ზრდასრულ ასაკში მცენარის სხვადასხვა ნაწილს სხვადასხვა მახასიათებელი აქვს. ადამიანებმა დიდი ხანია შენიშნეს ასეთი ბუნებრივი მუტაციები და მცენარის ცალკეულმა ნაწილმა საინტერესო თვისებებით წარმოშვა ახალი ჯიში. ასე მაგალითად, პირველად მიიღეს სვეტური ვაშლის ხეები და თავად მასპინძლის დაქუცმაცებული გენეტიკური ფონდი წარმოადგენს ამ მცენარის ურიცხვი ჯიშის საფუძველს. ბუნებრივი მუტაციები, დაუსრულებელი ჯვარედინ დამტვერვასთან და შერჩევასთან ერთად, ფაქტობრივად, კაცობრიობის ყველა დროის შერჩევის საფუძველი იყო.

მაგრამ ჩვენ XXI საუკუნეში ვცხოვრობთ - მეცნიერებამ ბევრად წინ გადადგა ნაბიჯი და, როგორც ჩანს, დრო უფრო და უფრო სწრაფად მიფრინავს. ასე რომ, ე.წ. "ხალხური" შერჩევისთვის ჩვენ არ გვაქვს რამდენიმე თაობის რეზერვი, ახლა და უფრო სწრაფად მსურს რაღაც ახალი და კიდევ უფრო საინტერესო ვნახო - ვცადო ექსპერიმენტი და ამაყად ვნახო ჩვენი მუშაობის შედეგები.

ექსპერიმენტული, დაჩქარებული შერჩევის სერიოზულ მეცნიერებას აქვს არსენალში უამრავი შესაძლებლობა - ლაზერული მკურნალობა, სხივები, რენტგენი, მუტაგენები და სუპერმუტაგენები. რას იტყვით ცნობისმოყვარე და ენთუზიაზმით მებაღეზე? სად შეიძლება სუფთა კოლხიცინის მიღება ჩემი ექსპერიმენტებისთვის?

მოდით წავიდეთ თხრიან კროკუსს

ამ ამინდში დროულად ვიქნებით და თესვის დრო შორს არ არის. ბოლქვში კოლხიცინის შემცველობაა 0,25%, ყვავილებში - 0,8%, თესლში - 1,2%. ბუნებრივია, ბოლქვთან მუშაობა უფრო მოსახერხებელია. შემდეგ ყველაფერი მარტივია - მიიღეთ წვენი (გახეხეთ, გახეხეთ ხორცსაკეპ მანქანაში, ნაღმტყორცნებიდან, რაც მოგესურვებათ), გამოწურეთ, გაფილტრეთ, განათავსეთ მაცივარში. წვენის მომზადება სჯობს დათესვის წინ. ნუ დაივიწყებთ უსაფრთხოების ზომების შესახებ! საჭიროა ნიღაბი, ხელთათმანები; დაიბანეთ ხელები და ხელსაწყოები - არ დალიოთ წვენი!

პოლიპლოიდების მისაღებად ხსნარში კოლხიცინის ოპტიმალური პროცენტია 0,1-0,2% - შესაბამისად, ჩვენი ხსნარი (წვენი) წყლით უნდა განზავდეს ნახევარი ან მეოთხედი. სხვადასხვა მცენარის ხსნარში თესლის დასველების დრო განსხვავებულია, მაგრამ ჩვეულებრივ მშრალი მცენარეებისთვის - დღეში, ნერგებისათვის - 8-12 საათი. მაგრამ ეს მხოლოდ ზოგადი პრინციპებია. Ექსპერიმენტი.

გამოცდილებით შემიძლია ვთქვა, რომ თესლის კანი უფრო ფხვიერია, მით უფრო ნაკლები დრო სჭირდება მას. მაგალითად, პრიმროზებისთვის, ერთი საათი საკმარისია და გამოსავალი უფრო სუსტია. ბუნებრივია, ნუ დაიწყებთ თქვენს ექსპერიმენტებს ძვირადღირებულ (შეძეულ) თესლებზე: კოლხიცინი ძლიერი მუტაგენია და ზოგიერთი თესლი მოკვდება. გამოიყენეთ საკუთარი თესლი, რომელიც იცით რომ ახალია და ისეთი, რომელთანაც გსურთ მუშაობა.

ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ჩვენი "სამზარეულოს" მეცნიერების შედეგი საკმარისად სწრაფად ჩანს. ჩითილის ეტაპზე ჰიპოკოტილი (ფესვსა და ფოთოლს შორის ადგილი ჰიპოკოტილური მუხლია) სქელდება და პატარა კასრის მსგავსი ხდება და პოლიპლოიდური ნერგები გამოირჩევა უფრო ნათელი და მუქი მწვანე ფერით; ბროშურები უფრო ხისტია, ფოთლების მტევნები დამოკლებულია. ეს აშკარად შეიმჩნევა განსხვავებები, რაც საშუალებას იძლევა უკვე ნერგების ეტაპზე ფანჯრის რაფაზე არჩევის დროს გაკეთდეს პირველადი შერჩევა.

მზად იყავით ყველაზე მკაცრი შერჩევისთვის ყველა ეტაპზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში, თქვენს საზაფხულო აგარაკზე ექსპერიმენტული მცენარეების გადაჭარბებული აცილება არ შეიძლება მართლაც, პერსპექტიული ნერგების მოსაპოვებლად, რომლებიც შეიძლება ახალ ჯიშად გადაიქცეს, უნდა დაელოდოთ მცენარის აყვავებას ან ნაყოფიერებას, რაც დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა გიყვართ.

კარგი, რატომ გვჭირდება ეს ყველაფერი - დანგრეული კროკუსის ბოლქვები, მადუღარები, ნიღბები, ფანჯრის რაფები, დაკავებული არა ჩვეულებრივი ნერგებით, არამედ ზოგით (ჯერ არ არის ცნობილი, მიღებული პოლიპლოიდები)? ოჰ, ყველაფერი ასე მარტივად რომ ყოფილიყო - გამრავლებული ქრომოსომების რაოდენობა - აი გიგანტური ზარები, ზამბახი, გლადიოლი, ჟოლო მუშტით ან მოცხარი კვერცხით … მაგრამ გამომგონებელ-ექსპერიმენტატორის მარადიული ქავილი: რა მოხდება? სხვები წარმატებას აღწევენ, მაგრამ მე რატომ ვარ უარესი?

პოლიპლოიდები სხვადასხვა შთამომავლობას იძლევა - ეს არის გიგანტიზმი (ძირითადად) და ჯუჯა. კარგი, მოდით, ჩავდოთ ის ჩვენს ხელში - თქვენ მისცემთ 20 სმ სიმაღლის ფერდობზე სლაიდებს ან 3 მეტრის სიმაღლის ბატიბორს - ქმნით მას როგორც ხე - და ეკლებთან არანაირი პრობლემა არ აქვს … არის ჯუჯა ტერი იასამანი ყვავილების ბაღისთვის - სუსტი? პოლიპლოიდები არის როგორც ყვავილის გადიდება (ძირითადად), ასევე შემცირება და დეფორმაცია. არსებობს მხოლოდ ერთი რეცეპტი - შერჩევა.

პოლიპლოიდები არის როგორც ნაყოფი (ძირითადად), ასევე ნაყოფის ზომის შემცირება. აქაც ყველაფერი წყვეტს გადაწყვეტილებას. სხვათა შორის, ჩვენ ყველას გვიყვარს ბაღის მარწყვი (მარწყვი) 2n = 14 ქრომოსომა და ჩვენ ვზრდით ჯიშებს, რომლებსაც თითქმის ყველას 7n = 98 ქრომოსომა აქვს.

პოლიპლოიდები არის ყვავილზე ყვავილების რაოდენობის ზრდა და ძირითადად შემცირება. გაიზარდა, დაფასდა, წაართვა - დანარჩენი დაუნდობლად გადააგდეს. დაიმახსოვრე ზედმეტი მარაგი.

პოლიპლოიდები არის მცენარეთა ზამთრის სიმტკიცე - თითქმის ყოველთვის ზევით. ეს ნამდვილად ჩვენთვისაა - პეტერბურგისთვის და ჩრდილოეთის სხვა რეგიონებისთვის! შეაჩერე ტუჩები დასავლეთის კატალოგებში - შენ აჩუქე ვარდები თავშესაფრის გარეშე და სხვა - ატამი მინდა!

სხვათა შორის, ყველაზე მეტად ზამთარში მკაცრი არყის სახეობები, რომელთა ბუნებრივი წინსვლაა ბუნებრივი პოლიპლოიდიის გამო, აქვს 84 ქრომოსომა (განსხვავებით მათი სამხრეთელი კოლეგებისგან 2n = 28 ქრომოსომით).

პოლიპლოიდები ასევე ცვლილებებია მცენარეთა სასიცოცხლო ციკლში - ბიენალეები ხშირად იქცევიან არასრულწლოვნებად (3-4 წელი). მაგალითად, ჩვენს ბაგა-ბაღში მივიღეთ პირამიდის ზარი (C. pyramidalis). გარეგნულად ის ორი წლის ბავშვებს ეკუთვნის, მაგრამ ის უკვე ოთხი წელია ჩვენთან ცხოვრობს, ჩვენ მასთან ერთად ვაგრძელებთ მუშაობას.

პოლიპლოიდებს ხშირად აქვთ ნაყოფიერების შემცირება - თესლის წარმოქმნა. ამიტომ - უთესლე თესლის მარცვლისთვის - როგორ არის ჩვენი ჩრდილოეთის ყურძენი (ასე ხშირად უწოდებენ gooseberries) უფრო ცუდს ვიდრე სამხრეთ კიშ-მიში?!

პოლიპლოიდები, როგორც ფურცლების რაოდენობის ცვლილებაა, როგორც განუვითარებელი, ისე ტერი ლამაზმანები. რეცეპტი იგივეა - შერჩევა.

ნებისმიერ შემთხვევაში, პოლიპლოიდები ნამდვილად არ არიან ახალი გვარები იმ გაგებით, რომლითაც ეს სიტყვა გამოყენებულია ბიბლიაში. ზამბახი და ჟოლო პალმისა და კივის ნაცვლად დარჩა ზამბახი და ჟოლო.

ამ სტატიაში ძალიან მარტივია წარმოდგენა ისეთი რთული ფენომენის შესახებ, როგორიცაა პოლიპლოიდია (დიახ, პროფესიონალები მაპატიებენ), მაგრამ ჩვენ არ გვჭირდება სიღრმეში შესვლა, ჩვენ გვსურს ექსპერიმენტები, მივიღოთ საკუთარი მრავალფეროვნება და ვიხალისოთ. სხვათა შორის, რას უწოდებთ თქვენს მრავალფეროვან გიგანტურ ტერი გლადიოლუსს ან ვაშლის ზომის ჟოლოს - უკვე გადაწყვიტეთ?