Однако нельзя отрицать неординарность и привлекательность некоторых гибридных растений, необычайность окраски и формы их цветков, колючек, опушения и т.п. Кроме выведения декоративных сортов или культиваров*, существует линия селекции, направленная на получение культурных гибридов, используемых в качестве продуктов питания или фуража.

Вот почему автор считает целесообразным познакомить читателя с основными постулатами современной генетики и селекции.

Немного истории.

Как наука, генетика развивалась в связи с чисто практическими потребностями человека. Основные закономерности передачи признаков и свойств по наследству были открыты Г.Менделем. О своих исследованиях он сделал доклад в 1865 году. А ставшая впоследствии классической работа «.Опыты над растительными гибридами», где рассматривается ряд законов наследственности, была опубликована в 1866 году. Однако труд Менделя не привлек внимания современников, и только на рубеже веков, когда уже был накоплен огромный исследовательский материал по гибридизации, законы Менделя были подтверждены вторично.

В 1911 году Т.Морган и его сотрудники сформулировали хромосомную теорию наследственности, доказав, что гены, расположенные в хромосомах линейно, последовательно друг за другом, определяют те или иные наследственные факторы.

Дадим определение некоторым терминам, применяемым в генетике:

наследственность — свойство организмов повторять в ряде поколений сходные признаки и обеспечивать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях среды. Благодаря наследственности потомки и родители имеют схожий внешний вид, у них одинаково протекают биохимические реакции — т.е. каждый вид воспроизводит себя из поколения в поколение;

изменчивость — явление, противоположное наследственности, заключается в изменении наследственных задатков, в вариабельности их проявления в процессе роста и развития организмов при взаимодействии с внешней средой.

Например, проростки различных видов кактусов, в пределах рода или даже нескольких родов, на первых этапах жизни очень похожи друг на друга. По мере роста проявляются различия во внешнем виде. Более того, сеянцы одного наименования из одного посева с возрастом могут образовывать отличные по форме или окраске колючки, опущение, крап, лишние ребра или, наоборот, не образовывать типичное число ребер, быть лишенными опушения и т.д. и т.п.

Наследственность и изменчивость неразрывно связаны друг с другом и определяют эволюционное развитие. Новые свойства организма появляются только благодаря изменчивости, но они тогда могут играть роль в эволюции, когда закрепляются наследственно.

* культивар — происходит от сокращенного английского словосочетания «cultural variation».  Этот термин полностью идентичен термину «сорт», по многие отечественные киктусоводы предпочитают его.

О строении ДНК, механизме передачи и расшифровке информации, заложенной в генах, уже было рассказано. Здесь же будут рассмотрены соотношения понятий ген — признак.

Гены, определяющие один и тот же признак, располагаются в аналогичных участках ДНК — локусах, в свою очередь находящихся в гомологичных (парных) хромосомах. Эти гены принято называть аллелями, а их сочетания — аллельными парами.

Гены несут информацию о химическом строении белков как структурных, так и ферментных. Применительно к понятию «признак» гены — это факторы, при определенных условиях обеспечивающие проявление и развитие тех или иных признаков: сам признак или степень его проявления находится в зависимости как от наличия или отсутствия в клетках какого-либо структурного белка, так и от сложных ферментативных реакций. Количество генов, определяющих проявление того или иного признака, колеблется от одного до нескольких десятков.

Гены, расположенные в аналогичных локусах хромосом, могут отличаться по нуклеотидному составу. Если в гомологичных аллелях находятся одинаковые по химическому составу гены, то такие пары называются гомозиготными, если разные — гетерозиготными.

Совокупность всех наследственных факторов организма определяется термином «генотип», а совокупность всех признаков и свойств — «фенотип».

Фенотип обусловлен генотипом, но условия среды обитания могут вносить значительные корректировки в проявление внешнего вида. Так, культурные экземпляры кактусов отличаются от своих природных собратьев большими размерами стебля, но зачастую отстают в развитии колючек, опушения, корневой системы. Замечено, что в культурных условиях происходят некоторые количественные изменения алкалоидного состава, минерального обмена веществ и т.п.

Говоря о наследственности, следует ввести еще один термин — наследование. Часто эти два термина путают, смешивают. Однако они далеко не равнозначны. Так если наследственность обуславливает хранение наследственной информации, сосредоточенной в генах, из поколения в поколение, то наследование — характер распределения наследственной информации в ряду последующих поколений.

Скрещивая родительские пары, селекционер надеется получить в потомстве проявление определенных признаков, свойственных родителям. Даже в настоящее время большинство селекционеров-любителей проводят работы по наитию, не предвидя итогов своих трудов. В результате много интересных форм оказываются незамеченными или отбраковываются.

Изучая наследование признаков, Мендель пришел к выводу, что характерные для родителей качества и свойства в первом и последующих поколениях проявляются или расщепляются с определенной частотой. Причем, кратность повторения признака в потомстве может быть точно подсчитана. На основании математических подсчетов, еще не зная о существовании генов и только предвидя механизмы наследования признаков, Мендель предложил три правила или закона.

Первые два правила Менделя относятся к моногибридному скрещиванию, т.е. когда родительские пары отличаются по одному взаимоисключающему признаку.

При изучении моногибридного скрещивания Мендель использовал различные линии гороха как растения, способного к самоопылению. При самоопылении существует возможность выведения чистых линий* с четкой наследственностью признака в поколениях.

Мендель скрещивал чистолинейные экземпляры гороха, обладающие желтыми и зелеными семенами. В результате он получил потомство, имеющее только желтую окраску семян. Уже на этом этапе можно сделать выводы:

во-первых, некие факторы (теперь мы знаем, что это гены), обуславливающие желтую или зеленую окраску семян, являются взаимоисключающими, т.е. расположены в аналогичных локусах гомологичных хромосом;

во-вторых, если одноаллельные гены определяют разные признаки, то сами гены должны отличаться друг от друга по качественному (химическому) составу;

в-третьих, более «сильные» гены полностью или частично подавляют проявление более «слабых». В данном случае желтая окраска семян подавляет зеленую окраску.

«Сильные» гены называются доминантными и на письме обозначаются заглавными буквами, «слабые» — рецессивными и обозначаются строчной буквой. Если рассматриваемая пара взаимоисключающих признаков обозначается символом «А», то гомозиготная доминантная аллельная пара записывается как «АА», гомозиготная рецессивная аллельная пара — «аа», гетерозиготная аллельная пара — «Аа».

Выведенные предварительно чистые линии являются гомозиготными как по доминантному (А А), так и по рецессивному (аа) признакам. Во время мейоза гомологичные хромосомы расходятся

* v подпаляющего большинства кактусов, кик у перскрестноопыляемых растений «чистые линии» получают при инцухтировании      многократном принудительном самоопылении. Такие линии называются     инцухт-линии.

Рис. 147. Моногибридное скрещивание при полном доминировании на примере гибридизации гомозиготных чистых линий гороха (по работам Г.Менделя), отличающихся по одному альтернативному признаку «желтой — зеленой окраски семян»: