Применение химических веществ для создания полиплоидов

Вслед за Герасимовым чешский ученый Б. Немец еще в 1904 г. применял для создания полиплоидов различные химические вещества. Затем наиболее распространенным методом удвоения числа хромосом долго было использование температурных воздействий па процесс клеточных делений. Действуя высокими и низкими температурами на проростки огурца и кукурузы, советский ученый 3. А. Кожухов в 1927 г. наблюдал образование тетраплоидных клеток в корешках и стеблевых почках. Американский генетик Л. Рандольф воздействовал высокой температурой на клетки зародыша кукурузы и получил тетраплоидную форму. Так же удалось получить тетраплоиды у различных сортов ячменя, ржи, пшеницы.

В 1936 г. было сделано открытие, в значительной мере стимулировавшее экспериментальные работы по полиплоидии. Американские ученые А. Блексли и А. Эйвери обнаружили, что после воздействия алкалоидом колхицином на точки роста растений поражается механизм разделения клеток.

Удвоившиеся хромосомы материнской клетки не расходятся в две дочерние, и она оказывается тетраплоидной. Когда действие колхицина прекращается,у клеток восстанавливают способность к нормальному делению, и все вновь образовавшиеся клетки будут тетраплоидными. Теперь известно, что колхицин вступает в реакцию с веретеном делящейся клетки, предназначенным для растягивания гомологичных хромосом каждой пары в разные концы. Так как функционирование веретена нарушается, все хромосомы остаются в центре клетки.

После этого открытия стало быстро возрастать количество культур, у которых получили тетраплоиды. К 1940 г. полиплоиды уже были почти у 100 видов, в 1950 г. - более чем у 400, а сейчас - более чем у 500 видов. Полиплоидию можно вызвать практически у любой культуры.

С целью получения полиплоидных форм воздействуют различными способами на молодые делящиеся клетки и ткани растений. Для многих культур разработаны наиболее эффективные методики, определены оптимальные концентрации колхицина и способы обработки растений, обеспечившие выход сравнительно большого количества полиплоидов. Все эти методики основаны на проникновении водного раствора колхицина в делящиеся клетки.

Довольно простой и удачный способ получения полиплоидов - воздействие колхицина на прорастающие семена. Срок обработки семян у разных растений - от двух-трех до нескольких суток. Большое количество тетраплоидных растений образуется при воздействии колхицином на проростки. Их погружают корневой системой в раствор, или наносят капли раствора на верхушечные точки роста, или опрыскивают им растение. При работе с двулетними и многолетними растениями очень эффективными оказались различные методы обработки цветоносных побегов - это позволяет сократить получение полиплоидов. В таком случае увеличение числа хромосом происходит у половых клеток, и мы получим полиплоидные семена.