Qu'est-ce que la polyploïdie? Quel rôle joue-t-il dans l'élevage et dans la nature?

Après avoir lu cet article, vous apprendrez ce qu'est la polyploïdie. Nous allons considérer quel rôle il joue. Vous découvrirez également quels types de polyploïdie il y a.

Formation de polyploïdes

Tout d'abord, parlons de ce queest signifié par ce mot mystérieux. Les cellules ou les individus ayant plus de deux ensembles de chromosomes sont appelés polyploïdes. Les cellules polyploïdes avec une petite fréquence résultent des "erreurs" de la mitose. Cela se produit lorsque les chromosomes se divisent et que la cytokinèse ne se produit pas. De cette façon, des cellules avec un nombre doublé de chromosomes (diploïdes) peuvent se former. Si elles passent par l'interphase, partagera, il peut donner lieu à (sexuée ou asexuée) nouvelles personnes dont les cellules auront deux fois plus de chromosomes que leurs parents. En conséquence, le processus de leur formation est ce qu'est la polyploïdie. plantes polyploïdes peuvent être produits artificiellement à l'aide colchicine - suppression alcaloïde la formation du fuseau mitotique par une violation de la formation des microtubules.

Propriétés des polyploïdes

La variabilité de ces plantes est souventbeaucoup plus que les diploïdes apparentés, puisque chaque gène y est représenté au moins en nombre double. Lorsqu'ils se séparent chez la progéniture, homozygotes pour un gène récessif, les individus seront seulement 1/16 au lieu de 1/4 pour les diploïdes. (Dans les deux cas, la fréquence des allèles récessifs est supposée être de 0,50.) Les polyploïdes sont caractérisés par l'autopollinisation, ce qui réduit encore leur variabilité, en dépit du fait que les diploïdes associés pollinisent de manière prédominante.

Où les polyploïdes se rencontrent

Donc, nous avons répondu à la question, qu'est-ce que la polyploïdie. Et où ces plantes se produisent-elles?

Certains polyploïdes sont mieux adaptés pour sécherendroits ou des températures plus basses que les formes diploïdes d'origine, tandis que d'autres sont mieux adaptés à des types spécifiques de sols. Pour cette raison, ils peuvent peupler des lieux avec des conditions d'existence extrêmes, dans lesquelles leurs ancêtres diploïdes auraient très probablement péri. Avec une faible fréquence, ils se produisent dans de nombreuses populations naturelles. Ils sont plus légers que les diploïdes correspondants, entrent dans des croisements non liés. Dans ce cas, des hybrides prolifiques peuvent être immédiatement obtenus. Moins souvent, les polyploïdes d'origine hybride sont formés en doublant le nombre de chromosomes dans les hybrides diploïdes stériles. C'est l'un des moyens de restaurer la fertilité.

Le premier cas documenté de polyploïdie

C'est justement une façon moins courante de formerhybrides polyploïdes entre radis et chou. C'était le premier cas de polyploïdie bien documenté. Les deux genres appartiennent à la famille des crucifères et sont étroitement apparentés. Dans les cellules somatiques des deux types, il y a 18 chromosomes, et 9 paires de chromosomes se trouvent toujours dans la première métaphase de la méiose. Avec quelques difficultés, un hybride a été obtenu entre ces plantes. Dans la méiose, il avait 18 chromosomes non appariés (9 de radis et 9 de chou) et était complètement stérile. Parmi ces plantes hybrides spontanément formé polyploïde, dans lequel dans les cellules somatiques il y avait 36 ​​chromosomes et 18 paires se sont formées régulièrement au cours de la méiose. En d'autres termes, l'hybride polyploïde avait tous les 18 chromosomes, radis et choux, et ils fonctionnaient normalement. Cet hybride était assez prolifique.

Polyploïdie-mauvaises herbes

Certains polyploïdes sont apparus comme des mauvaises herbeslieux associés aux activités humaines, et parfois ils ont atteint une prospérité incroyable. L'un des exemples les plus connus est celui des habitants des marais salants du genre Spartina. Une espèce, S. maritima (photo ci-dessous), se rencontre dans les marais le long des côtes d'Europe et d'Afrique. Une autre espèce, S. alterniflora, a été introduite en Grande-Bretagne depuis l'est de l'Amérique du Nord vers 1800 et s'est ensuite propagée largement, formant de grandes colonies locales.

Blé

Un des groupes de plantes polyploïdes les plus importantspeut être considéré comme le genre Triticum (photo ci-dessous). La culture de pain la plus répandue au monde - blé tendre (T. aestivum) - a 2n = 42. Il y a au moins 8000 ans, probablement en Europe centrale, à cause de l'hybridation naturelle du blé cultivé ayant 2n = 28, avec de l'herbe sauvage du même genre, ayant 2n = 14. L'herbe sauvage a probablement poussé comme une mauvaise herbe parmi les récoltes de blé. L'hybridation, qui a donné naissance au blé tendre, pourrait se produire entre les polyploïdes apparaissant de temps en temps dans les populations des deux espèces parentales.

Il est probable que dès que le 42-chromosomiquele blé avec ses attributs utiles est apparu sur les marges des premiers agriculteurs, ils l'ont immédiatement remarqué et l'ont sélectionné pour la culture ultérieure. L'une de ses formes parentales, le blé cultivé sur 28 chromosomes, est issue de l'hybridation de deux espèces sauvages de 14 chromosomes du Moyen-Orient. Les espèces de blé ayant 2n = 28, et maintenant continuent à être cultivées avec 42-chromosome. Un tel blé 28-chromosomique est la principale source de céréales pour la production de macaroni en raison de la forte viscosité de leur protéine. C'est le rôle joué par la polyploïdie.

Triticosecale

Les études de ces dernières années ont montré queles lignées obtenues par hybridation peuvent améliorer la production agricole. La polyploïdie en élevage est très largement utilisée. Triticosecale, un groupe d'hybrides artificiels entre le blé (Triticum) et le seigle (Secale) est particulièrement prometteur. Certains d'entre eux, combinant la productivité du blé avec la simplicité du seigle, sont les plus résistants à la rouille linéaire - une maladie qui cause de grands dommages à l'agriculture. Ces propriétés sont particulièrement importantes dans les régions montagneuses des régions tropicales et subtropicales, où la rouille est le principal facteur limitant la culture du blé. Triticosecale est maintenant cultivé à grande échelle et a gagné une grande popularité en France et dans d'autres pays. La lignée des 42 chromosomes de cette culture de céréales est la plus connue. Il a été obtenu en doublant le nombre de chromosomes après l'hybridation du blé à 28 chromosomes avec le seigle à 14 chromosomes.

La variété des polyploïdes

Dans la nature, ils sont sélectionnés sous l'influence deconditions, et non à cause des activités humaines. Leur émergence est l'un des mécanismes évolutifs les plus importants. De nos jours, de nombreux polyploïdes sont représentés dans la flore mondiale (plus de la moitié de toutes les espèces végétales). Parmi eux, beaucoup de cultures les plus importantes - non seulement le blé, mais aussi le coton, la canne à sucre, la banane, les pommes de terre et le tournesol. À cette liste, vous pouvez ajouter les plus belles fleurs de jardin - chrysanthèmes, pensées, dahlias.

Maintenant, vous savez ce qu'est la polyploïdie. Comme vous pouvez le voir, son rôle dans l'agriculture est très important.