Genetiniuose tyrimuose naudojamų stuomeninių augalų apžvalga. Grupinis darbas botanikos paskaitai.

1. Genetiniuose tyrimuose naudojamų stuomeninių
augalų apžvalga istoriniu, sistematiniu, pasirinkimo
priežasties ir taikymo krypties požiūriais.
Vilniaus Universitetas
Molekulinės biologijos
I kurso studentai:
Kristina Bastytė
2012.04.20 Ingrida Olendraitė
Vilmantė Žitkutė
Tomas Šimkevičius
Vilius Vilčinskas

2. Turinys:
•Genetikos priešistorė.
•Pagrindiniai genetikos dėsniai.
•Genetikoje naudojami augalai:
1) Lathyrus odoratus L.
2) Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
3) Rumex acetoca L.
4) Zea mays L.
• Apibendrinimas

3. Gregoras Mendelis - genetikos
tėvas (1822 - 1884)
• Austrijos mokslininkas ir Augustinų
vienuolis, ţinomas kaip genetikos mokslo
pradininkas.
• 1854 m. vienuolyno sode pasisodino
ţirnių, kad galėtų tyrinėti paveldimumo
pasikeitimus.
• 1865 m. Brno gamtos istorijos draugijai
nurodė paveldimumo dėsningumus ir
parodė, jog jie gali būti aprašomi
matematinės statistikos principais.
Gregoras Mendelis

4. Gregoras Mendelis - genetikos
tėvas (1822 - 1884)
• Mendelio darbas mokslui nebuvo ţinomas
iki 1900 m.
• ,,Darvinas tiesiog fantazavo be jokio
eksperimento pagrindo, kad yra specialūs
paveldimumo vienetai”
(V.Rančelis, “Augalų genetika” , 2008.)
Gregoras Mendelis

5. Mendelio įnašas į šiuolaikinę
genetiką
• Pirmasis metodas paveldimumui tirti.
• Paveldėjimo vienetai gali būti dviejų formų (alelių).
• Mendelio dėsniai:
1) pirmosios hibridų kartos (F1) vienodumo/dominavimo.
2) poţymių skilimo.
3) nepriklausomo poţymių paveldėjimo.
• Reciprokinis (abipusis) ir analitinis kryţminimo
metodai.
• Raidinis poţymių ţymėjimas.
Monohibridinio kryţminimo rezultatai dviejuose
palikuonių kartose:F1 ir F2 (ţiedų spalva)

6. Lathyrus odoratus L. Kvapnusis
pelėžirnis
• žirniai yra savidulkis augalas.
• hibridai gaunami tik motininiam augalui dirbtinai pašalinus kuokelius ir
apvaisinus tokį augalą kito augalo žiedadulkėmis.
• tipiškas augalas, naudotas pirmuose genetikos bandymuose.
Karalystė: Plantae
Skyrius: Magnaliophyta
Klasė: Magnaliopsida
Poklasis: Rosidae
Eilė: Fabales
Šeima: Fabacea
Gentis: Lathyrus L.
Rūšis: Lathyrus odoratus L.
Photo:Ph.
Daget, Prancūzija
.
Lathyrus odoratus L

7. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
Baltaţiedis vairenis
Karalystė: Plantae (Augalai)
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
Skyrius: Magnoliophyta (Magnolijūnai) Baltaţiedis vairenis
Klasė: Magnoliopsida (Magnolijainiai)
Poklasis: Dilleniidae (Dilenijaţiedţiai)
Šeima: Brassicaceae (Bastutiniai)
Gentis: Arabidopsis (Vairenis)
Rūšis: Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
(Baltaţiedis vairenis)
White Clay Creek State Park - Judge
Termo Fisher SCIENTIFIC” Morris Estate March 2006
Vilmantė Ţitkutė

8. Keletas faktų apie
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
•5 chromosomos.
•Nedidelis genomas, iš viso 114.5 Mbp / 125 Mbp.
•Greitas gyvenimo ciklas: apie 6 savaitės nuo sudygimo
iki sėklos subrendimo.
•Lengva auginti nedideliame plote (pvz., mėgintuvėlyje).
Dimitris Beis / Ben Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
Scheres, Utrecht University genomas

9. Kodėl Arabidopsis thaliana
naudojama genetikoje?
Arabidopsis thaliana L.
•Šiuo metu yra sukaupta be galo daug ţinių apie jo genomą.
•Vairenis labai lengvai regeneruoja iš meristeminių kultūrų.
•Būdinga savidulka.
•Lengva gauti hibridus.
•Sėklos labai smulkios (0,5 mm), bet nuo vieno augalo jų
gaunama labai daug.

10. http://www.arabidopsis.org/

11. Rumex acetoca L. Rūgštynė
Karalystė: Plantea ( Augalai )
Skyrius: Magnoliophyta
(Magnolijūnai)
Klasė: Magnoliopsida
( Magnolijainiai)
Poklasis: Caryophyllidae
(Gvazdikiečiai)
Photo: Marinella
Zepigi Šeima: Polygonales
(Rūgtiniai)
Gentis: Rumex L. (Rūgštinių )
Atstovas Rumex acetosa L.
Rumex acetoca L.
Tompkins Ithaca, Cornell Photo:Zeynel Cebeci
University Campus Turkija

12. Keletas faktų apie R. Acetosa L.
•Naudojamos maistui ir medicinoje, bei genetikos tyrimams.
•Nereikia jokių ypatingų salygų augimui.
•Auga kompaktiškai.
•Dvinamis augalas, turintis lyties chromosomas.
The role of repetitive DNA in structure and evolution of sex
chromosomes in plants
E Kejnovsky, R Hobza, T Cermak, Z Kubat and B Vyskot

13. Kodėl naudojamas genetiniams
tyrimams?
•Lytines chromosomas mot. individe XX vyr. individe
XY1Y2.
•7 chromosomų poros.
•Naudojama evoliuciniams tyrimams.
•Manoma, kad tai ganėtinai jaunas augalas 15 - 20
mln metų.
Historical pictures of meiotic preparations showing terminal pairing of X and Y chromosomes in male
flowers of: a, white campion (2n = 24, XY, metaphase I; van Nigtevecht, 1966); b, hop (2n =
20, XY, early anaphase I, arrows;Moutchen et al., 1973); and c, sorrel (Rumex acetosa; 2n =
15, XY1Y2, metaphase I, with sex-trivalent XY1Y2 in convergent orientation; Parker and
Clark, 1991).

14. ‘Zea mays L.’
paprastasis kukurūzas
Kingdom: Plantae
Forest and Kim Starr -
Plants of Hawaii Division: Magnoliophyta
Class: Liliopsida
Subclass: Commelinidae
Order: Cyperales
Family: Poaceae
Genus: Zea L.
Species : „Zea mays L.‟
‘Zea mays L.’vyriškas
individas
‘Zea mays L.’ moteriškas
individas Photo by Aldo De Bastiani

15. Bendra charakteristika:
•Paprastasis kukurūzas („Zea
mays L.’) - kultūrinis
augalas, pradėtas auginti
maţdaug prieš 9000 m.
•Žolinis, vienametis augalas
•Vienanamis. Vyriškieji ţiedai
susitelkę viršūninėse
šluotelėse, moteriškieji – lapų
paţastyje, burbuolėje
•Vaisius - grūdas

16. Reikšmė genetikoje:
Paprastasis kukurūzas –
modelinis augalas
genetiniams tyrimams:
•Kruopščiausiai ištyrinėtas
genomas lyginant su kitais
javais, tokiais kaip ryţiai
(Oryza sativa), sorgai
(Soghum bicolor) ir kt.
•Didelė gausa mutantinių
formų.
•Genetinis panašumas į
giminingus augalus. Keith Weller photographer

17. Ramosa (ra) genų mutantinės
formos
•Ramosa (lot. ramus – šaka) genai lemia ţiedynų vystymąsi
ţoliniuose augaluose.
•Ţoliniai augalai skiriasi ţiedynų šakų, varpučių, ţiedų
išsidėstymu, kiekiu.
•Šių genų kukurūzai mutantai turi neįprastai smarkiai šakotus
vyriškus ir moteriškus ţiedynus.

18. Normalaus; ra1, ra2 mutanto;
ryţių ţiedynų palyginimas

19. Kukurūzo ra mutantų
pavyzdţiai:
‘Zea mays L.’ ra
geno mutacijos

20. Išvados:
•Gregoras Mendelis - genetikos pradininkas.
•Tobulėjant mokslui, padaryta akivaizdi paţanga
genetikos srityje.
•Dėl savo tinkamų savybių šios augalų rūšys plačiai
naudojamos genetiniuose tyrimuose:
1) Lathyrus odoratus L.
2) Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
3) Rumex acetoca L.
4) Zea mays L.
• Genetikos mokslų paţanga atnešė daug ekonominių
ir agrikultūrinių laimėjimų, palengvinusių ţmogaus
gyvenimą.

21. Naudoti šaltiniai:
1) http://en.wikipedia.org/wiki/Plant_genetics
2) http://fhc.amb.edu.pl/archives/fulltxt/vol43/43_3/08_M
OSIO.pdf
3) http://www.springerlink.com/content/g23716634604732
t/
4) http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/Gregor_M
endel.php
5) http://www.mendelmuseum.muni.cz/en/mendel-s-
experiment/
6) http://en.wikipedia.org/wiki/Sweet_pea
7) http://www.arabidopsis.org/portals/education/aboutarab
idopsis.jsp#top
8) http://en.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thaliana
9) http://www.nature.com/nature/journal/v436/n7054/full/n
ature03892.html
10) http://www.plantcell.org/content/18/3/518.full
11) http://epmb.berkeley.edu/vfs/PIs/Hake-SC/web/Bortiri-
et-al.pdf
12) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20147033
13) Vytautas Rančelis ,,Augalų genetika” 2008

22. Dėkojame uţ
jūsų dėmesį!!!

23. Gal turite mums
klausimų?