Биотехнологии

        Синтетический кристаллический витамин А обычно вырабатывается в виде ацетата или пальмитата, хорошо усвояемых организмом человека.

        Роль витамина А в организме связана с процессами размножения и роста, дифференцировки эпителиальной и костной тканей, поддержания иммунологического статуса и функцией зрения (фоторецепция). Значение витамина в процессах размножения обусловлено его влиянием на развитие сперматогенного эпителия и плаценты. Значение для нормальной дифференцировки и развития эпителиальной ткани обусловлено функцией ретиноевой кислоты, регулирующей эти процессы на уровне соответствующих клеточных рецепторов.

        Необходимость витамина А для процессов зрения определяется его участием в построении зрительного пигмента родопсина, представляющего собой комплекс белка опсина с 11 – цис - ретиналемлем. Распад этого комплекса под влиянием поглощенного кванта света играет существенную роль в механизме возникновения зрительного ощущения. Ресинтез родопсина и увеличение его содержания в сетчатке обеспечивают адаптацию глаза к пониженной освещенности (темновая адаптация).

        Функции ретинола, ретиналя и ретиноевой кислоты в эпителиальной ткани, а также двух первых соединений в зародышевом эпителии реализуются через их взаимодействие со специфическими, макромолекулярными внутриклеточными рецепторами белковой природы.

      Всасывание  витамина А и каротина происходит в тонком кишечнике с участием желчи, обеспечивающей их эмульгирование. Эфиры ретинола подвергаются в просвете кишечника ферментативному гидролизу до свободного ретинола, который в процессе всасывания вновь этерифицируется в стенке кишечника, образуя ретинилпальмитат.

      Основным  депо витамина А в организме является печень, содержащая значительные количества этого витамина, главным образом в форме ретинилпальмитата. Свободный ретинол присутствует в печени лишь в небольшом количестве, но при необходимости освобождается из эфиросвязанной формы и- секретируется в кровоток со специфическим ретинол связывающим белком (РСБ).

      РСБ (его молекулярная масса около 22 000) обеспечивает солюбилизапию гидрофобной молекулы ретинола, защиту ее от окисления, транспорт ретинола кровью и его направленный перенос в ткани. Так, клетки пигментного эпителия сетчатки имеют на поверхности специфические рецепторы, взаимодействующие с комплексом ретинол-РСБ и осуществляющие избирательное поступление ретинола в эти клетки. Одновременно связывание ретинола с РСБ защищает ткани и клетки организма от сильного мембрано-литического действия ретинола, которым тот обладает в свободной форме. В плазме крови РСБ образует комплекс с более крупной молекулой тироксинсвязывающего преальбумина (молекулярная масса 53 000), что предохраняет РСБ от почечной фильтрации и потери с мочой.

      В организме ретинол окисляется в  ретиналь и ретиноевую кислоту под влиянием соответствующих дегидрогеназ. Ретиналь, занимающий ключевое положение в обмене витамина А, легко подвергается обратимому энзиматическому восстановлению в ретинол и необратимому окислению в ретиноевую кислоту.

        У упитанных людей запасы витамина А столь велики и он так прочно удерживается тканями организма, что необходимо, по крайней мере, на 2—3 года лишить организм витамина А для того, чтобы проявились клинические симптомы авитаминоза.

      Недостаточность витамина А приводит к тяжелым нарушениям со стороны многих органов систем, в основе чего лежит генерализованное поражение эпителия, выражающееся в метаплазии и ке-ратинизации. Особенно характерны поражения кожных покровов (сухость кожи, фолликулярный гиперкератоз, предрасположенность к пиодермии, фурункулезу и т.п.), дыхательных путей (склонность к ринитам, ларинготрахеитам, бронхитам, пневмониям), желудочно-кишечного тракта (диспептические расстройства, нарушение желудочной секреции, склонность к гастритам, колитам), мочевыводящих путей (склонность к пиелитам, уретритам, циститам). Легкие и.умеренные формы недостаточности витамина А сопровождаются нарушениями темновой адаптации (гемералопия), конъюнктивитами и сухостью роговицы (ксерофтальмия). Тяжелые формы дефицита могут приводить к кератомаляции, перфорации роговицы и слепоте. Нарушения барьерной функции эпителия иммунного статуса организма ведут к резкому снижению устойчивости к инфекциям.

      Изменения в состоянии здоровья при авитаминозе  А проявляются в такой последовательности: ночная слепота, сухость конъюнктивы и уменьшение секреции слезных желез; потеря нормального блеска поверхности конъюнктивы; утолщение, покраснение и складчатость бульбарной конъюнктивы; выявление бляшек Бито, разбросанных по склере между веками, и таких же ксеротических бляшек по субпальпебральной склере; помутнение и гипостезия склеры и роговицы; нарушение зрения на ярком свету; отек, светобоязнь, лейкоцитарная инфильтрация и некротические размягчения роговицы (стадия кератомаляции); выраженное помутнение и прободение роговицы, инфекция передней камеры глаза, выпадение радужки и панофтальмия.

      Наряду  с симптомами со стороны органов  зрения ощущаются сухость во рту, носу, глотке, хрипота, сиплый голос, сухой  кашель. Возникают частые инфекции дыхательного тракта и, наконец, пневмонии, представляющие собой острую фазу нарушений и являющиеся основной причиной смерти неизлеченных или плохо леченных детей.

      В Южной и Восточной Азии кератомаляция  является наиболее частой причиной слепоты. Авитаминоз А — обычное заболевание у детей Индии, Индонезии, Северной Африки, Центральной и Южной Америки.

      Описан  ряд случаев кожных поражений (фолликулярный  гиперкератоз) при авитаминозе А у взрослых. Назначение витамина А в виде рыбьего жира улучшало состояние кожи, но гораздо медленнее, чем симптомы со стороны органов зрения.

       Усиленное физическое напряжение повышает потребность  в витамине А. Данные о влиянии  климата разноречивы. На основа¬нии результатов экспедиционных исследований на Крайнем Севере некоторые ученые считают, что потребность в витамине повышается, и рекомендуют людям, работающим физически в услови¬ях холода на открытом воздухе, 2—2,5 мг ретинола в сутки. Работ¬никам  цехов металлургического производства рекомендовано до 2 мг/сут витамина А. 
 

 

3 Группа сцепления  томата. 
 

2 

                                     
 
 
 

      Y⁺  - мало каротина (красный плод)

      Y – много каротина (желтый плод) 

      Ln⁺ - без опушения

      Ln – с опушением 
 

      Положительные качества: много каротина, отсутствие опушения

 

       4 Задача 

      У томата рецессивные гены - много каротина (Y) и отсутсвие опушения (Ln), доминантные – мало каротина (Y⁺) и опушение (Ln⁺) локализованы в 29 и 53 локусах 2 хромосомы.

      Скрестим  сорт с красным плодом и без  опушения (сорт «Маэстро») с сортом с желтым плодом и опушением (сорт «Таня») и в F₂ получим 100 гибридов.

      У каждого растения есть по одному  ценному признаку, который нам  необходим.

      Сорт  томата с рабочим названием «Ромэо» должен обладать следующими свойствами: желтый плод и веерная форма листа. 

Для селекции были взяты сорта:  

                                                 Y⁺ Ln⁺     

      «Маэстро»      Y⁺ Ln⁺        

          Y⁺ – красный плод

          Ln⁺ – нет опушения 

                                 Y Ln

           «Таня»          Y Ln

             Y – желтый плод

             Ln – опушение

      Нужно получить сорт с желтым плодом и без опушения 
 

    F₁          Y⁺ Ln⁺                 Y Ln                  Y⁺ Ln⁺

                                 Y⁺ Ln⁺                 Y Ln                  Y Ln

                    

    

                    F₂          Y⁺ Ln⁺                 Y⁺ Ln⁺                 16 комбинаций

                                  Y Ln                    Y Ln                   

Кроссоверы:   24 % 

                    Y⁺ Ln   - 12 %

                    Y Ln ⁺  - 12 % 

Некроссоверы:  76 %

                   Y⁺ Ln⁺ - 38 %               

                    Y Ln  – 38 %     

 

       Y⁺ Ln⁺                       Y Ln                     Y Ln ⁺                      Y⁺ Ln  

 

 

 

Задание техникам:

    Необходимо  отобрать 1 растение с желтым плодом и без опушения. 

1.  Через  сколько лет можно будет полностью  перейти на выращивание данного сорта?

 

Имеется поле площадью 100 га и 27 растений сорта «Ромео» 

 Через сколько  лет можно будет полностью  перейти на выращивание данного  сорта?  

100 га = 10000 м² 

       На 1 м² размещается 4 куста томатов, на одном кусте 50 помидор, в одном плоде 100 семян. Таким образом, имеется 50 плодов или 5000 семян.

       Полевая всхожесть – 80% при пересадке  выбраковывается еще 10%. Общая выбраковка равна 30%.

       Для того чтобы занять все поле надо 40000 растений или 4 млн. семян.

1-й год:  50 томатов или 5000 семян

2-й год: 350000 семян(с учетом выбраковки)

3-й год:  ….

4-й год:  …

5-й год: 1млн. 800 тыс семян

                   Учитывая 2 года занятых на селекцию, то полностью перейти на выращивание данного сорта удастся через 7 лет.

 

Список  использованной литературы 

1. Голощапов А.П. Генетика. Курс лекций и практических занятий. – Курган: Зауралье, 2001 г.
2. Гуляев Г.В. Генетика. М.: Колос, 1984 г.
3. Овощеводство/ под ред. Тараканова Г.И. – М.: Колос, 1993 г.
4. Растениеводство/ под ред. Посыпанова Г.С. – М.: Колос, 1997 г.