3. Генетический контроль развития меристем.

Меристемы - это активно делящиеся клетки. типы меристем:

• апикальные;

• детерминированные;

• интеркалярные.

Побеговые апикальные меристемы формируются из апикальной клетки. В течение периода вегетации на основе апикальной меристемы формируются клетки новых меристем и листового зачатка. При переходе к репродуктивной стадии развития апикальная меристема формирует цветочные меристемы. Это уже детерминированные меристемы. Тип клеточного деления этих меристем и определяет число клеточных делений и форму, образующегося из них органа, что, в свою очередь, определяется независимым генетическим контролем.

4. Генетический контроль формирования листьев и корней растений.

Формирование листа растения начинается с образования листовых зачатков из апикальной меристемы.

Примером влияния генов на формирование листовых зачатков может служить действие гена KN1 (knotted 1) у кукурузы. Этот ген влияет на развитие лигулы, листовых жилок, а также дифференцировку тканей листа. Мутация этого гена (KN1→ kn1)- лигула не развивается, а возле срединной и боковых жилок формируются специфические узелки.

В целом гены, влияющие на формирование листьев, подразделяют на две группы:

• гены инициирующие развитие листа (гены (dwarf) - биосинтез гиберелина: D1, D3, D5);

• гены детерминирующие развитие листа определенного типа. (гены, описанные у кукурузы и влияющие на морфологию листовой пластинки (Тp 2), развитие эпидермиса (GL 15), воскового налета (Gl 1), наличие опушения (Hs 1).

Развитие и рост корня и листа, контролируется большим числом генов. В целом корень формируется из корневой апикальной меристемы и представляет собой концентрический круг клеток, принадлежащих различным тканям. При этом выделяют так называемый неподвижный центр, клетки которого ингибируют дифференцировку клеток их окружающих. В дальнейшем, с наростанием клеточных слоев начинается дифференцировка клеток, тканей и как следствие формирование и рост корневых волосков и других элементов корня.

5. Генетический контроль развития цветка.

→гены (I), детерминирующие развитие побеговой меристемы в меристему соцветий и гены (II), определяющие развитие цветковой меристемы из мерстемы соцветий:

побеговая меристема → I → меристема соцветий → II→ цветковая меристема.

Во-вторых, растения переходят к цветению только при наличии: длинного фотопериода (день), короткого фотопериода (день), определенный период пониженных температур и т.д. Естественно, что в процессе подобного приспособления отселектировались в результате естественного отбора и определенные гены и даже, скорее, генные системы. Например, у арабидопсиса цветение на длинном дне определяет ген CО, кодирующий процессы транскрипции при определенном фотопериоде. А, например, ген GA1 участвует в синтезе гибберелина, который необходим для перехода к цветению растений арабидопсиса на коротком дне. Одновременно ген phy A участвует в “измерении” растениями арабидопсиса длины дня и ночи. То есть, разные внешние условия как бы включают разные гены (генные системы), приводящие растение к зацветанию и образованию плодов и семян. В то же время, рецессивная мутация гена IHY→ihy определяет задержку цветения независимо от фотопериода. Подобные гены или близкие к ним выявлены и у других видов растений.

Таким образом, в процессе онтогенеза генетически детерминировано “переключение” путей развития. Это наблюдается как на клеточном уровне, когда происходит дифференциация клеток, возникших в результате непрерывного клеточного деления, так и при переходе от вегетативного роста к цветению. при использовании методов биотехнологии каждая из клеток даже специализированной ткани способна к формированию целого растения.