Растения-гиганты

Мы познакомились с образованием полиплоидов в результате скрещивания нескольких видов между собой. Их называют аллополиплоидами.

Однако одними аллополиплоидами не ограничивается семья этих мутантов.

При создании полиплоидов вовсе не обязательно объединять хромосомы разных гамет. Представьте себе, что во время деления клетки испортится «машина», управляющая расхождением хромосом к дочерним клеткам. Хромосомы поделятся, но не разойдутся.

В такой клетке число хромосом удвоится. Произойдет автоматическая полиплоидизация. (Клетки, образованные подобным путем, называются автополиплоидными.) Если это случится при образовании половых клеток, то мутация передастся потомкам и все последующие поколения станут полиплоидными.

К чему приведет такая мутация? Мы уже знакомы с одним автополиплоидом. Это та гигантская энотера, на которую натолкнулся де Фриз. Когда цитологи подсчитали число хромосом в клетках гигантской энотеры, их оказалось не 24, как полагалось нормальному индивидууму, а 48. Выяснилось, что де Фриз имел дело с тетраплоидом.

Можно ли отсюда сделать вывод, что увеличение хромосом непременно приводит к гигантизму? Долгое время это считали правилом. Судите сами: триплоидная осина резко отличается от своих нормальных соседей громадными размерами; цветки многих лекарственных растений — полиплоидов, — которые культивировались в саду фармацевтического института в Москве, также поражали своими размерами. Полиплоидный лимон, выведенный советским селекционером В. К. Лапиным, был такой величины, что ломтики его не помещались в стакане. У полиплоидов довольно часто увеличивается и размер клеток. Это отражается на физико-химических показателях клетки: содержание воды, белков, хлорофилла, клетчатки, ростовых веществ, витаминов и т. д. Клетки лучше противостоят облучению, т. к. одни и те же гены представлены в одной клетке сразу несколькими копиями: ведь хромосомы удваивались, утраивались, учетверялись...

Склонность к гигантизму сопровождает не все полиплоиды. Самоопыляющиеся растения чаще всего сохраняют размеры неизменными, несмотря на увеличение числа наборов хромосом.

«Нельзя ли использовать растения, обнаружившие гигантизм, в селекционной работе?» Эта мысль возникла при изучении полиплоидов. На самом деле, разве не ценно дерево, у которого древесины намного больше, чем у его обычного собрата? Разве возможность увеличения веса зерен пшеницы путем полиплоидизации растений не заманчива?

Поэтому взоры генетиков устремились к поискам полиплоидов. Путь к созданию полиплоидов был указан еще в конце прошлого века русским ученым И. И. Герасимовым. Воздействуя на водоросль спирогиру веществами, нарушавшими нормальное деление клеток, Герасимов получил плодовитую полиплоидную форму спирогиры.

В лаборатории генетиков увеличивалось число ядов, нарушавших деление клетки. Особенно широко использовались два соединения: алкалоид колхицин, добываемый из растения колхикум аутумнале, и один из продуктов возгонки нефти — аценафтен.

Широкое применение колхицина в селекционной работе не замедлило сказаться. К концу сороковых годов на полях селекционных станций испытывалось много сортов ценных полиплоидов. Гречиха В. В. Сахарова, пшеницы А. Р. Жебрака, ячмень А. Н. Луткова, цитрусовые В. К. Лапина...

Итак, далекие, на первый взгляд, от запросов земледельцев рассуждения о хромосомах, генах и полиплоидах обернулись невиданными сортами растений, уникальными поставщиками лекарственных соединений. А ведь это — только начало!