Гибридизация, гетерозис и полиплоидия

Крайним случаем аутбридинга является гибридизация — скрещивание особей разных видов или отдалённых форм одного вида.

Во-первых, гибридизация служит для обогащения генофондов и получения более разнообразного исходного материа­ла для последующей селекции.

Во-вторых, при гибридизации часто возникает эффект гибридной силы, или гетерозис (от греч. гетероиосис — изменение, преобразование). Это значит, что гибридное потомство оказы­вается намного жизнеспособнее родительских форм (рис. 76), у него выше производительность, плодовитость и стойкость к болезням. Гетерозисные гибриды — не сорта, поскольку во втором гибридном поколении потомки оказываются уже намного менее жизнеспособными, чем исходные роди­тельские формы.

Рис. 76. Гетерозисная кукуруза (в центре) и исходные родительские формы (по бокам)

Чем вызван гетерозис? Считается, что при скрещивании генетически удалённых форм, у которых в гомологичных локусах находятся разные аллели, у потомства образуются сверхдоминантные гетерозиготы. Кроме того, при гетерозиготных ком­бинациях подавляется негативный эффект от летальных и полулетальных рецессивных генов, носителями которых являются все организмы. Очевид­но, что во втором поколении все эти удачные гетерозиготные комбинации разрушаются. Более того, из-за отличий генетических аппаратов роди­тельских форм при конъюгации хромосом в метафазе-1 мейоза у гибридов происходит неравный кроссинговер. Следствием его становятся многочис­ленные незаметные при цитологическом анализе нарушения хромосом. В результате гибриды второго поколения оказываются еще носителями многих дополнительных мутаций, не встречающихся у родительских особей.

В современной селекции эффект гетерозиса широко используют для получения не только высокопроизводительных гибридов растений, но и животных, в частности в птицеводстве. Именно гетерозис является генетической основой получения мясных птиц — бройлеров (от англ. broil — жарить на огне), а также повышения яйценоскости кур.

В-третьих, гибридизацию используют для получения полиплоидных организмов. Полиплоидизация генома — один из ключевых путей селекции растений (у животных он не используется, поскольку у птиц и млекопита­ющих, являющихся главным объектом селекции животных, полиплоиды нежизнеспособны), поскольку способствует повышению их продуктивнос­ти. Не случайно все сорта культурных растений, используемых в пищу, а также большинство декоративных и садовых растений — полиплоиды. Материал с сайта http://worldof.school

Рис. 77. Диплоидная дикая (справа) и полиплоидная культурная (слева) формы моркови

Выгода полиплоидии состоит ещё и в том, что в одном геноме можно создать несколько копий структурных генов и таким способом повысить действие генов, определяющих синтез ценных веществ: белков (в пшенице), полисахаридов (крахмала в картофеле), масел (у подсолнечника). Кроме того, огромный генетический аппарат полиплои­дов формирует большое ядро. Отсюда — увеличе­ние размеров клеток и в конечном итоге самого растения и его плодов (рис. 77).

Полиплоидию также используют для пре­одоления стерильности отдалённых гибридов. Первый такой опыт провёл выдающийся генетик Г. Д. Карпеченко (1899—1941), скрещивая капусту и редьку. Идея заключалась в том, чтобы получить растение, которое имело бы полезные для человека свойства капусты и редьки. Гиб­риды с диплоидным набором 2n = 18 оказались стерильными, а тетраплоидные 2n = 36 — плодо­витыми. Однако и в том, и другом случае гибри­ды обманули ожидание селекционера. Они не имели ни сочных и питательных листьев, как у капусты, ни вкусного корнеплода, как у редьки.

На этой странице материал по темам:

• Мир культурных полиплоидов кратко

• Что такое полиплоидия, гетерозис

• Краткий доклад на тему виды скрещивания

• Що таке гетерозис та поліпфредія

• Гетерозис. полиплоидия в селекции растений

Вопросы по этому материалу:

• Для чего в селекции используют гибридизацию?

• Что значит гибридная сила?

• Почему большинство современных сортов растений являются полиплоидами?

• Почему при конъюгации хромосомных наборов, полученных от разных родительских видов, наблюдается неравный кроссинговер?