Системи гібридизації
З метою вдосконалення існуючих і виведення нових сортів рослин, порід тварин і штамів бактерій людина два основні методи селекції. Це штучний добір та гібридизація. Спочатку він відбирає з вихідного матеріалу особин з найбільш цінними властивостями. Це можуть бути показники несучості курей, кількості крохмалю в насінні, м'язової маси великої рогатої худоби, розміру плодів. Для збільшення ефективності враховують генотип і стан алелей вихідних форм.Результат багато в чому залежить і від системи схрещувань - гібридизації. Суть цього методу полягає в поєднанні генетичного матеріалу статевих або соматичних клітин.
Споріднене схрещування
Існує кілька типів гібридизації. Споріднене схрещування, або інбридинг є результатом з'єднання генетичного апарату особин одного виду. Воно можливо серед самоопиляемих рослин і гермафродитних тварин, здатних до самооплодотворению. Які наслідки такої гібридизації? В кожному наступному поколінні підвищується кількість гомозиготних особин. Їх фенотипічні ознаки поступово послаблюються, що призводить до виродження лінії.
Віддалена гібридизація
Чи знаєте ви, хто є вихідними формами мула? Це осел і кобила. А якщо з'єднати генотипи одне - і двогорбого верблюда, то вийде набагато більш сильний і витривалий гібрид. Все це приклади віддаленій гібридизації.При цій системі схрещування виникає тільки одна проблема. Міжвидові гібриди безплідні. Виправити це можливо тільки шляхом кратного збільшення хромосомного набору.
Неродинне схрещування
Явище гетерозису пов'язано з гібридизацією різних сортів, порід і ліній, які належать до одного виду. Таке схрещування називається неродственним, або аутбридингом. Воно має зворотний ефект. З кожним наступним поколінням зростає гомозиготність. При цьому мутації, мають негативні наслідки, не проявляються. Вони переходять в гетерозиготное стан і не впливають на життєздатність видів. Тому цей вид гібридизації є основою селекції.
Явище гетерозису
Вчені давно помітили, що з'єднуючи генотипи неспоріднених особин одного виду, одержані при цьому гібриди відрізняються підвищеною життєздатністю. Вони більш плідні, стійкі до дії хвороботворних мікроорганізмів. Таке явище називають гетерозисом. Це результат неспорідненого схрещування. В перекладі з грецької цей термін означає "перевтілення". Ефект гетерозису обумовлений тим, що летальні і сублетальні алелі можуть переходити в гетерозиготное стан. Завдяки цьому їх негативні наслідки зовні не проявляються. При це генотип гібридів першого покоління часто містить домінантні алелі сприятливих ознак.
Ефект гетерозису
Гібридна сила є поняттям, протилежним інбридингу, або близкородственному схрещування, результатом якого є фенотипічна депресія особин. Гетерозис проявляється не тільки у формі підвищення гетерозиготності. В такому стані формується кілька видів ферментів. Їх сукупна дія також підвищує гібридну силу нащадків. Вперше гетерозис був відкритий ще в 19-му столітті німецьким ботаніком Кельрейтером. Йому належать перші досліди за штучної гібридизації рослин. Причому сталося це ще до того, як Грегорі Мендель сформулював свої знамениті закони про спадкової мінливості. На початку 20-го століття був докладно описаний гетерозис кукурудзи. Урожай її гібридних зразків у багато разів перевищував цей показник у звичайних форм.Вчені розрізняють кілька форм гетерозису. Але так чи інакше всі вони проявляються у вигляді гібридної сили. При репродуктивній формі спостерігається підвищення родючості і врожайності, тому вона притаманна рослинам. Гібридна сила проявляється у здатності організмів протистояти несприятливим умовам середовища. Така форма називається пристосувальною, або адаптивної. Соматичний гетерозис призводить до збільшення лінійних розмірів і маси неспоріднених гібридів, отриманих у першому поколінні.
Область застосування
Оскільки гетерозис - це явище, при якому значно підвищуються продуктивні якості рослин і тварин, воно широко застосовується у сільському господарстві. В яких областях можливо його практичне застосування? Насамперед, у птахівництві. Найбільш ефективними є дві лінії. Це виведення яєчних і бройлерних порід. Гетерозис використовують у таких напрямках тваринництва, як рибальство, вівчарство, м'ясне скотарство, верблюдоводство. Вчені встановили, що гібридна сила може бути наслідком і міжвидового схрещування. Мули набагато витривалішими і сильнішими порівняно зі своїми батьківськими формами. На початку минулого століття в Сполучених Штатах була виведена відома м'ясна порода Санта-Гертруда. Це гібрид дикого бика зебу з шортгорнами - корів м'ясного напряму. Результат був просто приголомшливим. Вага дорослих особин отриманих гібридів наближається до 700 кг.Ще одним прикладом прояву гібридної сили є порода овець архаромеринос. Вона була виведена в Казахстані в середині 20-го століття в результаті схрещування тонкорунних овець з гірськими баранами архарами. Отримані гібриди придбали цінні ознаки відразу в декількох напрямках: настриг вовни, скороспілість, плодовитість, забійний вихід, пристосованість до гірських умов, сильний імунітет. Гетерозис - це метод, що широко використовується і в рослинництві. Цей прийом дозволяє підвищити врожайність окремих сортів до 30 %. Важливими аспектами є одержання гібридного насіння. Гетерозис при цьому дозволяє зробити цей процес економічно рентабельним. Перспективним напрямком селекції є закріплення ефекту гетерозису в генотипі рослин, здатних до вегетативного розмноження. Найчастіше для цього використовують плодово-ягідні і бульбові культури, які отримані з гібридного насіння. Лідируюче місце серед гетерозисних культур як і раніше займає кукурудза. Виведені гібридні сорти цієї рослини, які відрізняються посухостійкістю, високим імунітетом, хорошими показниками тривалості збереження насіння. Широко розповсюдження також отримали гібриди цукрових буряків, сорго, пшениці.
