Heteroza
Conceptul de heterosis.
Consangvinizarea este însoțită de depresie de consangvinizare, homozgozitate crescută a descendenților consangviniți și similitudine genetică crescută a descendentului cu strămoșul. Heteroza are proprietăți biologice și genetice opuse.
Sub heteroza să înțeleagă superioritatea urmașilor din prima generație față de formele parentale în viabilitate, rezistență, productivitate, care apare la încrucișarea diferitelor rase, rase de animale și tipuri zonale.
Fenomenul heterozei, sau „vigoare hibridă”, a fost observat în practica creșterii animalelor din cele mai vechi timpuri, în special când se produceau catâri prin încrucișarea unui măgar cu o iapă, Charles Darwin a dat prima dată explicatie stiintifica„vigoare hibridă”, care apare la descendenți atunci când organisme neînrudite sunt încrucișate. El a explicat acest efect prin diferența biologică a gameților masculin și feminin, care este cauzată de influența diferențelor din mediul în care trăiesc părinții.
Teoriile genetice ale heterozei
Termenul " heteroza„a fost introdusă de G. Schell (1914) și a explicat prezența „vigorii hibride” prin starea de heterozigositate în genotipul unui organism, format ca urmare a încrucișării. Ipoteza heterosis, formulată de G. Schell, E. East și H. Hayes, explică fenomenul heterozigozității prin prezența heterozigozității diverselor loci și supradominanța rezultată, adică atunci când acțiunea unui heterozigot Ahh manifestarea fenotipului este mai puternică decât cea a genotipului dominant homozigot AA(adică efectul acțiunii Ahh mai multă acțiune AA) Semnificația heterozigozității a fost confirmată de lucrările lui N. P. Dubinin, M. Lerner și alți oameni de știință,
O altă explicație a heterozei, formulată de Keibl și Pellew (1910), se bazează pe faptul că atunci când se încrucișează organisme care poartă diferite gene homozigote în genotip, de exemplu AAbb) Și aaBB, y descendenți încrucișați, alelele recesive se transformă într-o formă heterozigotă a genotipului AaB,în care efectele nocive ale genelor recesive sunt eliminate. Influența genelor dominante asupra manifestării heterozei poate fi explicată prin efectul total simplu al unui număr mare de gene dominante, adică există un efect aditiv.
K. Davenport (1908) și D. Jones (1917) au propus să explice heteroza pe baza ipotezei interacțiunii genelor dominante non-alelice ale ambilor părinți, ceea ce dă un efect total care provoacă heteroza.
A fost identificat un tip ecologic de heteroză (Merkuryeva și 1980), care este cauzat de procesul de aclimatizare și se manifestă la animalele din prima generație ecologică. Acest tip de heteroză s-a manifestat prin creșterea producției de lapte a puilor născuți în regiunea Ryazan din vaci Ayrshire importate din Finlanda. În generațiile următoare, producția de lapte a scăzut la un nivel corespunzător potențialului genetic al grupului de vaci introdus.
Ideile moderne despre cauzele heterozei se bazează pe faptul că heteroza este rezultatul interacțiunii mai multor gene. Acțiunea lor multiplă duce la un efect heterotic.Această explicație se numește heteroză de echilibru (Dobzhansky, 1952). Ulterior, Lerner (1954), N.V.Turbin (1961-1968) au continuat să dezvolte această poziție.După declarațiile lor, hegeroza este cauzată de acțiunea multor gene, echilibrate reciproc în genom în procesul de evoluție, ceea ce determină optimul dezvoltarea și adaptabilitatea organismului la condițiile de mediu.
Dacă, în timpul încrucișării, genomurile optime ale ambilor părinți sunt combinate, atunci descendenții primei generații au cea mai favorabilă situație în combinarea genomilor, ceea ce duce la manifestarea heterozei.În consecință, heterozigoza care însoțește încrucișarea suferă presiunea diverșilor factori. și astfel creează o interacțiune echilibrată a genelor în genom,
În practica zootehniei, se observă uneori așa-numita heteroză negativă, când descendenții au un nivel de trăsătură sub media părinților, dar este puțin mai mare decât nivelul trăsăturii părintelui la care este mai puțin. dezvoltat. Cu cât diferențele de nivel ale trăsăturii sunt mai mari forme parentale, cu atât nivelul mediu de trăsătură al descendenților se apropie mai mult de nivelul de trăsătură al celui mai rău părinte. Această caracteristică a moștenirii a fost descrisă de Ya L, Glembotsky în legătură cu tăierea lânii în încrucișări obținute din încrucișarea caprelor Angora cu capre cu păr gros. Tăierea lânii la încrucișările din prima generație a fost puțin mai mare decât cea a caprelor cu păr gros, dar semnificativ mai mică decât cea a caprelor Angora, la care a fost de 4-5 ori mai mare în comparație cu caprele cu păr gros și încrucișate.
Cercetările pentru elucidarea bazei biologice a heterozei au fost efectuate la Institutul de Biologie Experimentală al Academiei de Științe a RSS Kazahului din 1962 sub conducerea academicianului F. M. Mukhametgaliev. Rezultatele cercetării sunt rezumate în monografia lui A. S. Sareenova (1982), care poate servi ca material suplimentar pentru înțelegerea heterozei și a efectului încrucișării. În procesul de lucru, s-a determinat cantitatea de ADN, ARN, proteine și activitatea unui număr de enzime în țesuturile și structurile subcelulare ale celulelor (nuclee, cromozomi) oilor de rasă și încrucișată. Au fost identificate caracteristici ale proceselor metabolice și ale heterozei la animale cu origine diferită. S-a dovedit că efectul heterotic nu este asociat cu o modificare a cantității de substanță ereditară într-o singură celulă, nucleu sau cromozomi. Încrucișarea nu provoacă activarea genelor anterior inactive obținute prin cromozomii părinților în încrucișări și nu duce la o restructurare radicală a proceselor metabolice. În schimb, există doar stimularea nivelului de intensitate al proceselor metabolice. În procesul ontogenezei, această tensiune scade și efectul heterozei la încrucișări scade.
Efectul biochimic al heterozei la încrucișați s-a manifestat prin stimularea activității enzimelor tisulare (ADNază, RNază etc.), care afectează sinteza acizilor nucleici. Activitatea enzimelor în încrucișări are loc într-un interval mai larg de pH al mediului, ceea ce crește plasticitatea ecologică a organismelor încrucișate și adaptabilitatea la condițiile de mediu. În consecință, încrucișarea afectează mecanismul de reglare a activității enzimatice.
Sinteza ARN în nucleul celulei și translația sintezei ghidate de ARN a moleculelor de proteine din citoplasmă apar la un nivel superior la încrucișări. Acest lucru este facilitat de îmbogățirea nucleilor celulari cu proteine cromatinei non-histone, care sunt un stimulator specific al activității genomului. În consecință, încrucișarea a stimulat sinteza ARN-ului ribozomal, adică a îmbunătățit procesul de transcripție. Se presupune că cu ajutorul unor substanțe biologic active (hormoni, metaboliți), care pot influența activitatea aparatului genetic, este posibilă prelungirea efectului heterozei pe o perioadă mai lungă de ontogeneză.
Există și alte explicații biochimice pentru heteroză. Se crede că Motivul principal Puterea hibridă este servită de formarea de copii sensibile ale genelor structurale pe cromozomi, care formează un exces de informație în celule și determină compatibilitatea ridicată a proceselor metabolice (Severin, 1967).
Explicațiile pentru efectul heterosis pot fi găsite în ipoteza că încrucișările au tipuri polimorfe de proteine (izoenzime), care diferă în unele proprietăți.
Formele parentale nu au polimorfism de enzime, iar atunci când sunt încrucișate, polimorfismul și numărul de loci polimorfi y se formează în încrucișări. prin urmare sunt mai mulți dintre ei decât părinții lor. Acest lucru, potrivit unor oameni de știință (Fincham, 1968; Kirpichnikov, 1974), explică efectul supradominanței. F. M. Mukhametgaliev (1975) consideră că stimularea reciprocă a genomului în timpul fertilizării este echivalentă cu efectul aditiv al sistemelor genetice unite și este baza apariției heterozei, dar nu este cauza apariției de noi calități în materialul genetic, de aceea heteroza se manifestă prin modificări cantitative ale caracteristicilor şi are o moştenire de tip poligenic.
O nouă abordare pentru explicarea efectului heterosis este propusă de V. G. Shakhbazov (1968). El crede că heteroza are o bază biofizică, deoarece în timpul fertilizării are loc un schimb de sarcini electrice ale cromozomilor omologi, ceea ce crește activitatea cromozomilor la zigoții hibrizi. Aceasta duce la acumularea de proteine acide și ARN, crește raportul nucleol-nuclear și crește rata de diviziune mitotică.
Explicațiile de mai sus cu privire la cauzele efectului heterosis indică o lipsă de unitate în explicația științifică a fenomenului heterosis și, prin urmare, problema rămâne pentru studiu și considerație ulterioară. În ciuda acestui fapt, în practica zootehniei, tehnicile de selecție a animalelor sunt folosite pentru a consolida și a spori efectul heterozei. Există mai multe tehnici de calculare a mărimii efectului heterosis. Se distinge așa-numitul tip adevărat de heteroză, care este determinat de amploarea superiorității trăsăturii la animalele încrucișate față de ambele forme parentale. Un alt tip de heteroză este ipotetic, atunci când caracteristicile descendenților încrucișați depășesc nivelul mediu aritmetic al trăsăturii ambilor părinți.
Dacă nu există date despre una dintre rasele din care sunt obținute încrucișările, atunci performanța lor este comparată cu rasa părinte, iar performanța îmbunătățită a încrucișării nu se numește heterosis, ci efectul încrucișării.
Rezumând înțelegerea modernă a fenomenelor de depresie de consangvinizare și heteroză, putem trage concluzii despre necesitatea utilizării ambelor fenomene în munca practică de reproducere.
Aplicarea practică a heterozei
Creșterea zootehnică modernă se caracterizează prin folosirea încrucișării, însoțită de un efect heterotic, în special pentru creșterea de ouă și pui de carne. . Acest sistem include două etape principale; creșterea liniilor de păsări consangvinizate folosind tipuri diferite consangvinizarea și încrucișarea (încrucișarea) liniilor pentru a obține o așa-numită pasăre hibridă care prezintă heteroză. De exemplu, în Țările de Jos, compania Eurybrid lucrează cu două încrucișări de găini ouătoare: „Hisex White” (coaja albă, pe bază de Leghorns) și „Hisex Brown” (cu participarea Rhode Island și New Hampshire cu un maro). coajă). Aceste două încrucișări ocupă o poziție de lider în producția mondială de ouă.
În țara noastră se desfășoară și lucrări la crearea hibridului de ouă și carne de pasăre. Pentru a efectua selecția pentru heterosis, liniile consangvinizate sunt crescute prin împerechere conform tipului „frate x soră” timp de 3-4 generații sau mai mult, combinând acest lucru cu sacrificarea strictă a indivizilor nedoriți. Din numărul mare de linii stabilite, aproximativ 10-15% din linii rămân la sfârșit, cu un coeficient de consangvinizare în medie de 37,5% (împerecherea fraților întregi timp de trei generații). În continuare, liniile rămase sunt încrucișate între ele pentru a le verifica compatibilitatea, apoi cele mai potrivite sunt lăsate pentru trecerea producției. combinații reușiteși obțineți hibrizi cu 2, 3, 4 linii,
Utilizarea efectului heterosis este, de asemenea, utilizată în lucrul cu alte tipuri de animale, în special în creșterea vitelor de carne, creșterea oilor, creșterea cămilelor și piscicultură. Metodele de obținere a efectului heterozei sunt variate. Heteroza se manifestă în timpul încrucișării interspecifice de animale: obținerea de catâri din încrucișarea unui măgar cu o iapă, creșterea de noi rase heterotice prin obținerea de hibrizi din încrucișarea bovinelor cu zebu (Santa Gertrude, Beefmaster, Charbray, Bridford - în SUA; Sao Paulo - în Brazilia). ; Haup Holstein - în Jamaica). În țara noastră, s-a realizat hibridizare la distanță între oile de lână fină și argali și a fost dezvoltată o nouă rasă - arharomerinos. În Kârgâzstan și Altai s-au obținut hibrizi de iac și vite Simmental.
Hibridizarea la distanță este însoțită de manifestarea heterozei pentru o serie de trăsături valoroase din punct de vedere economic.
Problema obținerii și sporirii efectului heterozei nu a fost pe deplin rezolvată. Principalul obstacol care nu poate fi depășit este pierderea efectului heterotic în a doua generație, adică heteroza obținută în prima generație nu se consolidează, ci se pierde în generațiile ulterioare atunci când încrucișările de reproducere „în sine”. Unele metode permit menținerea heterozei pe parcursul mai multor generații. Una dintre cele mai accesibile și eficiente metode este încrucișarea variabilă, utilizată în creșterea animalelor comerciale. În același timp, din prima generație încrucișări obținute din încrucișarea mătcilor din rasa A cu tauri din rasa B, cea mai bună parte matci si le incruciseaza cu tatalul rasei C, obtinandu-se incrucisari de generatia a doua, cu manifestarea heterozei la combinarea a trei rase (A, B, C). În continuare, încrucișările din a doua generație pot fi încrucișate cu tatăl rasei D și se pot obține încrucișări mai complexe, care reprezintă ereditatea rasei materne originale A și ereditatea raselor paterne B, C și B. Nu au fost dezvoltate alte metode. în zootehnie pentru a păstra efectul heterozei.
În practica zootehniei moderne, s-a dovedit că efectul heterozei este divers și se exprimă în îmbunătățirea trăsăturilor economice valoroase. Principalii indicatori ai heterozei sunt o creștere a viabilității embrionare și postembrionare; reducerea costurilor cu furajele pe unitatea de producție; creșterea maturității timpurii, a fertilității, a productivității; manifestarea unor oportunități mai mari de adaptare la condițiile în schimbare și la noile elemente de tehnologie. Gama largă de efect heterotic, manifestat într-o varietate de caracteristici de reacție, este o reflectare a proceselor fiziologice și biochimice cauzate de particularitățile aparatului genetic al animalelor heterotice.
Utilizarea Heterozei în producția de culturi este o tehnică importantă pentru creșterea productivității plantelor. Randamentul hibrizilor heterotici este cu 10-30% mai mare decât cel al soiurilor convenționale. Pentru utilizarea hidrocarburilor în producție, s-au dezvoltat metode de obținere rentabile sămânță hibridă n porumb, roșii, vinete, ardei, ceapă, castraveți, pepeni verzi, dovleci, sfeclă de zahăr, sorg, secară, lucernă și alte produse agricole. plantelor. O poziție specială o ocupă un grup de plante înmulțite vegetativ în care este posibil ca G. să se înființeze în urmași, de exemplu, soiuri de cartofi și culturi de fructe și fructe de pădure crescute din semințe hibride. Pentru a utiliza genetica în scopuri practice, încrucișările intervarietale ale soiurilor homozigote de plante auto-polenizate, încrucișările intervarietale (interpopulații) ale liniilor auto-polenizate ale plantelor cu polenizare încrucișată (pereche, triliniare, dublu-cadrilinie, multiple) și încrucișări varietale-liniare sunt folosit. Avantajul anumitor tipuri de încrucișare pentru fiecare produs agricol. cultura este stabilită pe bază evaluare economică. Eliminarea dificultăților în obținerea semințelor hibride poate fi facilitată de utilizarea sterilității citoplasmatice masculine (CMS), a proprietății de incompatibilitate la unele plante cu polenizare încrucișată și a altor caracteristici ereditare în structura florii și a inflorescenței, eliminând costurile ridicate ale castrarii. . La alegerea formelor parentale pentru producerea de hibrizi heterotici, se evaluează capacitatea lor combinativă. Inițial, selecția în această direcție s-a redus la selectarea celor mai bune genotipuri din punct de vedere al valorii combinaționale din populațiile de soiuri cu polenizare deschisă pe baza endogamie sub formă de autopolenizare forţată. Au fost dezvoltate metode pentru evaluarea și creșterea capacității de combinare a liniilor și a altor grupuri de plante utilizate pentru încrucișări.
Cel mai mare efect în utilizarea G. a fost obținut pe porumb. Crearea și introducerea în producție a hibrizilor de porumb a făcut posibilă creșterea randamentului brut de cereale cu 20-30% pe suprafețele vaste ocupate de această cultură în tari diferite pace. Au fost creați hibrizi de porumb care combină randamente mari cu calitate bună semințe, rezistență la secetă și imunitate la diferite boli. Hibrizi heterotici de sorg (Hybrid Early 1, Hybrid Voskhod), hibrizi heterotici intervarietali de sfeclă de zahăr au fost zonați, dintre care hibridul Yaltushkovsky este cel mai răspândit. Pentru obținerea formelor heterotice se folosesc tot mai des linii de sfeclă de zahăr cu polen steril. Fenomenele G. au fost stabilite şi în multe culturi de legume şi oleaginoase. Au fost obținute primele rezultate în studiul G. la hibrizi de grâu din prima generație, s-au creat analogi sterili și restauratori de fertilitate și au fost identificate surse de CMS în grâu.
Se numește creșterea puterii, viabilității și productivității hibrizilor de prima generație în comparație cu formele parentale heteroza.
Conceptul de heterosis ca manifestare a „vigorii hibride” a fost introdus în știință de geneticianul american W. Schell în 1914. Fenomenul de vigoare hibrid a fost observat pentru prima dată de Charles Darwin la porumb. În experimentele sale, productivitatea acestei culturi a scăzut, iar înălțimea plantelor a scăzut ca urmare a autopolenizării; aceste caracteristici au crescut în timpul polenizării încrucișate. Charles Darwin a asociat puterea crescută a plantelor obținută ca urmare a încrucișării cu diferențe ereditare ale gameților parentali.
Heteroză în natură- un fenomen foarte vechi. Este direct legată de apariția și îmbunătățirea procesului de evoluție a metodei de polenizare încrucișată. De-a lungul multor secole, selecția naturală a creat numeroase restricții asupra homozigozității și la fel de numeroase adaptări pentru implementarea heterozigozității.
Heteroza la hibrizi se manifestă prin creșterea crescută, metabolismul mai intens și randamentul mai mare. Randament crescut hibrizii heterotici sunt principalul lor avantaj. Creșterea randamentului pentru hibrizii de prima generație a tuturor culturilor agricole este în medie de 15-30%, iar maturitatea lor timpurie crește adesea. De exemplu, la tomate, hibrizii eterogene încep să dea roade cu 10-12 zile mai devreme și depășesc randamentul soiurilor părinte originale cu 45-50%. În Bulgaria, toate zonele acestei culturi sunt ocupate de hibrizi heterotici. Folosind heterosis, producția agricolă poate fi crescută semnificativ.
Cu heterosis, toate proprietățile și caracteristicile plantelor nu sunt neapărat îmbunătățite. Pentru unii dintre ei poate fi mai pronunțat decât pentru alții, iar pentru unii poate fi absent.
Heteroza se observă în timpul încrucișărilor între soiuri, precum și între specii și forme care sunt îndepărtate genetic și ecologic. Se manifestă cel mai puternic și poate fi controlat atunci când traversează liniile de autopolenizare. Incinerarea face posibilă descompunerea unei populații-varii în biotipurile (liniile) constitutive ale acesteia. Tehnica de inducție nu este complicată. De exemplu, la porumb, paniculă este acoperită cu izolație de pergament chiar la începutul înfloririi. Pe aceeași plantă, știuletul este și el izolat înainte de a dezvolta fire. Cel mai bun material pentru a izola stiuletul - celofan. Dimensiunile izolatoarelor: pentru o paniculă 20X30 cm, pentru știuleți - 10x16 cm Izolatorii de pergament sunt lipiți împreună cu lipici pentru lemn, adăugând o cantitate mică de crom, iar izolatori din celofan - cu o soluție saturată de clorură de zinc.
Când polenul se coace, paniculul este tăiat și plasat sub un izolator împreună cu știuletul. Plantele obținute din autopolenizare se autopolenizează din nou în anul următor, repetând această procedură timp de câțiva ani. După 4-5 ani de incubație, o foarte grad înalt uniformizarea descendenților liniilor de consangvinizare și autopolenizarea ulterioară devine inutilă.
Liniile selectate sunt propagate ulterior nu sub izolatoare, ci în zone speciale în care are loc polenizarea încrucișată a plantelor în cadrul aceleiași linii fără riscul de a le perturba omogenitatea. Datorită randamentului scăzut și creșterii slabe, liniile de incubație rezultate nu pot fi utilizate direct. Dar printre aceste linii există unele care sunt foarte valoroase pentru anumite trăsături utile din punct de vedere economic. De exemplu, în porumb apar linii rezistente la smut, o boală foarte periculoasă a acestei culturi care ucide până la 10% din recoltă. Unele linii se disting printr-un conținut ridicat de grăsime sau proteine în semințe, maturitate timpurie ridicată, statură mică, rezistență la deteriorarea de către forecerea porumbului, vânt etc. Astfel de linii incubate sunt folosite în încrucișări între ele, precum și cu soiuri. .
După ce liniile ating omogenitatea în morfologic și semne fiziologice, care se întâmplă de obicei după 4-5 ani de autopolenizare, sunt evaluați pentru capacitatea combinativă, adică capacitatea de a produce hibrizi foarte productivi. Există abilități generale și specifice de combinare.
Puterea totală de combinare arată valoarea medie a liniilor în combinații hibride. Este determinat de rezultatele încrucișării liniilor cu un soi care servește ca părinte patern, în acest caz numit tester.
Abilitatea combinativă specifică este evaluată prin rezultatele încrucișării liniilor cu orice linie sau hibrid simplu. Aceasta identifică cazurile în care unele combinații se dovedesc a fi mai bune sau mai proaste decât s-ar fi așteptat pe baza calității medii a liniilor studiate, stabilită prin evaluarea capacității generale de combinare.
Pentru a determina capacitatea specifică de combinare a liniilor autopolenizate, se folosesc încrucișări dialelice, în care fiecare linie este încrucișată cu toate celelalte pentru a obține și evalua toate combinațiile posibile.
Unul dintre trasaturi caracteristice heterosis - cea mai mare manifestare a sa este la hibrizii din prima generație, o scădere bruscăîn a doua generație și atenuarea în continuare a puterii hibride a centralelor în generațiile ulterioare. Acest lucru se datorează scăderii numărului de indivizi heterozigoți. De exemplu, dacă încrucișați două linii auto-polenizate AAbb și aaBB în prima generație vor exista plante heterozigote 100%, atunci în a doua generație numărul lor va scădea de 2 ori, iar în a treia - de 4 ori etc.
I.V. Michurin a subliniat în mod repetat avantajele răsadurilor din prima generație și s-a opus categoric la utilizarea hibrizilor din a doua și a treia generație în muncă, deoarece numai în răsaduri din prima generație hibridă, care, datorită heterozigozității soiurilor parentale , a avut o mare varietate de trăsături și proprietăți, heteroza se consolidează în timpul înmulțirii vegetative ulterioare.
Cea mai importantă diferență între hibrizii heterotici și cei convenționali soiuri hibride este că sunt folosite în producție doar în prima generație și, prin urmare, sunt primite anual.
Dintre culturile de câmp, heterosis este acum cel mai larg utilizat la porumb. Soiurile convenționale ale acestei culturi sunt aproape complet înlocuite de hibrizi heterotici, care sunt reprezentați de următoarele tipuri principale. Hibrizii soi-liniari se obțin din încrucișarea unui soi cu o linie autopolenizată sau din încrucișarea unui hibrid interliniar simplu cu un soi. Un exemplu de hibrizi soi-liniari de primul tip este Bukovinsky ZTV. A fost obținut din încrucișarea soiului german Gloria Yanetsky T cu linia autopolenizată VIR 44TV. Această linie, care este forma paternă a hibridului, este una dintre cele mai bune linii de selfing. Este foarte rezistent la secetă și smuț, are o capacitate combinativă ridicată, iar plantele sale sunt de obicei cu două spice.
Hybrid Bukovinsky 3TV se remarcă prin rezistență foarte mare la frig, coacere relativ timpurie și cu randament ridicat, rezistent la musca suedeză, capabil să rețină frunzele și tulpinile verzi la maturitatea bobului complet.
Al doilea tip de hibrizi liniari de varietate include Dneprovsky 56TV. A fost obținut din încrucișarea unui hibrid interliniar simplu Iskra T cu soiul Severodakotskaya TV: Iskra (VIR 26THVIR 27T) x Severodakotskaya TV. Hibrizii de soi depășesc randamentul de cereale al soiurilor convenționale cu o medie de 4-5 c/ha, sau 15-20%. Au fost zonați noi hibrizi soi-liniari: Bukovinsky PT, hibrid Colectiv 244, Dneprovsky 260M.
Hibrizii interliniari simpli se obțin prin încrucișarea a două linii autopolenizate. De exemplu, din încrucișarea liniilor autopolenizate VIR 28 și VIR 29 s-a obținut un hibrid ideal interliniar simplu, iar din încrucișarea VIR 44 și VIR 38 s-a obținut un hibrid interliniar simplu Slava.
Hibrizii interliniari simpli dau heterozis mare, dar din cauza randamentului scazut al liniilor auto-polenizate care le formeaza, nu au fost folositi pe scara larga in productie de mult timp. În ultimii ani, prin selecția periodică, a fost posibilă creșterea productivității liniilor auto-polenizate și, pe baza acestora, crearea mai multor hibrizi de acest tip, inclusiv cei foarte productivi precum Krasnodarsky 303TV, Odesskaya 50MV, Novinka, Nagrada. TV, Zakarpatsky 2TV etc. Hibrizi interliniari simpli în condiții de producție, randamentul de cereale al celor mai buni hibrizi interlinii dublu și soiuri este de 10-12 c/ha sau mai mult. Astfel, hibridul simplu Krasnodar 303TV, cultivat pe scară largă în regiunile de stepă din Ucraina, Caucazul de Nord și RSS Moldovenesc, produce 80-90 de cenți de cereale la hectar, iar cu irigare - peste 150 de cenți. Au fost zonați noi hibrizi interliniari simpli Dneprovsky 70TV, Krasnodar 301TV, Moldavsky 385AMV, hibrizi cu conținut ridicat de lizină Krasnodar 303L și Hercules L.
Pe baza hibrizilor interliniari simpli, se creează hibrizi interlinii dubli și soiuri cu randament ridicat, precum și populații de hibrizi complexe. De exemplu, ca urmare a încrucișării unui hibrid interliniar simplu Astra (linia 346 X Khliniya Wud) cu un hibrid simplu Atlas (linia 502 X linia 21), s-a obținut un hibrid interliniar dublu Moldavian 330. Hibrizii interliniari dublu dau o creștere a cerealelor. randament în comparație cu soiurile convenționale de 8-12 chintale/ha, sau 25-40%. Au fost zonați noi hibrizi interliniari dubli: Zherebkovsky 90 MB, Chuysky 60TB, Dneprovsky 505 MB, Moldavsky 330, Povolzhsky IV.
Populațiile hibride complexe, sau soiurile sintetice, se obțin prin amestecarea semințelor mai multor linii autopolenizate sau a 2-4 hibrizi interliniari dubli. Spre deosebire de alte tipuri de hibrizi, aceștia pot fi cultivați fără o reducere vizibilă a heterozei prin simpla reînsămânțăre timp de 3-4 ani. Datorită polenizării încrucișate în mod constant, heteroza într-o astfel de populație poate fi menținută pentru o perioadă suficient de lungă. nivel inalt in mai multe generatii.
Hibrizii triliniari se obțin prin încrucișarea hibrizilor interliniari simpli cu linii autopolenizate. De exemplu, la crearea unui hibrid Dneprovsky cu trei linii de 460 MB, un hibrid simplu Dneprovsky 20 M (linia VIRIUM x linia T 1353M) a fost luată ca formă maternă, iar linia A 619 MB a fost luată ca formă paternă. Hibrizii cu trei linii Dneprovsky 460 MB, Collective 101 TV, Kharkovsky 178 TV au fost zonați.
Pentru a obține semințe hibride, formele parentale de hibrizi sunt semănate în zonele de hibridizare.
Intensitatea muncii și costurile ridicate de îndepărtare a paniculelor din plantele formelor materne de hibrizi au împiedicat în mod semnificativ utilizarea pe scară largă a fenomenului de heteroză. Cea mai bună soluție Această problemă este căutarea sau crearea de forme materne de plante care au sterilitate masculină, ceea ce ar elimina necesitatea castrarii artificiale.
S-a remarcat că la multe specii de plante cu flori bisexuale ocazional există indivizi singuri cu mascul steril organele generatoare. Asemenea fapte erau cunoscute de Charles Darwin. El le-a văzut ca pe tendința unei specii de a trece de la monoecie la dioecie, pe care o considera mai perfectă din punct de vedere evolutiv. Astfel, apariția indivizilor cu sterilitate masculină la plantele monoice este un fenomen natural al procesului evolutiv.
Sterilitatea citoplasmatică masculină (CMS) a fost observată pentru prima dată de geneticianul german K. Correns în 1904 în planta de gradina savuroasa de vara. În 1921, geneticianul englez W. Betson a descoperit-o în in, iar în 1924, geneticianul american D. Jones a descoperit-o în ceapă. CMS în porumb a fost descoperit pentru prima dată de academicianul M. I. Khadzhinov al Academiei Ruse de Științe Agricole în 1932 și, independent de el, în același timp de geneticianul american M. Rhodes. Persoanele cu CMS transmit această proprietate prin moștenire numai prin plantele materne.
Această descoperire remarcabilă nu a fost folosită în reproducere multă vreme. Însă, începând cu anii 50, a fost apreciată și găsită pe scară largă uz practic mai întâi la cultivarea porumbului și apoi multe alte culturi.
La porumb, există două tipuri de CMS: Texas (T) și Moldovan (M). CMS de tip Texas, care produce știuleți aproape complet sterili, a fost descoperit de geneticianul american D. Rogers la Texas Experimental Station în 1944, iar tipul moldovenesc de CMS a fost descoperit de G. S. Galeev la stația Kuban a VIR în 1953. într-o probă de porumb local din Moldova. Cu acest tip de sterilitate, în antere se formează o cantitate mică de polen viabil. Tipurile de CMS din Texas și Moldova diferă unele de altele prin faptul că fiecare dintre ele are propriile linii care asigură sterilitatea sau restabilește fertilitatea.
Metoda de producere a semințelor hibride de porumb fără detașare bazată pe CMS a început să fie folosită la începutul anilor 50. Pentru a crea hibrizi de porumb pe bază sterilă, este necesar să aveți: analogi sterili ai liniilor sau soiurilor autopolenizate; linii - fixatoare de sterilitate; linii - restauratori de fertilitate.
Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.
Heteroza (din greaca heteroioza - schimbare, transformare)
„vigoarea hibridă”, accelerarea creșterii și creșterea dimensiunii, creșterea vitalității și a fertilității hibrizilor din prima generație în diverse încrucișări atât de animale, cât și de plante. În a doua și în generația următoare, G. se estompează de obicei. Se face o distincție între gigantism adevărat, capacitatea hibrizilor de a lăsa un număr mare de descendenți fertili și gigantism, extinderea întregului organism hibrid sau a părților sale individuale. G. se găsește într-o varietate de animale și plante pluricelulare (inclusiv autopolenizatoare). Fenomene asemănătoare cu G. se observă în timpul procesului sexual la unele organisme unicelulare. În agricultură Heteroza animalelor și plantelor cultivate duce adesea la o creștere semnificativă a productivității și a randamentului (vezi mai jos - Heteroza în agricultură). G. și depresiunea sa de consangvinizare inversă (vezi Consangvinizare) erau deja cunoscute grecilor antici, în special Aristotel. Primul Cercetare științifică G. în plante au fost realizate de botanistul german I. Kölreuther (1760). Charles Darwin și-a generalizat observațiile despre beneficiile încrucișărilor (1876), având astfel o mare influență asupra muncii lui I.V. Michurin și a multor alți crescători. Termenul „G”. propus de geneticianul american G. Schell (1914); El a fost primul care a produs hibrizi de porumb „duble” între linii. Bazele metodei cultivare industrială acești hibrizi au fost dezvoltați de D. Jones (1917). Utilizarea hibridizării (vezi Hibridarea) în agricultură se extinde de la an la an, ceea ce stimulează și cercetare teoretică G. Indivizii cu G. puternic exprimat au avantaje sub selecția naturală (Vezi Selecția naturală), și de aceea manifestările lui G. se intensifică, ceea ce contribuie la creșterea variabilității genetice (Vezi Variabilitatea). Adesea apar sisteme genetice stabile care asigură supraviețuirea preferențială a heterozigoților pentru multe gene. Cercetarea lui G., pe lângă studiul obișnuit caracteristici morfologice, necesită utilizarea tehnicilor fiziologice și biochimice pentru a detecta diferențele subtile dintre hibrizi și formele originale. Studiul geneticii a început și la nivel molecular: în special, structura moleculelor proteice specifice — enzime, antigene etc. — este studiată la mulți hibrizi. Potrivit lui Darwin, genetica este cauzată de unificarea înclinațiilor ereditare eterogene într-un ovul fecundat. Pe această bază au apărut două ipoteze principale despre mecanismul lui G. Ipoteza heterozigozității („supradominanță”, „single-gene” G.) a fost înaintată de cercetătorii americani E. East și G. Schell (1908). Două stări (două alele) ale aceleiași gene, atunci când sunt combinate într-un heterozigot (vezi Heterozigot), se completează reciproc în efectul lor asupra organismului. Fiecare genă controlează sinteza unei anumite polipeptide. Într-un heterozigot, mai multe lanțuri proteice diferite sunt sintetizate în loc de unul și adesea se formează heteropolimeri - molecule „hibride” (vezi Complementaritate); asta i-ar putea oferi un avantaj. Ipoteza dominanței (însumarea genelor dominante) a fost formulată de biologii americani A. V. Bruce (1910), D. Jones (1917) și alții.Mutațiile (modificările) genelor în masa generală sunt dăunătoare. Protecția împotriva lor este o creștere a dominanței (vezi Dominanța) genelor care sunt „normale” pentru populație (evoluția dominanței). Combinația de gene dominante favorabile a doi părinți într-un hibrid duce la genetică Ambele ipoteze ale geneticii pot fi unite prin conceptul de echilibru genetic (om de știință american J. Lerner, englezul K. Mather, geneticianul rus N.V. Turbin). G., aparent, se bazează pe interacțiunea atât a genelor alelice, cât și a genelor non-alelice; cu toate acestea, în toate cazurile, G. este asociat cu heterozigozitatea crescută a hibridului și îmbogățirea sa biochimică, ceea ce determină metabolismul crescut. De un interes practic și teoretic deosebit este problema fixării G. Se poate rezolva prin dublare seturi de cromozomi(vezi Poliploidia), crearea de structuri heterozigote stabile și utilizarea tuturor formelor de Apomixis a, precum și înmulțirea vegetativă a hibrizilor. Efectul lui G. poate fi, de asemenea, consolidat prin dublarea genelor individuale sau a secțiunilor mici de cromozomi. Rolul unor astfel de duplicări în evoluție este foarte mare; prin urmare G. ar trebui considerat ca etapa importanta pe calea progresului evolutiv. V. S. Kirpicikov. Heteroza în agricultură. Utilizarea hidrocarburilor în cultivarea plantelor este o tehnică importantă pentru creșterea productivității plantelor. Randamentul hibrizilor heterotici este cu 10-30% mai mare decât cel al soiurilor convenționale. Pentru utilizarea hidrocarburilor în producție, s-au dezvoltat metode rentabile pentru producerea semințelor hibride (vezi semințe hibride) de porumb, roșii, vinete, ardei, ceapă, castraveți, pepeni verzi, dovleci, sfeclă de zahăr, sorg, secară, lucernă, si alte produse agricole... plantelor. O poziție specială o ocupă un grup de plante înmulțite vegetativ în care este posibil ca G. să se înființeze în urmași, de exemplu, soiuri de cartofi și culturi de fructe și fructe de pădure crescute din semințe hibride. Pentru a utiliza genetica în scopuri practice, încrucișările intervarietale ale soiurilor homozigote de plante auto-polenizate, încrucișările intervarietale (interpopulații) ale liniilor auto-polenizate ale plantelor cu polenizare încrucișată (pereche, triliniare, dublu-cadrilinie, multiple) și încrucișări varietale-liniare sunt folosit. Avantajul anumitor tipuri de încrucișare pentru fiecare produs agricol. cultura se stabileşte pe baza evaluării economice. Eliminarea dificultăților în obținerea semințelor hibride poate fi facilitată de utilizarea sterilității citoplasmatice masculine (CMS), a proprietății de incompatibilitate la unele plante cu polenizare încrucișată și a altor caracteristici ereditare în structura florii și a inflorescenței, eliminând costurile ridicate ale castrarii. . La alegerea formelor parentale pentru producerea de hibrizi heterotici, se evaluează capacitatea lor combinativă. Inițial, selecția în această direcție s-a redus la selecția celor mai bune genotipuri din punct de vedere al valorii combinaționale din populațiile de soiuri cu polenizare deschisă pe baza consangvinizării sub formă de autopolenizare forțată. Au fost dezvoltate metode pentru evaluarea și creșterea capacității de combinare a liniilor și a altor grupuri de plante utilizate pentru încrucișări. Cel mai mare efect în utilizarea G. a fost obținut pe porumb. Crearea și introducerea în producție a hibrizilor de porumb a făcut posibilă creșterea randamentului brut de cereale cu 20-30% pe suprafețele vaste ocupate de această cultură în diferite țări ale lumii. Au fost creați hibrizi de porumb care combină randamentele mari cu calitatea bună a semințelor, rezistența la secetă și imunitate la diferite boli. Hibrizi heterotici de sorg (Hybrid Early 1, Hybrid Voskhod), hibrizi heterotici intervarietali de sfeclă de zahăr au fost zonați, dintre care hibridul Yaltushkovsky este cel mai răspândit. Pentru obținerea formelor heterotice se folosesc tot mai des linii de sfeclă de zahăr cu polen steril. Fenomenele G. au fost stabilite şi în multe culturi de legume şi oleaginoase. Au fost obținute primele rezultate în studiul G. la hibrizi de grâu din prima generație, s-au creat analogi sterili și restauratori de fertilitate și au fost identificate surse de CMS în grâu. În creșterea animalelor, fenomenele genetice sunt observate în timpul hibridizării, încrucișării și încrucișării intrabreeding (interliniare) (vezi Încrucișarea) și asigură o creștere vizibilă a productivității agricole. animalelor. Cel mai răspândit G. a fost folosit în trecerea industrială (vezi Traversare industrială). În creșterea păsărilor de curte, la încrucișarea raselor de găini ouătoare, de exemplu, Leghorns cu Australorps, Rhode Islands etc., producția de ouă a încrucișărilor de prima generație crește cu 20-25 de ouă pe an; trecere rase de carne pui cu carne și ouă determină o creștere a calităților cărnii (vezi Broiler); G. pe baza unui complex de caracteristici se obţine prin încrucişarea unor linii strâns înrudite de găini din aceeaşi rasă sau prin încrucişare. În creșterea porcilor, creșterea oilor și creșterea vitelor, încrucișarea industrială este utilizată pentru a obține productivitatea cărnii, care se exprimă prin creșterea maturității timpurii și a greutății în viu a animalelor, creșterea randamentului la sacrificare și îmbunătățirea calității carcasei. Porcii din rase carne-grasă (combinat) sunt încrucișați cu mistreți din rase de carne. Oile mici, neproductive din rasele locale sunt încrucișate cu berbeci din rasele de lână de carne, iar oile de lână fină sunt încrucișate cu berbeci din rasele de carne de coacere timpurie sau de lână semifină. Pentru a crește productivitatea cărnii, vacile din rase de lapte, lapte și carne sunt încrucișate cu tauri din rase specializate în carne. Lit.: Darwin Ch., Acțiunea polenizării încrucișate și a autopolenizării în floră, trad. din engleză, M.-L., 1939; Kirpichnikov V.S., Fundamentele genetice ale heterozei, în colecția: Questions of evolution, biogeography, genetics and selection, M., 1960; Porumb hibrid. Culegere de traduceri, M., 1964; Sesiune științifică comună asupra problemelor heterozei. Rezumate ale rapoartelor, în. 1-6, M., 1966; Utilizarea heterozei în creșterea animalelor. [Materiale conferintei], Barnaul, 1966; Heteroza în creșterea animalelor. Bibliografie, M., 1966; Guzhov Yu. L., Heteroza și recolta M., 1969; Brewbaker J.L., Agricultural Genetics, trad. din engleză, M., 1966; Turbin N.V., Khotyleva L.V., Utilizarea heterozei în producția de culturi. (Recenzie), M., 1966; Kirpichnikov V. S., Teoria generala heteroza, l. Mecanisme genetice, „Genetica”, 1967 Nr. 10; Fincham J. R. S., Complementarea genetică, N. Y. - Amst., 1966.
Mare Enciclopedia sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .
Sinonime:Vedeți ce este „heteroza” în alte dicționare:
Accelerarea creșterii, creșterea în mărime, creșterea vitalității și fertilității hibrizilor din prima generație în comparație cu formele parentale ale plantelor sau animalelor. De obicei, heteroza dispare în a doua și în generația următoare. Heteroza este larg răspândită... ... Dicţionar financiar
Heteroza (tradus din limba greacă schimbare, transformare) creșterea viabilității hibrizilor datorită moștenirii unui anumit set de alele ale diferitelor gene de la părinții lor diferiți. Acest fenomen este opusul consangvinizat... Wikipedia
- (din limba greacă heteroioza schimbare, transformare), proprietatea hibrizilor din prima generație de a depăși cele mai bune dintre formele parentale în vitalitate, fertilitate și alte caracteristici. În a doua și în generația următoare, heteroza dispare de obicei.... ... Enciclopedie modernă
- (din grecescul heteroiosis change transformation), proprietatea hibrizilor din prima generație de a depăși cele mai bune dintre formele parentale în vitalitate, fertilitate și alte caracteristici. În a doua și în generația următoare, heteroza se estompează de obicei. Heteroza... Dicţionar enciclopedic mare
- (din grecescul heteroioză schimbare, transformare), „putere hibridă”, superioritatea hibrizilor într-o serie de caracteristici și proprietăți față de formele părinte. Termenul „G”. propus de J. Schell în 1914. De regulă, G. este caracteristic hibrizilor din prima generație... Biologic Dicţionar enciclopedic
Dicționar de excelență de sinonime rusești. heterosis substantiv, număr de sinonime: 1 excelență (14) ASIS Dictionary of Synonyms. V.N. Tr... Dicţionar de sinonime
- (din limba greacă heteroioză schimbare, transformare), putere hibridă, vitalitate crescută și fertilitate a hibrizilor din prima generație în comparație cu formele parentale. A fost descris pentru prima dată de Charles Darwin (1859). Baza teoretica heteroza..... Dicționar ecologic
HETEROZA, crescuta forta vietii, demonstrată în unele cazuri de descendenții hibrizi (vezi HIBRID), necaracteristic părinților... Dicționar enciclopedic științific și tehnic
Heteroza. Vezi vigoare hibridă. (
HETEROZA HETEROZA
(din grecescul heteroioză - schimbare, transformare), „putere hibridă”, superioritatea hibrizilor într-o serie de caracteristici și proprietăți față de formele părinte. Termenul „G”. propus de J. Schell în 1914. De regulă, G. este caracteristic hibrizilor de prima generație obținuți prin încrucișarea formelor neînrudite: decomp. linii, rase (soiuri) și chiar specii. În generațiile ulterioare (încrucișarea hibrizilor între ei), efectul său slăbește și dispare. Ipoteza „supradominanței”, sau G. monogen, presupune că heterozigoții prin definiție. genele sunt superioare în caracteristicile lor față de homozigoții corespunzători. Un fenomen care ilustrează această ipoteză este complementarea interalelică. O serie de alte ipoteze se bazează pe ipoteza pe care hibridul o are Mai mult alele dominante ale diferitelor gene în comparație cu formele parentale și interacțiunea dintre aceste alele. Ipotezele sintetice se bazează atât pe interacțiuni intragenice, cât și pe intergenice. Importanța heterozigozității ca bază a heterozigozității este evidențiată și de faptul că în populațiile naturale indivizii sunt heterozigoți pentru un numar mare genele. Mai mult, mulți rămân în stare heterozigotă. alele care, atunci când sunt homozigote, prezintă efecte adverse asupra semnelor vitale. G. este important în agricultură. practică (la animalele și plantele agricole, porumbul duce adesea la creșterea productivității și a randamentului: producția de hibrizi interliniari simpli și dubli de porumb a făcut posibilă creșterea randamentului brut de cereale cu 20-30%), dar utilizarea acestuia este adesea nu suficient de eficient, deoarece Problema consolidării G. într-un număr de generaţii nu a fost încă rezolvată. Propagarea vegetativă a formelor heterotice, poliploidia etc. sunt considerate abordări pentru rezolvarea acestei probleme. forme neregulate de reproducere sexuală (apomixis, partenogeneză etc.).
.(Sursa: „Dicționar enciclopedic biologic.” Editor-șef M. S. Gilyarov; Colegiul de redacție: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin și alții - ed. a 2-a, corectată - M.: Enciclopedia Sov., 1986.)
heteroza(putere hibridă, putere hibridă), superioritatea hibrizilor din prima generație față de formele parentale în viabilitate, randament, fertilitate și o serie de alte caracteristici. Pentru a obține efectul puterii hibride, este important să alegeți forme neînrudite ca părinți, reprezentând diferite linii, rase, chiar și specii. În practică, cele mai bune perechi parentale, care produc cei mai valoroși hibrizi, sunt selectate ca urmare a numeroaselor încrucișări, care fac posibilă identificarea celei mai reușite compatibilități a diferitelor linii. Când generațiile succesive sunt încrucișate între ele, heterosis slăbește și se stinge.
Heteroza se bazează pe o creștere bruscă a heterozigozității la hibrizii de prima generație și pe superioritate heterozigoți pentru anumite gene peste cele corespunzătoare homozigot. Astfel, fenomenul puterii hibride este opus rezultatului consangvinizării - endogamie care are consecinţe nefaste pentru urmaşi. Mecanismul genetic heteroza (nu se înțelege pe deplin) este asociată și cu prezența în hibrid, comparativ cu părinții, a unui număr mai mare de gene dominante care interacționează între ele într-o direcție favorabilă.
Heteroza este utilizată pe scară largă în practică Agricultură pentru a crește productivitatea agricolă. culturile și productivitatea agricolă animalelor. În anii 1930 Crescătorii din SUA au crescut dramatic producția de porumb prin utilizarea semințelor hibride. Unul dintre sarcini importante selecţie– căutarea unor modalități de „consolidare” a heterozei, de ex. păstrându-l peste generații.
.(Sursa: „Biologie. Enciclopedie ilustrată modernă.” Editor-șef A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)
Sinonime:
Vedeți ce este „HETEROZA” în alte dicționare:
Accelerarea creșterii, creșterea în mărime, creșterea vitalității și fertilității hibrizilor din prima generație în comparație cu formele parentale ale plantelor sau animalelor. De obicei, heteroza dispare în a doua și în generația următoare. Heteroza este larg răspândită... ... Dicţionar financiar
Heteroza (tradusă din greacă ca schimbare, transformare) este o creștere a viabilității hibrizilor datorită moștenirii unui anumit set de alele ale diferitelor gene de la părinții lor diferiți. Acest fenomen este opusul consangvinizat... Wikipedia
- (din limba greacă heteroioza schimbare, transformare), proprietatea hibrizilor din prima generație de a depăși cele mai bune dintre formele parentale în vitalitate, fertilitate și alte caracteristici. În a doua și în generația următoare, heteroza dispare de obicei.... ... Enciclopedie modernă
Heteroza- creșterea viabilității hibrizilor datorită moștenirii unui anumit set de alele ale diverselor gene de la părinții lor diferiți. Acest fenomen este opusul depresiei de consangvinizare, care apare adesea ca urmare a consangvinizării (consangvinizare), ducând la creșterea homozigozității. Creșterea viabilității hibrizilor de prima generație ca urmare a heterozei este asociată cu trecerea genelor la o stare heterozigotă, în timp ce alelele semi-letale recesive care reduc viabilitatea hibrizilor nu apar.
La plante (după A. Gustafson), se disting trei forme de heteroză:
-----T. n. heteroza reproductivă, care are ca rezultat creșterea fertilității hibride și a productivității,
-----heteroza somatică, mărind dimensiunile liniare ale plantei hibride și masa acesteia,
-----heteroza adaptativa (numita si adaptativa), care creste adaptabilitatea hibrizilor la actiunea factorilor de mediu nefavorabili.
Geneticienii au venit cu o modalitate de a folosi practic heterosis. Ideea lui este că, de exemplu, două linii de plante parentale potrivite sunt crescute în fermele de semințe, din acestea se obțin semințe hibride, iar aceste semințe sunt vândute producătorilor agricoli. (Implementarea acestei idei necesită câteva trucuri suplimentare. De exemplu, pentru obținerea semințelor de porumb hibrid se folosește ca unul dintre părinți un soi al cărui polen este steril, ceea ce evită autopolenizarea. A fost descoperită gena sterilității polenului din porumb. în țara noastră de geneticianul și crescătorul M.I.Khadzhinov în 1932. Ulterior, cu ajutorul încrucișărilor, gena sterilității a fost introdusă în soiurile dorite de porumb). Această metodă s-a dovedit a fi foarte reușită. De exemplu, în SUA, din 1968, pe toate suprafețele ocupate de porumb s-au cultivat doar hibrizi. În multe țări din lume, semințele comerciale de ceapă, roșii, sfeclă, orez, castraveți, morcovi și alte culturi sunt obținute folosind aceeași tehnică.
Heteroza este folosită și în creșterea animalelor. Creșterea păsărilor de curte se bazează pe aceasta. O rasă de găini cu producție mare de ouă și o altă rasă cu crestere rapida găini. Când găinile din prima rasă sunt încrucișate cu cocoși din a doua, se obține o generație hibridă, caracterizată printr-o creștere deosebit de rapidă.
Ipoteză heterozis, formulat de G. Schell, E. East și H. Hayes, explică fenomenul de heterozis prin prezența heterozigozității diverselor loci și supradominanța rezultată, adică atunci când efectul heterozigotului Aa asupra manifestării fenotipului este mai puternic decât genotipul dominant homozigot AA (adică efectul acțiunii Aa este mai mare decât acțiunea AA).
O altă explicație a heterozei, formulată de Keibl și Pellew (1910), se bazează pe faptul că, atunci când încrucișează organisme care poartă diferite gene homozigote în genotip, de exemplu AAbb și aaBB, la descendenții încrucișați, alelele recesive trec în forma heterozigotă de genotipul AaBb, în care efectul nociv este eliminat gene recesive. Influența genelor dominante asupra manifestării heterozei poate fi explicată printr-un simplu efect cumulativ cantitate mare genele dominante, adică există un efect aditiv.
45. Structura genetică a populaţiilor. Legea Hardy-Weinberg.
O populație este o colecție de indivizi din aceeași specie care ocupă o anumită zonă pentru o perioadă lungă de timp și se încrucișează liber între ei. Într-o măsură sau alta, izolat de altă populație.
Fiecare populație genetică are o anumită structură genetică și un bazin genetic. Fondului genetic este ansamblul tuturor genelor pe care le au membrii unei populații. Structura genetică determinat de concentrația fiecărei gene (sau alelele sale) în populație, natura genotipurilor și frecvența distribuției lor;
Un set haploid de cromozomi conține un set complet de gene sau un genom. În mod normal, două astfel de seturi de gene servesc ca principală condiție prealabilă pentru dezvoltarea fazei diploide. Dacă există indivizi A în populație, atunci în starea diploidă normală a cromozomilor numărul de genomi din populație va fi 2N.
Structura genetică a unei populații este de obicei exprimată prin frecvența alelelor fiecărui locus și frecvența genotipurilor homozigote și heterozigote. Raportul dintre frecvențele alelelor și genotipului dintr-o populație prezintă un anumit model în fiecare perioadă specifică de timp și de-a lungul generațiilor de organisme.
Panmixia este traversare liberă.
O proprietate importantă a populațiilor este capacitatea lor de a prezenta un nivel ridicat variabilitate genetică, a cărei sursă principală se află în procesul de reproducere,
Sursa creșterii variabilității ereditare este procesul de mutație, în timpul căruia apariția de noi alele contribuie la formarea de noi fenotipuri (și genotipuri) în populația care anterior lipseau din aceasta.
Interacțiunea genelor de la diferiți loci între ele afectează și variabilitatea genetică a populației.Se numește coadaptarea genelor. Efectul coadaptării genelor în generatii diferite indivizii dintr-o populație pot fi diferiți din cauza condițiilor în schimbare în diferite generații.
Sub influența selecției, indivizii care alcătuiesc populația dezvoltă astfel proprietate importantă ca adaptare la condiţiile de mediu. Nivelul de fitness servește ca măsură a progresului unei populații și este exprimat prin intensitatea reproducerii indivizilor și creșterea dimensiunii populației.
Structura genetică a fiecărei populații panmictice este păstrată de-a lungul unui număr de generații până când un factor o scoate din echilibru. Păstrarea structurii genetice originale, adică frecvența alelelor și a genotipurilor de-a lungul unui număr de generații, se numește echilibru geneticşi tipice populaţiilor panmictice. O populație poate avea echilibru în anumite loci și dezechilibru în altele.
Când o populație trece la o stare de non-echilibru, nivelurile frecvențelor alelelor și ale genotipului se schimbă și se dezvoltă o nouă relație între genotipurile homozigote și heterozigote.
Structura fondului de gene într-o populație staționară panmictică este descrisă de legea de bază a geneticii populației - Legea Hardy-Weinberg, care afirmă că într-o populație ideală există un raport constant al frecvențelor relative ale alelelor și genotipurilor, care este descris de ecuația:
(p A + q a) 2 =R 2 AA+ 2∙р∙q Aa + q 2 aa = 1
Dacă se cunosc frecvenţele alelelor relative pȘi qși dimensiunea totală a populației Nîn general, atunci putem calcula frecvența absolută așteptată sau calculată (adică numărul de indivizi) a fiecărui genotip. Pentru a face acest lucru, fiecare termen al ecuației trebuie înmulțit cu N general:
p 2 AA·Nîn general + 2·p·q Aa ·Nîn general +q 2 aa Nîn general = Nîn general
În această ecuație:
p 2 AA·Nîn general – frecvența absolută așteptată (numărul) de homozigoți dominanti AA
2·p·q Aa ·N total – frecvența absolută așteptată (număr) de heterozigoți Ahh
q 2 aa Nîn general – frecvența absolută așteptată (numărul) de homozigoți recesivi ahh
