Явление гетерозиса и его генетические механизмы

Как правило, межлинейные скрещивания приводят к появлению потомков, значительно превосходящих родителей по признакам, связанным с выживанием и продуктивностью. Этот феномен называют гибридной силой, или гетерозисом. Гетерозис – ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами растений или животных. Обычно во втором и последующих поколениях гетерозис затухает. Гетерозис широко используется в растениеводстве для получения гибридных семян, обладающей высокой урожайностью. Различают истинный, гипотетический, соматический, репродуктивный и адаптивный гетерозисы. В результате признаки, обладающие низкой наследуемостью и поэтому слабо отзывающиеся на отбор, можно значительно улучшить путем межлинейных скрещиваний, так что кроссбридинг используется для получения результатов, которых трудно добиться в пределах чистых линий.

Способы получения гетерозиса:

1) принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений (или близкородственное скрещивание животных) для перевода большинства генов в гомозиготное состояние;

2) скрещивание гомозиготных особей разных линий, получение гибридов, у которых большинство генов переходит в гетерозиготное состояние, в результате чего повышается их жизнеспособность и продуктивность.

Причины затухания явления гетерозиса в последующих поколениях — действие закона расщепления во втором и последующих поколениях, появление гомозигот по целому ряду хозяйственно ценных признаков, снижение продуктивности, жизнеспособности.

Гетерозис - гибридная мощность, проявляющаяся в превосходстве гибрида над обеими родительскими формами.

Депрессия, связанная с инбридингом, - явление, противоположное гетерозису. Существование первого обычно служит гарантией второго и, если инбредную депрессию связывают с гомозиготизацией, то гетерозис – с резким повышением гетерозиготности.

Характерная черта гетерозиса – постепенное затухание в ряду поколений. Возможные пути закрепления гетерозиса – размножение путем апомиксиса и полиплоидия, которая очевидно лишь замедляет эффект затухания.

Теории гетерозиса.

1. теория доминирования объясняет гетерозис подбором у гибрида благоприятных доминантных аллелей разных генов, утраченных при инбридинге. Если скрещиваемые линии гомозиготны по рецессивным аллелям разных генов, то гибриды окажутся полигетерозиготами, в которых доминантные аллели взаимодействуют по комплементарному типу.

2. теория сверхдоминирования – связывает гибридную мощность с проеимуществом гетерозиготного состояния (АА<Аа>аа). При этом эффект сверходимирования в гетерозиготе может наблюдаться даже в том случае, когда рецессивная аллель в гомозиготе летальна или приводит к снижению жизнеспособности.

3. теория компенсаторных комплексов – при получении инбредных линий подбирается комплекс генов и их аллелей, которые нивелируют отрицательные эффекты высокого уровня гомозиготности, а при гибридизации дает тот самый эффект в выражении признаков, который и обуславливает гетерозис.