Вопрос. Генетическая сущность инбридинга и аутбридинга

Инбридинг -(англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение), близкородственное скрещивание, скрещивание организмов, имеющих общих предков.

Общность происхождения скрещиваемых организмов увеличивает вероятность наличия у них одних и тех же аллелей любых генов, поэтому вероятность появления гомозиготных организмов возрастает с повышением степени родства.

Наибольшая степень инбридинга достигается при самоопылении у растений и самооплодотворении у животных.

В применении к растениям в том же значении часто используется понятие инцухт

Аутбридинг — одна из форм искусственного отбора, представляющая собой, в отличие от инбридинга, неродственное скрещивание.

В природе затруднен из-за различных форм изоляции. Человек преодолел барьеры изоляции путем искусственного оплодотворения и получая отдаленные гибриды растений и животных. Таким образом получены мул, лошак, тритикале и др.

Метод состоит в скрещивании особей, относящихся к различным биологический видам и родам. Аутбридинг обычно производят между представителями различных сортов или линий, а у некоторых растений — между близко родственными видами.

Аутбридинг позволяет объединить в одном организме гены, ответственные за ценные признаки различных особей.

Аутбридинг приводит к явлению гетерозиса

Инбредная депрессия

Инбредная депрессия – снижение продуктивности и жизнеспособности организмов в результате инбридинга.

Инбредную депрессию связывают с переходом летальных или вредных генов в гомозиготное состояние.

Инбредный минимум – такое состояние потомства, когда депрессия достигает своего наивысшего выражения и дальнейшего снижения мощности и жизнеспособности у особей в последующих поколениях не происходит.

Инбридинг применяют для разложения популяции на гомозиготные линии, что легче всего достигается у растений-самоопылителей, как это показал В.Иоганнсен.

Для организмов с перекрестным размножением необходимы близкородственные скрещивания: брат — сестра, отец — дочь, мать — сын, двоюродные братья — сестры и т. д.

Генетическая сущность инбридинга:

1) С каждым последующим поколением в потомстве возрастает степень гомозиготности

2) Популяция разлагается на ряд чистых линий

3) В потомстве проявляется инбредная депрессия

4) При инбридинге в гомозиготное состояние могут переходить и «полезные» гены, проявляться нужные качества.

Виды инбридинга

I.Максимальный инбридинг (самоопыление)

II.Самый тесный инбридинг (между родителями и детьми)

III.Тесный инбридинг (между родными братьями и сестрами)

IV.Менее тесный инбридинг (между двоюродными родственниками, племянниками)

V.Минимальный инбридинг (между троюродными родственниками)

Если в ближайших 5-6 поколениях нет родственников, то это неродственное скрещивание.

Приспособления растений к перекрестному опылению

1) Двудомность (крапива, конопля, спаржа)

2) Однодомность (соцветия отдельно: кукуруза, огурец)

3) Гетеростилия (гречиха)

4) Протерандрия (мужские органы в цветке (тычинки) созревают ранее женских (пестики))

5) Протерогиния (сперва созревают пестики, а затем тычинки)

6) Генетическая несовместимость (гаметофитная и спорофитная).

2 вопрос. Гетерозис: понятие, типы, теории

Гетерозис — гибридная мощность, проявляющаяся в превосходстве гибрида над обоими родительскими формами.

Это явление было описано И. Г. Кельрейтером, одним из первых предшественников Г. Менделя. Свои результаты по изучению гибридов между «Виргинским» и «Перувианским» табаками он опубликовал в «Трудах Вольного экономического общества» Санкт-Петербурга (1772).

Если инбредную депрессию связывают с гомозиготизацией линий, то гетерозис — с резким повышением гетерозиготности.

Проявление гетерозиса

• Увеличение роста

• Увеличение урожайности зеленой массы

• Увеличение генеративных органов, а следовательно и урожайности семян

• Более интенсивный обмен веществ

• Изменение скороспелости потомков

• Изменение химического состава вегетативных и генеративных органов

Классификация типов гетерозиса у растений:

1)репродуктивный гетерозис, который выражается в лучшем развитии органов размножения, приводит к повышению урожайности плодов и семян;

2) соматический гетерозис, приводящий к мощному развитию вегетативной массы;

3)приспособительный, или адаптивный, гетерозис, который выражается в общем повышении жизнеспособности.

Выделение этого типа гетерозиса связано с тем, что более мощное развитие у гибридов каких-либо отдельных признаков еще не означает повышения адаптивной ценности организма (крупноколосые и крупнозерные сорта злаков обычно менее морозостойки и менее засухоустойчивы, увеличение длины стебля ведет к полеганию растений и т. д.).

Особенности гетерозиса:

• В наибольшей степени проявляется у гибридов F₁. В последующих поколениях происходит его затухание.

• Носит дискретный характер (проявляется не по всем признакам организма, а по отдельным).

• Не каждая родительская пара при скрещивании обеспечивает гетерозисный эффект.

Угасание гетерозиса. Уже во втором поколении гибридной кукурузы начинают преобладать мелкие растения, несущие признаки исходных форм