Понятие о гетерозисе и его значение

 

1.1. Под термином гетерозис в широком смысле слова понимают все положительные эффекты, ведущие к превосходству гибридов первого поколения (F₁) над родительскими формами.

Гетерозис (от греч. heteroiosis — изменение, превращение), «гибридная сила», ускорение роста к увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами при различных скрещиваниях как животных, так и растений. Гетерозис в полной мере проявляется в первом гибридном поколении. Во втором и последующих поколениях Г. обычно затухает. У вегетативно размножающихся растений, например у картофеля, сахарного тростника и др., гетерозис передается вегетативному потомству стойко, так как все растения клона генотипически соответствуют исходной материнской особи.

 

Преимущества гетерозисных гибридов: высокое качество семян, повышенный урожай, устойчивость к многим болезням, очень ранние сроки созревания.

 

Недостатки гетерозисных гибридов: высокая цена семян, высокие требования к агротехнике, высокая генетическая однородность гибридов приводит к сильному распространению заболеваний, невозможность воспроизведения и собора семена.

 

Селекция гетерозисных гибридов имеет большое значение для сельскохозяйственного производства. Эти гибриды часто по урожайности превышают обычные свободноопыляющиеся сорта на 30% и выше. В некоторых случаях гетерозисный эффект достигает 50%. Широко используется явление гетерозиса в селекции кукурузы, сорго, под солнечника, томата, тыквы, огурца, арбуза, лука, капусты, сахарной свеклы, декоративных растений. Его начат применять также в селекции риса, пшеницы, хлопчатника.

 

 

1.2. ФАКТОРЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ГЕТЕРОЗИС

 

Долгое время явление гетерозиса пытались объяснить отдельными генетическими факторами. Возникло несколько гипотез.

Так, гипотеза сверхдоминирования объясняет проявление гетерозиса гетерозиготным состоянием гибридов.

Вторая классическая гипотеза о проявлении гетерозиса, так называемая гипотеза доминирования, исходит из того, что не гетерозиготное состояние само по себе, а вызванное скрещиванием накопление доминантных аллелей продуктивности приводит к гетерозису.

Многие исследования, проведенные после появления указанных гипотез, показали, что причины проявления гетерозиса комплексные. Очевидно, гетерозис обусловлен физиологической сбалансированностью процессов обмена веществ, что достигается гетерозисными гибридами легче, чем гомозиготными формами.

На основании этого была выдвинута концепция генетического баланса. Оказалось, что и ядерно-плазматические взаимодействия могут влиять на обусловленную генами хромосом сбалансированность гибридов, особенно если в гибридном идиотипе присутствуют генетически различные митохондрии, что может привести к усилению дыхания и энзиматической активности. Таким образом, гетерозис определяется не только генотипической, но и плазматической конституцией гибридов.

 

1.3. ТИПЫ ГИБРИДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ

 

Различают следующие типы гибридов производственного использования:

1) межлинейные:

• простые - от скрещивания двух самоопыленных линий;

• трехлинейные - от опыления простого межлинейного гибрида пыльцой самоопыленной линии;

• двойные - от скрещивания двух простых межлинейных гибридов;

• сложные межлинейные гибриды - получаемые с участием более четырех самоопыленных линий;

 

2) сортолинейные:

• простые - от опыления сортов пыльцой линии;

• сложные - от опыления сорта пыльцой простого межлинейного гибрида;

 

3) линейносортовые - от опыления простого гибрида пыльцой сорта;

4 ) межсортовые гибриды - от скрещивания двух сортов;

5) гибридные (синтетические) популяции - получаемые путем смешения семян простых гибридов и других компонентов» их свободного переопыления.

Наиболее высокую прибавку урожая дают гибриды, полученные с участием самоопыленных линий.

 

1.4. ОБЩАЯ СХЕМА СЕЛЕКЦИИ ГЕГЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ

 

Гетерозисная селекция состоит из нескольких этапов. Селекционная работа начинается с выбора исходного материала, из которого создают самоопыленные линии. Затем изучают комбинационную способность этих линий, а наиболее пригодные к комбинированию используют в качестве родительских форм для создания простых, двойных и других типов гибридов и для составления гибридных популяций.