ГДЗ: Параграф § 69 / Биология 10 класс

Сущность гибридизации заключается в скрещивании организмов, которые различаются по одному или нескольким наследственным признакам, с целью объединения их генетических признаков в гибриде.

Исходным материалом для гибридизации являются особи, принадлежащие к разным видам, родам, сортам или породам, которые несут желаемые наследственные признаки.

• Пример: Скрещивание двух чистых линий кукурузы с разными полезными признаками для получения высокоурожайного гибрида.

Внутривидовая гибридизация — это скрещивание особей, принадлежащих к одному и тому же виду (сорт, порода). Её основная цель – получение гибридов, сочетающих полезные признаки родительских форм.

Формы внутривидовой гибридизации:

• Инбридинг (близкородственное скрещивание).
• Аутбридинг (неродственное скрещивание).

Примеры организмов:

• Сорта и породы, созданные путём инбридинга и последующего отбора.
• Высокопродуктивные гибриды кукурузы, полученные на основе инбредных линий.

Инбридинг — это близкородственное скрещивание особей в селекции, имеющих близкую степень родства, например, между братом и сестрой, или самоопыление растений.

Снижение жизнеспособности (инбредная депрессия) происходит из-за того, что при близкородственном скрещивании повышается вероятность перехода вредных рецессивных летальных генов в гомозиготное состояние (\( aa \)), где они проявляются в фенотипе и снижают жизнеспособность или плодовитость потомства.

Цель инбридинга в селекции:

• Получение гомозиготного состояния для закрепления и стабилизации хозяйственно ценных признаков в сорте или породе.
• Создание инбредных линий, которые затем используются для получения гетерозисных гибридов.

Инбредные линии характеризуются высокой степенью гомозиготности по большинству генов и устойчивостью в передаче хозяйственно ценных признаков потомству. Они менее жизнеспособны и продуктивны по сравнению с исходными родительскими формами.

Аутбридинг (неродственное скрещивание) — это скрещивание неродственных особей одного вида, то есть не имеющих общих предков в ближайших 4–6 поколениях.

Применение в селекции: Аутбридинг используют для повышения гетерозиготности особей и предотвращения негативных последствий инбридинга. Он позволяет сочетать генетические особенности разных линий или сортов, восстанавливая жизнеспособность и продуктивность.

Гетерозис (гибридная сила) — это явление, при котором гибриды первого поколения (\(F_{1}\)) превосходят родительские формы по ряду признаков, включая рост, жизнеспособность, продуктивность и устойчивость к неблагоприятным условиям.

Причины возникновения гетерозиса объясняются двумя основными гипотезами:

• Гипотеза доминирования: Гетерозис возникает из-за подавления вредного действия рецессивных аллелей (\( Aa > aa \)) и суммирующего или комплементарного действия неаллельных доминантных генов (\( A+B+C > A+B+C \)).
• Гипотеза сверхдоминирования: Гетерозис обусловлен стимулирующим действием гетерозиготности на развитие признаков (\( Aa < AA > aa \)).

Проявление гетерозиса в \(F_{1}\): Гетерозис ярко выражен только в первом поколении (\(F_{1}\)), так как в нём достигается максимальная степень гетерозиготности по многим генам. В последующих поколениях (\(F_{2}\), \(F_{3}\) и т.д.) при самоопылении или неродственном скрещивании происходит расщепление признаков и переход генов в гомозиготное состояние. Это приводит к постепенному затуханию (ослаблению) гетерозисного эффекта, и гибриды теряют своё превосходство над родительскими формами.

Использование гетерозиса в растениеводстве:

• Получение гибридов с повышенной урожайностью: Гетерозисные растения (например, кукуруза, огурцы) могут превосходить по урожайности исходные родительские формы на 10-50% и более.
• Увеличение жизнеспособности: Гетерозисные гибриды обладают лучшей устойчивостью к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям окружающей среды.
• Снижение затрат на борьбу с сорняками: Благодаря более интенсивному росту, гетерозисные растения лучше конкурируют с сорняками.

Для получения гетерозисных гибридов сначала выводят несколько инбредных линий путём многократного инбридинга (самоопыления) исходного сорта.

• Простые межлинейные гибриды: Получаются в результате скрещивания двух разных инбредных линий, например, \( A \times B \) или \( C \times D \).
• Двойные межлинейные гибриды: Получаются в два этапа: сначала скрещивают четыре инбредные линии (\( A, B, C, D \)) для получения двух простых межлинейных гибридов (\( A \times B \) и \( C \times D \)), а затем скрещивают эти два простых гибрида: \( (A \times B) \times (C \times D) \). Двойные гибриды обладают большей стабильностью и используются в массовом производстве, например, гибридов кукурузы.

Использование гетерозиса в животноводстве:

• Межпородное скрещивание: Используется для повышения мясной и молочной продуктивности, а также улучшения качества мяса.
• Птицеводство: Помеси первого поколения от скрещивания различных яйценосных пород кур демонстрируют повышение яйценоскости.
• Производство бройлеров: Для интенсивного роста, скороспелости и низких затрат корма используют двойной межлинейный гибрид мясных кур, например, скрещивание мясных линий кур Корниш (отцовская форма) и Белый плимутрок (материнская форма).
• Межвидовое скрещивание: Гетерозис наблюдается и при межвидовых скрещиваниях (например, мул — гибрид осла и лошади).