ปรากฏการณ์ของความแตกต่าง โรคเฮเทอโรซีสและการใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช พืชเฮเทอโรไซกัสที่ได้รับจากโรคเฮเทอโรซิส

ผู้คนสังเกตปรากฏการณ์ Heterosis มาตั้งแต่สมัยโบราณและใช้เพื่อให้ได้พันธุ์พืชและสัตว์ที่ดีที่สุด พวกเขาสังเกตเห็นว่าการข้ามสายพันธุ์ของพืชที่แตกต่างกันทำให้ลูกหลานมีความมั่นคงและมีชีวิตมากขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป ปรากฏการณ์ดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์

Heterosis เป็นคุณสมบัติพิเศษของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีลักษณะของความทนทาน ความแข็งแกร่ง และผลผลิตที่เพิ่มขึ้นในลูกหลานของรุ่นแรกเมื่อเปรียบเทียบกับพ่อแม่ แต่ละรุ่นต่อมาจะอ่อนแอลงสูญเสียคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ไปจนสูญพันธุ์ไปโดยสิ้นเชิง

เนื่องจากผลกระทบของความแตกต่างลดลงเมื่อมีการผสมข้ามลูกผสมรุ่นแรกจึงใช้วิธีต่อไปนี้เพื่อรักษา:

• ในการปลูกพืช – การสร้างสิ่งมีชีวิตโพลีพลอยด์
• ในการเลี้ยงสัตว์ - การแบ่งส่วนเทียม (การพัฒนาไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก) การผสมข้ามลูกผสมกับรูปแบบของผู้ปกครอง

สาเหตุของโรคเฮเทอโรซีส

มีสองสาเหตุของปรากฏการณ์:

• การปราบปรามอัลลีลถอยที่เป็นอันตรายในสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรไซกัส
• การผสมผสานคุณสมบัติเด่นที่ดีที่สุดของพ่อแม่ไว้ในรหัสพันธุกรรมของลูกหลาน

ย่อมแสดงออกมาเป็น ๒ ประการ คือ

ยูเฮเทโรซิส– การเกิดเฮเทอโรซิสที่แท้จริง การปรับปรุงความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทำให้สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

โรคเฮเทอโรซีสเทียม– สร้างขึ้นโดยมนุษย์ แสดงออกในการเติบโตที่รวดเร็ว มีความอุดมสมบูรณ์สูง ไม่มีคุณค่าต่อสิ่งมีชีวิตในแง่ของการอยู่รอดและการปรับตัว

ปรากฏการณ์เฮเทอโรซิสเกิดขึ้นได้อย่างไร?

มีสมมติฐานหลายประการที่พยายามอธิบายสาระสำคัญของความแตกต่างในพืชและสัตว์ Charles Darwin เป็นคนแรกที่เสนอทฤษฎีของเขา

เขาศึกษาการวิจัยของผู้เพาะพันธุ์ชาวอังกฤษที่กำลังพัฒนาสัตว์สายพันธุ์ใหม่เพื่อการเกษตร ดาร์วินสังเกตเห็นว่าการผสมข้ามพันธุ์ซึ่งใช้เพื่อรักษาลักษณะที่เป็นประโยชน์นั้นให้ผลตรงกันข้าม เช่นเดียวกับพืชที่ผสมเกสรด้วยตนเอง ในเวลาเดียวกัน การข้ามสายพันธุ์ที่อยู่ห่างไกลก็เพิ่มความอยู่รอดของลูกหลาน

ดาร์วินอธิบายไว้ในหนังสือของเขาว่าข้อสันนิษฐานของเขาว่าการปรับปรุงและการเสื่อมสภาพในคุณสมบัติของลูกหลานเกิดขึ้นด้วยเหตุผลหนึ่ง - นี่เป็นเพราะระดับความรุนแรงของความแตกต่างและความคล้ายคลึงขององค์ประกอบทางเพศที่รวมกันระหว่างการปฏิสนธิ

ดังนั้นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรูปแบบของผู้ปกครองจะนำไปสู่การสำแดงของความแตกต่างที่รุนแรงขึ้นและในลูกหลานของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดปรากฏการณ์จะอ่อนลง

ผลกระทบของภาวะเฮเทอโรซีสจะเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในรุ่นแรก จากนั้นจึงค่อย ๆ หายไป

โจนส์ก็ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงด้วย สมมติฐานการครอบงำ. กล่าวว่ายีนที่โดดเด่นมีผลดีต่อปรากฏการณ์ - เนื่องจากด้านบวกของความแตกต่างปรากฏอย่างแม่นยำในการผสมผสานคุณสมบัติเด่นที่เป็นประโยชน์ของผู้ปกครอง

ในระหว่างการผสมข้าม ลักษณะเด่นที่อยู่ในตำแหน่งที่ต่างกันจะถูกรวมเข้าด้วยกันในสิ่งมีชีวิตเดียว ซึ่งระงับผลเสียของอัลลีลด้อย

สมมติฐานการครอบงำพบผู้สนับสนุนจำนวนมาก แต่ไม่สามารถอธิบายปัญหาข้อขัดแย้งทั้งหมดที่เกิดขึ้นในกระบวนการของความแตกต่างได้ หากเรายึดถือสมมติฐานนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าเมื่อผสมระหว่างบุคคลที่มีลักษณะพิเศษเฉพาะหลายคู่ ผลลัพธ์ของเฮเทอโรไซโกต Aa จะมีประสิทธิผลใกล้เคียงกับโฮโมไซโกต AA แต่ในความเป็นจริง ทุกอย่างเกิดขึ้นแตกต่างกัน และสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรไซกัสมีคุณภาพลักษณะเหนือกว่าทั้งพ่อแม่ ทั้งโฮโมไซโกตแบบถอย (aa) และโฮโมไซโกตที่โดดเด่น (AA) ดังนั้นผลกระทบของความแตกต่างจึงปรากฏเฉพาะในรุ่นแรกเท่านั้น ผลกระทบจะหมดไปในรุ่นต่อๆ ไป

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการครอบงำมากเกินไป

การครอบงำอธิบายได้จากการมีลักษณะคุณภาพที่แตกต่างกันของอัลลีลคู่เดียวกันในลูกผสมรุ่นแรกอันเป็นผลมาจากการใช้รูปแบบเริ่มต้นที่แตกต่างกัน

การก่อตัวของเอ็มบริโอจากเซลล์สืบพันธุ์ที่ไม่เหมือนกันของพ่อแม่ทำให้เกิดการกระตุ้นบางอย่างซึ่งจะช่วยเร่งการเจริญเติบโตและพัฒนาการของบุคคลลูกผสม

โรคเฮเทอโรซีสในสัตว์

การใช้ปรากฏการณ์นี้ในทางปฏิบัติในการเลี้ยงปศุสัตว์นั้นขึ้นอยู่กับการปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ด้านบวกปรากฏให้เห็นในความมีชีวิตชีวาของสัตว์ ความอุดมสมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้น การเติบโตที่รวดเร็วขึ้น ต้นทุนอาหารสัตว์ที่ลดลง ฯลฯ

ผลกระทบแบบเฮเทอโรซีสถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การเลี้ยงโค การเลี้ยงแกะ การเลี้ยงสัตว์ปีก ในการรับลูกผสมแบบเฮเทอโรติกให้ใช้วิธีการต่อไปนี้:

• การผสมข้ามพันธุ์: ผลลัพธ์ของวิธีนี้คือการผลิตล่อ - สัตว์ที่แข็งแกร่งและให้ผลผลิตสูง เมื่ออูฐสองหนอกผสมพันธุ์กับอูฐหนอก จะมีเตียงสองชั้นที่มีมวล แข็งแรง และอุดมสมบูรณ์มากขึ้น
• การผสมข้ามพันธุ์: ใช้บ่อยที่สุดในการเลี้ยงสัตว์ ลูกผสมรุ่นแรกมีน้ำหนักเกินรูปแบบเดิมเสมอ นมมีปริมาณไขมันสูง และลูกหลานมีชีวิตมากกว่า

เงื่อนไขในการได้รับผลในการเลี้ยงสัตว์

เมื่อผสมพันธุ์กันจำเป็นต้องคัดเลือกสายพันธุ์อย่างระมัดระวัง แบบฟอร์มสำหรับผู้ปกครองจะต้องมีประสิทธิผลสูงและผ่านการคัดเลือกมาหลายชุด

ลูกผสมที่ได้จะต้องได้รับการเลี้ยงดูโดยคำนึงถึงหน้าที่สำคัญของทั้งสองสายพันธุ์ดั้งเดิมเพื่อให้ได้ลูกที่มีสุขภาพดี

เฮเทอโรซีสในพืช

ในตอนต้นของศตวรรษที่ผ่านมา G. Shull บรรยายปรากฏการณ์ของความแตกต่างในพืชเป็นครั้งแรกโดยใช้ตัวอย่างของข้าวโพด การผสมพันธุ์ใช้สายพันธุ์ที่ไม่เหมือนกันทางพันธุกรรมสองสายพันธุ์ ส่งผลให้ได้พันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูงโดยให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 30% บ่อยครั้งที่ปรากฏการณ์นี้ใช้ในการผลิตพืชผลเมื่อปลูกข้าวโพด หัวบีท ทานตะวัน ผัก และสมุนไพร

A. Gustafson จำแนกความแตกต่าง 3 รูปแบบในพืช:

1. เจริญพันธุ์– เกี่ยวข้องกับการเพิ่มผลผลิตของพันธุ์ใหม่และผลผลิตที่เพิ่มขึ้น
2. โซมาติก– ปรากฏตัวในการเพิ่มขนาดของลูกผสมรุ่นแรก
3. ปรับตัว– การพัฒนาความต้านทานของพืชต่อปัจจัยที่ไม่พึงประสงค์ ความแห้งแล้งหรือความชื้นสูง น้ำค้างแข็งและศัตรูพืช

ในการเพาะพันธุ์สัตว์และพืชสถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยปรากฏการณ์พลังลูกผสมหรือ โรคเฮเทอโรซีสซึ่งมีดังต่อไปนี้

เมื่อข้ามเชื้อชาติ พันธุ์สัตว์ และพันธุ์พืช ตลอดจนสายพันธุ์แท้ ลูกผสม F 1 มักจะเหนือกว่าสิ่งมีชีวิตต้นกำเนิดดั้งเดิมในด้านลักษณะและคุณสมบัติหลายประการ การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างกันจะนำไปสู่การลดทอนผลกระทบนี้ในรุ่นต่อๆ ไป ปัจจุบันมีการจัดตั้งโรคเฮเทอโรซีสขึ้นสำหรับสัตว์ทุกสายพันธุ์ที่ศึกษา

แม้ว่าผลของเฮเทอโรซีสจะทราบกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ แต่ธรรมชาติของมันก็ยังไม่ค่อยเข้าใจ การตีความครั้งแรกเกี่ยวกับความสำคัญทางชีวภาพของความแตกต่างในวิวัฒนาการของสัตว์และพืชและความพยายามที่จะอธิบายกลไกของปรากฏการณ์นี้เป็นของ Charles Darwin เขาจัดระบบข้อเท็จจริงจำนวนมากและทำการทดลองเพื่อศึกษาความแตกต่าง ตามที่ชาร์ลส์ ดาร์วินกล่าวไว้ ความต่างกันเป็นหนึ่งในสาเหตุของประโยชน์ทางชีวภาพของการผสมข้ามพันธุ์ในการวิวัฒนาการของสายพันธุ์ การผสมข้ามพันธุ์ได้รับการสนับสนุนโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติอย่างแม่นยำ เนื่องจากทำหน้าที่เป็นกลไกในการรักษาความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

การวิเคราะห์เชิงลึกทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปรากฏการณ์ของความแตกต่างเกิดขึ้นได้ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 เท่านั้น หลังจากการค้นพบรูปแบบทางพันธุกรรมขั้นพื้นฐาน เมื่อพิจารณาถึงโรคเฮเทอโรซีส เราจะพูดถึงการเกิดขึ้นของมันเมื่อข้ามสายพันธุ์ที่มีสายพันธุ์เดียวกันเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากในกรณีนี้ จะง่ายกว่าที่จะอธิบายกลไกทางพันธุกรรมของมัน

ตั้งแต่ต้นศตวรรษนี้ มีการศึกษาการผสมข้ามสายพันธุ์กับข้าวโพดอย่างเป็นระบบ ในเวลาเดียวกัน G. Schell แสดงให้เห็นว่าการข้ามเส้นบางเส้นจะทำให้พืชลูกผสมมีประสิทธิผลมากขึ้นในแง่ของเมล็ดพืชและมวลพืชมากกว่าสายพันธุ์และพันธุ์ดั้งเดิม ข้อมูลการทดลองถูกนำเสนอโดยแสดงให้เห็นถึงผลผลิตที่ต่ำของสายพันธุ์แท้ ผลผลิต F 1 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และ F 2 ที่ลดลงในระหว่างการผสมเกสรด้วยตนเองของพืช F 1

ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา ในหลายประเทศ รวมถึงของเรา การหว่านด้วยเมล็ดพันธุ์ลูกผสมกลายเป็นวิธีหลักในการผลิตข้าวโพดทั้งสำหรับเมล็ดพืชและหญ้าหมัก เพื่อให้ได้เมล็ดพันธุ์ลูกผสม สายพันธุ์แรกจะถูกสร้างขึ้นจากพันธุ์ที่ดีที่สุดที่ตรงตามข้อกำหนดของภูมิภาคภูมิอากาศที่กำหนด (สายพันธุ์แท้จะถูกสร้างขึ้นภายใน 5-6 ปีโดยการผสมเกสรด้วยตนเอง) เมื่อเลือกเส้นจะมีการประเมินคุณภาพและคุณสมบัติที่ต้องได้รับจากสิ่งมีชีวิตลูกผสมในอนาคต การผสมพันธุ์ภายในบรรทัดไม่สามารถมีประสิทธิผลได้เว้นแต่จะมีการคัดเลือกมาด้วย

เมื่อสร้างสายเลือดผสมพันธุ์จำนวนมากแล้ว พวกเขาก็เริ่มข้ามระหว่างพวกเขา ลูกผสม Interline ของรุ่นแรกได้รับการประเมินโดย ผลที่แตกต่าง; ตามตัวบ่งชี้นี้ จะมีการเลือกเส้นที่มีค่าผสมที่ดีที่สุดแล้วจึงขยายพันธุ์ในขนาดใหญ่เพื่อผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสม การทำงานในการสร้างสายพันธุ์แท้และการประเมินมูลค่าการผสมนั้นดำเนินการอย่างต่อเนื่องในสถาบันเพาะพันธุ์ ยิ่งมีการสร้างเส้นที่มีค่ามากเท่าใด ก็จะสามารถพบชุดค่าผสมไฮบริดที่ดีที่สุดพร้อมคุณสมบัติที่ต้องการได้เร็วเท่านั้น

เมื่อได้รับเมล็ดพันธุ์ลูกผสมเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต สายพันธุ์ดั้งเดิมที่ให้ผลความแตกต่างมากที่สุดเมื่อทำการข้ามจะถูกหว่านเป็นแถว สลับรูปแบบมารดาและบิดา เพื่อให้แน่ใจว่ามีการผสมเกสรระหว่างพวกมัน ช่อดอกตัวผู้ (ช่อ) จะถูกลบออกจากต้นแม่ ขณะนี้โครงการใหม่สำหรับการผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสมโดยใช้ความเป็นหมันของไซโตพลาสซึมได้รับการพัฒนาซึ่งช่วยลดแรงงานที่ต้องใช้ในการกำจัดช่อดอกออกจากต้นแม่ได้อย่างมาก ด้วยวิธีนี้ จะได้ข้าวโพดลูกผสมแบบอินเทอร์ไลน์อย่างง่าย โดยหลักการแล้ว วิธีการนี้เป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสมของพืชผสมข้ามชนิดต่างๆ

ในปัจจุบัน ข้าวโพดลูกผสมแบบธรรมดาไม่ได้ถูกนำมาใช้ในการปฏิบัติทางการเกษตร เนื่องจากต้นทุนในการได้รับเมล็ดพันธุ์ดังกล่าวไม่ได้รับการชดใช้ ขณะนี้การหว่านเมล็ดพันธุ์ลูกผสมแบบอินเทอร์ไลน์คู่กำลังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในทางปฏิบัติ อย่างหลังได้มาจากการผสมข้ามลูกผสมธรรมดาสองตัวที่แสดงความแตกต่าง

จากข้อมูลของ M.I. Khadzhinov และ G.S. Galeev ผลลัพธ์ของการประเมินประสิทธิภาพของลูกผสมที่แตกต่างกัน - ระหว่างพันธุ์, พันธุ์และเส้นคู่ - แสดงให้เห็นว่าลูกผสมระหว่างเส้นคู่มีประสิทธิผลมากที่สุด

การเลือกลูกผสมอย่างง่ายเพื่อให้ได้ลูกผสมคู่ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดเป็นขั้นตอนสำคัญในการคัดเลือก ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้มาจากการข้ามเส้นที่มีต้นกำเนิดมาจากพันธุ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่นหากได้ลูกผสมธรรมดาหนึ่งลูกจากการผสมข้ามสายพันธุ์ของสองสายพันธุ์ A X B และอีกลูกหนึ่งจากการผสมข้ามพันธุ์ของพันธุ์อื่น C x D ดังนั้นลูกผสมคู่ (A X B) x (C X D) จะให้ความแตกต่างบ่อยกว่าถ้า a ลูกผสมคู่จะได้มาจากการผสมข้ามลูกผสมธรรมดาที่สืบเชื้อสายมาจากสายพันธุ์เดียวกัน: (A x A 1 x (A 2 x A 3) หรือ (B x B 1) x (B 2 x B 3)

เพื่อให้การพัฒนาการผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสมประสบความสำเร็จ จำเป็นต้องศึกษาประการแรกว่าควรดำเนินการผสมพันธุ์นานเท่าใดเพื่อให้ได้สายพันธุ์โฮโมไซกัส และประการที่สอง พัฒนาวิธีการสำหรับการประเมินมูลค่ารวมกันได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ทั้งหมดที่กล่าวมาเกี่ยวกับข้าวโพดดูเหมือนจะเป็นเรื่องทั่วไปสำหรับการผลิตลูกผสมในพืชที่มีการผสมเกสรข้ามชั้นสูงอื่นๆ เช่นเดียวกับในสัตว์ด้วย ปัจจุบันในการเลี้ยงสัตว์ปีกและสุกรในหลายประเทศ มีการใช้การผสมข้ามสายพันธุ์ที่มีต้นกำเนิดจากสายพันธุ์เดียวกันหรือต่างกันกันอย่างแพร่หลาย ควรเน้นเป็นพิเศษว่าการใช้ลูกผสมอย่างแพร่หลายในการปรับปรุงพันธุ์ปศุสัตว์เป็นไปได้เฉพาะกับงานปรับปรุงพันธุ์ในระดับสูงและการมีอยู่ของสายพันธุ์ที่มีคุณค่าเท่านั้น เป็นที่ชัดเจนว่าในกรณีส่วนใหญ่ สายพันธุ์แท้ โดยเฉลี่ยแล้วจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าเสมอ กว่าพันธุ์ ควรหารือเกี่ยวกับการปรากฏตัวของความแตกต่างเฉพาะในกรณีที่ลูกผสมระหว่างสายเหนือกว่าไม่เพียง แต่กับพ่อแม่ (สาย) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพันธุ์หรือสายพันธุ์ที่เป็นต้นกำเนิดของสายเหล่านี้ด้วย

ดังที่เราทราบ ยีนกำหนดคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตในทุกขั้นตอนของการเกิดมะเร็ง โดยเริ่มจากช่วงเวลาของการปฏิสนธิ ยีนของนิวเคลียสของโอโอไซต์สามารถตรวจสอบคุณสมบัติของไซโตพลาสซึมของไข่ได้แม้กระทั่งก่อนการปฏิสนธิ ธรรมชาติของการนำจีโนไทป์ไปใช้นั้นเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของไซโตพลาสซึมของไซโกต ดังนั้นการปรากฏตัวของเฮเทอโรซีสในลูกผสมจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของไซโตพลาสซึมด้วย บทบาทของไซโตพลาสซึมในการพิจารณาความแตกต่างได้รับการพิสูจน์ดังนี้ เมื่อข้ามเส้นสองเส้น A x B และ B x A ซึ่งกันและกัน การเกิดเฮเทอโรซิสสำหรับคุณสมบัติเดียวกันมักจะปรากฏในลูกผสมของไม้กางเขนเพียงอันเดียวเท่านั้น และไม่ปรากฏในลูกผสมของอีกอันหนึ่ง

การปรากฏตัวของเฮเทอโรซีสนั้นเกิดจากการพัฒนาลูกผสมส่วนบุคคล ในระหว่างกระบวนการสร้างยีนนั้นจะมีการตระหนักรู้อย่างไม่สม่ำเสมอ ในบางขั้นตอนของการสร้างยีน การสืบพันธุ์แบบเฮเทอโรซิสจะแสดงออกตามลักษณะบางอย่างและที่อื่น - ตามลักษณะอื่นหรือตามบางลักษณะเท่านั้น ดังนั้นตั้งแต่อายุยังน้อย ลูกผสมเดียวกันอาจแสดงความแตกต่างโดยสัมพันธ์กับอัตราการเติบโตของแต่ละส่วนของร่างกายและเพิ่มความต้านทานต่อโรค แต่อาจไม่มีอยู่จริง ตัวอย่างเช่น สัมพันธ์กับความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ไม่เอื้ออำนวย Heterosis เนื่องจากคุณสมบัตินี้อาจปรากฏขึ้นในภายหลัง

การสำแดงของความแตกต่างยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตลูกผสมพัฒนาขึ้น มีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าตรวจพบความแตกต่างในแง่ของความมีชีวิตและการต้านทานโรคได้ดีกว่าภายใต้สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนา แม้แต่ชาร์ลส์ ดาร์วินยังแนะนำว่าความแตกต่างในลูกผสมนั้นเกิดจากบรรทัดฐานที่กว้างกว่าของปฏิกิริยาการปรับตัว การวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าลูกผสม F 1 เมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์แท้นั้นมีกระบวนการเผาผลาญที่หลากหลายมากขึ้นการมีส่วนร่วมของสารเมตาบอไลต์สารการเจริญเติบโตและเอนไซม์ที่แตกต่างกันจำนวนมากขึ้น Heterosis แสดงออกไม่เพียง แต่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับเซลล์ด้วย

การชี้แจงกลไกทางพันธุกรรมของโรคเฮเทอโรซีสยังคงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ปัจจุบันมีสมมติฐานสามข้อที่พยายามอธิบายการเกิดความแตกต่าง:

1. สถานะเฮเทอโรไซกัสสำหรับหลายยีน
2. ปฏิสัมพันธ์ของยีนเด่นที่โดดเด่น
3. การครอบงำ - เฮเทอโรไซโกตนั้นเหนือกว่าโฮโมไซโกต

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว เมื่อข้ามสายพันธุ์แท้แบบโฮโมไซกัส ลูกผสมรุ่นแรกจะมีสถานะเฮเทอโรไซกัสสำหรับยีนจำนวนมาก ในกรณีนี้ ผลกระทบของอัลลีลกลายพันธุ์ด้อยที่เป็นอันตรายจะถูกระงับโดยอัลลีลที่โดดเด่นของพ่อแม่ทั้งสอง แผนผังนี้สามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้: สายเลือดแท้หนึ่งสายในสถานะโฮโมไซกัสมีอัลลีลถอยของยีน aaBB หนึ่งยีนและสายที่สอง - อีกยีน AAbb อีกอัน อัลลีลของยีนด้อยแต่ละตัวในสถานะโฮโมไซกัสจะเป็นตัวกำหนดข้อบกพร่องบางประการซึ่งจะลดความสามารถในการมีชีวิตของสายพันธุ์โดยกำเนิด เมื่อข้ามเส้น aaBB X AAbb ลูกผสมจะรวมอัลลีลที่โดดเด่นของยีนทั้งสอง (AaBb) ลูกผสม F 1 จะไม่เพียงแสดงความแตกต่างเท่านั้น แต่ยังแสดงความสม่ำเสมอในยีนที่ระบุด้วย ใน F 2 จำนวนบุคคลที่มียีนเด่น 2 ยีนในสถานะเฮเทอโรไซกัสจะเป็นเพียง 4/16 ดังนั้นจึงไม่ใช่ทุกคนที่จะเป็นเฮเทอโรติก ในรุ่นต่อไป จำนวนเฮเทอโรไซโกตจะลดลง และจำนวนโฮโมไซโกตจะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุผลเหล่านี้ โรคเฮเทอโรซีสจึงจางหายไปในรุ่นต่อๆ ไป นี่คือโครงร่างของหนึ่งในสมมติฐานทางพันธุกรรมของโรคเฮเทอโรซีส

เรายกตัวอย่างด้วยยีนสองตัว แต่คุณสมบัติทางสรีรวิทยาถูกกำหนดโดยยีนจำนวนมาก นอกจากนี้ยังไม่ถูกต้องที่จะสรุปว่าอัลลีลที่โดดเด่นมักจะมีผลในเชิงบวกเสมอ และอัลลีลด้อยจะส่งผลเสียต่อการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตและผลผลิตของมัน อัลลีลประเภทไวด์ที่โดดเด่นมีแนวโน้มที่จะมีผลดีมากกว่าอัลลีลด้อย สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่าการกลายพันธุ์ที่โดดเด่นที่ไม่เอื้ออำนวยนั้นต้องผ่านการคัดเลือกที่เข้มงวดมากขึ้น - พวกมันถูกกำจัดไปแล้วในไซโกตและในระยะตัวอ่อนและมีเพียงอันที่ดีเท่านั้นที่จะถูกเก็บไว้โดยการคัดเลือก และเนื่องจากคุณสมบัติของการครอบงำของยีนวิวัฒนาการภายใต้การควบคุมของการคัดเลือก อัลลีลประเภทป่าจึงกลายเป็นที่ชื่นชอบต่อสิ่งมีชีวิตมากขึ้น ดังนั้นการเลือกอัลลีลที่โดดเด่นในชุดค่าผสมแบบผสมจึงมีแนวโน้มที่จะรับประกันการเกิดเฮเทอโรซีสได้มากกว่า หากภาวะเฮเทอโรซีสเกิดจากชุดอัลลีลเด่นธรรมดาๆ ที่มีอยู่ในประชากร ชุดนี้จะประกอบได้ง่ายผ่านชุดของไม้กางเขนและได้ค่าผสมแบบเฮเทอโรติก เป็นไปได้มากที่บางสายพันธุ์ได้รับการพัฒนาอย่างแม่นยำโดยการผสมข้ามและรวมเส้นเข้ากับกลุ่มอัลลีลที่โดดเด่น แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถแก้ไขความแตกต่างในการรวมกันแบบไฮบริดของ F 1 ได้นั่นคือเพื่อให้ได้รูปแบบที่ไม่แบ่งออกเป็น F 2

ดี. โจนส์เสนอสมมติฐานเพิ่มเติมในปี 1917 จากข้อมูลของ D. Jones ยีนต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดเฮเทอโรซีสรวมกันนั้นอยู่ในกลุ่มการเชื่อมโยงเดียวกัน: ตัวอย่างเช่น AbcdE - ในหนึ่งและตามลำดับ aBCDe - ในโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันอีกอันหนึ่ง จากมุมมองของดี. โจนส์ สถานการณ์นี้เองที่ทำให้ยากต่อการเลือกรูปแบบโฮโมไซกัสโดยสมบูรณ์ใน F 2 สำหรับยีนเด่นที่ดีซึ่งทำให้เกิดเฮเทอโรซิสแบบรวมกัน เพื่อนำอัลลีลที่โดดเด่นมารวมกัน จำเป็นที่ในโครโมโซมคู่ AbcdE//aBCDe จะต้องมีการข้ามสองครั้งเป็นอย่างน้อย ซึ่งจะนำไปสู่การปรากฏของโครโมโซมที่มีอัลลีล ABCDE ที่โดดเด่นเพียงเท่านั้น ความน่าจะเป็นต่ำที่จะเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวพร้อมกันในหลายโครโมโซมตามข้อมูลของ D. Jones เหตุผลที่ทำให้การรวมตัวของเฮเทอโรซิสซับซ้อนยิ่งขึ้น ลูกผสม F 1 มีอัลลีลที่โดดเด่นเหล่านี้ทั้งหมด ดังนั้นจึงแสดงการเกิดเฮเทอโรซีส

นี่คือรูปแบบการอธิบายความแตกต่างตามสมมติฐานที่สอง - สมมติฐานของปฏิสัมพันธ์ของยีนเด่นที่โดดเด่นซึ่งบางครั้งเรียกว่าสมมติฐานของชุดของอัลลีลที่โดดเด่นสะสมและเฮเทอโรซิสเองก็เรียกว่าการกลายพันธุ์ สมมติฐานนี้โดยทั่วไปมีพื้นฐานมาจากแนวคิดของการสรุปผลของอัลลีลที่โดดเด่นและผลเสริมอย่างง่าย

สมมติฐานข้อที่สามมีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าสถานะเฮเทอโรไซกัสของอัลลีลนั้นเหนือกว่าสถานะโฮโมไซกัส (AA< Aa >อ๊า) ที่นี่เราสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีการขนย้ายที่ดีของอัลลีลประเภท wild และอัลลีลกลายพันธุ์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลกระทบของยีนในทางใดทางหนึ่ง คำอธิบายของความแตกต่างนี้เรียกว่าสมมติฐานครอบงำ

ไม่สามารถพิจารณาสมมติฐานทั้งสามข้อใดข้อหนึ่งที่ถูกต้องได้ ตอนนี้ยังเร็วเกินไปที่จะให้ความสำคัญกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง มันอาจจะถูกต้องทั้งหมด แต่สำหรับกรณีที่แตกต่างกัน เป็นไปได้ว่าแต่ละกลไกที่จินตนาการโดยสมมติฐานเหล่านี้มีบทบาทในการกำหนดพลังงานแบบผสมผสาน Heterosis เป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนทั้งในแง่ของกลไกของการเกิดขึ้นและการสำแดงของมันในการสร้างเซลล์

เห็นได้ชัดว่าข้อสรุปขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับกลไกทางพันธุกรรมของเฮเทอโรซีสสามารถทำได้หลังจากเปิดเผยภาพปฏิสัมพันธ์ของยีนในระบบพันธุกรรมในระดับชีวเคมีและโมเลกุลแล้วเท่านั้น ดังที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าการปราบปรามการสำแดงการกลายพันธุ์ด้วยความช่วยเหลือของผู้ยับยั้งทำให้เราสามารถแก้ไขการรบกวนในการทำงานของยีนและอัลลีลของมันได้ เป็นไปได้ว่าปรากฏการณ์ของความแตกต่างนั้นเป็นผลมาจากการทำงานที่ไม่ใช่ของยีนหลักที่กำหนดการพัฒนาลักษณะของสิ่งมีชีวิต แต่เป็นชุดของยีนปราบปรามในจีโนไทป์ จุดสำคัญในการศึกษาเฮเทอโรซีสคือการศึกษาความสัมพันธ์ของพลาสมา

ภารกิจหลักของการใช้เฮเทอโรซีสในการผสมพันธุ์คือการรวมเข้าด้วยกันนั่นคือเพื่อรักษาผลกระทบของเฮเทอโรซีสในระหว่างการสืบพันธุ์ของลูกผสม วิธีแก้ปัญหานี้เกิดขึ้นได้ในหลายแง่มุม ประการแรก การรวมกลุ่มของความแตกต่างโดยการถ่ายโอนสิ่งมีชีวิตลูกผสมจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไปเป็น apomictic ซึ่งเห็นได้ชัดว่าเป็นไปได้สำหรับพืชบางชนิด ประการที่สอง การรวมตัวของเฮเทอโรซีสโดยการถ่ายโอนลูกผสมดิพลอยด์ที่แสดงเฮเทอโรซิสไปเป็นสถานะโพลีพลอยด์ ในกรณีนี้การรวมกันของยีนแบบเฮเทอโรไซกัสจะคงอยู่นานกว่า

ในพืชที่ขยายพันธุ์ทางพืช การบำรุงรักษาชุดค่าผสมลูกผสมที่มีคุณค่าที่ได้รับทางเพศนั้นดำเนินการโดยการขยายพันธุ์พืช (การปักชำ การต่อกิ่ง หัว ฯลฯ)

มีวิธีอื่นอีกหลายวิธีในการรักษาภาวะ Heterosis ในช่วงหลายชั่วอายุคน แต่วิธีทั้งหมดยังไม่ได้รับการพัฒนาและทดสอบอย่างเพียงพอ

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+ป้อน.

คุณคุ้นเคยกับแนวคิดของเอฟเฟกต์เฮเทอโรซิสหรือไม่? ในบทความของเรา เราจะมาดูสาเหตุ ขอบเขตการใช้งาน และความสำคัญสำหรับมนุษย์

ระบบไฮบริด

เพื่อที่จะปรับปรุงที่มีอยู่และพัฒนาพันธุ์พืช สายพันธุ์สัตว์ และสายพันธุ์แบคทีเรียใหม่ๆ มนุษย์จึงมีวิธีการคัดเลือกหลักสองวิธี นี่คือการคัดเลือกแบบประดิษฐ์และการผสมข้ามพันธุ์ ขั้นแรก เขาเลือกบุคคลที่มีคุณสมบัติที่มีค่าที่สุดจากแหล่งวัสดุ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นตัวบ่งชี้การผลิตไข่ของไก่ ปริมาณแป้งในเมล็ด มวลกล้ามเนื้อของโค และขนาดผลไม้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ จะต้องคำนึงถึงจีโนไทป์และสถานะของอัลลีลของรูปแบบดั้งเดิมด้วย

ผลลัพธ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระบบการผสมข้ามพันธุ์ - การผสมข้ามพันธุ์ สาระสำคัญของวิธีนี้คือการรวมสารพันธุกรรมของเชื้อโรคหรือเซลล์ร่างกายเข้าด้วยกัน

การผสมพันธุ์

การผสมพันธุ์มีหลายประเภท การผสมข้ามพันธุ์หรือการผสมข้ามพันธุ์เป็นผลมาจากการรวมเครื่องมือทางพันธุกรรมของบุคคลในสายพันธุ์เดียวกัน เป็นไปได้ในพืชที่ผสมเกสรด้วยตนเองและสัตว์กระเทยที่สามารถปฏิสนธิได้เอง

ผลที่ตามมาของการผสมข้ามพันธุ์ดังกล่าวคืออะไร? ในแต่ละรุ่นต่อๆ มา จำนวนบุคคลที่เป็นโฮโมไซกัสจะเพิ่มขึ้น ลักษณะทางฟีโนไทป์ของพวกมันจะค่อยๆ ลดลง ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของเส้น

การผสมพันธุ์ระยะไกล

คุณรู้หรือไม่ว่ารูปแบบดั้งเดิมของล่อคือใคร? นี่คือลาและแม่ม้า และถ้าคุณรวมจีโนไทป์ของอูฐหนึ่งหนอกและสองหนอกเข้าด้วยกัน คุณจะได้ลูกผสมที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นมากขึ้น ทั้งหมดนี้คือตัวอย่างของการผสมข้ามพันธุ์ระยะไกล

มีปัญหาเดียวเท่านั้นกับระบบข้ามนี้ ลูกผสมระหว่างกันนั้นผ่านการฆ่าเชื้อ ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการคูณชุดโครโมโซมเท่านั้น

การข้ามที่ไม่เกี่ยวข้อง

ปรากฏการณ์ของเฮเทอโรซิสเกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ของพันธุ์ สายพันธุ์ และสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่เป็นสายพันธุ์เดียวกัน การผสมข้ามพันธุ์นี้เรียกว่าไม่เกี่ยวข้องกันหรือเป็นการผสมข้ามสายพันธุ์

มันมีผลตรงกันข้าม ในแต่ละรุ่นต่อๆ มา โฮโมไซโกซิตี้จะเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้จะไม่ปรากฏการกลายพันธุ์ที่มีผลกระทบด้านลบ พวกมันกลายเป็นเฮเทอโรไซกัสและไม่ส่งผลกระทบต่อความมีชีวิตของสายพันธุ์ ดังนั้นการผสมพันธุ์ประเภทนี้จึงเป็นพื้นฐานของการคัดเลือก

ปรากฏการณ์ของความแตกต่าง

นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นมานานแล้วว่าการรวมจีโนไทป์ของบุคคลที่ไม่เกี่ยวข้องในสายพันธุ์เดียวกันเข้าด้วยกัน ทำให้ผลลูกผสมมีความมีชีวิตเพิ่มขึ้น พวกมันมีความอุดมสมบูรณ์และทนทานต่อเชื้อโรคมากกว่า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเฮเทอโรซีส การข้ามที่ไม่เกี่ยวข้อง แปลจากภาษากรีกคำนี้หมายถึง "การกลับชาติมาเกิด"

ผลของการเกิดเฮเทอโรซีสนั้นเกิดจากการที่อัลลีลที่อันตรายถึงชีวิตและไม่ถึงตายสามารถกลายเป็นเฮเทอโรไซกัสได้ ด้วยเหตุนี้ผลกระทบด้านลบจึงไม่ปรากฏภายนอก นอกจากนี้ จีโนไทป์ของลูกผสมรุ่นแรกมักมีอัลลีลที่โดดเด่นสำหรับลักษณะที่ดี

ผลเฮเทอโรซีส

พลังลูกผสมเป็นแนวคิดที่ตรงกันข้ามกับการผสมพันธุ์แบบผสมพันธุ์ หรือการผสมพันธุ์แบบผสมพันธุ์กัน ซึ่งส่งผลให้เกิดภาวะซึมเศร้าทางฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคล

Heterosis แสดงออกไม่เพียงแต่ในรูปแบบของความแตกต่างที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น ในสถานะนี้จะเกิดเอนไซม์หลายประเภท การกระทำที่รวมกันของพวกเขายังเพิ่มพลังลูกผสมของลูกหลานอีกด้วย

Heterosis ถูกค้นพบครั้งแรกในศตวรรษที่ 19 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน Koelreuther เขารับผิดชอบในการทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับการผสมพันธุ์พืชเทียม ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นก่อนที่ Gregory Mendel จะกำหนดกฎอันโด่งดังของเขาเกี่ยวกับความแปรปรวนทางพันธุกรรมด้วยซ้ำ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการอธิบายความแตกต่างในข้าวโพดอย่างละเอียด ผลผลิตของตัวอย่างลูกผสมนั้นสูงกว่าของรูปแบบทั่วไปหลายเท่า

นักวิทยาศาสตร์แยกแยะความแตกต่างของความแตกต่างได้หลายรูปแบบ แต่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งพวกเขาทั้งหมดแสดงออกมาในรูปแบบของพลังลูกผสม ในรูปแบบการสืบพันธุ์มีความอุดมสมบูรณ์และผลผลิตเพิ่มขึ้นดังนั้นจึงมีอยู่ในพืช พลังลูกผสมยังแสดงออกมาในความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย รูปแบบนี้เรียกว่าการปรับตัวหรือการปรับตัว โซมาติกเฮเทอโรซีสนำไปสู่การเพิ่มขนาดเชิงเส้นและน้ำหนักของลูกผสมที่ไม่เกี่ยวข้องซึ่งได้รับในรุ่นแรก

พื้นที่ใช้งาน

เนื่องจากความแตกต่างกันเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้คุณภาพการผลิตของพืชและสัตว์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร

สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้จริงในด้านใดบ้าง? ประการแรกในการเลี้ยงสัตว์ปีก มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือสองบรรทัด นี่คือการเพาะพันธุ์ไข่และไก่เนื้อ โรคเฮเทอโรซีสถูกนำมาใช้ในพื้นที่การเลี้ยงสัตว์ เช่น การประมง การเลี้ยงแกะ การเลี้ยงโคเนื้อ และการเลี้ยงอูฐ

นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าความแข็งแรงของลูกผสมอาจเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์ ล่อมีความยืดหยุ่นและแข็งแกร่งกว่ารูปแบบพ่อแม่มาก ในตอนต้นของศตวรรษที่ผ่านมา สายพันธุ์เนื้อซานตาเกอร์ทรูดอันโด่งดังได้รับการพัฒนาในสหรัฐอเมริกา นี่คือลูกผสมของวัวเซบูและโคเนื้อสั้น ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก น้ำหนักของบุคคลที่เป็นผู้ใหญ่ของลูกผสมที่เกิดขึ้นจะอยู่ที่ 700 กิโลกรัม

อีกตัวอย่างหนึ่งของความแข็งแรงลูกผสมคือแกะพันธุ์ Archaromerino ได้รับการพัฒนาในคาซัคสถานในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 โดยเป็นผลมาจากการผสมแกะขนละเอียดกับแกะภูเขาอาร์กาลี ลูกผสมที่ได้นั้นได้รับคุณลักษณะอันมีคุณค่าในหลายทิศทางในคราวเดียว: การตัดขน, ความรวดเร็ว, การเจริญพันธุ์, ผลผลิตจากการฆ่า, การปรับตัวให้เข้ากับสภาพภูเขา, ภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่ง

Heterosis เป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปลูกพืช เทคนิคนี้ช่วยให้คุณเพิ่มผลผลิตของแต่ละพันธุ์ได้มากถึง 30% ประเด็นสำคัญคือการได้รับเมล็ดพันธุ์ลูกผสม Heterosis ทำให้กระบวนการนี้เป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ

ทิศทางการคัดเลือกที่มีแนวโน้มคือการรวมผลกระทบของความแตกต่างในจีโนไทป์ของพืชที่มีความสามารถในการขยายพันธุ์พืช ส่วนใหญ่มักใช้พืชผลไม้และผลเบอร์รี่และพืชหัวซึ่งได้มาจากเมล็ดลูกผสม

สถานที่ชั้นนำในบรรดาพืชผลที่แตกต่างกันยังคงถูกครอบครองโดยข้าวโพด พันธุ์ลูกผสมของพืชชนิดนี้ได้รับการพัฒนาโดยโดดเด่นด้วยความทนแล้ง ภูมิคุ้มกันสูง และอายุการเก็บเมล็ดที่ดี ลูกผสมของชูการ์บีท ข้าวฟ่าง และข้าวสาลีก็แพร่หลายเช่นกัน

ข้อเสียที่สำคัญ

ปรากฏการณ์ของการเกิดเฮเทอโรซีสขึ้นอยู่กับระดับความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลที่เป็นพ่อแม่ ยิ่งญาติห่างๆ ของผู้ปกครองมีมากเท่าใด ผลที่เด่นชัดของการเกิดเฮเทอโรซีสก็คือในลูกผสมรุ่นแรก

ปัญหาหลักของขุมพลังไฮบริดคืออะไร? การสำแดงของมันถูกพบในรุ่นแรกเท่านั้น ในวินาทีนั้นมันจะอ่อนลงและในครั้งต่อ ๆ ไปมันก็หายไปโดยสิ้นเชิง ปัจจุบันผู้เพาะพันธุ์กำลังพยายามหาทางออกจากสถานการณ์นี้ หนึ่งในนั้นคือการข้ามแบบแปรผัน ขอบเขตการใช้งานคือการเลี้ยงปศุสัตว์เชิงพาณิชย์ ขั้นตอนนี้ทำให้เกิดลูกผสมสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน จากนั้นแต่ละผลลัพธ์ก็จะถูกข้ามไปด้วย แต่ในกรณีนี้จะใช้บุคคลที่มีสายพันธุ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ดังนั้นผลของการเกิดเฮเทอโรซีสนั้นเกิดจากการเพิ่มขึ้นในเฮเทอโรไซโกซิตี้ของสิ่งมีชีวิตและการเปลี่ยนแปลงของอัลลีลที่อันตรายถึงชีวิตไปสู่สถานะถอย ในทางฟีโนไทป์ ผลกระทบของมันแสดงออกมาในการเพิ่มขึ้นของตัวบ่งชี้เชิงปริมาณและคุณภาพของลูกผสมรุ่นแรกเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบของผู้ปกครอง

พลังไฮบริด

Heterosis พลังลูกผสม ความเหนือกว่าของลูกผสมเหนือบุคคลที่เป็นพ่อแม่ในหลายลักษณะ ปรากฏเฉพาะในรุ่นแรกเท่านั้นและไม่ได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ก.อาจขึ้นอยู่กับระดับที่สูงกว่า... ... อณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ พจนานุกรม.

พลังไฮบริด- ดูเฮเทอโรซิส... พจนานุกรมคำศัพท์ทางพฤกษศาสตร์

พลังไฮบริด- ผลลัพธ์สุดท้ายของการเกิดเฮเทอโรซีส เช่น ความเหนือกว่าทางฟีโนไทป์ของลูกผสมเหนือลูกผสมที่ไม่ใช่ลูกผสม... ข้อกำหนดและคำจำกัดความที่ใช้ในการผสมพันธุ์ พันธุศาสตร์ และการสืบพันธุ์สัตว์ในฟาร์ม

Heterosis (หรือพลังลูกผสม)- ผลกระทบทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับความเหนือกว่าของเฮเทอโรไซโกตเหนือโฮโมไซโกตในแง่ของระดับการแสดงออกของลักษณะเฉพาะ (ผลกระทบที่ครอบงำ) และระดับของความเหมาะสมสัมพัทธ์ Heterosis สร้างพื้นฐานในการคัดเลือกเพื่อสนับสนุน... ... มานุษยวิทยากายภาพ. พจนานุกรมอธิบายภาพประกอบ

พลังไฮบริด- heterozė statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Padidėjęs pirmos kartos hibridų gyvybingumas (auga greičiau už tėvines formas, yra biologiškai produktyvesni, pajėgesni negu tėviniai individai) ทัศนคติ: engl. โรคเฮเทอโรซิส; ไฮบริด ไวกอร์ รัส… Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

เฮเทอโรซีสในพืช- นปช. พลังลูกผสม ปรากฏการณ์แห่งความเหนือกว่าของลูกผสมเหนือสิ่งที่ดีที่สุดของพ่อแม่ในแง่ของระดับการพัฒนาลักษณะและคุณสมบัติบางอย่าง ซึ่งประจักษ์มากที่สุดในรุ่นแรก [GOST 20081 74] พลังงานไฮบริดที่ยอมรับไม่ได้ ไม่แนะนำ... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

- (จากภาษากรีก การเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงของเฮเทอโรไอโอซิส) “พลังไฮบริด” ความเหนือกว่าของลูกผสมในลักษณะและคุณสมบัติหลายประการเหนือรูปแบบต้นกำเนิด คำว่า "จี" เสนอโดย J. Schell ในปี 1914 ตามกฎแล้ว G. เป็นลักษณะของลูกผสมรุ่นแรก ... พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ

การวิเคราะห์เฮเทอโรดูเพล็กซ์ ง. การผสมพันธุ์- การวิเคราะห์เฮเทอโรดูเพล็กซ์ d. การผสมพันธุ์ * การวิเคราะห์เฮเทอราดูเพล็กซ์, นาย gibridyzatsyina a. * การวิเคราะห์เฮเทอโรดูเพล็กซ์หรือเอช การผสมพันธุ์ วิธีการตรวจหาการกลายพันธุ์ของยีนโดยการผสมโมเลกุล DNA กลายพันธุ์ที่ขยายด้วย PCR กับ DNA... ... พันธุศาสตร์ พจนานุกรมสารานุกรม

- (จากการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงของเฮเทอโรโอซิสในภาษากรีก) "ความแข็งแกร่งของลูกผสม" การเจริญเติบโตแบบเร่งและขนาดที่เพิ่มขึ้น ความมีชีวิตชีวาและความอุดมสมบูรณ์ของลูกผสมรุ่นแรกในระหว่างการผสมข้ามพันธุ์ของทั้งสัตว์และพืช ในช่วงที่สองและ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

หนังสือ

• จิตวิทยาสังคมในวัยเด็ก หนังสือเรียน V.V. Abramenkova ตำราเรียนนี้อุทิศให้กับการวิเคราะห์ปรากฏการณ์วัยเด็กในประวัติศาสตร์วัฒนธรรมและความทันสมัยในบริบทของสาขาสหวิทยาการของจิตวิทยาสังคมในวัยเด็ก ผู้เขียนได้ติดตามวิวัฒนาการของสิ่งที่สำคัญที่สุด...

Heterosis (จากภาษากรีก Heteriosis - การเปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลง) "พลังไฮบริด" เข้าใจถึงความเหนือกว่าของลูกหลานรุ่นแรกเหนือรูปแบบผู้ปกครองในด้านความมีชีวิตความอดทนผลผลิตการเพิ่มพลังที่เกิดขึ้นเมื่อข้ามพืชที่แตกต่างกัน ในรุ่นที่สองและรุ่นต่อๆ ไป Heterosis มักจะจางหายไป มีความแตกต่างระหว่าง Heterosis ที่แท้จริง - ความสามารถของลูกผสมในการทิ้งลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์จำนวนมากและขนาดยักษ์ - การเพิ่มขึ้นของสิ่งมีชีวิตลูกผสมทั้งหมดหรือแต่ละส่วนของมัน

แนวคิดเรื่องเฮเทอโรซีสในฐานะที่แสดงถึง "พลังลูกผสม" ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับวิทยาศาสตร์โดยนักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน ดับบลิว. เชลล์ในปี 1914 ปรากฏการณ์พลังลูกผสมถูกค้นพบครั้งแรกโดยชาร์ลส์ ดาร์วินในข้าวโพด ในการทดลองของเขา ผลผลิตของพืชผลนี้ลดลงและความสูงของพืชลดลงอันเป็นผลมาจากการผสมเกสรด้วยตนเอง ลักษณะเหล่านี้เพิ่มขึ้นในระหว่างการผสมเกสรข้าม Charles Darwin เชื่อมโยงพลังที่เพิ่มขึ้นของพืชที่ได้รับอันเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์กับความแตกต่างทางพันธุกรรมในเซลล์สืบพันธุ์ของผู้ปกครอง

Heterosis ในธรรมชาติเป็นปรากฏการณ์ที่เก่าแก่มาก มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเกิดขึ้นและการปรับปรุงกระบวนการวิวัฒนาการของวิธีการผสมเกสรข้าม ตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา การคัดเลือกโดยธรรมชาติได้สร้างข้อจำกัดมากมายเกี่ยวกับโฮโมไซโกซิตี้ และการปรับตัวสำหรับการนำเฮเทอโรไซโกซิตี้ไปใช้เป็นจำนวนมากพอๆ กัน

Heterosis ในลูกผสมแสดงออกในการเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้นการเผาผลาญที่รุนแรงขึ้นและให้ผลผลิตมากขึ้น ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นของลูกผสมเฮเทอโรติกเป็นข้อได้เปรียบหลัก ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นสำหรับลูกผสมรุ่นแรกของพืชผลทางการเกษตรทั้งหมดโดยเฉลี่ย 15-30% และการเจริญเติบโตเร็วมักจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นในมะเขือเทศลูกผสมที่ต่างกันจะเริ่มให้ผลเร็วขึ้น 10-12 วันและเกินผลผลิตของพันธุ์พ่อแม่ดั้งเดิมถึง 45-50% ในบัลแกเรีย ทุกพื้นที่ของพืชผลนี้ถูกครอบครองโดยลูกผสมที่แตกต่าง การใช้เฮเทอโรซีสจะทำให้การผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

คุณสมบัติและคุณลักษณะทั้งหมดของพืชไม่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเสมอไป สำหรับบางคนอาจจะเด่นชัดกว่าคนอื่นๆ และสำหรับบางคนก็อาจจะขาดหายไป

Heterosis สังเกตได้ในระหว่างการผสมข้ามสายพันธุ์ตลอดจนระหว่างสายพันธุ์และรูปแบบที่ห่างไกลจากพันธุกรรมและระบบนิเวศ มันแสดงออกอย่างชัดเจนที่สุดและสามารถควบคุมได้เมื่อข้ามเส้นผสมเกสรด้วยตนเอง

หนึ่งในคุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของเฮเทอโรซีสคือการสำแดงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในลูกผสมของรุ่นแรกการลดลงอย่างมากในรุ่นที่สองและการลดทอนพลังลูกผสมของพืชในรุ่นต่อ ๆ ไป นี่เป็นเพราะการลดลงของจำนวนบุคคลที่มีเฮเทอโรไซกัส ตัวอย่างเช่นหากเมื่อข้ามเส้นผสมเกสรตัวเองสองเส้น AAbb และ aaBB ในรุ่นแรกจะมีพืชเฮเทอโรไซกัส 100% จากนั้นในรุ่นที่สองจำนวนของพวกเขาจะลดลง 2 เท่าและในรุ่นที่สาม - 4 เท่าเป็นต้น

I.V. Michurin ชี้ให้เห็นถึงข้อดีของต้นกล้ารุ่นแรกซ้ำแล้วซ้ำอีกและคัดค้านการใช้ลูกผสมของรุ่นที่สองและสามในการทำงานอย่างเด็ดขาดเนื่องจากเฉพาะในต้นกล้าของรุ่นลูกผสมรุ่นแรกเท่านั้นซึ่งเนื่องจากความแตกต่างระหว่างพันธุ์พ่อแม่ มีลักษณะและคุณสมบัติที่หลากหลาย Heterosis จะถูกรวมเข้าด้วยกันในระหว่างการขยายพันธุ์พืชเพิ่มเติม

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างพันธุ์ลูกผสมเฮเทอโรติกและพันธุ์ลูกผสมทั่วไปคือใช้ในการผลิตเฉพาะในรุ่นแรกเท่านั้นดังนั้นจึงมีการผลิตทุกปี

ประเภทของลูกผสมเฮเทอโรติก

ลูกผสมประเภทต่อไปนี้สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมมีความโดดเด่น: ง่าย (intervarietal, interlinear, varietal) และซับซ้อน (สามบรรทัด, สี่บรรทัด, สังเคราะห์) Intervarietal (หายาก)

ในระหว่างการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ เมล็ดของทั้งสองส่วนประกอบจะถูกหว่านในพื้นที่การผสมพันธุ์ซึ่งมีการผสมเกสรข้าม เมล็ดที่ได้จะถูกถ่ายโอนไปยังการผลิต ในพืชผลที่ตอนดอกไม้ไม่ก่อให้เกิดปัญหาใด ๆ พืชทุกต้นในรูปแบบมารดาจะถูกตอน ในพืชที่ตอนเป็นเรื่องยาก (หัวบีท, ทานตะวัน, ข้าวฟ่าง ฯลฯ ) การผสมเกสรข้ามรูปแบบของผู้ปกครองจะเกิดขึ้นอย่างอิสระ ในกรณีนี้จะได้ส่วนผสมที่จะมีทั้งเมล็ดลูกผสมและไม่ใช่ลูกผสม Heterosis จะลดลงตามธรรมชาติที่นี่ ความเข้มของแรงงานในการรับเมล็ดพันธุ์และต้นทุนค่อนข้างสูงและผลผลิตเพิ่มขึ้นเล็กน้อย - มากถึง 10% ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีการใช้ลูกผสมระหว่างพันธุ์กันอย่างกว้างขวาง เฉพาะหัวบีทเท่านั้นที่พวกเขาครอบครองพื้นที่สำคัญ

ลูกผสมเชิงเส้นมีประสิทธิภาพมากกว่า เส้นผสมเกสรด้วยตนเอง (หรือเส้นฟัก) ได้มาจากพืชผสมเกสรข้ามโดยการบังคับผสมเกสรด้วยตนเองของพืชเป็นเวลา 5-7 ปี ในแต่ละปีของการผสมเกสรด้วยตนเอง ความสม่ำเสมอของเส้นจะเพิ่มขึ้น และผลผลิตจะลดลงเนื่องจากภาวะซึมเศร้า ซึ่งมักจะลดลงเหลือ 30-50% เมื่อเทียบกับรูปแบบที่คล้ายกัน ความแตกต่างทางพันธุกรรมและสัณฐานวิทยาของเส้นเพิ่มขึ้น คัดเลือกสายพันธุ์ที่มีลักษณะทางเศรษฐกิจและชีวภาพที่มีคุณค่าที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน: ทนทานต่อการพักตัว การหลุดร่วง ใบดี ทนความเย็น ทนแล้ง ภูมิคุ้มกัน พร้อมตัวบ่งชี้คุณภาพดี ฯลฯ

การเพิ่มผลผลิตสูงสุดนั้นทำได้โดยลูกผสมที่ได้รับโดยใช้เส้นผสมเกสรด้วยตนเอง ดังนั้นข้าวโพดลูกผสมระหว่างสายพันธุ์และพันธุ์ลูกผสมส่วนใหญ่จึงแพร่หลายในการผลิตและลูกผสมระหว่างพันธุ์จะถูกแทนที่ด้วยผลผลิตน้อยลง ในข้าวโพด ลูกผสมระหว่างพันธุ์ที่ดีที่สุดจะมีประสิทธิผลมากกว่าพันธุ์ผสมเกสรแบบเปิดถึง 30-40% ดังนั้นลูกผสมเหล่านี้จึงมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันสูง (ความสม่ำเสมอ) และความแตกต่างสูง แต่มักจะมีราคาแพงมาก เป็นไปได้ที่จะลดต้นทุนที่สูงในการผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสมของลูกผสมแบบอินเทอร์ไลน์แบบง่าย: เมื่อเลือกวัสดุเริ่มต้นได้สำเร็จก็เป็นไปได้ที่จะลดการกดฟักของสายพันธุ์และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มผลผลิตหรือเพื่อจุดประสงค์นี้เรียกว่า ใช้การข้ามแบบน้องสาว นอกจากนี้ สำหรับแต่ละบรรทัด A และ B ที่มีไว้สำหรับการข้าม สร้างสายน้องสาวหนึ่งสาย กและ ใน.ก่อนจะข้ามเส้น กและ ในมีการดำเนินการข้ามสายพี่น้องที่เหมาะสมเพื่อลดภาวะซึมเศร้าในการฟักตัว

ตามกฎแล้วลูกผสมคู่ให้ผลตอบแทนเกือบเท่ากันกับลูกผสมธรรมดา แต่จะด้อยกว่าในแง่ของความสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้มักมีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น ในการผลิตข้าวโพดลูกผสมทั่วโลก ลูกผสมคู่มีบทบาทมากกว่าลูกผสมอินเทอร์ไลน์เดี่ยว อย่างไรก็ตามส่วนแบ่งของข้าวโพดลูกผสมธรรมดาในการผลิตค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อใช้ข้าวโพดลูกผสมในการผลิตจำเป็นต้องซื้อเมล็ดพันธุ์อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การสร้างสิ่งที่เรียกว่าประชากรลูกผสมทำให้สามารถเผยแพร่เมล็ดพันธุ์ลูกผสมซ้ำๆ ได้ ประชากรลูกผสม ได้มาจากการผสมเชิงกลของสายพันธุ์ที่ผสมเกสรด้วยตนเองและลูกผสมอย่างง่ายจำนวนหนึ่งและการผสมเกสรข้ามอิสระ การลดระดับของความแตกต่างขึ้นอยู่กับจำนวนรูปแบบผู้ปกครอง (บรรทัด) ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างลูกผสม ในเรื่องนี้ ประชากรลูกผสมที่เป็นตัวแทนของการผสมของหลายสายพันธุ์นั้นให้ผลตอบแทนสูงไม่เพียงแต่ในรุ่นแรกหลังจากการผสมเกสรข้ามอิสระของการผสมของสายพันธุ์เท่านั้น: ในรุ่นต่อ ๆ ไป ความต่างกันของพวกมันจะลดลงในระดับที่น้อยกว่าในลูกผสมทั่วไป ดังนั้นจึงสามารถขยายพันธุ์เมล็ดพันธุ์ลูกผสมซ้ำได้ ข้อเสียของประชากรลูกผสมคือผลผลิตที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับลูกผสมแบบอินเทอร์ไลน์คู่หรือลูกผสมธรรมดา