Хетерозис, Хетерозис и използването му в растениевъдството - Селскостопански хетерозис
еволюционна хетерозисна инбридинг царевица
Хетерозис и използването му в растениевъдството
Увеличаването на мощността, жизнеспособността и продуктивността на хибридите от първо поколение в сравнение с родителските форми се наричахетерозис.
Концепцията за хетерозис като проява на "хибридна сила" е въведена в науката от американския генетик У. Шел през 1914 г. За първи път феноменът на хибридната сила е наблюдаван от Чарлз Дарвин при царевицата. В неговите експерименти производителността на тази култура намалява и височината на растенията намалява в резултат на самоопрашване, като тези признаци се засилват при кръстосано опрашване. Ч. Дарвин свързва повишената сила на растенията, получени в резултат на кръстосване, с наследствени различия в родителските гамети.
Хетерозисът в природата е много древен феномен. То е пряко свързано с появата и усъвършенстването в процеса на еволюцията на метода на кръстосаното опрашване. Естественият подбор през вековете е създал многобройни ограничения върху хомозиготността и също толкова много адаптации за прилагането на хетерозиготността.
Хетерозисът при хибридите се проявява в повишен растеж, по-интензивен метаболизъм и по-големи добиви. Повишеният добив на хетеротичните хибриди е основното им предимство. Увеличаването на добива при хибриди от първо поколение на всички селскостопански култури е средно 15--30%, докато тяхната ранност често се увеличава. Например, при доматите хетерогенните хибриди започват да дават плодове 10-12 дни по-рано и надвишават добива на оригиналните родителски сортове с 45--50%. В България всички площи на тази култура са заети от хетеротични хибриди. Използвайки хетерозис, е възможно значително да увеличите селскостопанската продукция.
Не е необходимо за хетерозисима увеличение на всички свойства и характеристики на растенията. При някои от тях може да се прояви по-силно, отколкото при други, а при някои да липсва.
Хетерозис се наблюдава при кръстосване между сортове, както и между генетично и екологично отдалечени видове и форми. Проявява се най-силно и може да се контролира при кръстосване на самоопрашени линии.
Избраните линии впоследствие се размножават не под изолатори, а в специални зони, където се извършва кръстосано опрашване на растения в рамките на една и съща линия, без опасност от нарушаване на тяхната равномерност. кръстосано опрашване хетерозисна царевица
След като линиите достигнат еднородност по морфологични и физиологични характеристики, което обикновено се случва след 4-5 години самоопрашване, те се оценяват за комбинирана способност, т.е. способността да произвеждат високопродуктивни хибриди.
Една от характерните особености на хетерозиса е най-голямото му проявление при хибриди от първо поколение, рязко намаляване във второ поколение и по-нататъшно отслабване на хибридната сила на растенията в следващите поколения.
Например, ако при кръстосването на две самоопрашени линии AAbb и aaBB в първото поколение ще има 100% хетерозиготни растения, то във второто поколение техният брой ще намалее 2 пъти, а в третото - 4 пъти и т.н.
Сред полските култури хетерозисът сега се използва най-широко при царевицата. Обичайните сортове на тази култура са почти напълно заменени от хетеротични хибриди, които са представени от следните основни типове. Сортовите хибриди се получават чрез кръстосване на сорт със самоопрашена линия или чрез кръстосване на прост междулинейни хибрид с сорт. Пример за сортово-линейни хибриди от първия тип е Буковинската HAZ. Получава се от кръстосването на немския сорт Глория Янецки Тсъс самоопрашена линия VIR 44TV. Тази линия, която е бащината форма на хибрида, е една от най-добрите самоопрашващи се линии. Има висока устойчивост на суша и главня, има висока комбинирана способност, растенията му обикновено са двукочанови.