В чем выражается гетерозис

Гетерозис

Полезное

Смотреть что такое «Гетерозис» в других словарях:

Гетерозис — ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами растений или животных. Обычно во втором и последующих поколениях гетерозис затухает. Гетерозис широко… … Финансовый словарь

Гетерозис — Гетерозис (в переводе с греческого языка изменение, превращение) увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей. Это явление противоположно инбредной … Википедия

ГЕТЕРОЗИС — (от греческого heteroiosis изменение, превращение), свойство гибридов первого поколения превосходить по жизнестойкости, плодовитости и другим признакам лучшую из родительских форм. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает.… … Современная энциклопедия

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение превращение), свойство гибридов первого поколения превосходить по жизнестойкости, плодовитости и другим признакам лучшую из родительских форм. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает. Гетерозис … Большой Энциклопедический словарь

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение, превращение), «гибридная мощность», превосходство гибридов по ряду признаков и свойств над родительскими формами. Термин «Г.» предложен Дж. Шеллом в 1914. Как правило, Г. характерен для гибридов первого поколения … Биологический энциклопедический словарь

гетерозис — превосходство Словарь русских синонимов. гетерозис сущ., кол во синонимов: 1 • превосходство (14) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тр … Словарь синонимов

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение, превращение), гибридная мощность, повышенная жизнестойкость и плодовитость гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Впервые был описан Ч. Дарвином (1859). Теоретические основы гетерозиса… … Экологический словарь

ГЕТЕРОЗИС — ГЕТЕРОЗИС, повышенная жизненная сила, демонстрируемая в некоторых случаях гибридным потомством (см. ГИБРИД), не характерная для родителей … Научно-технический энциклопедический словарь

гетерозис — гетерозис. См. гибридная сила. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Гетерозис — увеличение мощности и жизнеспособности, повышение продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими особями. Источник: УКАЗАНИЯ ПО ЛЕСНОМУ СЕМЕНОВОДСТВУ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (утв. Рослесхозом 11.01.2000) … Официальная терминология

гетерозис — Явление превосходства гибрида над лучшим из родителей по степени развития тех или иных признаков и свойств, в наибольшей степени проявляющееся в первом поколении. [ГОСТ 20081 74, статья 36] [ГОСТ Р 52681 2006] Тематики виноградарство Обобщающие… … Справочник технического переводчика

Источник

Суть явления гетерозиса, причины и условия появления эффекта

Явление гетерозиса наблюдали люди с древних времен и использовали для получения лучших сортов растений и пород животных. Они замечали, что от скрещивания разных линий растений получалось более устойчивое и жизнеспособное потомство. С течением времени явление стало широко применяться во многих сферах человеческой деятельности.

Гетерозис – это особое свойство организмов, которое характеризуется повышением выносливости, силы, производительности у потомков первого поколения в сравнении с родителями. Каждое следующее поколение становится слабее, теряя полезные качества вплоть до полного исчезновения.

Поскольку при последующем скрещивании гибридов первого поколения эффект гетерозиса уменьшается, применяют следующие методы для его сохранения:

Причины гетерозиса

Выделяют две причины явления:

Проявляется в двух направлениях:

Эугетерозис – истинный гетерозис, улучшение жизнеспособности организмов, дает возможность выживать в быстроизменяющихся условиях.

Искусственный гетерозис – созданный человеком, проявляется в ускорении роста, высокой плодовитости, не имеет ценности для организмов в плане выживания и адаптации.

Как возникает явление гетерозиса

Существует несколько гипотез, которые пытаются объяснить суть гетерозиса растений и животных. Первым предложил свою теорию Ч.Дарвин.

Он изучил исследования английских селекционеров, которые занимались выведением новых пород животных для сельского хозяйства. Дарвин заметил, что близкородственное скрещивание, которое использовалось для сохранения полезных качеств, приводило к противоположному эффекту. Точно как самоопыление растений. При этом скрещивание отдаленных видов повышало жизнеспособность потомков.

Дарвин описал в книге свои предположения, что улучшение и ухудшение качеств потомков происходит по одной причине – это связано со степенью выраженности различия и сходства половых элементов, которые объединяются во время оплодотворения.

Таким образом, существенные различия между родительскими формами, приведут к более сильному проявлению гетерозиса, а у потомков близкородственных организмов явление ослабевает.

Эффект гетерозиса особенно проявляется в первом поколении, затем постепенно угасает

Джонсом была выдвинута также гипотеза доминирования. Она гласит, что доминантные гены благоприятно воздействуют на явление – так как положительная сторона гетерозиса проявляется именно в сочетании полезных доминантных качеств родителей.

Во время скрещивания идет объединение в одном организме доминантных признаков находящихся в разных локусах, которые при этом подавляют неблагоприятное действие рецессивных аллелей.

Гипотеза доминирования нашла много сторонников, но и она не способна объяснить все спорные моменты, возникающие в процессе гетерозиса. Если придерживаться данной гипотезы, то можно предположить, что при скрещивании особей с несколькими парами отличительных признаков, полученные в потомстве гетерозиготы Aa будут близки по продуктивности к гомозиго­те AA. Но в реальности все происходит иначе и гетерозиготный организм превосходит по качеству признака обоих родителей, как рецессивную (aa), так и доминантную (AA) гомозиготу. Поэтому эффект гетерозиса проявляется только в первом поколении. В последующих поколениях эффект угасает.

Это явление названо сверхдоминированием.

Сверхдоминирование объясняется наличием разнокачественных признаков одной и той же пары аллелей у гибридов первого поколения в результате использования отличающихся исходных форм.

Формирование зародыша из разнородных гамет родителей, вызывает некую стимуляцию, что ускоряет рост и развитие гибридных особей.

Гетерозис у животных

Практическое использование явления в животноводстве основано на улучшении качества производимой продукции. Положительные моменты проявляются в жизнестойкости животных, в повышенной плодовитости, ускорении роста, уменьшении затрат на корм и т.д.

Эффект гетерозиса применяется в разнообразных отраслях: скотоводстве, овцеводстве, птицеводстве. Для получения гетерозисных гибридов используют следующие методы:

Условия получения эффекта в животноводстве

При межпородном скрещивании необходимо внимательно подбирать породы. Родительские формы должны обладать высокой продуктивностью и пройти ряд селекционных отборов.

Выращивать полученных гибридов нужно с учетом особенностей жизнедеятельности обеих исходных пород, чтобы получить здоровое потомство.

Гетерозис у растений

В начале прошлого века Г.Шулл впервые описал явление гетерозиса у растений на примере кукурузы. Использовались для скрещивания две генетически разнородные линии, в результате получили высокопродуктивный сорт с увеличением урожайности на 30%. Чаще всего явление в растениеводстве используют при выращивании кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, овощей, трав.

А. Густафсон выделил 3 формы гетерозиса у растений:

Источник

Гетерозис, гибридная сила, или улучшение аутбридинга улучшенная или усиленная функция любого биологического качества в гибридный потомство. Потомство гетеротично, если его черты усиливаются в результате смешения генетического вклада его родителей. Эти эффекты могут быть вызваны Менделевский или неменделирующее наследование.

Содержание

Определения

Предлагая термин гетерозис заменить старый термин гетерозиготный, G.H. Шулл направлена ​​на то, чтобы избежать ограничения этого термина эффектами, которые можно объяснить гетерозиготностью в менделевском наследовании. [1]

Гетерозис часто рассматривается как противоположность инбридинговая депрессия хотя различия в этих двух концепциях можно увидеть в эволюционных соображениях, таких как роль генетическая вариация или эффекты генетический дрейф в небольших популяциях по этим понятиям. Инбридинговая депрессия возникает, когда у родственных родителей есть дети с черты которые негативно влияют на их фитнес во многом благодаря гомозиготность. В таких случаях ауткроссинг должен привести к гетерозису.

Не все скрещивания приводят к гетерозису. Например, когда гибрид наследует признаки от своих родителей, которые не полностью совместимы, приспособленность может снизиться. Это форма аутбредная депрессия.

Доминирование против чрезмерного доминирования

Доминирование против чрезмерного доминирования это научная полемика в области генетика это сохраняется более века. [2] Эти две альтернативные гипотезы были впервые высказаны в 1908 году.

Генетическая основа

Селективное разведение растений и животных, включая гибридизацию, началось задолго до того, как появилось понимание основных научных принципов. В начале 20 века после Законы Менделя Чтобы понять и принять, генетики взялись объяснить превосходную силу многих гибридов растений. Были разработаны две конкурирующие гипотезы, которые не исключают друг друга: [3]

Доминирование и сверхдоминирование имеют разные последствия для профиль экспрессии гена лиц. Если преобладание является основной причиной преимуществ гетерозиса по пригодности, то у гетерозиготного потомка должна быть сверхэкспрессия определенных генов по сравнению с гомозиготными родителями. С другой стороны, если причиной является доминирование, у гетерозиготного потомства должно быть меньше экспрессии генов по сравнению с родителями. Кроме того, для любого данного гена экспрессия должна быть сравнима с экспрессией, наблюдаемой у установщика двух родителей.

Историческая ретроспектива

Популяционный генетик Джеймс Кроу (1916–2012) в молодости считал, что чрезмерное доминирование является основным фактором жизнеспособности гибридов. В 1998 году он опубликовал ретроспективный обзор развивающейся науки. [8] По словам Кроу, демонстрация нескольких случаев преимущество гетерозиготы у Drosophila и других организмов теория сверхдоминирования впервые вызвала большой энтузиазм среди ученых, изучающих гибридизацию растений. Но чрезмерное доминирование подразумевает, что урожайность инбредной линии должна снижаться по мере того, как инбредные линии отбираются для работы их гибридных скрещиваний, поскольку доля вредных рецессивов в инбредной популяции возрастает. На протяжении многих лет эксперименты в области генетики растений доказали, что происходит обратное, что приводит к увеличению урожайности как инбредных линий, так и гибридов, предполагая, что одного доминирования может быть достаточно для объяснения более высокой урожайности гибридов. Сообщалось лишь о нескольких убедительных случаях чрезмерного доминирования во всей генетике. С 1980-х годов, когда появились экспериментальные данные, теория доминирования вернулась.

Полемика

Генетические и эпигенетические основы

С начала 1900-х годов были разработаны две конкурирующие генетические гипотезы, не обязательно взаимоисключающие, для объяснения жизнеспособности гибридов. Совсем недавно также был установлен эпигенетический компонент жизнеспособности гибридов. [11] [12]

Генетический гипотеза доминирования объясняет превосходство гибридов маскировкой экспрессии нежелательных (вредных) рецессивных аллелей от одного родителя доминантными (обычно дикого типа) аллелями от другого (см. Комплементация (генетика)). Он приписывает низкую производительность инбредных штаммов экспрессии гомозиготных вредных рецессивных аллелей. Генетический гипотеза сверхдоминирования утверждает, что некоторые комбинации аллелей (которые могут быть получены путем скрещивания двух инбредных штаммов) особенно выгодно в паре с гетерозиготной особью. Эта гипотеза обычно используется для объяснения устойчивости некоторых аллелей (наиболее известный из них: Серповидно-клеточная характеристика аллель), которые вредны для гомозигот. В нормальных условиях такие вредные аллели будут удалены из популяции в процессе естественного отбора. Подобно гипотезе доминирования, он приписывает плохие характеристики инбредных линий экспрессии таких вредных рецессивных аллелей. В любом случае ауткроссное скрещивание дает преимущество маскировки вредных рецессивных аллелей в потомстве. Было предложено, чтобы это преимущество было основным фактором в поддержании полового размножения среди эукариот, как обобщено в статье. Эволюция полового размножения.

Установлен эпигенетический вклад в гетерозис у растений, [12] и это также было зарегистрировано у животных. [13] МикроРНК (miRNA), обнаруженные в 1993 году, представляют собой класс некодирующих малых РНК, которые подавляют трансляцию информационных РНК (мРНК) или вызывают деградацию мРНК. [14] В гибридных растениях большинство miRNA имеют неаддитивную экспрессию (она может быть выше или ниже, чем уровни у родителей). [12] Это говорит о том, что малые РНК участвуют в росте, силе и адаптации гибридов. [12]

Влияние «гетерозиса без гибридности» на размер растений было продемонстрировано на генетически изогенных триплоидных (автополиплоидных) растениях F1, где избыток триплоидов F1 в отцовском геноме показывает положительный гетерозис, тогда как избыток F1 в материнском геноме демонстрирует отрицательные эффекты гетерозиса. [15] Такие данные демонстрируют, что эффекты гетерозиса с зависимой от дозировки геномной эпигенетической основой могут возникать в потомстве F1, которое является генетически изогенным (то есть не имеет гетерозиготности). [15] [16] Было показано [11] эта гибридная сила в аллополиплоидном гибриде двух Арабидопсис Этот вид был обусловлен эпигенетическим контролем в вышележащих областях двух генов, что вызвало серьезные последующие изменения в накоплении хлорофилла и крахмала. Механизм включает ацетилирование и / или метилирование определенных аминокислот в гистон H3, белок, тесно связанный с ДНК, который может либо активировать, либо репрессировать связанные гены.

Главный комплекс гистосовместимости у животных

Одним из примеров того, где определенные гены могут быть важны для гетерозиса у позвоночных животных, является главный комплекс гистосовместимости (MHC). Позвоночные животные наследуют несколько копий обоих MHC класс I и MHC класс II от каждого родителя, которые используются в презентация антигена как часть адаптивной иммунной системы. Каждая отдельная копия генов способна связывать и представлять различный набор потенциальных пептидов для Т-лимфоциты. Эти гены очень полиморфны во всех популяциях, но будут более похожими в меньших, более близких популяциях. Селекция между более генетически далекими индивидуумами снизит вероятность наследования двух одинаковых или похожих аллелей, что позволит представить более разнообразный диапазон пептидов. Таким образом, это снижает вероятность того, что какой-либо конкретный патоген не будет распознаваться, и означает, что больше антигенных белков любого патогена, вероятно, будет распознаваться, что дает больший диапазон активации Т-клеток и, следовательно, больший ответ. Это также будет означать, что иммунитет, приобретенный против патогена, будет направлен против более широкого спектра антигенов, а это означает, что патоген должен мутировать больше до потери иммунитета. Таким образом, гибриды с меньшей вероятностью будут подвержены патогенным заболеваниям и будут более способны бороться с инфекцией.

Растения

Кресты между инбредами от разных гетеротические группы приводят к сильным гибридам F1 со значительно большим гетерозисом, чем гибриды F1 от инбредов в пределах одной и той же гетеротической группы или образца. Селекционеры растений создают гетеротические группы для классификации инбредных линий, и их можно постепенно улучшать путем реципрокного рекурсивного отбора.

Кукуруза (кукуруза)

Почти вся полевая кукуруза (кукуруза) выращивается в большинстве развитые страны проявляет гетерозис. Современные гибриды кукурузы значительно превосходят традиционные сорта и лучше реагируют на удобрение.

Гибриды кукурузы умеренного пояса происходят от двух основных гетеротических групп: Айова с жестким стеблем и синтетическим стеблем. [ нужна цитата ]

Рис (Oryza sativa)

Производство риса в Китае резко выросло из-за интенсивного использования гибридного риса. В Китае в результате усилий был получен супергибридный сорт риса (LYP9) с производительностью

15 тонн с гектара. В Индии также несколько сортов показали высокую жизнеспособность, в том числе RH-10 и Suruchi 5401.

Гибридный скот

Концепция гетерозиса также применяется в производстве коммерческих домашний скот. У крупного рогатого скота скрещивает Блэк Ангус и Херефорд произвести крест, известный как «Черный лысый». В свинья, «синие окурки» производятся крестом Хэмпшир и Йоркшир. Другие, более экзотические гибриды, такие как «гибрид коровы и бизона»также используются для специализированных рынков.

Домашняя птица

Коммерческий бройлеры производятся путем скрещивания различных сортов White Rocks и White Cornish, Cornish обеспечивает большую структуру, а Rocks обеспечивает высокую скорость увеличения. Полученная сила гибрида позволяет получать однородных птиц с товарной тушкой в ​​возрасте 6–9 недель.

Аналогичным образом, гибриды между различными сортами белого леггорна используются для получения стад-несушек, которые обеспечивают большую часть белых растений. яйца для продажи в США.

Собаки

В 2013 году исследование показало, что смешанные породы живут в среднем на 1,2 года дольше, чем чистопородные. [17]

Иногда люди, работающие над программой разведения собак, не находят полезного гетерозиса. [20]

Птицы

В 2014 году исследование, проведенное Центром интегративной экологии в г. Университет Дикина в Джилонге Виктория пришла к выводу, что внутривидовые гибриды между подвидами Flaveolus и elegans из Малиновая розелла (Platycercus elegans) были более склонны бороться с болезнями, чем их чистые аналоги. [21]

Все люди чрезвычайно генетически похожи друг на друга. [22] [23] [24] Майкл Мингрони предложил гетерозис в форме гибридной силы, связанной с историческим сокращением уровней инбридинга, как объяснение Эффект Флинна, устойчивый рост показателей IQ во всем мире в течение двадцатого века.

Источник

ГЕТЕРОЗИС

гетеро́зис (от греч. Heteróiōsis — изменение, превращение), способность гибридов первого поколения превосходить родителей по жизнестойкости, плодовитости, продуктивности и другим признакам. Термин «Г.» предложил в 1914 американский генетик Дж. Шелл (G. Shull). Явление Г., связанное с половым размножением у животных (перекрёстным опылением — у растений), может быть достигнуто разными способами (например, скрещиванием животных разных пород и видов). Однако не каждое скрещивание сопровождается Г. Поэтому в селекции на Г. подбор пар осуществляют посредством экспериментального определения общей и специфичной комбинационной способности. Наиболее резко проявляется Г. при некоторых межвидовых скрещиваниях, а также при скрещивании инбредных линий (например, в птицеводстве). При межвидовых скрещиваниях (например, кобылицы и осла) Г. проявляется в отношении некоторых свойств, в которых человек заинтересован, в отношении других биологически важных признаков и свойств гибриды могут значительно уступать родительским формам (например, мулы выносливы, нетребовательны, спокойны, но, как правило, бесплодны). При внутривидовой гибридизации увеличение Г. обычно зависит от генетических различий между родителями. Г. проявляется в полной мере только в первом поколении (во втором и последующих «затухает»), поэтому его практическое использование связано с ежегодным проведением массовых скрещиваний. При этом затраты на производство гибридного потомства у животных могут окупаться значительной прибылью. Получены важные практические результаты по применению Г. в птицеводстве, свиноводстве, шелководстве, рыбоводстве и других отраслях. В современном животноводстве широко используется Г., возникающий в промышленных межпородных скрещиваниях. Так, при скрещивании коров молочных пород с производителями мясных пород достигается сохранение у чистопородного маточного поголовья основного направления их продуктивности при одновременном увеличении и улучшении продукции мяса. См. также Гибридизация.

Полезное

Смотреть что такое «ГЕТЕРОЗИС» в других словарях:

Гетерозис — ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами растений или животных. Обычно во втором и последующих поколениях гетерозис затухает. Гетерозис широко… … Финансовый словарь

Гетерозис — Гетерозис (в переводе с греческого языка изменение, превращение) увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей. Это явление противоположно инбредной … Википедия

ГЕТЕРОЗИС — (от греческого heteroiosis изменение, превращение), свойство гибридов первого поколения превосходить по жизнестойкости, плодовитости и другим признакам лучшую из родительских форм. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает.… … Современная энциклопедия

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение превращение), свойство гибридов первого поколения превосходить по жизнестойкости, плодовитости и другим признакам лучшую из родительских форм. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает. Гетерозис … Большой Энциклопедический словарь

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение, превращение), «гибридная мощность», превосходство гибридов по ряду признаков и свойств над родительскими формами. Термин «Г.» предложен Дж. Шеллом в 1914. Как правило, Г. характерен для гибридов первого поколения … Биологический энциклопедический словарь

гетерозис — превосходство Словарь русских синонимов. гетерозис сущ., кол во синонимов: 1 • превосходство (14) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тр … Словарь синонимов

ГЕТЕРОЗИС — (от греч. heteroiosis изменение, превращение), гибридная мощность, повышенная жизнестойкость и плодовитость гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Впервые был описан Ч. Дарвином (1859). Теоретические основы гетерозиса… … Экологический словарь

ГЕТЕРОЗИС — ГЕТЕРОЗИС, повышенная жизненная сила, демонстрируемая в некоторых случаях гибридным потомством (см. ГИБРИД), не характерная для родителей … Научно-технический энциклопедический словарь

гетерозис — гетерозис. См. гибридная сила. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Гетерозис — увеличение мощности и жизнеспособности, повышение продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими особями. Источник: УКАЗАНИЯ ПО ЛЕСНОМУ СЕМЕНОВОДСТВУ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (утв. Рослесхозом 11.01.2000) … Официальная терминология

гетерозис — Явление превосходства гибрида над лучшим из родителей по степени развития тех или иных признаков и свойств, в наибольшей степени проявляющееся в первом поколении. [ГОСТ 20081 74, статья 36] [ГОСТ Р 52681 2006] Тематики виноградарство Обобщающие… … Справочник технического переводчика

Источник