ZJAWISKO HETEROZJI

HETEROZJA
– bujność mieszańców pokolenia F1 w stosunku do
form rodzicielskich,
- ujawnia się po skrzyżowaniu dwóch genetycznie
różnych homozygotycznych genotypów
- nie jest dziedziczna i w pokoleniu F2 następuje
wyraźny spadek bujności,
- może być dodatnia lub ujemna
- ma znaczenie dla hodowli:
kukurydzy, żyta, buraka cukrowego, tytoniu, cebuli,
kalafiora, pomidora, kapusty, marchwi
 samopylne (kastracja lub wykorzystanie ms)
 obcopylne (chów wsobny lub selekcja cykliczna)
Mechanizmy genetyczne ułatwiające produkcję nasion
odmian mieszańcowych:
 męska sterylność ( kukurydza, cebula, marchew,
burak)
 linie żeńskie (ogórek)
 dwupienność (szparag, szpinak, chmiel)
 samoniezgodność (kapustne, burak, żyto,
koniczyna)
1
Hipotezy wyjaśniające heterozję:
 efekt
współdziałania
dużej
liczby
genów
dominujących
 superdominacja (naddominowanie) – pary alleli,
które
w
stanie
heterozygotycznym
warunkują
występowanie większej żywotności.
 współdziałanie
aktywność
genomu
ATP-azy
w
z
plazmonem
mitochondriach
–
(np.
siewek
mieszańcowych F1 była wyższa niż z siewek form
rodzicielskich).
Zastosowanie w hodowli
 Tworzenie w stosunkowo krótkim czasie nowych
odmian mieszańcowych.

Uzyskanie dwu- lub nawet trzykrotnej zwyżki
plonu mieszańców w porównaniu do plonu ich linii
rodzicielskich.
 Efekt heterozji w F1 występuje jedynie przy
właściwym doborze komponentów rodzicielskich,
najczęściej linii wsobnych, które otrzymuje się na
drodze chowu wsobnego lub selekcji cyklicznej
2
Sposoby uzyskiwania form rodzicielskich dla
odmian mieszańcowych:
 chów wsobny
 selekcja cykliczna
CHÓW WSOBNY - zmuszenie roślin obcopylnych do
samozapylenia
1. Cele:
- rozkład populacji na genotypy (segregacja cech)
- usunięcie negatywnych form recesywnych drogą
selekcji, czyli nagromadzenia korzystnych form
- dążenie do homozygotyczności
2. Depresja wsobna – jako skutek nagromadzenia
niekorzystnych alleli w formie recesywnej
 spadek
ogólnego
wigoru,
zmniejszenie
rozmiarów,
obniżenie płodności i plenności
 największy
wymiar
w
ciągu
pierwszych
lat
chowu
wsobnego, ok. 7 roku tzw. dno depresji
 spadek
wymiaru
cechy
zależy
od
liczby
genów
ją
warunkujących
 stopień depresji zależy od gatunku (silna depresja: cebula,
marchew, kapusta, słaba u dyniowatych)
3
Wynik chowu wsobnego:
uzyskanie
wysoce
wyrównanych
znanych
homozygotycznych
genetycznie.
Ustalone
wartościach
wykorzystywane
są
jako
linii,
linie
(o
kombinacyjnych)
linie
rodzicielskie
do
produkcji odmian mieszańcowych.
Selekcja cykliczna:
– poprawa populacji – cechy ilościowe
1 cykl:
 wybór korzystnych linii i zapylenie własnym
pyłkiem
 ocena wartości otrzymanych linii S1 i selekcja z
nich wartościowych osobników
 swobodne przekrzyżowanie najlepszych roślin
4
Wartość kombinacyjna linii
- właściwość linii, która po krzyżówce z inną daje wysoki
efekt heterozji
- jej miarą jest plenność potomstwa F1; wysoki plon
mieszańców świadczy o dobrej zdolności kombinacyjnej
jego form wyjściowych.
- linie wsobne o wysokiej w.k.l. są rzadkie
Ogólna wartość kombinacyjna (OWK) badanej linii
wsobnej
określa
zdolność
do
wydawania
bujnego
potomstwa przy krzyżowaniu jej z wieloma innymi liniami
hodowlanymi (OWK wynika z addytywnego działania
genów). Znając efekty OWK form wyjściowych hodowca
może przewidzieć średnią wartość potomstwa z ich
kojarzeń.
Specyficzna
zdolność
kombinacyjna
(SWK)
charakteryzuje ona zdolność dwóch różnych linii do
wydawania bujnego potomstwa przy ich wzajemnym
przekrzyżowaniu
(SWK
wynika
z
nieaddytywnwgo
działania genów).
5
Metody oceny zdolności kombinacyjnej:
1) Układ krzyżowań diallelicznych – polega na
skrzyżowaniu wszystkich linii według zasady „każda z
każdą”.
2) Test topcross –
dla gatunków, u których możliwe jest
usunięcie pyłku z roślin matecznych na drodze kastracji lub
przy wykorzystaniu roślin męskosterylnych; metoda ta służy
do wstępnej selekcji linii przed przystąpieniem do
krzyżowania diallelicznego.
Wszystkie badane linie wsobne są krzyżowane z jednym
zapylaczem – testerem (linia lub odmiana o dobrej
OWK). Bujność potomstwa linii i testera ocenia się w
doświadczeniu.
3) Test polycross –
stosowana w hodowli roślin
wieloletnich o drobnych obupłciowych kwiatach (trawy,
motylkowe); metoda ta znalazła zastosowanie w hodowli
odmian syntetycznych.
Wybór pojedynków, namnożenie (klony), przepylenie
pomiędzy klonami w poszczególnych blokach
krzyżowania. W doświadczeniu oceniane jest potomstwo
bloków.
6
4) Ocena potomstwa ze swobodnego przepylenia
–
stosowana w hodowli gatunków, u których trudno usunąć
pyłek z roślin matecznych (drobne kwiaty, brak ms); metoda
pozwala na ocenę OWK badanych linii.
W sposób losowy wysadzane są na jednym polu
wszystkie testowane linie lub klony. Potomstwo powstaje
przy udziale pyłku z całego poletka. Potomstwo linii
oceniane jest w doświadczeniu.
Wysokość heterozji w pokoleniu F1 określana jest
przez:
 porównanie wartości mieszańców F1 w stosunku
do wartości lepszego z rodziców
 porównanie wartości mieszańców F1 w stosunku
średniej wartości obu form wyjściowych
 porównanie wartości mieszańców F1 w stosunku
wartości „wzorca”
7
Hodowla odmian mieszańcowych F1:
1. wybór materiału wyjściowego
2. otrzymanie dużej liczby linii wsobnych
3. badanie ich zdolności kombinacyjnej i
wytypowanie form rodzicielskich dla odmiany
mieszańcowej
4. rozmnożenie linii i coroczna produkcja nasion F1
Hodowla odmian syntetycznych
– połączenie materiałów o wysokiej zdolności
kombinacyjnej
1. wybór materiału wyjściowego
2. otrzymanie linii, klonów lub populacji o dobrej
zdolności kombinacyjnej
3. połączenie wybranych form rodzicielskich na
wspólnym polu przekrzyżowania
4. rozmnożenie form rodzicielskich i coroczna
produkcja nasion F1
8