Йозеф Кёльрейтер, Ч. Дарвин Гетерозис – наличие у гибридов первого поколения увеличения размеров, мощности, урожайности и большей способности выдерживать конкуренцию в неблагоприятных условиях по сравнению с исходными родительскими формами.
Сущность явления гетерозиса состоит в том, что в результате скрещивания двух наследственно разнокачественных особей получается потомство более плодовитое, чем каждая из родительских форм.
Развитие селекции на гетерозисе связано с именем американского генетика Д. Г. Шелла, который впервые в своих работах (1905-1908 гг.) поставил вопрос о выращивании в производственных условиях гибридов кукурузы с целью повышения урожайности.
Существует несколько теорий, которые объясняют гетерозис. -теория «доминирования», согласно которой гетерозис обусловлен наличием у гибридов подбора благоприятных доминантных аллелей разных типов, взаимодействующих по комплементарному типу. P AAbbCCdd * aaBBccDD F AaBbCcDd -теория – «сверхдоминирования» объясняет гетерозис за счет преимущества гетерозиготного состояния генотипа над гомозиготным ( Aa преимущества перед АА аа ) - теория «компенсаторных комплексов» - гетерозис обеспечивается комплексом генов, нивелирующим отрицательные эффекты высокого уровня гомозиготности и дающим при гибридизации эффект гибридной силы..
Наиболее резко выраженный гетерозис по урожайности наблюдается у гибридов первого поколения. Во втором и последующих поколениях урожайность гибридов снижается и наблюдается расщепление по морфологическим признакам и биологическим свойствам.
Создание гетерозисных гибридов. 1 этап-многократное самоопыление многих растений того или иного сорта и получение инбредных (чистых) линий, т.е. гомозиготных по подавляющему числу генов. .
2 этап- оценка полученных в результате самоопыления линий по их комбинационной способности- т.е способности давать при скрещивании с другой линией гетерозисных гибридов. Различают комбинационную способность: общую и специфическую. Общая комбинационная способность -средний уровень гетерозиса, который дает линия при скрещивании со многими другими линиями. Специфическая комбинационная способность-тот уровень гетерозиса, который дает линия при скрещивании с другой конкретной линией.
3 этап- получение гибридов. Проявление гетерозиса в различных поколениях гибридной кукурузы. 1,2 – исходные родительские формы, 3 – гибриды F1, 4-10 – гибриды последующих поколений
Избежать самоопыления можно двумя путями: -удалить вручную мужские элементы цветка-тычинки -сделать мужские цветки-стерильными
1922 г. М. И. Хаджинов нашел в посевах кукурузы растения с мужской стерильностью (отсутствие нормальной пыльцы)- ЦМС- цитоплазматическая мужская стерильность.
Экспериментально доказано, что признак мужской стерильности можно путём гибридизации и отбора «ввести» в женские линии. Такие линии могут служить материнскими формами для получения простых гибридов, а простые в качестве материнских форм двойных гибридов.
Растения, обладающие цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС), имеют недоразвитые пыльники с бесплодной пыльцой, лишенной запасных питательных веществ и, прежде всего, крахмала, отсутствие которого в пыльце является показателем его стерильности. ЦМС передается потомству только по материнской линии.
Стерильные аналоги используются в качестве материнских форм при производстве гибридных семян.
Сорта или линии, которые при скрещивании со стерильными растениями дают потомство с нормально развитой пыльцой, называют восстановителями фертильности.
