Гібридизація

ГІБРИДИЗА́ЦІЯ — процес отрима­н­ня гібридів у результаті схрещувань рослин або тварин, які від­різняються між собою одним чи кількома алелями, числом або будовою хромосом. Часто Г. характеризується гетерозисом (особини мають більшу жит­тє­здатність, при­стосованість та плідність). Гібриди першого поколі­н­ня гетерозиготні щодо ознак, які ви­вчаються. Першим провів схрещува­н­ня та описав техніку отрима­н­ня гібрид. насі­н­ня нім. ботанік Й. Кельрейтер (1761). Він довів значе­н­ня пилку при запліднен­ні у рослин, рівноцін­ність участі в пере­дачі спадк. ознак пилку та яйцеклітини; ви­значив велику різноманітність форм у другому і на­ступних поколі­н­нях; показав доцільність проведе­н­ня складних схрещувань для отрима­н­ня нових різновидів рослин. Серед. ін. видатних науковців, які ви­вчали пита­н­ня Г., — А. Болотов, Т. Найт, К. Гертнер, А. Сажре, Ш. Ноден, М. Віхура. Ці вчені вперше за­стосували в Г. внутр.-видові, між­видові та між­родові схрещува­н­ня. На­прикінці 18 — на поч. 19 ст. Г. спочатку в Росії, а пізніше у Великій Британії та Франції стала методом створе­н­ня нових сортів рослин. Ці наук. досягне­н­ня стали перед­умовою для від­кри­т­тя закономірностей або правил успадкува­н­ня гібридами морфол. ознак, встановлених Ґ. Менделем (1866). Закони Менделя лягли в основу гібридолог. аналізу. На поч. 20 ст. Г. рослин широко використовували С. Букасов, І. Мічурін та М. Цицин для отрима­н­ня між­видових та між­родових гібридів.

Г. тварин почали проводити дещо пізніше. Спочатку це були аматор. схрещува­н­ня, гол. чином у поміщиц. садибах, курей з фазанами, коня з віслюком, бика з бізоном. Цілеспрямовану Г. тварин проводив Ф. Фальц-Фейн в Асканії-Новій. В результаті схрещува­н­ня зебри з конем та зубра з бізоном він вивів нові породи (від­повід­но зеброїд та зубро-бізон).

На сучас. етапі роз­різняють Г. внутр.-видову, від­далену та соматичну (або парасексуальну). Г. форм усередині виду і таксономічно від­далених груп може бути як природною, так і штучною. Як осн. метод створе­н­ня нових форм використовується внутр.-видова Г. (схрещува­н­ня під­видів, сортів, ліній порід). Від­далена Г. складається пере­важно з між­видової та між­родової Г. Вона має обмежене за­стосува­н­ня, що повʼязано з геогр. ізоляцією видів, роз­біжністю циклів роз­множе­н­ня, не­здатністю пилкових трубок проро­стати на приймочці маточки, генет. несумісністю гамет або фізіол. несумісністю ядра і цитоплазми, нежит­тє­здатністю зиготи на ран­ніх стадіях роз­витку тощо. Для проведе­н­ня Г. використовують цілу систему схрещувань: прості — (А × В); трилінійні — (А × В) × С; ступінчасті — (А × В) × С) × Д; по­двійні — (А × В) × (С × Д); діалельні — кожний сорт схрещується з усіма сортами, ві­ді­браними для схрещува­н­ня; неповні зворотні, або аналізувальні — (А × В) × А, (А × В) × В; повні зворотні — А × В-ВС7 × А. При роз­веден­ні тварин системи схрещувань поділяють на родин­ні (інбридинг, або інцухт) та неродин­ні (аутбридинг).

Роз­різняють ділянки Г., на яких у спец. господарствах вирощують насі­н­ня гетерозисних гібридів, та зони Г., які виникають у природі внаслідок поруше­н­ня цілісності ізоляц. геогр. барʼєру між 2-ма дивергентними, але ще не повністю ре­продуктивно ізольованими популяціями, що створює умови для Г. За допомогою Г. можна пере­носити від дикого виду в культур. окремі хромосоми, їхні сегменти або гени, які контролюють унікал. властивості рослин. Для цього за­стосовують зворотні схрещува­н­ня (за допомогою нулісомиків, моносомиків, транс­локацій), метод гамма-опроміне­н­ня пилку напів­летал., летал. і надлетал. дозами та дію на пилок ін. чин­ників (мутагенів, екзоген. ДНК тощо).

Схрещуватися можуть не лише живі організми (рослини, тварини), але й окремі їхні клітини (дві та більше). При цьому Г. від­бувається в організмі або в культурі in vitro. Значного роз­витку набула Г. соматич. клітин у тварин та протопластів (протоплазма з включе­н­ням без клітин. оболонки, зруйнов. за допомогою пектинази чи целюлази) у рослин. Цей метод є особливо важливим у тих випадках, коли Г. при звичай. схрещува­н­нях неможлива. Для під­вище­н­ня ймовірності зли­т­тя клітин їх обробляють у тварин ін­активованим вірусом Сендай, у рослин — поліетиленгліколем або ін. чин­никами. Гібридні клітини виділяють за допомогою селектив. середовищ, у яких клітини батьків. форм гинуть, а гібридів — виживають. Гібриди називають соматичними, якщо при злит­ті клітин сформувалося заг. ядро. Якщо ядра залишаються від­окремленими, то при злит­ті генетично ідентич. клітин утворюється гомокаріон, а при злит­ті клітин з генетично різними ядрами — гетерокаріон. У разі успадкува­н­ня гібридом ядра (ядерних генів) однієї з батьків. форм, поряд з цитоплазмою ін. або 2-х батьків. форм вживається термін «цитоплазматичний гібрид», або «цибрид». Соматичну Г. рослин в Україні започаткували академік HAHУ Ю. Глеба та очолюваний ним колектив. З допомогою Г. соматич. клітин можна ви­вчати закономірності регуляції дії генів у процесі онтогенет. диференціації клітин, складати генет. карти, роз­робляти способи масового виробництва специф. антитіл для створе­н­ня нових форм рослин, що по­єд­нують генотипи різних сортів, які не схрещуються в звичай. умовах тощо. Нині методом соматич. Г. уже отримані гібриди картоплі, тютюну, моху, людини і кролика, людини і комара, людини і моркви тощо. Прикладом успішного за­стосува­н­ня Г. на практиці є виведе­н­ня сорту гібрид. кукурудзи (1930-і рр.). Завдяки Г. було досягнуто значних успіхів у селекції ін. культур (озимої пшениці, ячменю, жита, соняшника тощо). Шляхом схрещува­н­ня спонтан. та індуков. мутацій виведено новий тип напів­карлик. пшениці, що при­звело до різкого збільше­н­ня продуктивності цієї культури. Методом від­даленої Г. створ. низку сортів плодово-ягід. культур; нові культури — тритикале (схрещува­н­ня пшениці та жита), маїс­синте (схрещува­н­ня кукурудзи і теосинте), нову породу бестер (схрещува­н­ня білуги та чечуги), а також гібриди великої рогатої худоби з яками та зебу, гібриди свиней, тонкорун. овець з гірським бараном архаром тощо. Ці досягне­н­ня повʼязані з іменами таких учених, як І. Мічурін, М. Цицин, Г. Карпеченко, М. Терновський, Н. Лебедєва, А. Шулиндін, М. Іванов, В. Юрʼєв, В. Ремесло, Ф. Кириченко, Б. Соколов, П. Гаркавий. Серед сучас. генетиків та селекціонерів України ві­домі Б. Дзюбецький, Л. Животков, А. Линчевський, М. Литвиненко, С. Лифенко, В. Моргун, М. Роїк, А. Шевченко, В. Буркат, М. Зубець, В. Рибалко та ін.

В Україні пита­н­ня Г. ви­вчають в установах УААН: Ін­ституті рослин­ництва (Харків), Селекц.-генет. ін­ституті — Нац. центрі насін­нє­знавства та сортови­вче­н­ня (Одеса), Миронів. ін­ституті пшениці (с. Центральне Миронів. р-ну Київ. обл.), Ін­ституті землеробства (Київ), Ін­ституті тварин­ництва степ. р-нів «Асканія-Нова» — Нац. наук. селекц.-генет. центрі з вівчарства (смт Асканія-Нова Чаплин. р-ну Херсон. обл.), Ін­ституті роз­веде­н­ня і генетики тварин (с. Чубинське Борис­піл. р-ну Київ. обл.); Ін­ституті фізіології рослин і генетики НАНУ (Київ) та Ін­ституті клітин. біо­логії та генет. інженерії НАНУ (Київ).

Завантажити статтю