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 пов’язано 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. бар’єру 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 пов’язані з іменами таких учених, як І. Мічурін, М. Цицин, Г. Карпеченко, М. Терновський, Н. Лебедєва, А. Шулиндін, М. Іванов, В. Юр’єв, 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).

Розмір шрифту

Гібридизація

Рекомендована література

Інформація про статтю

Схожі статті