Гібридизація

гібридизація - схрещування особин, які відрізняються хоча б одним геном. Якщо особини розрізняються лише однією парою різних ознак, таке схрещування називають моногібрідним (наприклад, гібридизація красноцветковими рослини з біло-квітковим або білої миші з сіркою).

Подібні схрещування дозволили Г. Менделя сформулювати основні закони спадковості, та й зараз гибридологический аналіз - основний метод класичної генетики. При записи схем дослідів по гібридизації, часто дуже складних, використовують позначення: сама гібридизація позначається знаком X, чоловічу і жіночу стать - астрономічними знаками Марса і Венери, батьки - латинською літерою Р, потомство - буквою Р (р1 - перше покоління гібридів, р2 - друге і т. д.).

У практиці гібридизація особин одного виду використовується найчастіше в двох цілях. У селекції її застосовують для того, щоб отримати новий сорт, породу або лінію, що поєднують вигідні для людини властивості батьків. Широко поширена також міжлінійне і Міжпородне гібридизація, яку проводять, щоб використовувати гібридну потужність Р1. Гібридизація - важливий засіб підвищення продуктивності сільського господарства.

Зеброїда - гібрид зебри з конем (ослом)

Подвоювати число хромосом генетики навчилися давно, обробляючи клітини спеціальним розчином - колхицином, отриманим з рослини безвременника. Форми з подвоєним числом хромосом називають амфидиплоидов. Перший гібридний амфідиплоїд - рафанобрассіку, гібрид редьки і капусти, отримав радянський вчений Г. Д. Карпеченко ще в 1922-1924 рр. Тепер таких гібридів отримано вже чимало. Згадаємо лише тритикале - гібрид пшениці і жита, потужний фуражний злак, отриманий в 1938 р А. І. Державіним, а також пшенично-пирійні гібриди Н. В. Цицина. Багато видів рослин явно мають гібридне походження. Сама пшениця - складний гібрид - поліплоїдії, а культурна зливу - нащадок терну і аличі.

У тварин такий шлях підвищення гібридної плодючості утруднений. Лише Б. Л. Астауров з співробітниками отримав плідний міжвидовий гібрид домашнього і дикого тутового шовкопряда. Для цього довелося отримати гексаплоїдних (з шістьма наборами хромосом) самок домашнього шовкопряда і схрестити їх з диким.

Гібридні види в природі виникають набагато частіше у рослин, ніж у тварин. Однак і у рослин гібриди в природі досить рідкісні.

Між представниками різних видів гібридизація проходить важче. Особи різних видів зазвичай не схрещуються. Якщо внутрішньовидові гібриди, як правило, плідні (фертильні), то міжвидові зазвичай безплідні (стерильні). Однак і вони нерідко мають гібридної потужністю, і з цією метою їх прагнуть отримати. З давніх-давен відомі мули (кінь X осів) і ослиці (ослиця X жеребець), які витривалі, але безплідні. Відомі також нари - гібриди одногорбого верблюда (дромадера) і двогорбий (бактріан). Пари плідні, але особини Р2 крейда і малосильні. Щоб цього уникнути, Р1 схрещують або з дромадерів, або з бактріанамі. Помісі яка з коровами (сарликі, високо цінується за жирномолочность) і бізона з коровами обмежено плідні: у них стерильні тільки самці. Те ж спостерігається при віддаленій гібридизації рослин: Р1 часто бувають стерильними.

Яка причина стерильності або обмеженою плодючості міжвидових гібридів? Перш за все, це може бути несумісність ядра і цитоплазми. Чоловіче ядро, отримане зі сперматозоїдом, може просто не розвиватися в цитоплазмі материнської яйцеклітини. Але головна причина - порушення мейозу при виникненні чоловічих і жіночих статевих клітин Р1. Адже під час мейозу однакові, гомологічні хромосоми, отримані від батька і від матері, шикуються попарно (таке з`єднання генетики називають бівалентом). Природно, якщо число хромосом у батька і матері гібрида різний, процес утворення бівалентов порушений і статеві клітини формуються нежиттєздатні, з неповним або надмірною кількістю хромосом. Те ж спостерігається і в тому випадку, якщо число хромосом однакове, але вони сильно відрізняються за структурою. Віддалені гібриди взагалі часто бувають малоплодовітимі, але їх плодючість можна довести до нормальної наступними схрещуваннями з одним з батьків. При цьому хромосоми одного виду витісняються при наступних мейозу хромосомами іншого, і гібрид перестає бути гібридом - за генетичною структурою він уподібнюється одному з батьків.

Гібридний фіолетовий картопля

На рослинах розроблений більш ефективний спосіб відновлення плодючості гібридів без втрати їх гібридної, змішаної генетичної структури. Дослідники міркували так: гібриди неплідності, тому що батьківські хромосоми при мейозі НЕ "дізнаються" материнські, не утворюють гомологічних пар - бівалентов. А якщо подвоїти число хромосом в клітині перед мейозом? Тоді і батьківські і материнські хромосоми знайшли б собі пару, і статеві клітини вийшли б із збалансованим набором хромосом, я значить, життєздатні.

При гібридизації батьківські ознаки у гібридів комбінуються, іноді виникають нові. Якщо схрестити пшеницю з типом колоса А і Б, гібрідипервогопоколенія більше схожі на А. У другому поколінні гібридів (нижній ряд) вищепляются гомозиготи, схожі на батьків, а гетерозиготи (в центрі) набувають довгий колос. В даному випадку схрещують форми розрізняються за трьома парам алелів.

В останні роки було зроблено цікаве відкриття. Виявилося, що клітини багатоклітинних організмів, що розводяться в лабораторіях на твердому живильному середовищі, можуть зливатися один з одним. Це клітини з подвійним набором хромосом (2п), соматичні, тому новий прийом генетики назвали соматичної гибридизацией. Вдалося отримати гібридні соматичні клітини: людина X миша, людина X золотистий хом`ячок, миша X щур, миша X мавпа, миша X курка і навіть хом`як X черепаха, людина X комар! Якщо злиття клітин сталося, хромосоми настільки різних видів можуть деякий час уживатися в гібридної клітці. Цей метод надзвичайно важливий для картування генів, з його допомогою можна визначити, в якій хромосомі розташований той чи інший ген. Домогтися злиття рослинних клітин в культурі набагато важче, оскільки вони покриті оболонкою з клітковини. Можуть зливатися лише протопластів рослинних клітин, у яких оболонки видалені хімічним шляхом. Вирішення цієї проблеми обіцяє багато: на відміну від тварин з однієї рослинної клітини можна виростити цілу рослину. Таким шляхом можна було б отримати найфантастичніші гібриди, створення яких зараз здається неможливим.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985