Гетерозис и инбридинг

Явление гетерозиса, или гибридной мощности, заключается в увеличении продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами (рис. 65). Гетерозис проявляется в повышении роста, увеличении урожая, скороспелости и т.д. Но по одним признакам он проявляется больше, по другим — меньше, а по некоторым совсем отсутствует. Самое главное его преимущество — это повышение урожайности.

В настоящее время гетерозис установлен для большинства растений. Почти у всех сельскохозяйственных культур прибавка урожая у гибридов первого поколения (F₁) составляет в среднем 10—30%.

Характерной особенностью гетерозиса является наибольшее его проявление у гибридов F₁, в последующих поколениях происходит затухание. Это явление можно объяснить уменьшением числа гетерозиготных особей. В связи с этим в производстве гетерозисные гибриды используются лишь в F₁, поэтому их нужно получать ежегодно.

Инбридным вырождением (инцухт — депрессия) называется снижение жизнеспособности и продуктивности растений вследствие инцухта.

Под инцухтом понимают принудительное самоопыление перекрестноопыляющихся растений.

При инцухте завязывается небольшое количество семян (0, 3—5%) от числа опыленных цветков; из таких семян вырастают маложизнеспособные, с низкой семенной продуктивностью растения. Среди них бывают карлики, альбиносы, с недоразвитыми стерильными соцветиями и т.д. При повторном применении инцухта разница между самоопыленными линиями одного и того же сорта резко увеличивается, а растения в пределах одной самоопыленной линии становятся более или менее однотипными, но продуктивность их уменьшается. Сами по себе самоопыленные линии не могут быть использованы в производстве, но они нашли применение в селекции на гетерозис.

Принудительное самоопыление для получения инцухт-линий — довольно широко распространенный прием в селекции кукурузы и ряда других культур. Методика получения инцухт-линий заключается в следующем: у растений с обоеполыми цветками, например у ржи, соцветия за 1—2 суток до цветения изолируют пергаментными изоляторами на все время цветения. Через 7—10 суток, когда в соцветии отцветут все цветки, а неоплодотворенные пестики станут нежизнеспособными, изолятор снимают и подсчитывают число завязавшихся семян.

У раздельнополых однодомных растений принудительное самоопыление женских соцветий производят пыльцой мужского соцветия того же растения. Для лучшего завязывания семян при инцухте цветки можно опылять смесью пыльцы их растения и пыльцы растений других родов и даже семейств. Например, к пыльце ржи можно добавить пыльцу пшеницы, кукурузы, подсолнечника и других растений.

Семена от каждого самоопыленного соцветия на следующий год высевают на отдельной делянке для получения первого поколения самоопыленной линии (инцухт-линии). Эту инцухт-линию, в которой будут маложизненные растения, а также растения, сильно пораженные болезнями и вредителями, не берут для дальнейшей работы. В лучших самоопыленных линиях растения снова инцухтируют. Инцухтирование повторяют и в последующих, 3 — 5-м поколениях. Затем инцухтирование прекращают и растения каждой отобранной линии размножают на изолированном участке уже при свободном опылении в пределах одной линии.

Опыт можно провести на посевах ржи, кукурузы или другой культуры.