Гибрид F1 (также известный как гибрид filial 1 ) — это первое поколение потомков, резко отличающихся по родительским типам. [1] Гибриды F1 используются в генетике и в селекционном разведении , где может использоваться термин скрещивание F1 . Термин иногда пишется с нижним индексом, как гибрид F1 . [2] [3] Последующие поколения называются F2 , F3 и т. д.
Потомство отчетливо различающихся родительских типов производит новый, однородный фенотип с комбинацией характеристик от родителей. В разведении рыб эти родители часто являются двумя близкородственными видами рыб, в то время как в разведении растений и животных родители часто являются двумя инбредными линиями .
Грегор Мендель сосредоточился на закономерностях наследования и генетической основе изменчивости . В своих экспериментах по перекрестному опылению с участием двух чистопородных, или гомозиготных , родителей Мендель обнаружил, что полученное поколение F1 было гетерозиготным и последовательным. Потомство показало комбинацию фенотипов от каждого родителя, которые были генетически доминирующими . Открытия Менделя, касающиеся поколений F1 и F2, заложили основу современной генетики.
Скрещивание двух генетически различных растений дает гибридное семя . Это может произойти естественным образом и включает гибриды между видами (например, мята перечная является стерильным гибридом F1 мяты водяной и мяты колосистой ). В агрономии термин гибрид F1 обычно зарезервирован для сельскохозяйственных сортов , полученных от двуродительских сортов. Эти гибриды F1 обычно создаются посредством контролируемого опыления , иногда ручного опыления . Для однолетних растений, таких как томат и кукуруза , гибриды F1 должны производиться каждый сезон.
Для массового производства гибридов F1 с однородным фенотипом родительские растения должны иметь предсказуемые генетические эффекты на потомство. Инбридинг и отбор на однородность для нескольких поколений гарантируют, что родительские линии будут почти гомозиготными. Расхождение между (двумя) родительскими линиями способствует улучшению характеристик роста и урожайности у потомства через явление гетерозиса («гибридная сила» или «комбинационная способность»).
Две популяции племенного скота с желаемыми характеристиками подвергаются инбридингу до тех пор, пока гомозиготность популяции не превысит определенный уровень, обычно 90% или более. Обычно для этого требуется более 10 поколений. После этого два штамма должны быть скрещены, избегая при этом самоопыления . Обычно это делается с растениями путем дезактивации или удаления мужских цветков из одной популяции, используя разницу во времени между мужским и женским цветением или ручным опылением. [4]
В 1960 году 99% всей кукурузы , 95% сахарной свеклы , 80% шпината , 80% подсолнечника , 62% брокколи и 60% лука , высаженных в Соединенных Штатах, были гибридами F1. [ необходима ссылка ] Фасоль и горох не подвергаются коммерческой гибридизации, поскольку они являются автоматическими опылителями , а ручное опыление непомерно дорого.
Гибриды F2, полученные в результате самоопыления или перекрестного опыления F1, не обладают постоянством F1, хотя они могут сохранять некоторые желаемые черты и могут производиться дешевле, поскольку не требуется ручное опыление или другие вмешательства. Некоторые компании по производству семян предлагают семена F2 по более низкой цене, особенно в клумбах , где постоянство менее критично. [5]
Скрещивания F1 у животных могут быть между двумя инбредными линиями или между двумя близкородственными видами или подвидами. У рыб, таких как цихлиды , термин скрещивание F1 используется для скрещивания между двумя разными выловленными в дикой природе особями, которые, как предполагается, происходят из разных генетических линий. [6]
Мулы — это гибриды F1 между лошадьми (кобылами) и ослами (валетами); скрещивание противоположного пола приводит к появлению лошаков . [ необходима цитата ] Однако такое потомство почти всегда бесплодно.
Сегодня некоторые одомашненные и дикие гибридные породы, такие как бенгальская кошка и саванна , классифицируются по номеру их дочернего поколения. Гибридная саванна F1 является результатом размножения между африканской кошкой сервал и домашней кошкой. [7]
Как поясняется в Международном журнале фауны и биологических исследований, [ требуется ссылка ] существует четыре причины гибридизации видов:
Малый размер популяции может быть вызван неадекватными или уничтоженными естественными средами обитания, что приводит к тому, что виды сбегают в другие среды обитания, и, как следствие, это может привести к меньшей доступности партнеров и может вызвать размножение между различными видами. [8] Фрагментация среды обитания и внедрение видов могут быть антропогенными или вызванными природой, такими как вырубка лесов, опустынивание , эвтрофикация, урбанизация, добыча нефти из воды, вызывающая изменения в экосистеме, которые приводят к миграции животных или избеганию нового окружения. [9] В-третьих, антропогенная гибридизация, которая является «искусственной или проводимой человеком гибридизацией», поддерживается исследователями для изучения «репродуктивной совместимости между видами». [10] Наконец, визуальные, химические и акустические сигналы помех являются тем, что заставляет виды подавать сексуальные сигналы, различая один и тот же пол, что приводит к гибридизации. [11]
Преимущества гибридизации видов: 1.) эволюция новой межвидовой породы, 2.) гибридная сила и 3.) повышенная продолжительность жизни и иммунитет к болезням (Dubey, A. 2019). Дубей объясняет каждое из них следующим образом: 1.) Новая межвидовая порода возникает в результате скрещивания двух различающихся видов. 2.) Гибридная сила определяется как вид, который становится более выносливым, динамичным и сильным, чем родители. Наконец, 3.) Гибриды могут иметь улучшенную продолжительность жизни и «высокий иммунитет к болезням» (Dubey, A. 2019).
Напротив, ограничения могут быть вызваны генетическим вымиранием и/или депрессией аутбридинга. Дубей объясняет, что генетическое вымирание может быть вызвано «гибридными стаями», отмечая различные степени гибридов. [12] Депрессия аутбридинга — это «скрещивание генетически отдаленных популяций», приводящее к снижению приспособленности гибридов и изоляции, что приводит к снижению воспроизводства. [13]
Филиальный подстрочный индекс.