Гибрид F1 (также известный как дочерний гибрид 1 ) — это первое дочернее поколение потомков совершенно разных родительских типов. [1] Гибриды F1 используются в генетике и селекции , где может использоваться термин «гибрид F1» . Термин иногда пишется с индексом, как F 1 гибрид . [2] [3] Последующие поколения называются F 2 , F 3 и т. д.
Потомство совершенно разных родительских типов производит новый, однородный фенотип с комбинацией характеристик родителей. В разведении рыб этими родителями часто являются два близкородственных вида рыб, тогда как в разведении растений и животных родителями часто являются две инбредные линии .
Грегор Мендель сосредоточил свое внимание на закономерностях наследования и генетической основе изменчивости . В своих экспериментах по перекрестному опылению с участием двух чистокровных или гомозиготных родителей Мендель обнаружил, что полученное поколение F1 было гетерозиготным и последовательным. Потомство показало комбинацию фенотипов каждого родителя, которые были генетически доминантными . Открытия Менделя, касающиеся поколений F1 и F2, заложили основу современной генетики.
Скрещивание двух генетически различных растений дает гибридное семя . Это может произойти естественным путем и включает гибриды между видами (например, мята перечная — это стерильный гибрид F1 водяной и мяты колосистой ). В агрономии термин «гибрид F1» обычно применяется к сельскохозяйственным сортам , полученным от двухродительских сортов. Эти гибриды F1 обычно создаются посредством контролируемого опыления , иногда ручного опыления . Для однолетних растений, таких как томат и кукуруза , гибриды F1 необходимо выращивать каждый сезон.
Для массового производства гибридов F1 с однородным фенотипом родительские растения должны оказывать предсказуемое генетическое воздействие на потомство. Инбридинг и отбор по единообразию для нескольких поколений гарантируют, что родительские линии практически гомозиготны. Дивергенция между (двумя) родительскими линиями способствует улучшению характеристик роста и урожайности потомства за счет явления гетерозиса («гибридная сила» или «комбинационная способность»).
Две популяции племенного стада с желаемыми характеристиками подвергаются инбридингу до тех пор, пока гомозиготность популяции не превысит определенный уровень, обычно 90% и более. Обычно для этого требуется более 10 поколений. После этого два штамма необходимо скрестить, избегая самооплодотворения . Обычно это делается с растениями путем деактивации или удаления мужских цветков из одной популяции, используя разницу во времени между мужским и женским цветением или ручное опыление. [4]
В 1960 году 99% всей кукурузы , 95% сахарной свеклы , 80% шпината , 80% подсолнечника , 62% брокколи и 60% лука, посаженных в США, были гибридами F1. [ нужна цитата ] Фасоль и горох не подвергаются коммерческой гибридизации, поскольку они являются автоматическими опылителями , а ручное опыление непомерно дорого.
Гибридам F2, полученным в результате самоопыления или перекрестного опыления F1, не хватает стабильности F1, хотя они могут сохранять некоторые желательные черты и их можно производить дешевле, поскольку не требуется ручное опыление или другие вмешательства. Некоторые семеноводческие компании предлагают семена F2 по более низкой цене, особенно для растений, выращивающих грядки , где консистенция менее критична. [5]
Скрещивания F1 у животных могут происходить между двумя инбредными линиями или между двумя близкородственными видами или подвидами. У рыб, таких как цихлиды , термин «скрещивание F1» используется для скрещивания двух разных особей, пойманных в дикой природе, которые, как предполагается, принадлежат к разным генетическим линиям. [6]
Мулы — это гибриды F1 лошадей (кобыл) и ослов (гнезд); в результате скрещивания противоположного пола получаются лошаки . [ нужна цитата ] Однако такое потомство почти всегда бесплодно.
Сегодня некоторые одомашненные и дикие гибридные породы, такие как бенгальская кошка и кошка саванна , классифицируются по номеру дочернего поколения. Гибридная кошка саванна F1 является результатом размножения африканского сервала и домашней кошки. [7]
Как поясняется в Международном журнале фауны и биологических исследований, существует четыре причины гибридизации видов:
Небольшой размер популяции может быть вызван неадекватностью или уничтожением естественной среды обитания, что приводит к бегству видов в другие места обитания и, как следствие, к уменьшению доступности партнеров и может привести к размножению между отдельными видами. [8] Фрагментация среды обитания и внедрение видов могут быть антропогенными или вызваны самой природой, например, вырубка лесов, опустынивание , эвтрофикация, урбанизация, добыча нефти из воды, вызывающая изменения в экосистеме, которые приводят к миграции животных или бегству из новой среды. [9] В-третьих, это антропогенная гибридизация, то есть «искусственная или управляемая человеком гибридизация», поддерживаемая исследователями для изучения «репродуктивной совместимости между видами». [10] Наконец, визуальные, химические и акустические сигналы помех — это то, что заставляет виды сигнализировать о сексуальных сигналах, дифференцируя однополые и противоположные полы, что приводит к гибридизации. [11]
Преимущества гибридизации видов: 1.) эволюция новой межвидовой породы, 2.) сила гибрида и 3.) повышение продолжительности жизни и иммунитета к болезням (Dubey, A. 2019). Дубей объясняет каждое из них следующим образом: 1.) Новая межвидовая порода возникла в результате скрещивания двух различных видов. 2.) Гибридная энергия определяется как вид, который становится более выносливым, динамичным и сильным, чем родители. Наконец, 3.) Гибриды могут иметь повышенную продолжительность жизни и «высокую невосприимчивость к болезням» (Дуби, А. 2019).
Напротив, ограничения могут быть связаны с генетическим вымиранием и/или аутбридинговой депрессией. Дубей объясняет, что генетическое вымирание может быть вызвано «роями гибридов», отмечая различную степень гибридов. [12] Аутбридинговая депрессия — это «скрещивание генетически отдаленных популяций», вызывающее у гибридов снижение приспособленности и изоляции, что приводит к снижению воспроизводства. [13]
Филиальный индекс.