8.5.102. Що являє собою гетерозис? Чим він зумовлюється?

Гетерозис, або гібридна сила, — це явище, яке спостерігається при неспорідненому схрещуванні або віддаленій гібридизації. Суть цього явища полягає в тому, що перше покоління гібридів має підвищену життєздатність і продуктивність. Але починаючи з другого покоління, ефект гетерозису звичайно знижується. Явище гетерозису зумовлюється такими основними причинами: у гетерозигот гаситься шкідлива дія рецесивних алелей; у виникненні гетерозису відіграє роль дія сприятливих домінантних алелей, які присутні в різному наборі в батьківських форм і поєднуються в нащадків, яких отримано внаслідок схрещування цих батьківських форм; гетерозис залежить від більш повного вираження деяких генів у гетерозигот, ніж у гомозигот. Гетерозис може сильніше позначитись на одних ознаках гібридної особини, ніж на інших, а деякі ознаки взагалі можуть не змінюватися. Крім того, ефект гетерозису, наприклад збільшення розмірів організму або збільшення його плодючості, не завжди корисний біологічно для самого організму, хоч може бути вигідним з господарської точки зору. Вивчення біохімічних причин гетерозису показало, що в гібридів часто спостерігається підвищена активність ряду ферментів і розширення їх набору.

8.5.103. Що таке віддалена гібридизація? Наведіть приклади віддаленої гібридизації у тварин та рослин.

Віддалена гібридизація — це схрещування особин, що належать до різних видів або навіть родів. Приклади віддаленої гібридизації в селекції рослин: гібрид редьки й капусти, пшениці й пирію, тритікале (гібрид пшениці й жита). Приклади віддаленої гібридизації в селекції тварин: архаро-мериноси (результат схрещування дикого гірського барана з тонкорунними вівцями — мериносами), мули (гібрид збили з ослом), гібриди одногорбого та двогорбого верблюдів, гібриди яків і великої рогатої худоби, бістер (гібрид білуги й стерляді).

8.5.104. Для чого в селекції рослин проводять схрещування між собою чистих ліній?

Схрещування чистих ліній між собою проводять з метою сполучення в генотипі нащадків тих станів ознак, які були в батьківських форм у різному наборі. В результаті такого схрещування може спостерігатись явище гетерозису, внаслідок якого гібриди першого покоління мають більші розміри, підвищену життєздатність та продуктивність.

8.5.105. У чому біологічна сутність щеплення?

При щепленні в гібридної особини поєднуються стани ознак, які не можна сполучати шляхом статевого розмноження (соматичні мутації тощо), зокрема різні стани ознак різних сортів та видів. Внаслідок щеплення спостерігається явище взаємовпливу прищепи та підщепи, що може привести, у свою чергу, до виникнення нових властивостей.

8.5.106. Які особливості селекції тварин порівняно з селекцією рослин?

В основі селекції тварин, як і рослин, лежать спадкова мінливість і штучний добір. Проте селекція тварин мас особливості порівняно з селекцією рослин, які випливають із самої природи організму тварини Тваринам властиве тільки статеве розмноження; у тварин звичайне нечисленне потомство і тому кожна особина є значною цінністю. Важливе значення в селекції тварин має врахування екстер'єру (сукупності зовнішніх форм тварини). Крім того, треба враховувати кореляційну мінливість, тобто те, що зміна однієї ознаки може спричинити зміну іншої. Також слід мати на увазі, що часто спадкові ознаки, які цікавлять людину, безпосередньо в особин можуть не проявлятися. Так, у самців великої рогатої худоби не проявляються такі ознаки, як молочність і жирномолочність, у півнів — несучість. Тому для виявлення цих якостей користуються методом визначення якості плідників за продуктивністю потомства.

8.5.107. Що являє собою метод випробування плідників за продуктивністю потомства? Для чого він використовується?

Спадкові якості, які цікавлять людину, у самців безпосередньо можуть не виявлятися (молочність і жирномолочність у бугаїв, несучість у півнів). Щоб виявити ці ознаки, застосовують метод випробування за продуктивністю потомства. Спочатку від плідників дістають відносно нечисленне потомство і порівнюють його за продуктивністю з матерями та середньою продуктивністю породи. Якщо продуктивність дочок вища, ніж середня продуктивність породи, тоді даного плідника можна використовувати в селекційній роботі.

8.5.108. Що являють собою райони одомашнювання тварин?

Як встановлено на підставі сучасних зоологічних та археологічних досліджень, райони одомашнювання тварин пов'язані з центрами походження культурних рослин. Так, вважають, що овець вперше одомашнили в районах Передньої Азії, кіз — Малої Азії, велику рогату худобу — в ряді областей Євразії, предків свійського коня — в степах Причорномор'я. В американських центрах походження рослин було одомашнено таких тварин, як лама, індик.

8.5.109. Які особливості селекції мікроорганізмів?

Особливостями селекції мікроорганізмів є те, що багато мікроорганізмів не мають статевого процесу, тому до них неможливо застосувати метод звичайної гібридизації. Звичайно для селекції мікроорганізмів використовують штучний добір, а для збільшення спадкової мінливості — штучний мутагенез. Потім шляхом добору з отриманого матеріалу створюють найпродуктивніші штами, які найбільш активно синтезують антибіотики, вітаміни тощо.

8.5.110. Що таке біотехнологія?

Біотехнологія — це сукупність промислових методів, у яких використовуються живі організми та біологічні процеси з метою виробництва різних речовин для медицини та народного господарства.

8.5.111. Що являє собою генна (генетична) інженерія?

Генна (генетична) інженерія — це галузь сучасної біології, яка займається створенням методів синтезу і виділення генів, за допомогою яких перебудовується генотип організму (вбудовуються або вилучаються окремі гени або групи генів).

8.5.112. Якими методами можна отримувати гени, що кодують необхідні білки?

За допомогою генної інженерії отримують такі гени шляхом хімічного синтезу молекул ДНК із запрограмованою послідовністю нуклеотидів. Крім того, необхідні гени можна виділяти готовими з генотипу.

8.5.113. Як можна ввести певний ген у бактеріальну клітину?

У бактеріальну клітину певний ген можна ввести за допомогою віруса. Синтезований або виділений ген вбудовують у ДНК віруса. Коли вірус потрапляє в клітину бактерії, він вбудовує свою ДНК в генотип бактерії, і клітини бактерії починають синтезувати необхідні людині сполуки (наприклад, гормон інсулін, ферменти захисні білки — інтерферони). Цим способом у бактерію можна ввести програму синтезу будь-якого білка людини, тварини, рослини.

8.5.114. Що таке інтерферони? Якими методами їх можна отримати?

Інтерферони — це білки, які захищають людину і тварин від вірусів. На відміну від антитіл, інтерферони неспецифічні, тобто можуть захищати організм від різноманітних збудників захворювань. Такі білки отримують за допомогою методів біотехнології: гени, які кодують інтерферони, можна синтезувати, а потім вбудовувати в бактеріальну клітину, яка продукуватиме ці білки.

8.5.115. Що таке клітинна інженерія? Які метоли в ній застосовуються?

Клітинна інженерія — це галузь біотехнології, в якій застосовуються методи штучного виділення клітин з організму і перенесення їх на поживні середовища, де ці клітини в стерильних умовах продовжують жити і розмножуватись. Такі клітинні культури можуть продукувати цінні речовини, так само, як і цілісний організм. Крім того, в клітинній інженерії використовують методи гібридизації соматичних клітин. Завдяки цим методам можна об'єднати в одну систему соматичні клітини тих організмів, яких неможливо гібридизувати шляхом схрещування.