Substytucja chromosomów

Przedstawienie chromosomu jednej odmiany do genotypu drugiej odmiany. Metoda, w której wykorzystuje się linie aneuploidalne monosomiczne i nullisomiczne. U pszenicy Chinese Spring uzyskano komplet linii nulli i monosomicznych dla wszystkich 21 chromosomów. Służą one do określenia położenia genów na poszczególnych chromosomach. Substytucja chromosomów polega na krzyżowaniu określonej formy /najczęściej dzikiej/ z wybraną linią nullisomiczną odmiany Chinese Spring otrzymanego mieszańca, który jest monosomikiem krzyżuje się z formą, do której ma być chromosom podstawiony. Według założeń tej metody przenosi się do mieszańca tylko wybrany chromosom bez potrzeby krzyżowania wypierającego, co skraca czas otrzymania nowej stabilnej formy. Pasażowanie chromosomów. Umieszczenie czasowe lub trwałe w cytoplazmie jednego gatunku karitypu innego gatunku. Jest to wielokrotne krzyżowanie międzygatunkowe lub międzyrodzajowe. Prowadzi się je dotąd aż w cytoplazmie formy matecznej są tylko chromosomy formy ojcowskiej do tej pory uzyskano takie formy u żyta gdzie w wyniku wielokrotnego krzyżowania z pszenicą a potem z pszenżytem otrzymano żyto o większej masie MTN i lepszej, jakości ziarna.

Heterozja- większy wigor mieszańców szczególnie, jeśli dotyczy ich wzrostu przeżycia i płodności w porównaniu z organizmami rodzicielskimi. Heterozja towarzyszy zawsze wyższej heterozygotyczności. Heterozja genetyczna- powiększanie u mieszańców organów generatywnych tj. kwiatostanów, nasion, owoców. Heterozja wegetatywna- powiększenie u mieszańców organów wegetatywnych tj. łodyg lub liści. Heterozja adaptacyjna- mieszańce wykazują lepsze przystosowanie do warunków środowiskowych np. dzięki lepiej rozwiniętemu systemowi korzeniowemu.

• Bujność mieszańców przejawia się przy krzyżowaniu różnych odmian bądź linii

• efekt heterozji jest tym większy im odleglejsze jest pokrewieństwo między krzyżowanymi formami rodzicielskimi oraz im bardziej homozygotyczne są krzyżowane komponenty

• Heterozja objawia się zwykle w pierwszym pokoleniu mieszańców w kolejnych latach przy rozmnażaniu w potomstwie następuje rozszczepienie, żywotność i plon ulegają obniżeniu

• Konieczne jest produkowanie heterozyjnego materiału siewnego corocznie

Teorie heterozji

1. Teoria heterozygotyczności- geny warunkujące plenność w stanie heterozygotycznym działają silniej niż w stanie homozygotycznym. Spadek plenności można przypisywać narastającej homozygotyczności linii wsobnych; utrwalenie efektu heterozji nie jest możliwe, gdy krzyżujemy:AaBBccDdEeFf x aabbCcDDeeFf

2. Teoria dominacji - populacja roślin składa się z osobników genetycznie niejednorodnych niektóre obarczone są szkodliwymi recesywnymi allelami utajonymi dzięki heterozygotyczności i ujawniającymi się w liniach wsobnych: niektóre linie wsobne zawierają więcej genów o pożądanym działaniu niż inne (różnice między liniami u mieszańców allele recesywne jednego partnera zostają zdominowane przez panujące allele drugiego; działanie pożądanych dominujących alleli obojga rodziców może korzystnie się uzupełniać: mieszaniec może wykazać znacznie wyższą plenność, ustabilizowanie heterozji jest teoretycznie możliwe w wypadku wyselekcjonowania w F2 form homozygotycznych w stosunku do genów dominujących (praktycznie niemożliwe)

3. Hipoteza sprzężeń- pożądane dominujące geny są sprzężone z recesywnymi allelami o niekorzystnym działaniu; powstanie gamet zawierających tylko pożądane geny musiałoby być poprzedzone licznymi crossing- over w ściśle określonych miejscach, co jest praktycznie niemożliwe; niemożliwe jest, więc otrzymanie 100% homozygoty w stosunku do pożądanych dominujących genów.

4. Hipotezy naddominacji- heterozygota Aa przewyższa zarówno homozygotę AA jak i aa, co nasówa wniosek, że A i a spełniają różne funkcje i różne produkty ich działania w sumie dają większą korzyść niż każdy produkt działania jednego z alleli w stanie homozygotycznym występuje efekt dawki: homozygota aa produkuje za mało enzymu homozygota AA produkują za dużo enzymu heterozygota Aa produkuje optymalną ilość.

Rozwinięcie teorii

Istnieją serie alleli a1,a2,a3,..., O zwiększającym się zróżnicowaniu funkcji, heterozygota tym sprawniejsza im bardziej są zróżnicowane, co do funkcji wchodzące w jej skład alleli tzn. a1a2<a1a3<a1a4...itd.np. odporność lnu na rdzę: m1m1 odporne na jedną rasę m2m2 odporne na inną rasę m1m2 odporne na obie rasy. Biochemiczne wyjaśnienie heterozji

1. Efekt minimum- wzrost organizmów jest wynikiem współdziałania szeregu sukcesywnych procesów biochemicznych, szybkość, z jaką one przebiegają zależy od procesu przebiegającego najwolniej:

linia I (AA)a=8 (bb)b=3 (CC)c=7

linia II(aa)a=4 (BB)b=7 (cc)c=5

gdy szybkość działania enzymów dziedziczy się pośrednio u mieszańca F1(Aa) a=6 (Bb) b=5 (Cc) c=6, czyli szybkość wytwarzania substancji D u lini I=3, linii II=4, F1=5

2.Efekt uzupełnienia genu A i a wytwarzają enzymy o słabej aktywności, gdy wystąpią razem powstaje substancja hybrydowa o aktywności wyższej niż u homozygot, jeśli enzym A produkt genu A aktywny w temp.15-17C, enzym a, produkt genu a aktywny w temp. 17-90C, to produkt heterozygoty Aa aktywny w temp. 15-19C