ข้อมูล

ย้อนกลับในไฮบริด

ย้อนกลับในไฮบริด



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ใครสามารถช่วยฉันในการทำความเข้าใจว่าการย้อนกลับช่วยให้ไฮบริดบรรลุ pureline ได้อย่างไร?

ฉันได้ตรวจสอบการอ้างอิงที่ฉันมี แต่ไม่พบอะไรเลย


การข้ามกลับเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตลูกผสมถูกข้ามกลับ (ย้อนศร) ไปเป็นสิ่งมีชีวิตที่บริสุทธิ์ มาดูตัวอย่างกัน


สิ่งมีชีวิต 1 ต่างกันสำหรับยีนเดี่ยว (เช่น ไฮบริด) ซึ่งมีอัลลีลที่เราเรียกว่า $A$ และ $a$ เราสามารถเขียนจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนั้นได้

สิ่งมีชีวิต 1 จีโนไทป์: $Aa$ (โอกาส 100%)

ตอนนี้ มีโอกาส 0% ที่จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต 1 จะเป็น $AA$

เป้าหมาย: เพิ่มความน่าจะเป็นที่จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต 1 เป็น $AA$


วิธีหนึ่งในการบรรลุเป้าหมายนี้คือข้ามไป สิ่งมีชีวิต 1 กับสิ่งมีชีวิตอื่น เรียกมันว่า Organsm2ซึ่งมีจีโนไทป์แบบโฮโมไซกัส (เช่น บริสุทธิ์) เท่ากับ $AA$

ดังนั้นถ้า สิ่งมีชีวิต 1 ถูกข้ามด้วย สิ่งมีชีวิต2 และผลิตใหม่ สิ่งมีชีวิต 3 จีโนไทป์ของมันคืออะไร? เราไม่แน่ใจ

สิ่งมีชีวิต 3 จีโนไทป์: $AA$ (โอกาส 50%)

สิ่งมีชีวิต 3 จีโนไทป์: $Aa$ (โอกาส 50%)

ตอนนี้เราทำแบบเดิมอีกครั้งเพื่อรับ สิ่งมีชีวิต4

สิ่งมีชีวิต4 จีโนไทป์: $AA$ (โอกาส 75%)

สิ่งมีชีวิต4 จีโนไทป์: $Aa$ (โอกาส 25%)

ผลกระทบนี้จะสะสมไปเรื่อยๆ จนกว่าจะมีโอกาสสูงมากที่สิ่งมีชีวิตสุดท้ายจะมีจีโนไทป์บริสุทธิ์ (เช่น $AA$)


การทดสอบข้ามทางชีววิทยาคืออะไร?

ความหมายทางการแพทย์ของ testcross : การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างบุคคล recessive homozygous กับ heterozygote ที่สงสัยที่เกี่ยวข้องกันเพื่อกำหนดจีโนไทป์ของหลัง

ในทำนองเดียวกัน Dihybrid cross ในชีววิทยาคืออะไร? NS ข้าม dihybrid อธิบายการทดลองผสมพันธุ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่เป็นลูกผสมเหมือนกันสำหรับสองลักษณะ สิ่งมีชีวิตลูกผสมคือสิ่งมีชีวิตที่ต่างกัน ซึ่งหมายความว่ามีอัลลีลที่แตกต่างกันสองอัลลีลที่ตำแหน่งทางพันธุกรรมหรือโลคัส

ข้างบนนี้ test cross with example คืออะไร?

ใน testcross, บุคคลที่มีจีโนไทป์ที่ไม่รู้จักจะถูกผสมข้ามกับบุคคลที่มียีนด้อยโฮโมไซกัส (Figurebelow) พิจารณาสิ่งต่อไปนี้ ตัวอย่าง: สมมติว่าคุณมีดอกไม้สีม่วงและสีขาว และสีม่วง (P) เด่นเป็นสีขาว (p) NS testcross จะกำหนดจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต

ความสำคัญของการทดสอบข้ามในพันธุศาสตร์คืออะไร?

NS ทดสอบข้าม สวย สำคัญ ใน พันธุศาสตร์ เนื่องจากจะช่วยให้คุณทราบจีโนไทป์ที่ไม่รู้จัก ใน ทดสอบข้าม, homozygous recessive(อัลลีลทั้งสองเหมือนกัน) แต่ละรายถูกผสมข้ามกับบุคคลที่ไม่ทราบจีโนไทป์ แสดงฟีโนไทป์ที่โดดเด่น


อัตราที่แตกต่างกันของ Speciation

ปัจจุบันมีการสังเกตรูปแบบสองรูปแบบในอัตรา speciation: speciation แบบค่อยเป็นค่อยไปและสมดุลที่คั่นด้วยเครื่องหมายวรรคตอน

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

อธิบายว่าปฏิสัมพันธ์ของขนาดประชากรของสิ่งมีชีวิตที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมสามารถนำไปสู่อัตราการเกี้ยวพาราสีที่แตกต่างกันได้อย่างไร

ประเด็นที่สำคัญ

ประเด็นสำคัญ

  • ในแบบจำลอง speciation แบบค่อยเป็นค่อยไป สปีชีส์ค่อย ๆ ค่อย ๆ ห่างกันทีละน้อยในขณะที่อยู่ในแบบจำลองดุลยภาพแบบเว้นวรรค สปีชีส์ใหม่จะแยกจากสปีชีส์แม่อย่างรวดเร็ว
  • ปัจจัยที่มีอิทธิพลสำคัญสองประการต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการ speciation คือสภาพแวดล้อมและขนาดประชากร
  • การเก็งกำไรแบบค่อยเป็นค่อยไปมักเกิดขึ้นในประชากรขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มั่นคง ในขณะที่แบบจำลองดุลยภาพเครื่องหมายวรรคตอนมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในประชากรขนาดเล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมอย่างรวดเร็ว

คำสำคัญ

  • ดุลยภาพ: ทฤษฏีวิวัฒนาการถือได้ว่าการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการมีแนวโน้มที่จะมีลักษณะเฉพาะด้วยความมั่นคงเป็นระยะเวลานาน โดยมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วไม่บ่อยนัก
  • ค่อยเป็นค่อยไป: ในชีววิทยาวิวัฒนาการ ความเชื่อที่ว่าวิวัฒนาการดำเนินไปอย่างมั่นคง โดยไม่มีการพัฒนาอย่างกะทันหันของสายพันธุ์ใหม่หรือลักษณะทางชีววิทยาจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง

อัตราที่แตกต่างกันของ Speciation

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกศึกษา speciation โดยบันทึกการสังเกตทั้งสิ่งมีชีวิตและที่พบในบันทึกฟอสซิล เมื่อแนวคิดของพวกเขาเป็นรูปเป็นร่างและเมื่อการวิจัยเปิดเผยรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของชีวิต พวกเขาจึงพัฒนาแบบจำลองเพื่อช่วยอธิบายอัตราการเกี้ยวพาราสี ในแง่ของความรวดเร็วในการเก็งกำไร ปัจจุบันมีการสังเกตสองรูปแบบ: แบบจำลองการเก็งกำไรแบบค่อยเป็นค่อยไปและแบบจำลองดุลยภาพเครื่องหมายวรรคตอน

ในแบบจำลอง speciation แบบค่อยเป็นค่อยไป สปีชีส์จะค่อยๆ แยกจากกันเมื่อเวลาผ่านไปทีละน้อย ในแบบจำลองสมดุลที่คั่นด้วยเครื่องหมายวรรคตอน สปีชีส์ใหม่จะเปลี่ยนอย่างรวดเร็วจากสปีชีส์แม่และยังคงไม่เปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่ในระยะเวลานานหลังจากนั้น รูปแบบการเปลี่ยนแปลงในระยะเริ่มต้นนี้เรียกว่า ดุลยภาพเครื่องหมายวรรคตอน เพราะมันเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนแปลงแบบคั่นด้วยเครื่องหมายวรรคตอนหรือเป็นระยะๆ แล้วจึงคงสมดุลในภายหลัง แม้ว่าความสมดุลที่คั่นด้วยเครื่องหมายวรรคตอนจะแสดงให้เห็นจังหวะที่เร็วขึ้น แต่ก็ไม่จำเป็นต้องแยกการค่อยเป็นค่อยไป

Speciation ที่สำเร็จการศึกษาเทียบกับดุลยภาพที่มีเครื่องหมายวรรคตอน: ใน (ก) การเก็งกำไรแบบค่อยเป็นค่อยไป สปีชีส์แยกจากกันอย่างช้าๆ มั่นคงเมื่อลักษณะเปลี่ยนไปทีละน้อย ใน (b) สมดุลที่คั่นด้วยเครื่องหมายวรรคตอน สปีชีส์แยกจากกันอย่างรวดเร็วและยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะเวลานาน

ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการ speciation คือสภาพแวดล้อม ภายใต้เงื่อนไขบางประการ การเลือกจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วหรือรุนแรง ขอ​ให้​พิจารณา​หอย​ทาก​ชนิด​หนึ่ง​ที่​อาศัย​รูป​แบบ​พื้น​ฐาน​แบบ​เดียว​กัน​มา​หลาย​พัน​ปี. ชั้นของฟอสซิลของพวกมันจะดูคล้ายคลึงกันเป็นเวลานาน เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม เช่น ระดับน้ำลดลง สิ่งมีชีวิตจำนวนเล็กน้อยจะถูกแยกออกจากส่วนที่เหลือในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยพื้นฐานแล้วจะก่อตัวเป็นประชากรกลุ่มใหญ่และกลุ่มเล็กกลุ่มหนึ่ง ประชากรกลุ่มเล็กๆ เผชิญกับสภาวะแวดล้อมใหม่ เนื่องจากกลุ่มยีนของมันมีขนาดเล็กลงอย่างรวดเร็ว การแปรผันใดๆ ที่พื้นผิวและที่ช่วยให้รอดพ้นจากสภาวะใหม่จะกลายเป็นรูปแบบที่โดดเด่น


วิธีย้อนกลับ: ความหมายและคุณลักษณะ | การปรับปรุงพืชผล | พฤกษศาสตร์

ในบทความนี้เราจะพูดถึง:- 1. ความหมายและคุณลักษณะของวิธีการผสมข้ามพันธุ์ 2. พื้นฐานทางพันธุกรรมของวิธีการผสมพันธุ์ 3. ขั้นตอนการผสมพันธุ์ 4. ความสำเร็จ 5. ข้อดีและข้อเสีย

ความหมายและคุณสมบัติของวิธีย้อนกลับ:

Backcross หมายถึง การข้ามของ F1 กับผู้ปกครองคนใดคนหนึ่ง เมื่อ F1 ถูกข้ามกับพ่อแม่แบบถอย homozygous เป็นที่รู้จักกันในชื่อการทดสอบข้าม

ระบบการผสมพันธุ์ที่มีการทำ backcrosses ซ้ำๆ เพื่อถ่ายทอดลักษณะเฉพาะไปยังพันธุ์ที่ได้รับการดัดแปลงมาอย่างดีซึ่งความหลากหลายนั้นขาดไปเรียกว่าการผสมพันธุ์แบบผสมข้ามพันธุ์ วิธีการผสมพันธุ์แบบผสมข้ามพันธุ์มักใช้ในสายพันธุ์ผสมเกสรด้วยตนเองและผสมข้ามพันธุ์ ในพืชที่ขยายพันธุ์ทางพืช เช่น อ้อยและมันฝรั่ง วิธีนี้ไม่ค่อยได้ใช้และมีการดัดแปลงบางอย่างเช่นกัน

คุณสมบัติหลักของวิธีนี้มีการนำเสนอสั้น ๆ ด้านล่าง:

โดยทั่วไปจะใช้วิธีการย้อนกลับเพื่อปรับปรุงลักษณะเฉพาะของพันธุ์ที่ได้รับการดัดแปลงมาอย่างดีซึ่งยังขาดอยู่ เช่น การดื้อต่อโรคใดโรคหนึ่ง วิธีนี้ใช้กันทั่วไปในการถ่ายโอนอักขระโมโนเจนิกหรือโอลิโกเจนิกมากกว่าอักขระโพลีเจนิก

กล่าวอีกนัยหนึ่งจะประสบความสำเร็จมากขึ้นเมื่อตัวละครมีความสามารถในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมสูง อักขระ Oligogenic มีพันธุกรรมสูงกว่าลักษณะทางพันธุกรรม วิธีการย้อนกลับสามารถใช้ได้กับพืชผลทั้งสามกลุ่ม ได้แก่ ผสมเกสรด้วยตนเอง ผสมเกสรข้าม และขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

วิธีการย้อนกลับเกี่ยวข้องกับผู้ปกครองสองประเภท ได้แก่ ผู้ปกครองผู้รับและผู้ปกครองผู้บริจาค พาเรนต์ที่ได้รับอักขระที่พึงประสงค์เรียกว่าพาเรนต์ผู้รับ พาเรนต์ของผู้รับถูกใช้ซ้ำๆ ในวิธีแบ็คครอส ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าพาเรนต์ที่เกิดซ้ำ

ผู้ปกครองของผู้รับมักจะมีความหลากหลายที่ให้ผลตอบแทนสูงซึ่งได้รับการดัดแปลงมาอย่างดีซึ่งขาดอักขระหนึ่งตัวหรือสองสามตัว ผู้ปกครองที่บริจาคตัวละครที่พึงประสงค์เรียกว่าผู้ปกครองผู้บริจาค เนื่องจากผู้ปกครองผู้บริจาคใช้เพียงครั้งเดียวในการข้ามจึงเรียกว่าผู้ปกครองที่ไม่เกิดขึ้นอีก ผู้ปกครองผู้บริจาคโดยทั่วไปมีลักษณะทางการเกษตรที่ไม่ดี ดังนั้นวิธีการแบ็คครอสจึงถูกใช้เมื่อผู้ปกครองคนใดคนหนึ่งเป็นประเภทที่ไม่ได้ดัดแปลง

3. รัฐธรรมนูญทางพันธุกรรม:

วิธี Backcross ยังคงไว้ซึ่งจีโนไทป์ของพันธุ์ดั้งเดิม ยกเว้นลักษณะที่ปรับปรุงโดยการย้อนรอย กล่าวอีกนัยหนึ่ง วาไรตี้ใหม่นี้คล้ายกับวาไรตี้หลักในอักขระทั้งหมด ยกเว้นอักขระที่อยู่ระหว่างการโอน

4. จำนวน Backcross:

โดยทั่วไป 5 ถึง 6 แบ็คครอสนั้นเพียงพอที่จะรักษาจีโนไทป์ของความหลากหลายดั้งเดิมด้วยลักษณะใหม่

ข้อกำหนดพื้นฐานในการเริ่มโปรแกรมย้อนกลับคือ:

(iii) ความสามารถในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมสูงของตัวละครที่โอน

พื้นฐานทางพันธุกรรมของวิธีการย้อนกลับ:

Backcross เพิ่มความถี่ของบุคคลที่ต้องการในประชากร ตัวอย่างเช่น จากกากบาทที่เกี่ยวข้องกับโลคัสเดียว (AA x aa) เราจะได้รับเพียง 1/4 บุคคลที่พึงประสงค์ (AA) ใน F2 ผ่านการเซลฟี่ (1AA: 2Aa: 1 aa) ในกรณีของการย้อนกลับ (AA x Aa) เราได้รับ 1/2 บุคคลที่พึงประสงค์ใน BC F1 (1 AA: 1 Aa).

คาดว่าจะเหมือนกันสำหรับคู่ยีนแต่ละคู่ ประชากรจะค่อยๆ เหมือนกับผู้ปกครองที่เกิดซ้ำ ประชากรไม่ได้แบ่งออกเป็น 2 n จีโนไทป์โฮโมไซกัสที่เกิดขึ้นในกรณีของ selfing

อย่างไรก็ตาม ในการย้อนกลับของ homozygosity ได้สำเร็จในอัตราเดียวกับ selfing ซึ่งได้รับด้านล่าง:

สัดส่วนของบุคคล homozygous = [(2 m – 1)/2 m ] n

m = จำนวน backcrossing หรือ selfing และ

ยิ่งกว่านั้น โอกาสของการทำลายการเชื่อมโยงระหว่างยีนที่พึงประสงค์กับยีนที่ไม่พึงประสงค์นั้นเกิดจากการกลับกันมากกว่าการเห็นตัวเอง สมมุติว่ายีน A เป็นที่ต้องการและเชื่อมโยงกับยีนที่ไม่ต้องการ ยีน A ที่พึงประสงค์จะต้องถูกถ่ายโอนจากผู้บริจาคไปสู่ความหลากหลายที่ได้รับการดัดแปลงมาอย่างดี

การผสมข้ามระหว่างพ่อแม่ที่ดัดแปลงและผู้ปกครองจะผลิตลูกผสม AaBb ยีน A และ ‘a’ มีแนวโน้มที่จะ สืบทอดร่วมกันเพื่อทำให้ได้ชุดค่าผสม AB ได้ยาก เนื่องจากยีน B ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับแต่ละ backcross จึงมีโอกาสหลายครั้งที่การครอสโอเวอร์จะเกิดขึ้น

ดังนั้นความน่าจะเป็นของการกำจัดยีน b จึงเป็นดังนี้:

ความน่าจะเป็นในการกำจัดยีน b = 1 – (1 – p) m+1

p = เศษส่วนการรวมตัวและ

ขั้นตอนการผสมพันธุ์ของวิธี Backcross:

ตัวละครบางตัวถูกควบคุมโดยยีนเด่นและบางตัวถูกควบคุมโดยยีนด้อย ขั้นตอนการเพาะพันธุ์ของวิธีการผสมข้ามพันธุ์ขึ้นอยู่กับว่าลักษณะที่โอนอยู่ภายใต้การควบคุมโดยยีนเด่นหรือยีนด้อย

ขั้นตอนการเพาะพันธุ์สำหรับทั้งสองสถานการณ์มีการนำเสนอสั้น ๆ ด้านล่าง:

1. การถ่ายโอนยีนเด่น:

สมมติว่าการต้านทานการเหี่ยวในฝ้ายนั้นควบคุมโดยยีนเด่น (RR) พ่อแม่ผู้บริจาคเป็นสายพันธุ์ (B) จากเชื้ออสุจิ ความต้านทานจะต้องถูกถ่ายโอนไปยังพันธุ์ดัดแปลง (A) ซึ่งไวต่อการเหี่ยวแห้ง พันธุ์ที่ดัดแปลงแล้ว (A) จะถูกใช้เป็นพาเรนต์ที่เกิดซ้ำและสายพันธุ์ (B) เป็นพาเรนต์ผู้ให้

เดอะ เอฟ1 จะต้านทานการร่วงโรยแต่ต่างกัน (Rr) Backcrossing ของ F1 (Rr) ที่มีความหลากหลายไว (rr) จะผลิตพืชที่ต้านทานและอ่อนแอในจำนวนที่เท่ากันใน พ.ศ.1 NS1 (1Rr: 1rr). สามารถระบุต้นฝ้ายต้านทาน (Rr) ได้โดยการปลูกวัสดุในแปลงที่ป่วย จากนั้นพืชต้านทาน (Rr) จะถูกย้อนกลับไปยังพันธุ์ที่ดัดแปลง

โดยทั่วไป แบคครอส 6-8 ชนิดก็เพียงพอแล้วที่จะได้พืชที่เหมือนกันกับพันธุ์ที่ดัดแปลงแล้ว ยกเว้นยีนที่เพิ่มเข้ามาสำหรับการต้านทานการร่วงโรย พืชที่ทนต่อการเหี่ยวแห้งนั้นแตกต่างกัน (Rr) พวกมันถูกเลี้ยงมาในรุ่นเดียวเพื่อให้ได้พืชที่ต้านทานโฮโมไซกัส (RR) พืชผสมพันธุ์แท้ที่ต้านทานทั้งหมดจะถูกรวบรวมและปล่อยพันธุ์ใหม่ พันธุ์ที่พัฒนาในลักษณะนี้จะเหมือนกับพันธุ์ที่ดัดแปลงแล้ว (A) คาดว่าจะต้านทานการเหี่ยวแห้ง (ตารางที่ 20.1)

2. การถ่ายโอนยีนด้อย:

สมมติว่าการต้านทานการเหี่ยวในฝ้ายนั้นควบคุมโดยยีนด้อย (rr) ในกรณีดังกล่าว ลูกหลานของ backcross แต่ละรายการจะแยกออกเป็นสองจีโนไทป์ (RR และ Rr) ซึ่งไม่สามารถระบุได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบุประชากรเองหลังจาก backcross แต่ละครั้งเพื่อให้ได้พืชที่ดื้อต่อ homozygous recessive (rr)

พืชต้านทานถูกระบุโดยการปลูกF2 วัสดุในแปลงโรคเหี่ยว พืชที่ต้านทานถูกย้อนกลับด้วยความหลากหลายที่ดัดแปลง ที่นี่แต่ละ backcross จะตามด้วย selfing หนึ่งตัว ในขณะที่ backcrosses ของยีนที่โดดเด่นนั้นถูกสร้างขึ้น

3. การถ่ายโอนลักษณะเชิงปริมาณ:

โดยทั่วไปวิธีการ Backcross จะใช้สำหรับการถ่ายโอนอักขระโมโนเจนิกหรือน้ำมัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการถ่ายโอนลักษณะทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม การถ่ายโอนอักขระ polygenic ค่อนข้างยากเนื่องจากการถ่ายทอดทางพันธุกรรมต่ำของอักขระดังกล่าวและอิทธิพลของสภาพแวดล้อมในการแสดงออกของอักขระ polygenic มากขึ้น สำหรับการถ่ายโอนอักขระโพลิเจนิกที่ประสบความสำเร็จ ควรเลือกพาเรนต์ที่ไม่เกิดซ้ำที่มีฟีโนไทป์ที่รุนแรงสำหรับลักษณะโพลีเจนิกภายใต้การถ่ายโอน

ตัวอย่างเช่น หากเราต้องการปรับปรุงเปอร์เซ็นต์โปรตีนจาก 20 เป็น 25% เราควรเลือกพ่อแม่ที่ไม่เกิดซ้ำที่มีโปรตีน 30% ซึ่งจะทำให้ระบุตัวละครได้ง่าย ยิ่งกว่านั้น หลังจากที่แต่ละ backcross ต้องมี selfing หนึ่งหรือสองชั่วอายุคน เพื่อให้ได้ Segregants ที่พึงประสงค์ นอกจากนี้ ต้องเพิ่มประชากรจำนวนมากเพื่อให้ได้ชุดค่าผสมที่ต้องการ กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสังเกตควรยึดตามกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่

บางครั้ง อักขระหลายตัวต้องถูกถ่ายโอนไปยังพันธุ์ที่ดัดแปลงโดยการผสมข้ามพันธุ์

สามารถทำได้สองวิธี:

(i) การถ่ายโอนยีนในโปรแกรม backcross ที่แยกจากกัน จากนั้นรวมยีนเหล่านั้นเป็นยีนเดี่ยว และ

(ii) การถ่ายโอนยีนไปเป็นจีโนไทป์เดียวพร้อมกันในโปรแกรมย้อนกลับเดียว

สำหรับการถ่ายโอนอักขระหลายตัวพร้อมกัน จะต้องผลิตเมล็ดพันธุ์ผสมข้ามพันธุ์ในปริมาณที่มากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าได้จีโนไทป์ที่มียีนที่ต้องการทั้งหมด

ความสำเร็จของวิธีการย้อนกลับ:

วิธีการ Backcross ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาพันธุ์ต้านทานโรคทั้งในสายพันธุ์ที่ผสมเกสรด้วยตนเองและผสมข้าม นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการถ่ายโอนยีนระหว่างความจำเพาะและการพัฒนาพันธุ์ multiline ในสายพันธุ์ที่ผสมเกสรด้วยตนเอง โดยวิธีนี้ได้พัฒนาพันธุ์พืชหลายชนิดที่ต้านทานต่อโรคต่างๆ ในข้าวสาลี ฝ้าย และพืชผลอื่นๆ อีกหลายชนิด

ในพันธุ์ฝ้าย V797, Digvijay, Vijalpa และ Kalyan ซึ่งเป็นของ Gossypium herbaceum ได้รับการพัฒนาโดยวิธี backcross การเปรียบเทียบโดยสังเขปของวิธีการผสมพันธุ์ในสายเลือด แบบเป็นกลุ่ม และแบบผสมย้อนกลับ แสดงไว้ในตารางที่ 20.2

ข้อดีและข้อเสียของวิธีการย้อนกลับ:

1. วิธีย้อนกลับจะคงไว้ซึ่งกฎบัตรที่พึงประสงค์ทั้งหมดของความหลากหลายที่ดัดแปลงซึ่งเป็นที่นิยมและแทนที่อัลลีลที่ไม่ต้องการที่สถานที่ใดสถานที่หนึ่ง

2. นี่เป็นวิธีการที่มีประโยชน์ในการถ่ายโอนลักษณะเฉพาะของน้ำมัน เช่น ความต้านทานโรค นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์ในการรวมยีนเพื่อคุณภาพเช่นปริมาณโปรตีน

3. วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาพันธุ์ที่มีความต้านทานโรคหลายชนิด พันธุ์หลายสายที่มียีนต้านทานสำหรับเชื้อชาติต่างๆ ของเชื้อก่อโรคยังได้รับการพัฒนาโดยวิธีย้อนกลับ ใช้สำหรับการพัฒนาสายพันธุ์ isogenic และ multiline variety ซึ่งเป็นส่วนผสมของ isogenic หลายสาย

4. ยีนคืนความเป็นหมันและภาวะเจริญพันธุ์ของผู้ชายจะถูกถ่ายโอนไปยังฐานทางการเกษตรต่างๆ ด้วยวิธีนี้

5. นี่เป็นวิธีการเพาะพันธุ์เดียวที่ใช้สำหรับการถ่ายโอนยีนระหว่างความจำเพาะ

6. ความหลากหลายที่พัฒนาขึ้นโดยวิธีนี้ไม่ต้องการการทดสอบแบบหลายตำแหน่ง เนื่องจากจะเหมือนกับวาไรตี้หลัก ยกเว้นอักขระที่โอน

1. วิธีนี้ใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของพันธุ์ดัดแปลง พันธุ์ใหม่ต่างจากพันธุ์เก่าแต่เฉพาะส่วนตำหนิที่แก้ไขแล้วเท่านั้น

2. มันเกี่ยวข้องกับงานข้ามมาก backcrosses ต้องทำสำหรับ 6-8 รุ่น ในวิธีการทางสายเลือดและแบบกลุ่ม การผสมพันธุ์ทำได้เพียงครั้งเดียว

3. บางครั้งตัวละครที่ไม่พึงประสงค์ก็เชื่อมโยงกับตัวละครที่พึงประสงค์อย่างแน่นหนาซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังความหลากหลายใหม่ด้วย


การอภิปราย

ความสำคัญของการผสมพันธุ์ระหว่างสปีชีส์ในธรรมชาติเริ่มชัดเจนมากขึ้นเมื่อการศึกษาระดับโมเลกุลเผยให้เห็นหลักฐานมากมายของเหตุการณ์การผสมพันธุ์ ดังนั้น การศึกษาลูกผสมและการแยกจากการสืบพันธุ์จึงเป็นหัวใจสำคัญของความเข้าใจของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดและการบำรุงรักษาสปีชีส์ [4, 6, 34] ในการศึกษาครั้งนี้ การใช้ลูกผสมทดลองระหว่างเชื้อราอับเรณู M. lychnidis-dioicae และ M. silenes-dioicaeช่วยในการส่องสว่างผลของประเภทการผสมพันธุ์ในระหว่างการแยกการสืบพันธุ์ของพี่น้องสายพันธุ์ที่เพิ่งแยกจากกัน ผลลัพธ์แสดงให้เห็นการสนับสนุนที่สำคัญสำหรับอุปสรรคก่อนการผสมพันธุ์ขึ้นอยู่กับการรวมกันของโครโมโซมประเภทการผสมพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงและสัญญาณที่ชัดเจนน้อยกว่าสำหรับการแยกหลังการผสมพันธุ์ซึ่งขับเคลื่อนโดยต้นกำเนิดของประเภทการผสมพันธุ์ ตรงกันข้ามกับการศึกษาไฮบริดก่อนหน้านี้ในระบบนี้ การใช้การทดลองแบบ backcross แบบควบคุมได้เผยให้เห็นถึงผลกระทบที่มีแนวโน้มว่าจะมีบทบาทสำคัญในการคงไว้ซึ่งการแยกสายพันธุ์และธรรมชาติของเชื้อสายลูกผสมที่มีการผสมข้ามพันธุ์ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อมีศักยภาพในการผสมกลับ

การผสมพันธุ์แบบต่างๆใน จุลชีววิทยา

อุปสรรคก่อนการผสมพันธุ์ระหว่างพี่น้องสายพันธุ์ ซึ่งอาจมีส่วนโดยตรงต่อความอยู่รอดและการแยกตัวของวิวัฒนาการ เป็นปัญหาที่ซับซ้อนโดยอิทธิพลหลายประการในการติดต่อและการผสมพันธุ์ระหว่างบุคคล ในเชื้อราเขม่าอับเรณูที่ติดเชื้อ Caryophyllaceae ซึ่งเชื้อโรคมีความเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับโฮสต์เฉพาะของพวกมัน [18, 19, 22, 30] ความแข็งแกร่งของอุปสรรคก่อนการผสมพันธุ์ในความเห็นอกเห็นใจนั้นไม่ค่อยเข้าใจ ประชากรสมมาตรของ M. lychnidis-dioicae และ M. silenes-dioicae เป็นเรื่องปกติ แต่ความถี่ของจีโนไทป์ไฮบริดดูเหมือนจะต่ำ [23, 24] การศึกษาก่อนหน้านี้มักไม่พบสาเหตุของการแยกตัวก่อนการผสมพันธุ์เมื่อสัมผัสกันระหว่างสปีชีส์ [30] นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมที่เป็นไปได้ของอัตราการพึ่งพาตนเองสูงที่มีอิทธิพลต่อพัฒนาการร่วมกับการแข่งขันระหว่างพี่น้อง [28] การศึกษาในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าการผสมพันธุ์แบบผสมพันธุ์ในรูปแบบของการรับรู้ความผันแปรเฉพาะชนิดที่ตำแหน่งประเภทการผสมพันธุ์อาจทำหน้าที่เป็นอุปสรรคก่อนการผสมพันธุ์ที่ทำงานระหว่างพี่น้องของสายพันธุ์ จุลชีววิทยา. แม้ว่าสัญญาณจะมีนัยสำคัญ แต่รูปแบบสำหรับการผสมพันธุ์แบบผสมระหว่างสองสายพันธุ์นั้นอ่อนแอ อาจเป็นเพราะว่ามีความเกี่ยวข้องกันมากที่สุด จุลชีววิทยา มีการใช้สปีชีส์ - เนื่องจากความจำเป็นที่จะมีผลิตภัณฑ์ meiotic F1-hybrid และเราอาจคาดหวังการผสมพันธุ์แบบผสมที่ทำนายโดย MAT ที่แข็งแกร่งกว่าในคู่สายพันธุ์อื่นที่อยู่ห่างไกลกว่าที่สัมผัสในธรรมชาติ ยิ่งไปกว่านั้น อัตราการผันผันอย่างมากระหว่างการจำลองแบบเน้นว่าการผสมพันธุ์ใน จุลชีววิทยา อาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยอื่นๆ ที่ยังไม่ได้แยกออก

ตัวอย่างเช่นในการศึกษาของ Le Gac et al. [30] ประเมินการผสมพันธุ์แบบผสมโดยการทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการผสมพันธุ์ (ภายในและระหว่างกัน) และระยะห่างทางพันธุกรรมระหว่างหลาย จุลชีววิทยา สายพันธุ์. อัตราการผสมพันธุ์พบเห็นได้หลากหลายในคู่สปีชีส์ แต่ไม่มีความสัมพันธ์กับระยะทางทางพันธุกรรม ผลลัพธ์ดังกล่าวยังชี้ให้เห็นว่าความแตกต่างของสปีชีส์นอกเหนือจากประเภทการผสมพันธุ์ที่เข้ากันได้อาจส่งผลต่ออัตราการคอนจูเกต (เช่น การตอบสนองทางสิ่งแวดล้อม ฟีโนโลยี ฯลฯ) ใน M. lychnidis-dioicaeการศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิ สารอาหารที่มีอยู่ และการปรากฏตัวของสารหลั่งของพืช alpha-tocopherol สามารถส่งผลต่อแนวโน้มของเซลล์เดี่ยวที่จะผสมพันธุ์ [35–37] เนื่องจากสิ่งมีชีวิตอื่นอาจตอบสนองในทำนองเดียวกันกับสัญญาณภายนอกเช่น pH หรือแสง [38, 39]. ในการศึกษาปัจจุบัน gametes ถูกผลิตขึ้นจาก F1-hybrids ซึ่งควบคุมเอกลักษณ์ของโครโมโซมประเภทการผสมพันธุ์แบบไม่รวมตัวกันอีกครั้งและส่วนประกอบ autosomal ของจีโนมโดยทั่วไปคาดว่าจะเป็นส่วนผสมของพ่อแม่ทั้งสองชนิด ดังนั้นจึงอาจเป็นเนื้อเดียวกัน อิทธิพลของการตอบสนองของเซลล์ที่ขัดแย้งกับสัญญาณสิ่งแวดล้อมที่ไม่ใช่ฟีโรโมน ดังนั้น ด้วยวิธีการนี้ อิทธิพลของประเภทการผสมพันธุ์ต่อพฤติกรรมน่าจะแก้ไขได้ดีกว่าในการศึกษาก่อนหน้านี้เพื่อแสดงความพึงพอใจในสัญญาณความเข้ากันได้ของการผสมพันธุ์

โดยมีหลักฐานว่า M. lychnidis-dioicae และ M. silenes-dioicae เดิมถูกแยกออกโดยการแยกตัวแบบ allopatric [24] ตอนนี้เราเห็นแล้วว่าเชื้อโรคแสดงการปรับตัวให้เข้ากับโฮสต์เฉพาะที่สามารถนำไปสู่การแยกตัวของมันได้อีก [40] ความแตกต่างที่เป็นกลางหรือการเลือกสำหรับการผสมพันธุ์แบบผสมเมื่อมีการสัมผัสรอง (เช่นการเสริมแรง แต่ดู [41]) ยังคงเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลสำหรับวิวัฒนาการของรูปแบบที่สังเกตที่นี่

แหล่งที่มาของการแยกตัวหลังการผสมพันธุ์

การลดสมรรถภาพทางกายอันเนื่องมาจากการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของผู้ปกครองและความไม่ลงรอยกันในระดับจีโนมซึ่งเป็นเรื่องปกติของลูกผสมได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองโดยใช้การข้ามระหว่าง จุลชีววิทยา สายพันธุ์. Interspecific จุลชีววิทยา ลูกผสมประสบความสำเร็จในการแพร่เชื้อพืชเจ้าบ้านน้อยกว่าลูกผสมข้ามพันธุ์ [30] นอกจากนี้ ลูกผสมมักแสดงการสร้างสปอร์ที่ไม่สมบูรณ์บนพืชเจ้าบ้าน [31, 32] นอกจากนี้ การศึกษาของ Le Gac et al. [30] เปิดเผยการมีอยู่ของปัจจัยขึ้นอยู่กับโฮสต์ที่มีอิทธิพลต่อสมรรถภาพของลูกผสม โดยที่ยีน F1-hybrid เหมือนกันระหว่าง M. lychnidis-dioicae และ M. silenes-dioicae ความสามารถในการติดเชื้อต่างกันในทั้งสองโฮสต์ S. latifolia และ S. dioica. ผลลัพธ์ของเราอาจสนับสนุนข้อสรุปของผลกระทบที่ขึ้นกับโฮสต์ต่อสมรรถภาพแบบไฮบริด โดยที่การข้ามกลับที่เหมือนกันสำหรับ M. lychnidis-dioicae ประเภทการผสมพันธุ์ได้รับความนิยมอย่างมากใน S. latifolia แต่ไม่เปิด S. colorataสอดคล้องกับความคาดหวังที่เจ้าภาพปรับตัวเข้ากับ S. latifolia เป็นปัจจัยภายนอกหลังการผสมพันธุ์ [42] ซึ่งสอดคล้องกับการศึกษาวิเคราะห์อภิมานของ Giraud และ Gourbier [43] ที่เน้นย้ำว่าการเกิดขึ้นของอุปสรรคหลังการผสมพันธุ์ใน จุลชีววิทยา มีแนวโน้มที่จะเกิดจากปัจจัยภายนอกมากกว่าความไม่ลงรอยกันทางพันธุกรรม

ในการออกแบบของเรา ไม่สามารถใช้สภาพแวดล้อมโฮสต์โดยธรรมชาติที่สองได้ (เช่น Silene dioica) แต่จะเป็นการให้ข้อมูลที่ดีในการทดสอบแรงแยกจากภายนอกในแบบจำลองที่สามารถรวมโฮสต์ของผู้ปกครองทั้งสองเป็นสภาพแวดล้อม อย่างไรก็ตาม การใช้สภาพแวดล้อมโฮสต์แบบใหม่ช่วยให้การศึกษาของเราสามารถประเมินความเข้ากันได้ของการผสมพันธุ์โดยพิจารณาจากโครโมโซมประเภทการผสมพันธุ์เฉพาะสปีชีส์ ในสภาพแวดล้อมโฮสต์ใหม่ที่ไม่มีอคติกลับกันเชื้อโรคที่มีจีโนมที่มีเปอร์เซ็นต์สูงกว่าจากซิงเกิล จุลชีววิทยา สปีชีส์ (เช่น แบคครอสที่มีความจำเพาะแบบเดียวกัน) ควรทำงานได้ดีกว่าลูกหลานที่มีจีโนมโมเสกมากกว่า (แบ็คครอสแบบเฮเทอโรสเปซิฟิก) แต่การศึกษานี้ไม่ได้ให้หลักฐานสำหรับผลกระทบดังกล่าว การขาดหลักฐานสำหรับปฏิสัมพันธ์เชิงลบของ epistatic ใน backcrosses เหล่านี้อาจมีเหตุผลเมื่อพิจารณาจากระยะห่างทางพันธุกรรมที่เล็กมากระหว่าง M. silenes-dioicae และ M. lychnidis-dioicae[21, 44] แม้ว่าเชื้อราทั้งสองชนิดนี้จะแสดงให้เห็นถึงสมรรถภาพของลูกผสมที่ลดลงในรูปแบบของการเป็นหมัน [32]

นอกจากนี้ ผลลัพธ์ที่ได้จากสภาพแวดล้อมโฮสต์ใหม่บ่งชี้ว่าการมีส่วนร่วมทางพันธุกรรมที่มากขึ้นจาก M. lychnidis-dioicae สายพันธุ์ให้ความได้เปรียบในการติดเชื้อ ทิศทางย้อนกลับไปยัง M. lychnidis-dioicae สูงกว่าในทั้งสองวิธีแบบผสมพันธุ์ โดยที่การติดเชื้อที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือ heterospecific ชนิดผสมพันธุ์ และสูงกว่าค่าคาดหมายที่เป็นกลาง 0.5 อย่างมีนัยสำคัญในหนึ่งกรณี โอกาสในการติดเชื้อที่มากขึ้นของ M. lychnidis-dioicae กว่าที่อื่น จุลชีววิทยา สายพันธุ์ได้รับการสังเกตก่อนหน้านี้ [21, 44] ดังนั้น เกี่ยวกับการแยกตัวหลังการผสมพันธุ์ใน จุลชีววิทยาเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาลักษณะเฉพาะของสปีชีส์นอกเหนือจากการจำแนกปัจจัยภายในและปัจจัยภายนอก และผลกระทบดังกล่าวอาจส่งผลให้อัตราการติดเชื้อสูงขึ้นด้วย M. lychnidis-dioicae- เชื้อก่อโรคย้อนกลับบน S. latifolia เจ้าภาพ.

ศักยภาพในการผสมพันธุ์และการผสมข้ามพันธุ์ใน จุลชีววิทยา

ในขณะที่การศึกษาจำนวนมากใช้เครื่องมือระดับโมเลกุลสำหรับการวิเคราะห์การผสมพันธุ์ในปัจจุบันและในอดีต การศึกษาในปัจจุบันใช้แนวทางที่แตกต่างออกไปในการให้ความกระจ่างถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของการผสมพันธุ์ระหว่างกันโดยผ่านการทดลองควบคุมการผสมข้ามพันธุ์ F1-ลูกผสมและ backcrosses ระหว่างทั้งสองที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด จุลชีววิทยา สายพันธุ์ M. lychnidis-dioicae และ M. silenes-dioicae มีความเป็นไปได้สูงในโฮสต์ตามธรรมชาติและโฮสต์ใหม่ซึ่งสนับสนุนแนวคิดที่ว่าการผสมพันธุ์และการเกริ่นนำมีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบต่อธรรมชาติ จุลชีววิทยา ประชากร มีตัวอย่างมากมายในพืชและสัตว์ที่การผสมพันธุ์ดูเหมือนว่าจะเอื้อต่อสายเลือดวิวัฒนาการใหม่ [4, 6, 45] และในเหตุการณ์การสืบพันธุ์แบบผสมของเชื้อราก็ได้รับการอธิบายไว้ด้วย [1, 46, 47] การศึกษาในปัจจุบันให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับศักยภาพในการจำแนกพันธุ์ลูกผสมใน จุลชีววิทยา และสำหรับการแนะนำผ่าน backcrossing ของอัลลีลจากสายพันธุ์หนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่ง ซึ่งทั้งสองได้เสนอแนะโดยการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลของธรรมชาติ จุลชีววิทยา ประชากร [24, 44].

การแยกตัวจากการสืบพันธุ์ของพ่อแม่มีความสำคัญต่อการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ลูกผสมใหม่ สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาหรือพันธุกรรม (เช่น ploidy) ที่สนับสนุนการผลิตลูกหลานระหว่างจีโนไทป์ลูกผสม [4, 48, 49] การตั้งค่าโดยF1 จุลชีววิทยา ลูกผสมสำหรับการคอนจูเกตกับอัลลีลประเภทการผสมพันธุ์ที่เข้ากันได้จากสปีชีส์ต้นกำเนิดเดียวกันอาจชอบการผสมข้ามพันธุ์มากกว่าการผสมตัวเองแบบลูกผสม เนื่องจากการผสมกันเองแบบลูกผสม F1 จำเป็นต้องมีความจำเพาะต่างกันในประเภทการผสมพันธุ์ในขณะที่การผสมข้ามพันธุ์สามารถถูกโปรดปรานในลักษณะแบบเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่านี่จะเป็นเพียงอิทธิพลที่อาจเกิดขึ้นของประเภทการผสมพันธุ์ต่อกระบวนการ backcrossing ซึ่งอาจไม่แข็งแรงพอที่จะตอบโต้โปรแกรมผลต่อการพัฒนาที่สนับสนุนตนเองในสิ่งมีชีวิตนี้


ย้อนกลับเส้นทาง

ลูกผสม AAB ที่โดดเด่นพร้อม CaMa cytotype

เพื่ออธิบายว่าไม่มีพลาสติดจีโนมบีและไมโตคอนเดรียนมีส่วนสนับสนุนไซโตไทป์ของประเภท AB และ AAB Carreel (1994) เสนอแนะว่าลูกผสม AB ปฐมภูมิที่อุดมสมบูรณ์จาก AA กากบาทหญิง × บีบีชาย ด้วยไซโตไทป์ของ CaMb อาจถูกผสมเกสรโดยผู้ให้ AA ของ CaMa ของไซโตไทป์ สิ่งนี้จะทำให้มั่นใจได้ว่าลูกหลาน AA หรือ AB นั้นเป็น CaMa ทั้งหมด การผสมเกสรของชนิด AB โดย AA เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าให้กำเนิดลูกหลานแบบดิพลอยด์ที่ทำงานได้ แต่เชื่อว่าความถี่ของพวกมันขึ้นอยู่กับจีโนไทป์ของต้นกำเนิดจีโนมบีของ AB ดิพลอยด์ปฐมภูมิ ( Shepherd, 1999) ลูกผสม AB ทุติยภูมิของไซโตไทป์ CaMa สามารถผลิตลูก ABA (AAB) ของ CaMa cytotype เมื่อผสมเกสรด้วยชนิด AA

ความหายากของประเภท AB ที่กินได้ทำให้เกิดคำถามว่าเส้นทาง (AB) × AA (วงเล็บระบุแหล่งที่มาของการชดใช้แบบ meiotic ของผู้หญิง) ในความเป็นจริงแล้วมีส่วนทำให้เกิดประเภท AAB ซึ่งมีอิทธิพลเหนือชาวแอฟริกันและ ต้นแปลนทินแปซิฟิก ดูเหมือนว่าไม่มีประเภท AB ที่กินได้นอกอินเดียทำให้เส้นทางนี้ค่อนข้างไม่น่าเชื่อ ทางเลือกที่เริ่มต้นจาก AA ที่มีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่าและผ่าน (AA) × BB cross ดูเหมือนจะสมจริงมากขึ้น เนื่องจาก AAB ไฮบริดจะมีไซโตไทป์ของ CaMb และการผสมเกสรโดยผู้ปกครอง AA ที่อุดมสมบูรณ์ของผู้ชายจะสร้าง AAB กับ CaMa cytotype สถานการณ์ดังกล่าวเป็นไปได้มากกว่าในสถานการณ์ (ตามที่ได้รับในที่ราบลุ่มและเกาะต่างๆ ของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้) ซึ่งมี BB ประเภทป่าจำนวนเล็กน้อยล้อมรอบด้วยประเภท AA หลายประเภท BB 'ป่า' อาจถูกนำมาใช้ในอดีตอันห่างไกลในภูมิภาคนี้โดยการแทรกแซงของมนุษย์และตั้งแต่นั้นมาก็กลายเป็นสัญชาติ ( De Langhe และ de Maret, 1999)

ลูกผสม AAB กับ CbMa cytotype นั้นผิดปกติ

จนถึงปัจจุบัน มีเพียงหนึ่งภาคยานุวัติ ('Pisang Radjah') ที่มี CbMa cytotype ต้นกำเนิดที่เป็นไปได้สำหรับประเภทนี้อาจผ่าน BA ดิพลอยด์หลักที่เกิดขึ้นจากกากบาท (ป่า) BB × (กินได้) AA (CbMa) โดยมีการรับประทานและการชดใช้ของเพศหญิงของ triploid BAA (CbMa) ที่สืบทอดมาจากพ่อแม่เรณู AA มีส่วนร่วมใน (BA) × AA ข้าม

ต้นกำเนิดของลูกผสม ABB ที่หลากหลาย

บุญเรืองรอด และคณะ (2008) สังเกตไซโตไทป์สองไซโตไทป์ระหว่างภาคยานุวัติของ ABB: CaMb ใน 'Pelipita', 'Saba', 'Monthan', 'Ney Mannan' และ 'Bluggoe' และ CbMb ใน 'Pisang Awak', 'Peyan' และ 'Klue Teparod' (ตาราง) 1). ภาคยานุวัติของอินเดีย 'Monthan', 'Ney Mannan' และ 'Bluggoe' จะถูกสร้างขึ้นจากไม้กางเขน (AB) × BB อย่างไรก็ตาม สำหรับพันธุ์ฟิลิปปินส์ 'Pelipita' และ 'Saba' เส้นทาง (AB) × BB นั้นไม่น่าเป็นไปได้ เนื่องจากไม่มีการบันทึกประเภท AB ที่กินได้ในภูมิภาคนี้ เนื่องจากชนิดของ AA ที่กินได้นั้นมาจากถิ่น แหล่งกำเนิดที่น่าจะเป็นคือ [(AA) × BB] → (AAB) × BB → ABB

ทิ้งปัญหาประเภท ABB (CbMb) การปรากฏตัวของ Cb บอกว่าประเภท BB เป็นผู้ปกครองของมารดา หากพาเรนต์บิดาของลูกผสมหลักเป็นประเภท AA ลูกผสม BBA นี้จะมีไซโตไทป์ CbMa ซึ่งยังไม่เคยพบในประเภท ABB สามารถจินตนาการเส้นทางตามทฤษฎีได้ โดยผ่านดิพลอยด์ BA ที่ได้มาจากกากบาท (BB × AA) และย้อนกลับไปยัง BB เพื่อผลิตลูกหลานของ BAB (CbMb) แม้ว่าเส้นทางนี้เป็นเส้นทางที่สามารถจินตนาการได้สำหรับ 'Peyan' ภาคยานุวัติ ABB ของอินเดีย และบางทีอาจเป็นสำหรับ 'Klue Teparod' แต่ก็ไม่ได้ให้คำอธิบายที่ยอมรับได้เกี่ยวกับที่มาของ 'Pisang Awak' เนื่องจากไม่มี AB ที่กินได้ในประเทศไทยในขณะที่พิเศษ ความหลากหลายของโซมาโคลนัลของ 'Pisang Awak' บ่งชี้ถึงต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ในฐานะลูกผสม triploid ในภูมิภาคนี้

ในรูปแบบอื่น เราจะถือว่าประเภท BB ที่กินได้ที่มีการชดใช้ของผู้หญิงมีอยู่จริง จากนั้นสายเลือดของประเภท BBA (CbMb) อาจมาจากไฮบริด [(BB) × AA] (BBA ของ cytotype CbMa) ตามด้วยการผสมเกสรกับ BB สมมติฐานพื้นฐานยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่แม้ว่า balbisianaมีการอธิบายลักษณะคล้ายพืชที่มีผลไม่มีเมล็ดมากหรือน้อย ดังนั้น สว่างพล และคณะ (2007) ได้จัดให้มีการวิเคราะห์ตามลำดับ cpDNA เพื่อแสดงให้เห็นว่าภาคยานุวัติ ABB บางตัวต้องมี M. balbisiana ในฐานะที่เป็นบรรพบุรุษของมารดา นอกจากนี้ การวิเคราะห์ดีเอ็นเอโดยอิงจากชิ้นส่วนของยีนนิวเคลียร์ที่จำแนกแยกได้หกชิ้นจากสี่ balbisiana- ตัวอย่างกล้วยที่กินได้ทางภาคเหนือของประเทศไทย (หนึ่งในนั้นคือดิพลอยด์และอีกอันเป็นทริปลอยด์) พบว่าไม่มีลำดับจีโนม A ในการวินิจฉัย (G. Volkaert, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, ประเทศไทย, pers. comm.)


สิ่งมีชีวิตลูกผสมคือสิ่งมีชีวิตที่เกิดจากการรวมกันของลักษณะของสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่แตกต่างกัน สายพันธุ์ หรือสายพันธุ์ผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ไม่ใช่แค่พืช แต่สัตว์ยังสร้างลูกผสมในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น เมื่อสิงโตตัวผู้ผสมพันธุ์กับเสือโคร่งตัวเมีย ผลที่ได้คือลูกผสม &ndash เสือโคร่ง

Liger ลูกผสมสิงโต/เสือที่ถูกเลี้ยงในกรงขัง (เครดิตภาพ: Ali West / Wikimedia Commons)

ในทำนองเดียวกัน ให้ยกตัวอย่างอีกามีฮู้ดและซากสัตว์ เหล่านี้คือกลุ่มกาต่าง ๆ ที่มักจะผสมพันธุ์ภายในกลุ่มของพวกมันเอง แต่บางครั้งพวกมันก็ผสมพันธุ์กันและผสมพันธุ์ ลูกหลานของสหภาพดังกล่าวมักจะมีลักษณะทางกายภาพของกามีฮู้ดและซากศพ

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าไม่ใช่สิ่งมีชีวิตลูกผสมทั้งหมด หรือเพียงแค่ลูกผสม (หรือลูกผสม) เท่านั้นที่เป็นสื่อกลางระหว่างพ่อแม่ของพวกเขา ลูกผสมบางตัวจะแสดงความแข็งแรงของลูกผสมเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถเติบโตสูงขึ้นหรือสั้นลง หรือแสดงลักษณะอื่นๆ ในระดับความรุนแรงที่แตกต่างกัน กว่าพ่อแม่ของพวกเขา


วิธีการที่ใช้ในการเพาะพันธุ์พืช (พร้อมแผนภาพ)

บทความที่กล่าวถึงด้านล่างให้ภาพรวมเกี่ยวกับวิธีการสามวิธีที่ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช วิธีการที่ใช้ในการเพาะพันธุ์พืช ได้แก่ (I) การคัดเลือก (II) การผสมพันธุ์และ (III) การเพาะพันธุ์การกลายพันธุ์

วิธี # I. การเลือก:

วิธีการปรับปรุงพันธุ์พืชที่เก่าแก่ที่สุดคือการเลือกพืชที่ดีที่สุดและปลูกเฉพาะเมล็ดพืชเท่านั้น สิ่งนี้มีประโยชน์ตราบใดที่จำนวนพืชเป็นส่วนผสมของเส้นบริสุทธิ์ การเลือกภายในสายที่บริสุทธิ์นั้นไร้ประโยชน์ตามพันธุศาสตร์ของ Mendelian

The Pure Line Concept: Pure Line Selection:

Louis de Vilmorin (France, 1856) developed the method of progeny test. Individual plants are isolated and their progeny tested to find out if all the off-springs show uniform characters (e.g., sugar content of sugar beets), i.e., if characters are segregating. By strict progeny tests W. Johannsen (Denmark, 1857-1927) established the Pure Line Theory. He took a commercial variety of beans, selected for the weight of beans and found that a single variety could be broken up into 19 pure lines.

Each one of the 19 pure lines had a constant average weight of beans (different for the different lines) and this average within a line could not be altered by further selection. This is because the pure line is homozygous for the character or characters studied, no further segregation takes place and, therefore, any further selection within it is futile.

The Lysenko school denied the existence of pure lines since, according to them, heredity is not anything fixed but varies with a variable and unpredictable environment. Even in the Mendelian sense it is not possible to get a perfectly homozygous plant for all characters although one may get a plant homozygous for all predominant characters.

The case becomes even more complicated if polygenes or modifying genes be present. The term pure line should, therefore, be used in a relative sense.

Pure line selection is important whenever a new variety of uncertain origin is obtained, or when investigations are begun on a new crop. It loses its importance, as soon as all the pure lines are isolated. But, it has already been pointed out that the word pure line is relative. Whenever investigations are taken in hand for a new character, fresh pure line selection is necessary. Thus, one may even now carry on pure line selection for protein content or vitamin content of rice.

In the methods of selection two courses are usually followed:

Not individual plants but whole groups of plants are selected out. This is the simpler method.

2. Individual Plant selection or Pedigree selection:

Individual plants are selected out, isolated, and its seed grown separately (Progeny test). The same process may be repeated for a few generations. The process is naturally more rigorous but yields better result. A very well-known method is the ear-to-row or panicle-row method. Ears or panicles of cereal crops are selected out and each ear or panicle is grown in a separate row for future selection.

Clonal Selection:

Clones are plants propagated vegetatively from single original stocks and it has already been pointed out that the genotypic constitution of plants propagated in this way is not likely to change. They are as stable as pure lines and no segregation or varia­tion is expected among them. So, selection within a clone is not likely to be fruitful. But, in nature, bud mutations have been found to occur occasionally and the selection of such bud mutations has played an important role in the breeding of clonal crops like potato, sugarcane, pineapple, apple, citrus, etc.

In clonal crops, even better results are expected if clonal propagation be combined with actual hybridisation—sometimes in places far away from the actual fields. That is why there are special sugarcane and potato breeding stations on the hills where very important work is done on the hybridisation of such clonal crops.

Variety Test:

It can now be realised that all plant breeding stations must maintain different sections for different purposes. First, there must be the variety plots where hundreds and thousands of varieties (introductions and selections of varieties usually grown) are grown year after year as a living herbarium from which seed of any variety may be obtained for further selection or hybridisation. Secondly, there are the pedigree culture or progeny test plots where the pure lines are found out. Thirdly, there must be the variety test plots.

In whatever way may a variety be obtained (by introduction or selection or hybridisa­tion), its performances must be tested before it can be recommended to the farmers. For this, the varieties under test are grown side by side with standard varieties and their qualities compared. There may be different plots for testing different qualities, viz., yield trial plots, disease nursery plots, etc.

Selection played a very important part in the early days of plant breeding. It was largely employed in the selection of Indian wheat varieties by Mr. and Mrs. Howard. Valuable strains have similarly been obtained in India by pure line selection in rice, millets, cotton, etc.

Method # II. Hybridisation:

Hybridisation is a very important method in plant breeding. It has played a big role in the development of improved sugarcane strains at Coimbatore where sugarcane has been experimentally crossed with sorghum, maize and even with arundinacia bamboo. Hybridisation has also been usefully employed in getting good strains of wheat, rice, cotton, etc. There was phenomenal improvement of wheat varieties of England by hybridisation.

There may be a local variety which is good in all respects but inferior in one particular character, e.g., the grain may have an unwelcome red colour. Let it have the constitution AABBCCRR (A, B & C are good qualities and R for red grain). The plant breeder will then find out another pure line which may not be a good variety but it will have white grains. Its constitution may be aabbccrr (a, b & c are bad recessives and r white recessive).

If a cross be made, the F1 hybrid plant will show the dominant characters and will have the constitution AaBbCcRr. In the F2 and sub­sequent generations the characters will segregate and recombine in all different ways. Some will be inferior types with white grains, some superior with red grains but there will be a very few superior types with white grains.

The plant breeder will now go on selecting for a few generations only the desirable combinations, i.e., good qualities with white grains (phenotype A-B-C-rr). The progeny will be all white as it is homozygous for rr but there will be segregation for the A, B and C characters as most of the selected plants will be heterozygous for these. If he goes on selecting for a few more generations he will ultimately find out an AABBCCrr plant which will be a pure line, being homo­zygous, and this will be the desired combination.

The plant breeder may carry on this selection of the F1 progeny by two well established methods:

The plant breeder grows every one of the F2 selected plants separately. In the F3 he again selects the suitable plants (A-B-C-rr) and grows every one of the selected plants separately keeping clear pedigree records of each plant. The advantage of this method lies in the quickness with which he will get the true breeding AABBCCrr plant. Among the F2 plants that he selects (A-B-C-rr), there may be some AABBCCrr plants which he will be able to identify in 3 or 4 generations if he is lucky enough from the simple fact that these pedigreed lines will not show any segregation.

While the pedigree method is advantageous in being very quick it is disadvanta­geous in demanding much more attention and labour. In plant breeding stations, usual­ly a large number of crosses are handled simultaneously and it is impossible to carry on with all those crosses by the pedigree method. The second method (Bulk method) is, therefore, used to save labour.

This is a mass selection method. The F2 selected plants are not grown separately but are bulked together to form a single F3 population. In the F3 again, the suitable (A-B-C-rr) plants are collected and bulked together. This goes on for a few years after which the A-B-C-rr plants are tested separately to find out the true breeding AABBCCrr plant. This method involves more time but minimises labour as the plants do not need individual attention. Very often the plant breeder has no other option but to follow this method.

The table below shows two programmes, one according to pedigree method and the other according to bulk method, which are meant for rice- but may also be followed for other small grains like wheat or barley.

Hybridisation Technique:

When a plant breeder wants to hybridise between two varieties he must first gather all information about the flowers, viz., the time of flowering, the exact time when the anther and the stigma become mature for pollination, which flowers give healthy seeds, how long do the pollens remain viable, etc. He must take all precautions so that hybridisation takes place only in the way he desires, precluding all chances of self- pollination and must ensure that no foreign pollen can contaminate the result.

He should follow the following stages:

1. Selection and preparation of parents: Isolation:

The plant breeder first selects the plant that he will use as the mother parent and keeps the male parent ready so that the anther will be ripe just at the desired time. If there are too many flowers on the branch of the mother parent he clips off a number of them.

This is specially true in the cereals (wheat or rice) where there are a big number of flowers on the spike or panicle. In rice, about ten or twelve flowers of the same age are kept. It is necessary to isolate the female parent and, sometimes, even the male parent, by growing on isolated plots or by bagging or caging. Necessity of isolation increases with the percentage of natural cross-pollination.

The anthers must be plucked off the female flowers just before the anthers are ripe (anthesis) without causing injury to the flowers and, specially, the car­pels. Care should also be taken not to break the anthers. This is easily done with a pair of fine pointed forceps in the case of larger flowers like those of tomato. Rectified spirit should be used freely in sterilising the instruments during crossing.

In the case of small flowers the process is rather painstaking. In ordinary cereals where the bracts are not brittle (e.g., wheat or oats) the process is simpler but it is rather different in rice. Fig. 882 shows the plant breeder’s kit specially necessary for emasculation.

After the flowers are emasculated they are to be kept isolated which may be done either by keeping the whole plant in a muslin cage or by enclosing the flowers in muslin or oil paper or plastic bags so that foreign pollens may not come in contact with the stigma. Fig. 883 shows different types of bagging. Usually these bags are kept till seed-setting is complete.

When the stigma of the emasculated flower is mature the bag is temporarily removed and the stigma pollinated by dusting with complete broken anthers or pollens from the male parent. Special study should be made as to the viability of the pollens. Flowers are bagged again after pollination.

Care must always be taken to keep the crossed flowers properly labelled or tagged. The label should be as brief as possible but complete. It should bear the names of the parents (female parent first) and, at least, a number referring to the field record book as shown in Fig. 882. All or her necessary particulars should be entered in a handy field record book with a number and the number referred to on the tag.

The hybridisation technique must be adapted to the particular crop on which work is being done.

Techniques usually followed for three important crops—rice, wheat and cotton are give below:

In rice, the lemma and palea are rather hard and the flowers remain open for only about half an hour, sometimes after the sun warms up. Emasculation must be done before the time of an thesis which can be easily ascertained by placing the closed flowers against the sun (Fig. 884) and looking through the semitransparent lemma-palea.

Just before anthesis the anthers rise from the base to the top of the closed spikelet.

Emas­culation may be done in four ways:

(1) By slightly forcing open the lemma and palea just before the opening of the flower. This is the method for wheat and other cereals and this is the method usually adapted for rice in India.

(2) By clipping off the tip of the open flower with a pair of scissors and taking out the anthers through the opening by a pair of fine pointed forceps or a needle. Care must taken not to break the anthers and to take out all the six anthers of rice.

(3) The panicle is covered in the early morn­ing, before blooming, by a dark or brown paper bag (Ramiah). The heat inside forces the flowers open and emasculation is carried on as usual.

(4) The last method of hot water emasculation, developed by N. E. Jodon, is very interesting and is now widely used in the U.S.A. It has also been found very fruitful in India (Gangulee 1959).

Warm water (about 43°C.) is taken in a thermoflask, a mature tiller of rice is tilted and a whole panicle kept immersed within the warm water for about 10 minutes (Fig. 884). Within a few minutes of taking the panicle out of the water, just the mature flowers open out. Not only that, the temperature renders all the anthers sterile while the carpels are not injured, thus causing automatic emasculation. Pollination is to be completed within the next half an hour after which the flowers automatically close.

For pollination whole broken anthers, from flowers in which anthesis is about to take place, are used. When emasculation is carried on by forcing the flowers open, the latter are kept closed by small rubber rings so that bagging is unnecessary. Bagging is necessary for the -second and the third methods of emasculation in rice and necessary only for the half an hour while the flowers are open after hot water treatment. Only a few flowers in a panicle should be pollinated and all others scissored off.

After the female spike is selected, 5 to 10 healthy flowers are chosen and the rest scissored off. Emasculation is easily done with a pair of narrow forceps by gently opening the lemma and palea as the latter are soft and not brittle as in rice. The emasculated spikes are kept bagged with paper or plastic bags supported on stakes. Pollination is done after two days with whole broken anthers.

Emasculation is done on the afternoon of the day previous to the normal opening of the flower. An incision is carefully made round the base of the corrolla and the latter is removed taking care not to injure the pistil. The anthers are removed by plucking or scraping them off very carefully. Anthers must not be broken in the process. Emas­culated flowers are now bagged.

A still simpler process is to take a small bit of drinking straw, to seal one of its ends and to slip the open end on the emasculated pistil so that it fits tightly on the ovary. With straw it is not necessary to scrape off the lower anthers which get rubbed off when the straw is fitted. The straw is now fastened to the stem with soft and fine copper wire. Pollination is done next morning by plucking whole flowers from previously bagged (to ensure purity of pollen) male plants and dusting the pollens on the stigma.

Special Methods Involving Hybridisation:

1. Breeding for Disease Resistance:

Disease often causes serious havoc among plants. Effective control of such diseases by germicides, etc., is often too expensive and inconvenient. On the other hand, strains of crop plants (which may even be wild, distantly related varieties or species) are some­times found to be naturally immune (resistant) while other strains are normally sus­ceptible for specific diseases.

This resistance and susceptibility to diseases (e.g., rust in wheat or Helminthosporium = Ophiobolus in rice) are usually genetic factors. Sometimes this resistance is found in wild varieties which are otherwise useless. When this is so, it is possible to get the resistance factor from the resistant variety combined with the good qualities of some suitable cultivated variety.

The cultivation of the new resistant variety will then be an efficient as well as cheap measure in controlling the disease. In breeding disease resistant strains, every hybrid generation is to be subjected to artificially created disease producing conditions. Special inoculation tents are sometimes found useful for this purpose. All plants are artificially inoculated with fungal spores, etc., and the proper environment (specially, humidity) created.

The resistant segregates are then easily spotted in every generation. Selection is carried on for a number of years till the homo­zygous strain is obtained. Breeding for disease resistance is not always simple as it is difficult to get strains resistant under all conditions and the inheritance of disease resistance is often multi-factorial. Moreover, most important diseases have a large num­ber of strains of the pathogens and it is difficult to get any variety of the crop resistant to all the strains. Some success has been attained in breeding disease resistant strains of various Indian crop plants.

One of the serious limitations of the present method of raising disease resistant varieties is that it does not take into account the potentiality of the disease producing organisms to undergo mutation. That is why it has often been found that a disease resistant variety once obtained does no remain so for a long time. Later, it becomes susceptible due to mutation of the organism causing the disease, which can then infect the so-called resistant plant.

2. Backcross and Testcross Methods:

It has already been shown how the crossover percentage of two linked genes may be determined by the testcross, i.e., by backcrossing the hybrid F1 plant back to the recessive parent. This testcross method is very usefully utilised by the plant breeder and the geneticist in determining the genotypic constitution of any plant.

As backcrossing takes place with the recessive parent, the latter does not show itself in the progeny and the backcross segregation ratio represents the gametic ratio of the plant in question and, hence, its genotypic constitution.

Thus, Fig. 885 shows the result of a testcross with a tall x dwarf heterozygous pea plant. The backcross ratio can only be explained by assuming that there are T and d gametes on the plant in equal proportions, i.e., it is a Td plant. If the backcross plant is a pure line (with only one type of gametes), the backcross generation must show plants of one type only.

Another use of the backcross method in plant breeding is introduction of a character from either (i.e., recessive or dominant) of the parents more quickly. Thus in breeding for disease resistance, the hybrid disease resistant plants of successive generations are repeatedly backcrossed with the disease resistant parent. In this way homozygosity for disease resistance may be attained a few years earlier. Backcrossing is rather easy when a monogenic character is to be transferred while it may also be adapted for multi-factorial characters.

3. The use of Hybrid Seed:

NS1 plants are always more vigorous because of heterosis. Yield of a crop can be greatly increased if F1 seeds can be directly used as seed by the farmers. But, production of such seed is usually so costly that it can only be used for experimental purposes and is hopelessly uneconomic if used as the farmers seed.

However, an exception has been found in the use of hybrid com (maize) as seed. Methods have been developed in the U.S.A. for obtaining hybrid corn seed in large scales at low cost. Production of maize has been greatly increased in recent years by this process.

Production of hybrid corn has now taken hold in India. The author’s own experiments show that it is possible to cultivate hybrid rice on a small plot and obtain a much higher yield.

Maize is a naturally cross-fertilised crop. So, the first step towards producing hybrid corn is isolating the pure lines by inbreeding. The inbred pure lines are rather weak.

Two such pure lines are planted in the field alternately, one as the male stock or polli­nator and the other as the female stock or the seed producer. Such fields must be isolated from all other varieties of maize to get good uncontaminated hybrid corn The-usual method is to plant one pollinator row for every two seed rows. Male flowers of maize are borne on apical panicles or ‘tassels’ while female cobs are borne on the axils.

So, emasculation is rather easy by simply lopping off these panicles and it is now possible to carry on large-scale emasculation or ‘detasseling’ mechanically. All kernels developing on the detasseled variety are hybrids, pollination being possible only from the other variety. But, as the inbred pure line plants are weak, the production of single- cross grains on them is rather low. So, double-crossing is resorted to by making a hybrid of the second order out of two F1 single-cross hybrids in order to get a large quantity of double-cross grains.

The cobs on the double hybrids (Fig. 886) are even larger than on the single hybrids. For double crossing, two rows of pollinator single-cross plants are planted for six to eight rows of single-cross seed rows. As the single-cross plants are much more Vigorous than the pure line plants, the production of double-cross grains is much more bountiful. Four pure lines are involved in producing a double-cross hybrid and the method of such production is diagrammatically represented in Fig. 887. The fanner gets a heavy yield when he uses double-cross grains as his seed.

A new development in the production of hybrid corn is the utilisation of the ‘male- sterile’ character. Plants having this gene or character have sterile pollens so that they are naturally emasculated. If a strain having this character is used as the seed parent then it is no longer necessary to emasculate or detassel it. If it be possible to get such suitable ‘male-sterile’ genes in other crops it may be possible to get cheap hybrid F1 seeds as the labour involved in emasculating will be reduced to the minimum.

Method # III. Mutation Breeding:

A new line of plant breeding has opened up in recent years—that of mutation breeding. Important crop varieties are known to be mutants. Mint- zing thinks that more than half the species of flowering plants are polyploids. A plant breeder has to keep his eyes open to select out any naturally occurring mutant (point mutation or intergenic mutation) that may look promising. Selection within clones and pure lines is possible only when such mutants occur.

Artificial induction of mutations has been extensively employed in recent years. The most important agents for such mutation induction are (i) X-rays and other types of ionising radiation explained in (giving rise to the science of Radiation Biology) and (ii) Chemical mutagens like mustard gas or colchicine.

All growing organs, seeds, pollens, eggs, etc., may be subjected by such irradiation or chemical treatment. There is no fundamental difference between natural and artificial mutations. It is true that most mutations are of no practical importance or even harmful and also that there is no way of predicting what type of mutation one is going to get.

But, this should not give rise to any scepticism and a plant breeder should be satisfied if he gets a new beneficial character in a million. Some very useful radiation-induced mutations have already come to the use of agriculturists and horticulturists. Sweden has greatly advanced in mutation breeding since 1929 with workers like Gustafsson and Miintzing at their Svaloff station. They have obtained improved ‘ereictoid’ stiff-strawed barley varieties by X-ray treat­ment and similar treatment has yielded better varieties of white mustard, Phaseoltis, ground-nut, oats, peas, etc.

Similarly, there, are reports of improved barley from Germany rust resistant wheat from Austria improved barley, peanut and short-strawed rice (by Beachell) from the U.S.A. and improved wheat varieties in India. Radiation induction has been even more fruitful in horticulture. New flower varieties have been raised and then propagated vegetatively. In India attempts have also been made to get better varieties of rice, sesame and jute in this way. A short-strawed, high-tillered rice mutant has been reported by Ramanujam and Parthasarathy. Other results are still under investigation.

Induction of mutation with chemical mutagens has become even more popular as the method is accessible to all types of workers. Colchicine has been extensively used in the production of tetraploids and amphidiploids involving hundreds of species. Although most of these polyploids are of no practical value, they have been found to be very useful material which can possibly be improved by further breeding.

Thus, some useful Triticale (wheat X rye, i.e., Triticum x Sec ale amphidiploid) varieties have been obtained by hybridising different types of Triticales. Muntzing has obtained tetraploid winter rye. Kihara and his associates in Japan have reported triploid sugar beet with higher sugar content, triploid water-melon, tetraploid radish, etc. Tetraploid grapes, also, have been produced.

Cytogenetics has placed more synthetic breeding material in the hand of the plant breeders in the form of plants with altered genomes or substituted chromosomes and the study of trisomies, monosomies, nullisomics, etc., has enabled them to work on the definite positions of the desirable genes in the chromosomes.

Finally, the latest attempt of inducing mutations in a novel way is well worth mentioning. It has been mentioned that the most important chemical constituents of genes are nucleic acids and there is evidence that free nucleic acid may control heredity.

There has been a claim from France that deoxyribose-nucleic acid (known so cytogeneticists as DNA) extracted from the eggs of the Khaki Campbell variety of ducks when injected into the Peking variety, has induced some Khaki Campbell characters to the Peking ducks and this change has been found to be hereditary.

As DNA has been proved to be the gene substance, it is quite likely that in near future it may be possible to use just the DNA extract from one of the desirable parents in the hybridisation of higher plants as has already been done in the case of Pneumococcus strains of bacteria. If this method of changing heredity be established and improved, possibly it will be the most important tool in the hands of the plant and animal breeders, (c.f. Genetic Engi­neering).

Conclusion:

The Importance of Plant Breeding in Modern Agriculture:

With the present population explosion the cry in the densely populated under­developed countries, specially of Asia, is for food and more food. Many, such countries like India does not produce enough cereals to feed their own populations. The need is to develop more amount of food on the same area of land.

For this, besides improved methods of agriculture, better and high yielding varieties and strains must be developed. Fortunately, great success has been achieved in this direction in recent years. A green revolution has taken place in India and some other count­ries so that these countries would soon produce more food that what they presently need.

In this connection one must men­tion Norman E. Borlaug (Fig. 888), the plant pathologist plant breeder devoting his life at the International Maize and Wheat Improvement Centre at Sonora in Mexico. His splendid work in developing new high yielding, rust resistant, non-lodging dwarf wheat varieties and strains, which are now being cultivated in many countries, is the basis of the present ‘green revo­lution’.

His Sonora 64, with Sonalika, Kalyansona and other varieties developed in India, is working a miracle. Most deservirtgly, Borlaug was awarded a Nobel Prize for Peace in 1970. Nothing contri­butes more to peace than self-sufficiency in food.

Similarly, in the field of rice also high-yielding varieties have been developed by plant breeders. IR-8 developed in the International Rice Research Institute located in the Philippines and the strains Padma and Jaya developed in India are contributing towards ‘green revolution’ here.


Backcrossing in Hybrid - Biology

เชิงนามธรรม

Speciation is the underlying process that leads to formation of new species, and therefore is the basis of biodiversity. Genes involved in each stage of speciation, such as those involved in interspecies sterility, remain elusive. Male hybrid sterility and postzygotic isolation between Drosophila pseudoobscura และ D. persimilis was examined in this study through backcrossing of female hybrids into each parental line (introgression), selecting for a sterile sperm phenotype, needle-eye sperm. Sperm phenotypes did not separate through backcrossing instead, males presented with multiple sperm phenotypes. A relationship between the phenotypes observed and the potential genes involved was examined through whole genome sequencing and SNP analysis of the DNA of 20 introgressed male hybrid samples. One finding was SNPs for hybrid sperm sterility were species specific. Also, sperm sterility and heteromorphism appear to be controlled by many loci. Further analysis of SNPs isolated in this study has the strong potential to identify candidates for loci involved in formation of needle-eye sperm, and postzygotic male hybrid sterility in other species.

Summary for Lay Audience

Speciation is the process of two populations of organisms of the same species evolving over time until they are unable to reproduce with each other. Some species have not completely separated, and are still able to create viable, but oftentimes sterile, hybrid offspring. A common example of hybrid sterility comes from horses and donkeys, who separated approximately 7.7-15 million years ago (Huang และคณะ 2015). When a male donkey and a female horse reproduce, they sire a mule. All male mules are sterile and most female mules are sterile. In rare cases female mules are fertile when mated to a horse or donkey (Savory 1970).

Similar to horses and donkeys, the crossing of two species of fruit flies, Drosophila pseudoobscura และ D. persimilis, produce all sterile male hybrids. However, in the case of these fruit flies, all female hybrids are fertile. These two species of fruit flies also diverged more recently, 0.55 million years ago. These sterile hybrid male fruit flies can still produce sperm, but these sperm are not able to fertilize female eggs to make more hybrids. Fruit flies are used because they are less expensive to maintain, have shorter life cycles, and can be in a tightly controlled environment. My research focused on genetic differences cause the male fruit flies to be sterile. Hybrids receive genetic material (DNA) from both parent species. The DNA of both fly species studied here is split into two pairs of five separate chromosomes, X/Y, 2, 3, 4, and dot. The pairs of each chromosome can interact with each other through proteins. Instead of ten separate assembly lines for proteins, pairs of chromosomes are connected to each other by networks integral to protein production and cell function. In hybrids, the chromosomes are unlikely to all function properly because each species has differentiated chromosomes that might not be able to form proper pairs. The failure of some of these networks could be the basis of sterility. My study supported the species-specific differences in the pieces of the network contributing to hybrid sterility. This work can be continued to identify specific points in the DNA that lead to hybrid sterility and applied to other species.


Achieving Consistency When Breeding Marijuana Plants

If you have ever purchased a hybrid strain from a dispensary, you should appreciate the effort that has gone into ensuring your weed has consistently desirable traits. In all likelihood, the weed you buy has gone through generations of breeding to ensure it doesn’t carry unwanted characteristics.

The seeds created from cross-pollination will have different attributes to their parent strains. Every seed is unique with various characteristics and different combinations of traits derived from its parent. Seeds with different expressions of traits are known as phenotypes. If you purchase cannabis seeds , the best kind is ‘homozygous’ that means they have the same set of genes.

When you have homozygous seeds, you know that your plants will consistently produce seeds with the same genetic makeup every time. This consistency is highly desirable because it means breeders and consumers know what to expect 100% of the time. Heterozygous seeds produce a wide variety of phenotypes which makes them a lot less predictable. When you cross a strain, you need to select the phenotype you prefer.


Other files and links

  • APA
  • Standard
  • Harvard
  • Vancouver
  • ผู้เขียน
  • BIBTEX
  • RIS

In: Plant Breeding , Vol. 97, No. 4, 12.1986, p. 315-323.

Research output : Contribution to journal › Article › peer-review

T1 - Simple Genetic Control of Hybrid Plant Development in Interspecific Crosses between Phaseolus vulgaris L. and P. acutifolius A. Gray

N2 - Crosses were performed between nine Phaseolus vulgaris lines (as females) and seven P. acutifolius lines (as‐ male to examine parental compatibility for the production of vigorous hybrid And backcross plants, in vitro embryo rescue techniques were required to secure hybrid and backcross proseny following interspecific crossing. Seedling development appeared to be dependent on which allele the P. vulgaris parent carried at an interspecific incompatibility locus. Seven of the nine P. vulgaris lines tested carried an allele at this locus which interacted with a nuclear factor in the P. acutifolius genome resulting in stunted, sub‐lethal hybrids. The lines, ICA pijao' and ‘Sacramento Light Red Kidney’ did not carry this allele and produced vigorous hybrid progeny in combination with all P. acutifolius parents. Intensive backcrossing produced progeny which also segregated for sub‐lethal and viable plant development. The observed segregation patterns suggest that a bridge crossing scheme would facilitate the introgression of P. acutifolius germplasm into incompatible P. vulgaris lines. Similarities, with an intraspecific incompatibility system are discussed.

AB - Crosses were performed between nine Phaseolus vulgaris lines (as females) and seven P. acutifolius lines (as‐ male to examine parental compatibility for the production of vigorous hybrid And backcross plants, in vitro embryo rescue techniques were required to secure hybrid and backcross proseny following interspecific crossing. Seedling development appeared to be dependent on which allele the P. vulgaris parent carried at an interspecific incompatibility locus. Seven of the nine P. vulgaris lines tested carried an allele at this locus which interacted with a nuclear factor in the P. acutifolius genome resulting in stunted, sub‐lethal hybrids. The lines, ICA pijao' and ‘Sacramento Light Red Kidney’ did not carry this allele and produced vigorous hybrid progeny in combination with all P. acutifolius parents. Intensive backcrossing produced progeny which also segregated for sub‐lethal and viable plant development. The observed segregation patterns suggest that a bridge crossing scheme would facilitate the introgression of P. acutifolius germplasm into incompatible P. vulgaris lines. Similarities, with an intraspecific incompatibility system are discussed.


ดูวิดีโอ: Backcrossing Male hybrid F1 to female molly (สิงหาคม 2022).