Интрогрессивная гибридизация у растений
Интрогрессивная гибридизация, также известная как интрогрессия , представляет собой поток генетического материала между дивергирующими линиями посредством повторного обратного скрещивания . У растений это обратное скрещивание происходит, когда гибрид поколения скрещивается с одним или обоими родительскими видами.
Хотя некоторые роды растений гибридизуются и интрогрессируют легче, чем другие, в определенных сценариях внешние факторы могут способствовать увеличению скорости гибридизации. Явление, известное как гибридизация среды обитания, перекликается с этой идеей, объясняя, что нарушения в естественной среде обитания могут привести к появлению видов, которые обычно не гибридизуются и скрещиваются, чтобы сделать это с относительной легкостью. Селекционеры растений также манипулируют своими объектами для гибридизации, чтобы оптимизировать их выносливость, внешний вид или любые другие желаемые черты, которые они хотят выбрать. [1]Этот тип гибридизации особенно эффективен для производства многих видов сельскохозяйственных культур, включая, помимо прочего, некоторые виды риса, кукурузы, пшеницы, ячменя и ржи. Естественная интрогрессия может происходить со многими родами и видами, но манипулирование генофондом с помощью искусственной/принудительной интрогрессии полезно для оттачивания желаемых характеристик, таких как засухоустойчивость или устойчивость к вредителям. [2]
На заре исследований гибридов обычно считалось, что доказательств гибридизации в природе недостаточно, потому что гибридизация в основном дает стерильное или непригодное потомство. Благодаря экспериментам и улучшенным возможностям филогенетического тестирования мы теперь видим, что способность производить плодовитое гибридное потомство варьируется в зависимости от рода в царстве растений. [3] Несколько примеров видов, способных производить фертильные гибриды, приведены ниже:
Одно из наиболее значительных ранних исследований гибридизации растений касалось трех видов ирисов. Хотя они обычно образуют скрещивания там, где их естественная среда обитания пересекается, нет никаких доказательств того, что Iris fulva , Iris hexagona или Iris brevicaulis тесно связаны между собой, а их фенотипические различия (цвет/узор/размер) различны. Как только происходит интрогрессия, полученное потомство демонстрирует широкий спектр цветовых комбинаций, а также цветки разного размера. Iris fulva демонстрирует тенденцию к асимметричной интрогрессии, когда он передает больше генетического материала гибридному потомству, чем Iris hexagona или Iris brevicaulis . [4]
Дифференциальная интрогрессия хлоропластов и ядерных геномов впервые отмечена у подсолнечника обыкновенного ( Helianthus annuus ssp. texanus ). В пределах определенного региона популяция демонстрировала различия в морфологических особенностях, что указывало на возможную гибридизацию с H. debilis ssp cucumenifolius . Исследователи обнаружили, что эти H. a. texanus содержал хлоропластную ДНК H. d. cucumennfolius , что указывает на то, что интрогрессия произошла в одном направлении. [5]
Гибридизация среди тополей распространена там, где когда-либо популяции пересекаются, однако степень интрогрессии сильно различается в зависимости от вида. Одно исследование, изучающее степень интрогрессии среди трех видов тополей (P. balsamifera, P. angustifolia и P. trichocarpa), проведенное вдоль хребта Рок-Маунтин в США и Канаде, обнаружило обширную интрогрессию в районах конвергенции видов. Геномное секвенирование даже показало трехвидовой гибрид в этих перекрывающихся областях. [6] Другое исследование обнаружило гибридную зону в штате Юта, где наблюдался однонаправленный поток интрогрессии между P. angustifolia и P. fremontii. [7]
