Кіріспе

Бірінші буын гибрид (немесе будандас) жануар немесе өсімдік. F1 гибриді (сонымен қатар filial 1 гибриді деп те аталады) – ерекшеленетін ата-ана түрлерінің ұрпақтарының бірінші filial буыны. F1 гибридтері генетикада және селекциялық шаруашылықта қолданылады, онда F1 будандастыру термині қолданылуы мүмкін. Термин кейде F гибриді түрінде жазылады. Келесі буындар F₂, F₃ және т.б. деп аталады. Ерекшеленетін ата-ана түрлерінен туған ұрпақ ата-аналарының қасиеттерінің үйлесімділігінен жаңа, біркелкі фенотипті құрайды. Балық шаруашылығында бұл ата-аналар көбінесе екі жақын туысқан балық түрі болса, ал өсімдіктер мен жануар шаруашылығында ата-аналар көбінесе екі ішкі сұрыпталған (инбридті) желі болып табылады. Грегор Мендель мұрагерлік заңдылықтары мен генетикалық өзгергіштіктің негіздерін зерттеді. Екі таза тұқымды (гомозиготалық) ата-ананы қолданып жасаған өсімдіктерді будандастыру тәжірибелерінде Мендель, нәтижедегі F1 буыны гетерозиготалық және тұрақты екенін анықтады. Ұрпақ әр ата-анадан алынған генетикалық тұрғыдан басым фенотиптердің комбинациясын көрсетті. Мендельдің F1 және F2 буындарына қатысты жаңалықтары қазіргі заманғы генетиканың негізін қалады.

Өсімдіктерде

Генетикалық жағынан әр түрлі екі өсімдікті будандастырғанда гибридтік тұқым пайда болады. Бұл табиғи түрде орын алуы мүмкін, соның ішінде түрлер арасындағы будандастыру да осыған жатады (мысалы, жалбыз – су және қарақұмықтың тозаңсыз F1 гибриді). Агрономияда F1 гибрид термині көбінесе екі ата-аналық сорттан шығарылған егіс дақылдарына қатысты қолданылады. Бұл F1 гибридтері әдетте бақыланатын тозаңдану арқылы, кейде қолмен тозаңдану арқылы жасалады. Бір жылдық өсімдіктер, мысалы, помидор мен жүгері үшін F1 гибридтерін әр маусымда өндіру қажет. Біркелкі фенотипті F1 гибридтерін жаппай өндіру үшін, ата-аналық өсімдіктер ұрпақтарына болжамды генетикалық әсер тигізуі керек. Бірнеше буын бойы біркелкілікке ие болу үшін ішкі селекция және таңдау ата-аналық желілердің дерлік гомозигота болуын қамтамасыз етеді. (Екі) ата-аналық желілердің арасындағы айырмашылық гетерозис құбылысы арқылы ұрпақтағы өсу және өнімділік сипаттамаларын жақсартады ("гибридтік күш" немесе "үйлесімділік қабілеті"). Көтерілген қасиеттері бар екі селекциялық топқа инбридинг жасалады, осылайша популяцияның гомозигота деңгейі белгілі бір шегінен, әдетте 90% немесе одан да жоғары деңгейден асып түседі. Әдетте, бұл 10 буыннан астам уақытты қажет етеді. Содан кейін екі штаммды өздігінен тозаңдануға жол бермей қиыстыру керек. Көбінесе бұл өсімдіктерде бір популяциядан еркек гүлдерді жою немесе алып тастау арқылы, еркек және әйел гүлдеуі арасындағы уақыт айырмашылығын пайдаланып немесе қолмен тозаңдату арқылы жасалады. 1960 жылы АҚШ-та егілген барлық жүгерінің 99%, қант қызылшасының 95%, шпинаттың 80%, күнбағыстың 80%, брокколидің 62% және пияздың 60% F1 гибридтері болды. Бұршақ және безек коммерциялық түрде гибридтелмейді, себебі олар автоматты түрде тозаңданады, ал қолмен тозаңдану тым қымбатқа түседі.

F2 гибридтері

F2 будандары, F1 будандарының өзіндік немесе өзара тозаңдануының нәтижесінде алынады, F1 будандарының тұрақтылығына ие болмайды, бірақ олар кейбір қажетті белгілерді сақтап қалуы мүмкін және қолмен тозаңдану немесе басқа да шаралар қажет болмайтындықтан, оларды арзанға өндіруге болады. Кейбір тұқымдық компаниялар F2 тұқымын төмен бағамен ұсынады, әсіресе тұрақтылық аса маңызды емес гүлзар және көшет өсімдіктерінде.

Артықшылықтар

Біртектілік және болжамдылық: Жеке өсімдік немесе жануардың гендері, гомозиготалық таза желілердің F1 ұрпақтарында шектеулі вариацияға ие болады, бұл олардың фенотипін біркелкі етеді, механикалық операциялар үшін тартымды және ұсақ популяциялық басқаруды жеңілдетеді. Шығарма белгілері белгілі болғаннан кейін, осы шығарманы қайталау бірдей нәтиже береді. Жоғары өнімділік: Көптеген аллельдер ақуыз немесе ферменттің әртүрлі нұсқаларын кодтайтындықтан, осы аллельдің екі түрлі нұсқасы ферменттің екі түрлі нұсқасына ие болумен тең. Бұл ферменттің оңтайлы нұсқасының болу ықтималдығын арттырады және генетикалық ақаудың пайда болу ықтималдығын азайтады. Түрлерді будандастырудың артықшылықтары: 1.) жаңа түраралық сорттың эволюциясы, 2.) гибридтік күштілік және 3.) ұзақ өмір сүру мен ауруларға төзімділіктің артуы (Dubey, A. 2019). Дюбей оларды былай түсіндіреді: 1.) Жаңа түраралық сорт екі ерекше түрдің шағылысуынан пайда болады. 2.) Гибридтік күштілік – бұл түрдің ата-анасынан мықтырақ, динамикалық және күштірек болуымен сипатталады. Соңында, 3.) Гибридтер ұзақ өмір сүре алады және "ауруларға жоғары төзімді" (Dubey, A. 2019).

Кемшіліктер

F1 гибридтерінің ауыл шаруашылығындағы басты артықшылығы олардың кемшілігі болып табылады. F1 сорттары ата-ана ретінде пайдаланылғанда, олардың ұрпақтары (F2 ұрпағы) бір-бірінен күрт ерекшеленеді. Кейбір F2-де ата-бабаларындағыдай гомозиготалық гендердің жоғары деңгейі болады, бұл гибридтік күштің жоқтығына әкеледі. Тұқым өндірушілер үшін, егер клиенттер тұқымды сақтап өздері тұқым өндіруді қаламаса, мұндай генетикалық әртүрлілік қажетті қасиет болып табылады. Гибридтің ата-тегін селекциялау және өз ара шағылыстыру процестері уақыт пен ұрпақтардың санына байланысты қымбатқа түседі, нәтижесінде тұқымның бағасы артады. Барлық егіс түрлерінің бұл кемшілікті толықтыратын жеткілікті гетерозис эффектісі болмайды. F1 гибридтері бірдей жағдайларда өсірілгенде бір уақытта піседі. Олардың барлығы бірдей кезеңде пісіп, машинамен жинауды жеңілдетеді. Дәстүрлі сорттар мен жергілікті тұқымдар бағбандар үшін көбінесе пайдалырақ, себебі олар ұзақ мерзім бойы өнім береді, артық өнім немесе азық-түлік тапшылығының алдын алады. Керісінше, шектеулер генетикалық құрып кету және/немесе туыстық депрессиядан туындауы мүмкін. Дюби генетикалық құрып кетудің "гибридтік популяциялар" арқылы туындауы мүмкін екенін түсіндіреді, гибридтердің әртүрлі деңгейлерін атап көрсетеді. Туыстық депрессия – "генетикалық жағынан алыс популяциялардың араласуы", бұл гибридтердің тіршілікке бейімділігін төмендетіп, репродуктивті қабілеттің төмендеуіне әкеледі.