Генетика II

Специфическое свойство сочетаемости — это проявление особой линии в сравнении с другими линиями, при скрещивании с одним и тем же опыляемым экземпляром. Свободное опыление — это тип производства семян, требующее минимальных усилий и практически никакого селективного процесса. Семена растут, достигают зрелости и вступают в межродовое скрещивание. Те растения, которые не воспроизводят определенные характеристики разновидности, исключаются из программы разведения, чтобы остальные растения получились чистыми (чистокровными). Межродственные линии и другие популяции, подвергающиеся свободному опылению, часто разводятся одним человеком, а затем выпускаются в продажу другими людьми. Некоторые селекционеры, занимаются выведением чистокровной популяции, предоставляют лицензию на их использование другим компаниям, выращивающие те же самые семена, таким образом расширяя производство семян (семенной Boom).

Межродственное скрещивание

Межродственное скрещивание — скрещивание группы, семейства или разновидности растений между собой, без привлечения дополнительного генетического материала извне или не родственной популяции. Наиболее сложной формой межродственного скрещивания является самоопыление, когда в качестве основы выведения следующих поколений используется генетический материал только одного растения. 1:1 гибридные популяции находятся в чуть менее тесной родственной связи, будучи полученными из генетического материала двух растений. Такие популяции при повторном межродственном скрещивании часто достигают состояния, называемого "межродственным спадом".

Межродственный спад проявляется в уменьшении энергии растения (или любого другого признака) из-за длительного межродственного скрещивания. Это может привести к уменьшению эффективности растения, его действия, снижению роста. Сыпется генетика по всем параметрам.

Прогрессирование спада зависит частично от используемой системы селекции растений. Повторюсь что конопля это двудомное растение и упомяну, что это перекрёстно опыляемый (ауткроссинговый) вид. Перекрестно опыляемые растения обычно проявляют высокую степень межродственного спада, в отличии от самоопыляемых растений. Например томаты могут самоопыляться и производить до 20 поколений без видимой или ощутимой потери силы роста или урожайности. Однако некоторые опыты показали, что при получении методом межродственного скрещивания урожай злаковых уменьшился значительно 0,4Га = 40% потеря урожая.

В случае с перекрестно опыляемыми растениями внутри популяции остаются скрытые ухудшенные гены, в результате чего при продолжительном межродственном скрещивании могут обнаружиться и проявиться отрицательные стороны этих рецессивных признаков. Межродственный спад может стать очевидным в популяциях S1 после выведения одного поколения или самоопыления. Когда при разведении конопли используются малые популяции, межродственное скрещивание типичным образом проявляет себя при выведении трех - шести поколений. Чтобы справляться с этой проблемой, садоводы часто выводят линии раздельно, параллельно друг другу, каждая из которых отбирается по схожим и идентичным наборам признаков. Если каждая из межродственных линий или самоопыленных популяций после выведения потомства начинает демонстрировать признаки межродового спада, они скрещиваются друг с другом для возобновления энергичного роста и устранения межродственного спада, сохраняя при этом генетическую стабильность признаков.

Большинство текстов написанных на сегодняшний день по селекции канабиса поддерживают стратегию выращивания 1:1, что вредно для зародышей плазмы растения. К сожалению, это распространенная стратегия селекции среди многих коммерческих семенных банков. Эти компании не осознают, что марихуана по своей природе - ауткросер (перекрестно опыляемое растение). Существовала в диких популяциях из сотни если не тысячи растений. Внутри этого множества растений существует широкий набор вариации генов. Когда для нашего дальнейшего разведения из этого огромного количества мы отбираем только одно или два растения в качестве популяции, мы значительно сокращаем генетическое разнообразие популяции (происходит генетический дефецит). В результате такого скрещивания мы не оставляем будущим поколениям того разнообразия, какое было при нас.

Аутбридинг — процесс скрещивания растений или групп растений с другими растениями, с которыми у них отсутствует или существует очень отдаленная связь. В любой момент селекционер, скрещивая растения, не принадлежащие одному семейству, группе, разновидности, получает гибридное семя. Например гибридное семя F1 является первым поколением скрещивания двух разных чистокровных растений или популяций. Каждое скрещивание родительских популяций рождает новое поколение, которое обладает генетикой обоих родителей. Результат ауткроссинга — появление нового и различного генетического материала в каждом соответствующем семенном фонде.

Дочернее скрещивание — это тип системы разведения, когда братья и сестры из одного потомства и поколения семян скрещиваются между собой для получения нового поколения. Первое гибридное поколение двух различных чистокровных линий обозначается как поколение F1. Если скрещиваются два потомства F1, или одна популяция F1 подвергается свободному опылению, получившийся результат называют F2. Скрещивание отобранных растений из F2, затем рождает поколение F3. Поколения F4.5.6 и так далее получаются аналогичным способом, путем скрещивания того же самого поколения и потомства. Следует заметить что в зависимости от количества получаемого потомства, поколение обозначается (F [n+1]). Дочернее скрещивание с отобранными растениями со специфическими признаками — наиболее распространенный метод для выведения чистой или чистокровной популяции, при разведении таких растений как конопля (перекрестно опыляемых имеется ввиду).

Обратное скрещивание (Backcross) — Это тип разведения, при котором потомство непрерывно скрещивают с одним из генотипов родителя. Культиваторы очень часто скрещивают потомство с материнским растением. Такого родителя называют повторным. Неповторного родителя называют донорским. Говоря проще, поколение скрещивающееся в любой момент с предыдущим поколением и называют обратным скрещиванием. Обратное скрещивание стало основным методом у тайных садоводов, занимающихся разведением, потому что этот способ быстр и прост при выращивании в теплицах, оранжереях. Является подходящим для селекции только малых популяций. Основная цель обратного скрещивания — создать популяцию растений, произведенную главным образом из генетического материала одного единственного растения (повторного родителя).

Донорское родительское растение выбирается по наличию тех признаков, которые отсутствуют у повторного родителя. Идея такого отбора состоит в том, чтобы новое поколение сочетало приемущественно генетические данные от повторного родителя и гены, отвечающие за интересующий селекционера донорский признак. Метод обратного скрещивания подходит для внедрения новых желанных признаков в почти идеальный, относительно чистокровный генотип. Когда вы планируете обратное скрещивание, помните, что повторное родительское растение должно для этого подходить максимально или иметь почти идеальный генотип. Самый лучший донор должен безусловно обладать желанным признаком, но при этом он не должен быть абсолютно лишен всех остальных черт. Производство потомств обратным скрещиванием можно повторять, используя одних и тех же родителей несколько раз.

Данный способ лучше всего применять, внедряя легконаследуемые доминантные признаки, которые могут быть легко опознаны при производстве каждого поколения.

Рецессивные признаки для обратного скрещивания отобрать сложнее из за того, что они находятся "в тени" доминантных признаков. Для получения гомозиготных - рецессивных растений после каждого производства поколения обратного скрещивания необходимо применять дополнительный цикл свободного опыления или скрещивание братьев и сестер. растения демонстрирующие рецессивные признаки, отбираются из отдельных популяций F2 и скрещиваются обратно с повторным родителем.

Самоопыление — Процес производства семян путем оплодотворения растения пыльцой, полученной с того же растения. Результатом самоопыления является популяция растений, полученная с одного растения. Первое поколение популяции при самоопылении называется S1. Если из полученного потомства выбрать растение и снова его самоопылить, произведенное поколение будет называться S2. Аналогичным образом называются последующие поколения самоопыления: S3.4.5 и т.д.

локус — (фиксированное положение (локализация) на хромосоме, например положение гена в длине цепочки)

Признаки по которым растение определяется как гомозиготное, при самоопылении остаются гомозиготными, в то время как гетерозиготные могут демонстрировать новое проявление этих признаков. Мы знаем что гомозиготные локусы остаются гомозиготными, но как насчёт гетерозиготных? Каждое рождение поколения при самоопылении приводит к увеличению гомозиготности на 50% на каждый гетерозиготный локус. При каждом последующем потомстве самоопыления, растение S1 на 50% более гомозиготно, чем его предыдущий родитель. Многократное самоопыление или одно семенное потомство — самый быстрый способ достижения гомозиготности в пределах семьи или группы. Чем больше растений выращивается из самоопыленной популяции, тем выше будет возможность вывести самоопыленное потомство, демонстрирующее все желанные признаки.

Односеменное потомство

Растение самоопыляется и в результате собирается урожай семян. Одно из этих семян отбирается, выращивается снова и снова самоопыляется, в результате чего получаются семена. Все потомство и будущие поколения рождаются от одного предшественника, пока его не опылит пыльца из другого семейства. Каждое поколение это результат самоопыления одного растения предыдущего поколения. После шести поколений полученных путём самоопыления без процедуры селекции 98,44% генов растения гомозиготны — это относится к генам, а не к растениям которые и так гомозиготны.

Повторная селекция — любая программа разведения предназначена для отбора наиболее благоприятных (подходящих) генов, "разбросанных" по различному количеству растений. Поэтому задачей разведения является постоянная селекция наиболее важных (нужных) признаков.

Элитная селекция — это система разведения, при которой в разведенных поколениях скрещивания отбираются отдельные растения по принципу предпочтительности, индивидуальности и элитности (самые—самые).

Плоидия — Растения конопли в природе диплоидные, поскольку имеют 20 хромосом. На стадии мейоза гамета каждого родителя отдает 10 хромосом для создания зиготы. Клетки конопли могут быть гаплоидными (1 набор хромосом на клетку) как в гаметах, или диплоидными ( 2 набора хромосом на клетку).

Некоторые исследователи задаются вопросом, будут ли триплоидные (3 набора) или тетраплоидные (4) растения конопли иметь агрономическое значение. В некоторых случаях полиплоидные растения вырастают большего размера, дают больше урожая и обходят своих диплоидных собратьев по качеству. Некоторые ранние отзывы расхваливали полиплоидную марихуану как намного более эффективную. Но исследование и попытки ученых пока не возымели успеха.

Диплоидные растения считаются нормальными и имеют один набор хромосом, которые находятся попарно в каждой клетке растения. Полиплоидные растения имеют более чем один набор. Количество групп хромосом может составлять 3-4 вместо привычных двух. Тетраплоидные группы включают 4 хромосомы в каждой клетке. Одно время селекционеры верили что, полиплоидные и тетраплоидные растения должны производить растение, восхитительного качества. Конопля может стать полиплоидной в случае применения колхицина. Однако помните, что колхицин — мощнейший яд, а полиплоидия конопля на деле от диплоидной не отличилась ни количеством смол, ни скоростью роста, ничем.

Мутагенез - создание вариаций

Если для той или инной черты не существует вариации и ее нельзя найти в другой популяции, то теоретически возможно создание вариации путем воздействия на семена или его ткани радиацией, колхицином или метилсульфонатом. Эти меры приводят к изменению ДНК, которые позднее приводят к образованию новых, желаемых фенотипов. Среди селекционеров ведется много разговоров о применении этих технологий. Самый распространенный миф заключается в том, что обработка семян колхицином приводит к более эффективному виду конопли. Это не доказанно. Ни один из проводимых и стоящих опытов не смог подтвердить это утверждение. В целях улучшения генофонда селекционеру следует использовать время и место для селекции наиболее подходящих растений, чем заниматься мягко говоря сверх опасными приёмами.

Давайте проведем мысленный эксперимент. Представте что у вас есть популяция растений, которые при межродственном скрещивании внутри популяции постепенно производят растения, с высоким содержанием ТГК. Теоретически обработайте семена мутагенным средством, вырастите и скрестите семена межродственным способом. Предположим что волшебство сработало и вы обнаружили растение с отсутствием ТГК. Эти мутагены могут уничтожать гены в хромосомах и когда копии этих хромосом наследуются последующими поколениями, может появится новый фенотип. В нашем случае отсутствие ТГК.

Однако эти мутации происходят случайным образом и очень нестабильны. Вероятность обнаружения растения с желаемым фенотипом (мутацией) интересующего вас гена очень мала. Можно обработать сотни тысяч семян и предположим ещё столько же растений, однако так и не обнаружить нужный вам фенотип. Эта техника имеет место быть только при разведении в легальных компаниях, где вырастить десяток тысяч за раз — не проблема.

Другая причина сомнений, это крайне опасная природа этих мутагенных средств и смертельно опасных ядов. Поэтому поиск вариаций такими инструментами, неимеет практического смысла.