Моногибридное скрещивание

Анализирующее скрещивание.

При полном доминировании среди особей с доминантными признаками невозможно отличать гомозиготы от гетерозигот, а в этом часто возникает необходимость (например, чтобы определить, чистопородна или гибридна данная особь). С этой целью проводят анализирующее скрещивание, при котором исследуемая особь с доминантными признаками скрещивается с рецессивной гомозиготой. Если потомство от такого скрещивания окажется однородным, значит, особь гомозиготна (ее генотип АА). Если же в потомстве будет 50% особей с доминантными признаками, а 50% — с рецессивными, значит, особь гетерозиготна.

Анализирующее скрещивание

Примеры гибридов овощей

Томат Булат F1
— представитель серии современных гибридов нового поколения, позволяющих получать суперурожаи в условиях открытого грунта и пленочных теплиц.

Гибрид Булат F1 характеризуется сочетанием многих удобных качеств, делающих его очень удобным не только для выращивания на личных садовых участках, но и с целью получения ранней товарной продукции для рыночных продаж. Гибрид ультраранний (от всходов до начала созревания плодов 80 — 85 дней, отдача урожая дружная и продолжительная. Плоды округлые, красные, плотные, транспортабельные, вкусные. Масса плодов до 200 г. урожайность этого невысокого гибрида достигает 15 кг с 1 кв. м. Кисти гибрида крепкие, без заломов, с пятью — семью ровными вкусными плодами. Плоды прочные, легко переносят перевозку. Рекомендован для выращивания как в открытом грунте, так и под пленочными укрытиями.

Гибрид перца F1 Пламенный
создан специально для зимневесеннего и продленного оборотов. Раннеспелый — от полных всходов до технической спелости плодов проходит 101 — 104 дня. Растение штамбовое. Плод призмовидный, вначале зеленый, созревший — красный, плодоножка слабо вдавлена в плод, вершина тупая. Гибрид устойчив к вирусу табачной мозаики. Ценность гибрида в стабильной по годам урожайности. А еще у Пламенного очень вкусные плоды.

Гибрид капуста белокочанная Сахарная голова F1
— позднеспелый. Гибрид включен в Госреестр по Центральному, Волго-Вятскому, Цетрально-Черноземному регионам. От полных всходов до начала технической спелости 130 — 160 дней. Лист среднего размера, темно-зеленый с восковым налетом. Кочаны округлые, плотные, выровненные, сочные, сладкие, с высоким содержанием сахара, с хорошей внутренней текстурой, массой до 3 кг. Вкусовые качества высокие. Используется в свежем виде, кулинарной переработке, позднего квашения и зимнего хранения. Для ускорения всхожести семян, оздоровления растений, улучшения завязываемости плодов рекомендуется пользоваться специально разработанными стимуляторами роста и развития растений.

Гибридный автомобиль (hybrid) представляет собой транспорт, который оснащается не привычным двигателем внутреннего сгорания, а так называемым гибридным силовым агрегатом. Главным отличием гибридных автомобилей является то, что транспортные средства данного типа приводятся в движение посредством использования нескольких источников энергии: тепловой и электрической. Другими словами, гибридная машина имеет на борту несколько типов двигателей, которые приводят в движение автомобиль.

Что касается самого понятия гибридного двигателя, то данный термин многими ошибочно понимается как особая силовая установка. На самом деле под «гибридом» следует понимать несколько двигателей разного типа, которые объединены в комплексную единую систему по преобразованию различных источников энергии в полезную работу. В современном автомобилестроении машины гибриды оснащаются двумя типами силовых агрегатов: электродвигатель работает в паре с двигателем внутреннего сгорания.

Читайте в этой статье

Основные преимущества и недостатки гибридных авто

Одной из первых разработок была схема, в которой каждая из силовых установок задействуется при определенных условиях. Если машина простаивает или движение происходит на малой скорости, тогда колеса крутит электродвигатель. Для ускорения и дальнейшего поддержания скорости подключается бензиновый двигатель. Последующее развитие технологии привело к тому, что на гибридах встречается несколько вариантов реализации взаимодействия привычного двигателя и электрического мотора. Такое взаимодействие может быть:

последовательным;
параллельным;
последовательно-параллельным;

Последовательное взаимодействие

Последовательная схема напоминает электромобили, так как движение транспортного средства реализуется посредством работы электромотора. ДВС в такой конструкции подключается к генератору, от генератора питание поступает на сам электродвигатель, а также параллельно происходит заряд аккумуляторной батареи. На одном заряде литий-ионного аккумулятора с увеличенной емкостью зачастую можно пройти около 50 км. пути, после чего задействуется ДВС, который продлевает указанный отрезок до 10 раз (около 500 км.)

Параллельное взаимодействие

Гибриды с параллельным взаимодействием установок предполагают возможность как отдельной работы ДВС и электромотора, так и одновременное функционирование. Данная конструкция реализуется путем объединения при помощи специальных муфт электрического агрегата, двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии. Подобные автомобили гибридного типа получают маломощный электродвигатель, который не только движет автомобиль, но и отдает мощность при разгоне. Зачастую такой электромотор является стартером и автомобильным генератором, конструктивно занимая промежуточное положение между ДВС и КПП.

Последовательно-параллельное взаимодействие

В указанной конструкции двигатель внутреннего сгорания и электромотор соединяются посредством планетарного редуктора. Особенностью данной схемы реализации является то, что каждая силовая установка может задействоваться и отключаться, отдавая при этом минимум или максимум мощности на колеса. Более того, указанная мощность отдается отдельно или одновременно. В устройстве такой схемы присутствует генератор, который питает электромотор гибрида.

Лидером на рынке гибридных автомобилей сегодня является корпорация Toyota, которая использует последовательно-параллельную реализацию под названием Hybrid Synergy Drive.

Электрический двигатель, ДВС и генератор объединены в общую систему посредством планетарного редуктора. Двигатель внутреннего сгорания отдает минимум мощности на «низах» (цикл Аткинсона), позволяя экономить топливо. Гибридный автомобиль с такой схемой взаимодействия предполагает:

Экономичный режим движения только на электротяге с отключенным ДВС, во время которого электромотор питается от аккумулятора.
Поддержание заданной скорости путем распределения мощности ДВС на колеса и генератор, от которого питается параллельно работающий электродвигатель. Также осуществляется дозарядка аккумулятора.
Режим интенсивного ускорения и серьезных нагрузок, когда ДВС и электромотор работают параллельно. В данном режиме электрический двигатель питается от батареи, без отбора мощности у генератора.

Настоящий «взрыв» в первом поколении

Из курса биологии вспомним, что гетерозис — явление, которое наблюдается в первом поколении при скрещивании растений различных видов, линий, сортов и выражается в повышенных темпах жизненного развития и продуктивности гибридов.

По сравнению с сортами гибриды F1
урожайнее, более устойчивы к неблагоприятным условиям, болезням, отличаются высоким качеством плодов. Причем гетерозис проявляется по одному или нескольким признакам. Нередко гибриды превосходят родительские растения по своим качествам (современные гибриды не только овощных культур, но и цветочных, например, виола, жасмин, петуния и многие другие.

Первые гибриды были получены садоводом Т. Ферчайлдом в 1717 году при скрещивании различных видов гвоздики. Практически все растения, которые растут в нашем саду — работы современных селекционеров, поэтому и размножаются большинство растений вегетативно, чтобы в дочерних растениях повторились .

Метод диаллельных скрещиваний

Учреждения, занимающиеся селекцией растений, располагают коллекциями сортов из разных стран. Поскольку комбинационную способность отдельных сортов предугадать невозможно, иногда проводят диаллельные скрещивания, чтобы выделить родительские пары, которые дадут наибольшее число лучших линий или от которых будут получены гетерозисные гибриды F1. Заранее трудно установить, какое скрещивание даст лучшее потомство: A X В, А Х С или же D X E. Поэтому каждый сорт начинают скрещивать со всеми остальными по схеме:

Следовательно, шесть сортов участвуют в 15 комбинациях скрещиваний; при включении в диаллельное скрещивание 20 сортов потребовалось бы уже 190 комбинаций скрещиваний. Поэтому в больших селекционных программах применяют не метод диаллельных скрещиваний, а только испытание на общую и специфическую комбинационную способность инбредных линий с целью выявления гетерозисных комбинаций (кукуруза и другие культуры).

Следует также отметить, что метод диаллельных скрещиваний довольно широко используют в генетических исследованиях, поскольку он позволяет получать максимум информации об эффекте и качестве генов, их комбинационной способности и возможных взаимодействиях.

Моногибридное скрещивание.

Оно наиболее простое, так как родители отличаются друг от друга по одному признаку (например, по окраске цветков гороха — красной и белой) (64).

При анализе гибридов F₁, Мендель установил, что все особи имеют одинаковые признаки. При этом проявляется только признак одного родителя — красные цветки, признак другого (белые цветки) отсутствует. Признак, проявляющийся в F₁, он назвал доминантным (преобладающим); признак отсутствовавший — рецессивным (отступающим). Эта закономерность в генетике получила название закона доминирования или закона единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя).

Процесс самоопыления

Проводя самоопыление гибридов F₁, Мендель установил, что в F₂ появляются особи как с доминантным признаком (красные цветки), так и с рецессивным (белые цветки) в отношении 3:1. Это явление получило название закона расщепления гибридов второго поколения или второго закона Менделя.

Для объяснения наблюдаемых закономерностей Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет, предположив следующее:

Любой признак формируется под влиянием материального фактора (позднее названного геном). Фактор, определяющий доминантный признак, он обозначил заглавной буквой А, а рецессивный — а. Каждая особь содержит два фактора, определяющих развитие признака, из которых один она получает от матери, другой — от отца. При образовании гамет происходит редукция факторов, и в каждую гамету попадает только один.

Согласно этой гипотезе, ход моногибридного скрещивания записывают так:

При любых сочетаниях гамет все гибриды имеют одинаковые генотип и фенотип

Из данной схемы видно, что при любых сочетаниях гамет все гибриды имеют одинаковые генотип и фенотип и что гипотеза чистоты гамет правильно объясняет законы единообразия гибридов первого поколения и доминирования.

При образовании гамет у гибридов F₁, 1/2 будет нести фактор А, а 1/2 — а. При самоопылении и равновероятном сочетании гамет при оплодотворении в F₂ ожидается следующее: при самоопылении однородное, нерасщепляющееся потомство. Они в гомологичных хромосомах содержат одинаковые аллельные гены (АА или аа) и образуют один сорт гамет.

Гетерозиготы — особи, дающие расщепление. Они содержат разные аллели (Аа) и образуют два сорта гамет: с геном А и геном а.

Метод простых скрещиваний — АxВ

Этот метод предусматривает скрещивание только между двумя родительскими формами, например:

При тщательном подборе обоих родительских форм, имеющих больше положительных и меньше отрицательных признаков, и при условии, что каждый из родителей несет больше полезных генов, ответственных за тот или иной признак, который для другого родителя является отрицательным, растения с положительными признаками обоих родителей появятся в F2 с достаточно высокой частотой. Поэтому успех селекции будет довольно быстрым и относительно надежным.

Методом простого скрещивания получены сорта Libellula от С. I. 1482-52-3 X San Pastore, югославские сорта Partizanka от Безостая 1 X NS-116, Sutjeska от Sava X Aurora и многие другие. Сорт винограда Neoplanta возник от скрещивания между сортами Smederevka X Traminac (проф. Д. Милосавлевич, Сремски Карловцы, 1971).

Если в качестве одной родительской формы взят сорт интенсивного типа, а в качестве другой — сорт экстенсивного типа, то нельзя ожидать получения лучших линий от лучшего родителя с большой вероятностью, хотя экстенсивный сорт содержит признаки, которые должны быть объединены с признаками родительской формы интенсивного сорта. Например, при подборе родителя с хорошим качеством зерна вместо сорта Безостая 1 можно взять Bankut-1205. Однако Bankut отличается высокорослостью, неустойчивостью к полеганию, слабой устойчивостью к ржавчине, более низкой продуктивностью колоса. Поэтому в F2 и последующих поколениях наибольшее число растений имело бы промежуточный характер наследования по своим признакам, и возможно, что особи, несущие полезные гены обоих родителей, появлялись бы с низкой частотой.

Селекционер, в распоряжении которого находится недостаточное число сортов с желательными признаками, при работе над новым сортом, бесспорно, должен объединять в скрещиваниях интенсивные сорта с экстенсивными. В таких случаях следует проводить однократное возвратное скрещивание с интенсивным сортом; в результате в потомство гибрида вносится 75 % генофонда, или наследственного материала, интенсивного сорта, и таким образом возрастает частота проявления полезных генов, что обеспечивает больший успех отбора:

Примером использования однократного возвратного скрещивания служит родословная сорта Sava, полученного от скрещивания итальянского сорта интенсивного типа Fortunato с американским сортом экстенсивного типа Redcoat, т.е. (Fortunato X Redcoat) X Fortunato.

Кроме того, метод простого скрещивания — А Х В оказывается наиболее успешным в тех случаях, когда можно использовать простые гибриды, т.е. потомство F1. Оно несет наибольшее число полезных генов обоих родителей, что часто сопровождается увеличением жизнеспособности или мощным развитием гибридов. Такие простые, или парные, гибриды (single cross — SC) получают при работе с кукурузой, сорго, огурцом, томатами, луком и др.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и , заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители производят оборудование, совместимое с гибридным авто.

Как самостоятельно помыть и высушить мотор подручным средствами. Основные советы и рекомендации для безопасной мойки двигателя своими руками.

Метод ступенчатых скрещиваний — [(AxB)xC]xD

Иногда ни один из трех родителей не несет признаки, которые желательно объединить в новом сорте; в таком случае в скрещивание включают четвертого и даже пятого родителя:

При использовании метода ступенчатых скрещиваний особенно важно, чтобы родительская форма, с которой на последней ступени проводится скрещивание, была представлена сортом, обладающим как можно большим количеством положительных признаков, поскольку только он передает гибриду 50% своего наследственного материала, в то время как доля всех остальных форм, участвующих в скрещивании, составляет 50%. Этот метод может оказаться довольно успешным при объединении генов от разных родителей, и в Новом Саде он нашел достаточно широкое применение при переходе от этапа гибридизации экстенсивных сортов к этапу гибридизации интенсивных сортов пшеницы

Особенно удачной оказалась следующая комбинация скрещиваний: X Mara, от которой получены сорта Crvena zvezda, Novosadska crvena и огромное число весьма продуктивных скороспелых и устойчивых к ржавчине линий (NS-435, NS-433, NS-422). Они послужили отличными комбинаторами для создания других сортов, например: Macvanka = Crvena zvezda X Кавказ; Novosadska rana 1 и Novosadska rana 2 = X NS-435; Nizija = X NS-422

Этот метод может оказаться довольно успешным при объединении генов от разных родителей, и в Новом Саде он нашел достаточно широкое применение при переходе от этапа гибридизации экстенсивных сортов к этапу гибридизации интенсивных сортов пшеницы. Особенно удачной оказалась следующая комбинация скрещиваний: X Mara, от которой получены сорта Crvena zvezda, Novosadska crvena и огромное число весьма продуктивных скороспелых и устойчивых к ржавчине линий (NS-435, NS-433, NS-422). Они послужили отличными комбинаторами для создания других сортов, например: Macvanka = Crvena zvezda X Кавказ; Novosadska rana 1 и Novosadska rana 2 = X NS-435; Nizija = X NS-422.

Однако использование метода ступенчатых скрещиваний довольно продолжительно, так как сначала формируют запланированную генетическую популяцию, а затем уходит еще несколько лет на отбор соответствующих гомозиготных линий из поколений расщепления. Поэтому его употребляют как метод улучшения уже полученных комбинаций скрещиваний, когда оказывается, что скрещенные родительские формы не в состоянии полностью обеспечить сочетание полезных признаков. Время на создание F1 сокращается, особенно если использовать теплицы, где за один сезон года можно получить два поколения.