的杂种优势,也被称为杂合优势和杂种优势,是一种遗传现象表现在改善与在第一代的相同物种,或之间的远亲之间的互相对于父母,生理性能不同种类的动植物。
生理性能的改善发生在例如健康,认知能力或质量的增加中,这是指由于具有更合适的基因型而产生的有利表型特征。
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应当指出的是,通过远亲,我们了解了来自遗传分离种群的个体,以及同一物种的变种,品系或亚种。
近亲沮丧
杂种是外婚的结果。与近交相反,近交可以产生纯合子。由于遗传重组,在第二代中,由于出现了纯合性,甚至由于不育,杂合子的优势可能会消失。
但是,远亲之间的遗传共享可以带来长期的适应优势。
近交抑制是由近交引起的适应性(适应性)的降低。它表示为相关个体的后代相对于无关个体的后代的存活和繁殖减少。这是一种普遍现象,已经在动植物中得到记录。
当相同物种的远近亲属之间或不同物种之间存在杂交时,结果通常是将新的或稀有的等位基因(基因渗入)掺入到种群的基因库中,由该种群产生的世代成员初始穿越。
实际上,外来配偶通常是比突变更重要的新或稀有等位基因来源。这些等位基因具有两个优点:1)它们增加了遗传变异性,因此增加了所述人群中杂合个体的频率。2)引入编码代表新的预适应的表型性状的基因。
遗传优势
从孟德尔遗传学的角度来看,杂种优势的优势可以通过两个假设来解释:1)互补,也称为优势模型;2)等位基因相互作用,也称为过度优势模型。
互补假说假设,在多个遗传位点,杂合子代比其纯合子亲本表达较少的轻微有害隐性等位基因。
在杂交后代中,一个亲本的较高等位基因将隐藏另一亲本的较低等位基因。这意味着,对于每个涉及的遗传基因座,后代仅表达来自父母双方的最佳等位基因。
因此,第一代将具有具有每个亲本的最佳特征的累积钳工基因型。
等位基因相互作用假说假设每个遗传基因座的两个等位基因表达互补,也就是说,它们增加了作用。这意味着由两个等位基因编码的表型字符对后代所面临的环境变异的反应要比纯合性所允许的反应更广泛。
这两个假设并非互斥,因为它们每个都可以应用于同一杂种个体中的不同基因座。
在植物中
20世纪初,乔治·舒尔(George Shull)表明,在美国种植的两个玉米杂交种因近交而丧失了部分生产力,从而产生了更大,更有活力的植物,产量更高。当前,在杂种玉米中,杂种优势使产量提高了100-200%。
1970年代后期,中国开始种植杂交水稻,其杂交水稻的产量比常规玉米高10%。目前,收获量增加了20%至50%
通过杂种优势在其他可食用栽培植物中获得的产量增加是:茄子,30-100%;西兰花40–90%;西葫芦,10–85%;大麦,10–50%;洋葱,15–70%;黑麦,180–200%;油菜籽,39–50%;蚕豆,占45%至75%;小麦5-15%;胡萝卜,25–30%。
在动物中
子是最著名的动物杂种。它们是由雄性马(Equus caballus)和雌性驴(E. asinus)交配而成的。它们作为杂种动物的有用性是由于杂种优势。他们比马匹更大,更强壮,更耐力。他们有安全的一步。他们也比父母有更大的学习能力。
源自中国和印度教的猕猴(Macaca mulatta)杂交产生的雄性和雌性表现出杂种优势,因为它们比父母有更大的头长和更大的体重。这种差异在男性中更为明显,这可以提高他们与非杂交男性竞争女性的能力。
食用青蛙(Pelophylax esculentus)是生活在中欧交界处的Pelophylax ridibundus和P. lessonae(Ranidae家族)的可育杂种。食草假单胞菌比亲本菌具有更低的氧气压力,因此可以在严重缺氧的水中冬眠。在它们共存的地方,食肉虫更为丰富。
在人类中
目前,我们的星球居住着一个人类物种。有遗传证据表明,在65,000至90,000年前,现代欧洲人(智人)偶尔会与尼安德特人(尼安德特人)杂交。
也有证据表明,现代美拉尼西亚人(智人)与50,000–100,000年前的一种已灭绝的神秘物种Denisovans经常交配。
尚不清楚这些古老的杂交是否会导致杂种优势,但是基于现代人对正杂种优势和消极杂种优势的观察,情况可能如此。
事实证明,来自中国各地的父亲和母亲的身高和学习成绩均高于其父母原籍地区的平均水平。这可以解释为正杂种优势。
巴基斯坦生活着许多不同种族,其特征是近亲结婚频率高导致纯合水平高。这些群体被认为患有阴性杂种优势,其表现为乳腺癌和卵巢癌的发病率高于正常发病率。
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