Вопросы по биологии / Инбридинг, инбридная депрессия, её генетическая сущность

Инбридинг (англ. «ин» - внутри, «бридинг» - разведение, «разведение в себе») – один из методов селекции, при котором осуществляется близкородственное скрещивание сельскохозяйственных животных или принудительное самоопыление у перекрёстноопыляющихся растений. 

В результате наблюдается инбредная депрессия – снижение жизнеспособности и продуктивности, проявление уродств вследствие перехода многих рецессивных генов в гомозиготное состояние. 

Получение инбредных линий необходимо для закрепления признаков и свойств у чистопородных животных и чистосортных растений. Эти линии используются затем для получения межлинейных гетерозисных гибридов. 

Под инбридингом подразумевают получение потомства от скрещивания родственных между собой особей. Этот термин в генетике приобрёл зловещий оттенок, так как опыт показал, что инбридинг часто приводит к плохим последствиям. Частично по этой причине у некоторых народов запрещены браки между родственниками, то есть братьями и сёстрами. 

Животные, подвергающиеся родственному скрещиванию, имеют много общих генов. Наиболее тесный инбридинг осуществляется тогда, когда скрещивают братьев и сестёр, родителей и детей. Инбридинг ведёт к гомозиготизации и, как следствие этого, к: понижению жизнеспособности, плодовитости, урожайности, уменьшению продолжительности жизни, появлению у животных (и человека) различных врождённых уродств. 

Совокупность отрицательных признаков инбридинга называется инбредной депрессией. 

Причина её заключается в переходе в гомозиготное состояние мутантных генов, влияющих на указанные признаки. 

Однако инбредная депрессия далеко не всегда сопровождает близкородственные скрещивания. В природе существует множество видов растений и различных видов животных, у которых самооплодотворение – норма. Дело в том, что в природе в популяции самооплодотворяющихся видов естественный отбор стабилизирует линии с генотипами, содержащими в минимальном количестве гены, гомозиготизация мутантных форм которых ведёт к инбредной депрессии. 

Поэтому инбридинг может даже привести к выделению линий с повышенной жизнедеятельности и плодовитостью. 

Экспериментально это было доказано в опытах с крысами-альбиносами. От двух пар крыс путём инбридинга было получено две линии, а затем с помощью же этого типа скрещивания (братьев с сестрами) поддерживали их в течение 25 поколений. Проводился строгий отбор среди самок, выбирали лучших для последующих скрещиваний. В результате одна из полученных линий характеризовалась повышенной плодовитостью и жизнеспособностью. 

То же происходит и у растений. 

Влияние инбридинга на генетическую структуру популяций была впервые раскрыта в опытах В. Иогансена, показавшего неэффективнность отбора в чистых линиях. Если исходный гетерозиготный организм подвергается самооплодотворению или близкородственному скрещиванию – инбридингу, то уже через несколько поколений число гетерозигот резко уменьшается. Таким образом, самооплодотворение приводит к разложению популяции на отдельных. 

Процесс выведения инбредной линии отчётливо разделяется на два периода. Сначала нарастает процесс образования гомозигот. Он длится долго, так как аллелей, находящихся в скрытом состоянии у исходных особей, бывает достаточно много. Вследствие этого неизбежно увеличивается изменчивость в популяции. В этот же период происходит выявление полулетальных, летальных, мутантных и других вредных генов, находящихся ранее в гетерозиготном состоянии, что проявляется в виде так называемой инбредной депрессии. Если в генотипе исходных особей таких генов много, то попытка создания линии может оказаться не удачной, и она закончит своё существование, когда большая часть этих генов перейдёт в гомозиготное состояние. 

Практика выведения чистых линий лабораторных животных показывает, что к 5-6-му поколению инбридинга выявляются основные летальные и сублетальные гены, имеющиеся в генотипе у её основателей. Если линия перешагнула рубеж в шесть поколений, то её дальнейшее инбредное разведение не представляет проблем. Наконец, спустя еще 10-12 поколений, наступает такой период, когда все гены переходят в гомозиготное состояние, линия консолидируется, и теперь, сколько бы поколений инбридинга не происходило, линия сохраняет свои наследственные особенности. Она может изменяться теперь только в случае возникновения мутаций. 

Однако, достичь абсолютной гомозиготности невозможно даже в чистой линии, так как возникновение мутаций представляет собой непрерывный процесс. 

Создание и поддержание чистых линий требует длительного времени, наличия большого числа животных, а соответственно этому, и больших, специально оборудованных площадей.