Имбридинг — близкородственное скрещивание¶

Имбридинг (от англ. inbreeding — «внутреннее разведение») — скрещивание особей, состоящих в близком родстве (родители и потомки, полнородные и неполнородные братья и сёстры, дедушки-бабушки с внуками). В широком смысле — система разведения, при которой коэффициент родства между скрещиваемыми особями выше, чем в случайной популяции. Противоположность имбридинга — аутбридинг (скрещивание неродственных особей).

¶Биологическая основа

При близкородственном скрещивании повышается доля гомозиготных локусов в генотипе потомства. Это происходит потому, что родственники наследуют значительную часть генов от общих предков. Если у одного из родителей имеется рецессивный ген, скрытый в гетерозиготном состоянии, то у близкого родственника с высокой вероятностью также присутствует этот же аллель. При скрещивании двух гетерозигот четверть потомков получит гомозиготу по рецессивному аллелю, и признак проявится фенотипически.

¶Мера имбридинга

Степень близкородственности оценивают коэффициентом инбридинга (F) — вероятностью того, что два аллеля в локусе потомка идентичны по происхождению. У полнородных братьев и сестёр F = 0,25, у отца и дочери — 0,25, у двоюродных братьев — 0,0625. В популяции с небольшим числом особей коэффициент инбридинга растёт с каждым поколением.

¶Последствия имбридинга

¶Депрессия имбридинга

Основной негативный эффект — депрессия имбридинга: снижение жизнеспособности, плодовитости и устойчивости к болезням у гомозиготного потомства. Проявляется в виде:

• повышенной смертности эмбрионов и детёнышей;
• сниженной плодовитости;
• врождённых пороков развития;
• ослабленного иммунитета;
• уменьшения размера тела.

Депрессия особенно сильна в малых популяциях, где рецессивные вредные аллели уже накопились (эффект основателя).

¶Гетерозис

В ряде случаев имбридинг используется сознательно для закрепления желательных признаков. При скрещивании близких родственников с одинаковым желательным генотипом потомство становится гомозиготным по этому признаку и стабильно его проявляет. Такие линии называют инбредными. В селекции растений и животных инбредные линии часто используют как родительские формы для получения гибридов первого поколения (F₁), у которых проявляется гетерозис — гибридная сила.

¶Имбридинг в природе

В природе имбридинг встречается у видов с ограниченной подвижностью и малой численностью популяции: островные виды, растения с самоопылением, насекомые-паразиты. У ряда видов (например, у некоторых видов тюленей, китов, амфибий) близкородственное скрещивание — естественная стратегия выживания в изолированных группах, хотя и ведёт к генетическому вырождению.

¶Имбридинг в животноводстве

В сельском хозяйстве имбридинг применяется для создания чистопородных линий и пород. Инбредные линии крупного рогатого скота, свиней, овец и птицы используются для получения гибридов с высокой продуктивностью. При этом ведётся строгий учёт родословных и применяются меры по предотвращению чрезмерного инбридинга (вывод инбредных линий, использование аутбридинга для оздоровления).

¶Имбридинг у человека

Близкородственные браки исторически практиковались в ряде культур (например, среди правящих династий Египта, Габсбургов, правителей Гавайских островов). Генетические последствия хорошо изучены на примере династии Габсбургов, где инбридинг привёл к накоплению рецессивных патологий (челюсть Габсбургов, высокая детская смертность). В современном обществе близкородственные браки ограничены законом во многих странах.

¶Имбридинг в растениеводстве

Самоопыление (автогамия) — крайняя форма имбридинга, характерная для пшеницы, ячменя, риса, томата. Селекционеры используют самоопыление для создания чистых линий, а затем скрещивают их для получения гибридов. В России селекция самоопыляющихся культур ведётся в ВНИИ зерновых культур им. Н. И. Вавилова и других научных центрах.

¶Методы борьбы с негативными последствиями

• Аутбридинг — скрещивание с неродственными особями для повышения гетерозиготности.
• Отбор и выбраковка особей с признаками депрессии имбридинга.
• Ведение племенных книг и родословных.
• В малых популяциях — программы разведения в неволе с учётом генетического родства.

¶Интересные факты

• У близкородственных скрещиваний у млекопитающих часто наблюдается «имбридинг-депрессия» у потомства самцов, а не самок — эффект, связанный с генетической нагрузкой.
• У растений самоопыление считается крайней формой имбридинга, и многие виды развили механизмы избегания самоопыления (гетеростильность, самонесовместимость).

Источники:

• Генетика популяций / под ред. В. А. Ратманова.
• Мэйрд С. Генетика и эволюция видов.
• Сельскохозяйственная биотехнология / под ред. В. А. Гущина.
• Энциклопедический словарь сельскохозяйственных наук.