Krzyżowanie wsteczne - Backcrossing

Nie mylić z Hodowlą z powrotem .

Krzyżowanie wsteczne to skrzyżowanie hybrydy z jednym z rodziców lub osobnikiem genetycznie podobnym do rodzica, w celu uzyskania potomstwa o tożsamości genetycznej bliższej rodzicowi. Jest stosowany w ogrodnictwie, hodowli zwierząt i produkcji organizmów z nokautem genów .

Hybrydy krzyżowane wstecznie są czasami opisywane skrótem „BC”; na przykład, hybryda F1 skrzyżowana z jednym z rodziców (lub genetycznie podobnym osobnikiem) może być nazwana hybrydą BC1, a dalsze skrzyżowanie hybrydy BC1 z tym samym rodzicem (lub genetycznie podobnym osobnikiem) daje hybrydę BC2.

Rośliny

Zalety

  • Jeśli rodzic rekurencyjny jest genotypem elitarnym , pod koniec programu krzyżowania wstecznego odzyskuje się genotyp elitarny.
  • Ponieważ nie ma „nowej” rekombinacji , elitarna kombinacja nie zostaje utracona.

Niedogodności

  • Działa słabo w przypadku cech ilościowych .
  • Jest bardziej ograniczony dla cech recesywnych .
  • W praktyce sekcje genomu od rodziców nienawracających często są nadal obecne i mogą mieć z nimi związane niepożądane cechy.
  • W przypadku bardzo szerokich krzyżówek ograniczona rekombinacja może utrzymać tysiące „obcych” genów w elitarnej odmianie .
  • Do wyprodukowania nowej odmiany potrzeba wielu krzyżówek wstecznych, co może zająć wiele lat.

Naturalne krzyżówki wsteczne

Staruszka promienista York ( Senecio eboracensis ) jest naturalnie występującym hybrydowym gatunkiem starca oksfordzkiego ( Senecio squalidus ) i starca pospolitego ( Senecio vulgaris ). Uważa się, że powstała z krzyżowania wstecznego hybrydy F1 z S. vulgaris .

Ponownie, czyste rośliny grochu wysokiego (TT) i czystego karłowatego (tt) skrzyżowane w pokoleniu rodzicielskim wytwarzają wszystkie heterozygotyczne (Tt) rośliny grochu wysokiego w pierwszym pokoleniu potomnym. Krzyżówka między pierwszą potomną heterozygotą wysoką (Tt) rośliną grochu a czystym wysokim (TT) lub czystym karłowatym (tt) grochem z pokolenia rodzicielskiego jest również przykładem krzyżowania wstecznego między dwiema roślinami. W tym przypadku pokolenie potomne utworzone po krzyżówce wstecznej może mieć stosunek fenotypów 1:1, jeśli krzyżówka jest wykonana z rodzicem recesywnym lub całe potomstwo może mieć fenotyp cechy dominującej, jeśli krzyżówka wsteczna jest z rodzicem mającym dominującą cecha. Pierwsza z tych cech nazywana jest również krzyżem testowym.

Linie sztucznie rekombinowane

W roślinach termin wsobna linia krzyżowania wstecznego (IBL) odnosi się do linii (tj. populacji ) roślin pochodzących z powtarzającego się krzyżowania wstecznego linii ze sztucznie zrekombinowanym DNA z typem dzikim , dokonującym pewnego rodzaju selekcji, która może być fenotypowa lub poprzez marker molekularny (do produkcji linii introgresji ).

Zwierząt

Ten obraz przedstawia krzyżówkę wsteczną heterozygotycznej myszy z jednego tła genetycznego na inne podłoże genetyczne. W tym przykładzie nokaut genu przeprowadza się na komórkach 129/Sv, a następnie krzyżuje wstecznie na tle genetycznym C57B/6J. Z każdym kolejnym krzyżowaniem wstecznym zwiększa się procent DNA C57B/6J, który stanowi genom potomstwa.

Krzyżowanie wsteczne można celowo zastosować u zwierząt w celu przeniesienia pożądanej cechy ze zwierzęcia o gorszym pochodzeniu genetycznym na zwierzę o korzystnym pochodzeniu genetycznym. W szczególności w doświadczeniach z nokautem genów, w których nokaut przeprowadza się na łatwo hodowanych liniach komórek macierzystych , ale jest to wymagane u zwierzęcia o innym tle genetycznym, zwierzę z nokautem jest krzyżowane wstecznie ze zwierzęciem o wymaganym podłożu genetycznym. Jak widać na rysunku, za każdym razem, gdy mysz z pożądaną cechą (w tym przypadku brakiem genu (tj. nokautem), na co wskazuje obecność pozytywnego markera selekcyjnego ) jest krzyżowana z myszą o stałym tle genetycznym, średni procent materiału genetycznego potomstwa, który pochodzi z tego stałego tła, wzrasta. Rezultatem, po wystarczających powtórzeniach, jest zwierzę z pożądaną cechą na pożądanym tle genetycznym, z procentem materiału genetycznego z pierwotnych komórek macierzystych zredukowanym do minimum (rzędu 0,01%).

Ze względu na naturę mejozy, w której chromosomy pochodzące od każdego z rodziców są losowo przetasowane i przypisane do każdej powstającej gamety, procent materiału genetycznego pochodzącego z każdej linii komórkowej różni się w zależności od potomstwa z jednego krzyżowania, ale będzie miał oczekiwaną wartość . Genotyp każdego członka potomstwa może być oceniany, aby wybrać nie tylko osobnika, który posiada pożądaną cechę genetyczną, ale także minimalny procent materiału genetycznego z oryginalnej linii komórek macierzystych.

Szczep konsomiczny to szczep wsobny, w którym jeden z jego chromosomów został zastąpiony chromosomem homologicznym innego szczepu wsobnego poprzez serię krzyżówek wstecznych wspomaganych markerem.

Zobacz też

Bibliografia


Linki zewnętrzne