En genética de plantas, ¿por qué los híbridos de primera generación son superiores a sus descendientes posteriores?

La respuesta más breve es que es el efecto contrario de la depresión endogámica más ampliamente conocida. De manera trivial, la diversidad es algo bueno, y la diversidad se maximiza dentro de una planta individual en híbridos de primera generación. Las generaciones posteriores no tienen la misma diversidad dentro de una planta (en términos más científicos, son más homocigóticas) y son inferiores. Sin embargo, la respuesta completa es más compleja:

1. A menudo se observa un fenómeno llamado “vigor híbrido” o “heterosis”, donde la progenie de dos individuos que son muy diferentes genéticamente producen descendencia superior. Hay dos mecanismos genéticos subyacentes principales: a. dominancia, donde se enmascara la expresión de alelos inferiores recesivos (variantes genéticas) (B_> bb). si. sobredominio, donde el estado heterocigoto es superior al estado homocigoto (Bb> BB o bb).

Me gustaría señalar que existen otros mecanismos, pero generalmente se consideran menores (por ejemplo, epistasis, pseudodominancia).

2. La heterosis es mayor en los híbridos F1, que es la progenie de dos padres altamente endogámicos, donde casi todos los loci genéticos se encuentran en el estado homocigoto. La homocigosidad aumenta cada generación a partir de entonces, reduciendo los efectos de la heterosis. Desde un punto de vista agronómico, estos híbridos F1 también son muy uniformes, lo que facilita mucho la gestión. El efecto de la heterosis varía de una especie a otra. Sin embargo, en el maíz, no es raro que los híbridos produzcan el doble de sus progenitores endogámicos (heterosis = 100%). Otras especies, como la soja, solo muestran alrededor del 10-20% de heterosis, que es una de las razones por las que solo ciertas especies se cultivan como híbridos.

3. El moderno sistema de reproducción se ha establecido para explotar la heterosis con el máximo efecto. Permite una combinación de rasgos mucho más fácil. Los criadores han creado “piscinas heteróticas” donde los híbridos siempre se crean entre dos padres de diferentes piscinas y nunca dentro. Los híbridos GM modernos también son un buen ejemplo: apilar muchos rasgos GM se hace mucho más rápido (menos generaciones) combinándolos de dos padres, en lugar de arreglarlos en uno.

Las plantas que resultan de la semilla híbrida F1 mostrarán todos los rasgos dominantes que están presentes en ambos padres. A veces es necesario obtener los rasgos importantes (por ejemplo, tallos altos y orejas gordas) de 2 padres diferentes (en lugar de decir, tener 1 padre que exprese ambos rasgos) cuando los rasgos que se desean y se consideran agronómicamente importantes no se pueden incorporar al misma planta de forma estable.

La descendencia de las plantas híbridas F1 o la generación F2 (F2 como se usa en la genética mendeliana) se segregará por los rasgos expresados ​​en la generación F1, lo que significa que cualquier planta individual no tendrá la misma combinación de genes que los padres y, por lo tanto, no necesariamente se mostrará Todos los rasgos deseados. De hecho, en la generación F2, los rasgos dominantes aparecerán juntos en la misma planta solo un poco más del 50% del tiempo.

Digamos, entonces, que para obtener un rendimiento óptimo en un campo de maíz, necesita tallos altos y mazorcas gordas, luego, si guarda semillas de un padre híbrido y las planta en su campo, no obtendrá estos dos rasgos en todas tus plantas para que sacrifiques parte (o tal vez demasiado) de tu rendimiento. Entonces podría tener sentido financiero invertir en semillas híbridas año tras año, lo que suele ser el caso en la agricultura moderna.