İhlalci ayrım - Transgressive segregation
Genetikte, transgresif ayrılma, ebeveyn soylarında gözlemlenen fenotiplere kıyasla ayrılmış hibrit popülasyonlarda gözlemlenen aşırı fenotiplerin veya transgresif fenotiplerin oluşumudur . Bu transgresif (aşırı) fenotiplerin görünümü, uygunluk açısından olumlu veya olumsuz olabilir . Her iki ebeveynin olumlu alelleri bir araya gelirse, melezin iki ebeveynden daha yüksek uygunluğa sahip olmasıyla sonuçlanacaktır. Melez türler, ebeveynlerinden daha fazla genetik varyasyon ve gen ifadesinde varyasyon gösterecektir. Sonuç olarak, melez türler doğada aşırı (aşırı) bazı özelliklere sahip olacaktır. Aşan ayırma, melez bir türün, ana türlerin bulunmadığı farklı ortamları / nişleri doldurmasına veya mevcut ortamda ebeveyn türlerle rekabet etmesine izin verebilir.
Nedenleri
Genetik
Hibritlerde aşırı ayrışmanın birçok nedeni vardır. Bunun bir nedeni, katkı allellerinin rekombinasyonu olabilir. Rekombinasyon , iki veya daha fazla lokusta yeni alel çiftleri ile sonuçlanır. Bu farklı alel çiftleri, bu lokuslarda gen ekspresyonu değiştirilmişse, yeni fenotiplere yol açabilir. Diğer bir neden, yüksek mutasyon oranı olabilir . Mutasyon oranları yüksek olduğunda, bir mutasyonun meydana gelmesi ve aşırı bir fenotipik değişikliğe neden olması daha olasıdır. Azalan gelişimsel istikrar , ihlalci ayrışmanın bir başka nedenidir. Gelişimsel stabilite, bir genotipin belirli bir çevresel ortamda bir fenotipin sürekli gelişiminden geçme yeteneğini ifade eder. Genetik veya çevresel faktörlerden kaynaklanan bir rahatsızlık varsa, genotip fenotipik değişikliklere daha duyarlı olacaktır. Diğer bir neden, epistatik etki olarak da bilinen iki farklı genin iki aleli arasındaki etkileşimden kaynaklanır . Epistasis, bir lokustaki bir alelin başka bir lokustaki bir alelin, ürününü etkisini maskeliyormuş gibi ifade etmesini engellediği olaydır. Bu nedenle epistaz, spesifik lokuslardaki heterozigotluğun neden olduğu gen baskınlığı ile ilişkili olabilir. [2] Bunun anlamı, heterozigotun (hibrit) homozigotla (ebeveyn) karşılaştırıldığında daha iyi adapte olması ve bu nedenle daha transgresif, aşırı fenotipler göstermesidir. Tüm bu nedenler, bu aşırı fenotiplerin ortaya çıkmasına neden olur ve ana tür nişinden sapacak ve sonunda bireysel bir "melez" tür oluşturacak bir melez tür yaratır.
Çevresel
Sadece aşın ayrışmaya neden olan genetik faktörler dışında, çevresel faktörler de genetik faktörlerin meydana gelmesine neden olabilir. Aşırı ayrışmaya neden olan çevresel faktörler, insan faaliyetlerinden ve iklim değişikliğinden etkilenebilir . Hem insan aktivitesi hem de iklim değişikliği, belirli bir genomun türlerini farklı genomlara sahip diğer türlerle etkileşime girmeye zorlama yeteneğine sahiptir .
Örneğin, iki izole alanı birbirine bağlayan bir köprü inşa edilirse, bir gen akışı kapısı açılacaktır. Bu açık kapı, farklı genomlara sahip farklı türler arasındaki etkileşimleri artıracak, potansiyel olarak transgresif fenotipler gösterebilen melez türler oluşturabilir. İnsan faaliyeti, ormanları ve kirliliği kesmek gibi zararlı eylemleri takip ederek gen akış kapısını açabilir. Öte yandan iklim değişikliği, daha önce mevcut olan iklim ve çevresel engelleri kırarak gen akış kapısını açabilir. Türler arasındaki bu yakınlaşma, ana türlere kıyasla daha fazla fenotipik varyasyona sahip olacak melez bir türe yol açabilir. Fenotipik varyasyondaki bu artış, aşırı ayrışmanın meydana gelme potansiyeline sahiptir.
İhlalci ayrım örnekleri
Kenya'da buğday mahsulünde verimi azaltan septoria tritici blotch (STB) adı verilen bir mantar var . Buğdayın ana türlerinin STB'ye karşı çok az direnci vardı, ancak transgresif segregasyona bağlı hibrit türler STB'ye karşı daha yüksek bir direnç ve dolayısıyla daha yüksek bir uygunluk gösterdi. Etkili genleri bir araya getirerek STB'ye karşı daha yüksek bir direnç oluşturabilirsiniz. Sonuç olarak, 36 çarpıdan, kontrol ebeveyn değerinden daha yüksek ortalama uygunluk gösteren 31 vardı. Bu 31 çarpı, STB'ye karşı daha yüksek bir direnci gösterir. Kullanılan haçlar, yüksek verimli diğer ticari buğdaylardan geliyordu, bu da avantajlıdır çünkü zararlı (istenmeyen özelliklerin) ortaya çıkma şansı daha düşüktür ve bu nedenle faydalı özelliklerde bir artış vardır. Bu organizmaya karşı bir direnç oluşturmak için buğday mahsulünün verimini arttırmak için aşırı ayrışmanın yararlı olduğu bulunmuştur.
Rieseberg, ebeveyn özelliklerinin ihlal edici ayrımını göstermek için ayçiçeklerini kullandı. Helianthus annuus ve Helianthus petiolaris , melezler için iki ana gruptur. Nihayetinde üç hibrit ayçiçeği türü vardı. Ebeveynlerin uygunluğuyla karşılaştırıldığında, melezler, ebeveyn türün hayatta kalamayacağı alanlarda, yani tuzlu bataklık, kum tepeleri ve çöllerde daha yüksek bir tolerans gösterdi. İhlalci ayrım, bu melezlerin ebeveynin yapamayacağı alanlarda hayatta kalmasına izin verdi. Bu nedenle, melezler, ana türlerin bulunmadığı alanlarda yaşıyordu. Bunun nedeni, melez türlerin ebeveynlerinden daha fazla gen ifadesi (fenotip) göstermesi ve ayrıca doğada transgresif (aşırı) bazı genlere sahip olmasıdır.
İhlalci ayrıştırmanın test edilmesi
Bir popülasyon içinde aşırı ayrışmanın meydana gelip gelmediğini test etmenin birçok yolu vardır. İhlalci ayrımı test etmenin yaygın bir yolu, bir Dunnett testi kullanmaktır . Bu test, kontrol grubunun (ana türlerin) ortalamasının diğer grupların ortalamasından önemli ölçüde farklı olup olmadığına bakarak hibrit türlerin performansının kontrol grubundan farklı olup olmadığına bakar. Bir fark varsa, bu aşırı ayrışmanın bir göstergesidir. Yaygın olarak kullanılan diğer bir test, transgresif segregasyonu değerlendirmek için nicel özellik lokuslarının (QTL) kullanılmasıdır . Ebeveyn ana QTL'sine karşı çıkan (aşırı veya az baskınlık yoluyla) QTL'li aleller, transgresif ayrışmanın meydana geldiğini gösterir. Öngörülen ebeveyn QTL ile aynı olan QTL'li aleller, transgresif segregasyon olmadığını gösterdi.
Önem
İhlalci ayrışma, atalarından daha uygun olan yeni melez türlerin ortaya çıkması için bir fırsat yaratır. Kenya'daki STB'de ve Rieseberg'in ayçiçeklerinde görüldüğü gibi, çevresel stresin olduğu alanlarda daha uyumlu ve dirençli bir tür oluşturmak için aşırı ayrışma kullanılabilir. Bu olayların her birinin amacı, bir öncekinden daha uygun bir organizma yaratmak olduğu için, aşırı ayrışma, genetik mühendisliği olarak görülebilir .