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異系交配とは、異なる品種同士を交配させる技術のことです。これは、遺伝的に遠縁の遺伝子を繁殖系統に導入することで、遺伝的多様性を高める手法です。
異系交配は動物の育種において有用な技術となり得る。異系交配を行うブリーダーは、「新しい血」を用いることで形質を取り除くことを目的としている。優性形質の場合、異系交配、系統交配、近親交配のいずれを行っても、形質の発現を確認でき、それらの形質を取り除くことができる。劣性形質の場合、異系交配によって劣性形質が集団全体に広がる可能性がある。多くの形質はメンデル遺伝に従うため、より複雑な中間表現型を示す。異系交配を行うブリーダーは、その後の近親交配によって発現する可能性のある多くの有害遺伝子を持つ個体を持つことになるかもしれない。現在、多くの犬種において、各個体内に様々な有害遺伝子が存在する。[ 1 ]
遺伝子プール内の遺伝子や対立遺伝子の多様性を高めることで、近親交配された動物集団における環境ストレスによる絶滅を防ぐことができる可能性がある。例えば、この文脈において、2009年の獣医学研究では、猫の品種内の遺伝的多様性を明らかにしようと試みた。[ 2 ]
野生では、非常に近縁な個体間の交配を避けるために、ある程度の異系交配が行われていると考えられている。[ 1 ]
植物では、異系交配は遺伝的多様性を促進し、新しい形質を導入し、子孫における有害な突然変異を覆い隠す結果をもたらす。異系交配による覆い隠す効果は遺伝的相補性として知られており[ 3 ]、雑種強勢またはヘテロシスの一要因として認識されている。雑種交配の子孫は、両親のどちらよりも優れたパフォーマンスを示し、バイオマスと収量が高くなる[ 4 ] 。
被子植物の系統で異系交配が確立されると、その後の近親交配は、以前は隠されていた有害な劣性突然変異の発現を可能にするため、不利になる可能性がある。つまり、近親交配弱勢である。しかし、野生植物では異系交配から自家受粉への移行が起こる。[ 5 ]異系交配は通常、自家不和合性によって強制される。
菌類における異系交配は、別々の二倍体個体によって生成された一倍体細胞間の接合を伴う。[ 6 ]
菌類の生活史特性、例えば長距離分散や半数体段階の持続などは、菌類の他家受粉の確率を高めると言われている。いくつかの研究では、菌類は他の交配タイプと比較して他家受粉を好むことさえ示されている。商業的に利用されているマッシュルーム、Agaricus bisporusを用いた研究では、菌類の他家受粉集団は、いくつかの適応度構成要素において、近親交配集団よりも高い適応度を示した。[ 7 ]
育種家は遺伝子プール内で近親交配を行い、望ましい形質を維持し、望ましくない形質を選別しようとします。望ましくない形質が現れ始めると、その形質が劣性か優性かを判断するために交配相手が選ばれます。その形質を保有していないことがわかっている2つの個体を交配させることで、その形質の除去が行われます。[ 8 ]
グレゴール・メンデルは花の実験で異系交配を利用した。そして、兄弟姉妹の交配や親への戻し交配を用いて、得られた子孫から遺伝のパターンを調べ、遺伝がどのように機能するかを解明した。[ 9 ]
チャールズ・ダーウィンは著書『植物界における交配と自家受精の影響』 [ 10 ] 462節で、異系交配について「2つの異なる個体の結合から生まれた子孫は、特にその親が非常に異なる条件にさらされていた場合、同じ親のどちらか一方から生まれた自家受精の子孫よりも、身長、体重、体質的な活力、繁殖力において非常に有利である」と述べている。彼はこの観察が異系交配による有性生殖を説明するのに十分であると考えていた。自家受精の子孫の不利な点（近親交配弱勢）は、現在では主に有害な劣性突然変異のホモ接合発現によるものと考えられている[ 11 ] 。また、一部の異系交配の子孫の適応度上の利点は、そのような突然変異が異系交配弱勢につながる場合を除き、そのような有害な突然変異のヘテロ接合による隠蔽によるものと考えられている。