Kacukan F1

Kacukan F1 merupakan istilah yang digunakan di kalangan genetik dan pembiakan pilihan. F1 mewakili Filial 1, generasi filial pertama biji benih/tumbuhan atau haiwan terhasil dari pengawanan silang jenis keluarga yang jauh berbeza. Istilah ini kadang kala digunakan dengan skrip kecil ("subscript"), seperti F₁ hybrid. Anak dari jenis keluarga jauh berbeza menghasilkan variati baru, sekata dengan ciri-ciri tertentu dari samaada salah satu atau kedu-dua keluarga. Bagi pembiakan ikan, keluarga yang biasa adalah dari spesies ikan yang berkait rapat, sementara bagi genetik tumbuhan dan ikan biasanya dari dua garis pembiakan dalam. Baghal merupakan kacukan F1 antara kuda dan keldai. Hari ini, sesetengah kacukan ternakan, seperti kucing Savannah, dikelaskan menurut nombor generasi kemundiran diri "filial".

Kajian oleh Gregor Mendel pada abad ke-19 menumpu pada pola pewarisan dan asas genetik bagi kepelbagaian. Dalam ujian pendebungaan silangnya membabitkan dua induk pembiakan asal, atau homozygous, Mendel mendapati bahawa generasi F1 adalah heterozygous dan tegal. Anak menunjukkan gabungan phenotaip dari setiap keluarga yang kuat secara genetik. Jumpaan Mendel membabitkan generasi F1 dan F2 meletakkan asas genetik moden.

Penghasilan kacukan F1

Pada tumbuhan

Menyilang dua tumbuhan berbeza dari segi genetik menghasilkan benih tumbuhan kacukan melalui pendebungaan terkawal. Bagi menghasilkan kacukan F1 yang tekal, kacukan silang asal perlu diulang setiap musim. Sebagaimana kacukan silang asal, bagi tumbuhan ini biasanya dilakukan melalui pendebungaan insani terkawal, dan menjelaskan kenapa biji benih F1 boleh menjadi mahal. Kacukan F1 juga boleh berlaku secara semulajadi, contoh utama adalah "peppermint", yang bukan evolusi spesies melalui cladogenesis atau perubahan perlahan dari satu leluhur, tetapi kacukan stereotaip mandul kacukan "watermint" dan "Mentha spicata/spearmint". Tidak mampu menghasilkan biji benih, ia membiak melalui batang menjalar yang merebak melalui sistem akarnya sendiri.

Dalam agronomi, istilah “kacukan F1” biasanya disimpan bagi kultiver pertanian yang dihasilkan dari dua kultivar keluaga berbeza, setiap satu kacuk dalam bagi beberapa generasi kepada tahap sehinggakan ia hampir menjadi homozygous. Cabang antara garis keluarga menggalakkan pertumbuhan dan menghasilkan ciri-ciri melalui fenomena heterosis ("hybrid vigour"), sementara homozygosity garis keluarga memastikan generasi phenotipikal F1 sekata. Setiap tahun, sebagai contoh, "kacukan" tomato khas dicipta secara khusus melalui kacukan dua kultivar warisan keluarga sekali lagi.

Dua populasi stok pembiakan dengan ciri-ciri yang diingini dibiak dalaman ("inbreeding") sehingga homozygositi populasi melampaui tahap tertentu, biasanya 90% atau lebih. Biasanya ini memerlukan sepuluh generasi atau lebih. Selepas ini berlaku, kedua-dua populasi perlu dikacuk silang sementara mengelak pendebungaan sendiri. Biasanya ini berlaku pada tumbuhan dengan menyahaktif atai menyingkir bunga jantan dari satu populasi, mengambil peluang ke atas perbezaan tempoh masa bunga janta dan betina mekar atau pendebungaan insani .

Pada tahun 1960, 99 peratus dair semua jagung yang ditanam di Amerika Syarikat, 95 peratus ubi bit, 80 peratus bayam, 80 peratus bunga matahari, 62 peratus brokoli, dan 60 peratus bawang adalah kacukan. Angka tersebut mungkin lebih tinggi hari ini. Kacang dan kekacang tidak di kacuk secara komersial kerana ia memiliki pendebungaan automatik, dan pendebungaan insani teramat mahal.

Kacukan F2

Sementara Kacukan F2, hasil pendebungaan silang sendiri oleh F1, tidak memiliki ketekalan seperti kacukan F1, ia mungkin mengekalkan beberapa sifat yang diperlukan dan boleh dihasilkan dengan lebih murah kerana tiada campur tangan pada pendebungaan dperlukan. Sesetengah syarikat biji benih menawarkan biji benih F2, terutama sekiranya pokok penutup "bedding plants" di mana ketekalan tidak kritikal.

Pada haiwan

Tidak seperti kebanyakan tumbuhan, spesies ikan yang biasa diternak termasuk juga kesemua mamalia dan burung bukanlah hermaphrodite, dan dengan itu mustahul mencapai pengawanan diri semasa penyilangan F1. Penyilangan F1 pada ikan boleh jadi antara dua garis pembiakan dalam atau antara dua spesies ikan yang berkait rapat, seperti spesies kecil cichlid. Penyilangan ini biasanya dilakukan secara semulajadi atau melalui permanian beradas ("artificial insemination").

Kelebihan

• Kehomogenan dan kebolehramalan - Sekiranya keluarga adalah homozigot baka tulin, terdapat hanya perbezaan genetik terhad antara individual pokok atau haiwan F1. Ini menjadikan phenotaip amat sekata dan dengan itu menarik bagi operasi mekanikal dan menjadikannya mudah mengubah suai pengurusan populasi. Sebaik sahaja ciri-ciri kacukan diketahui, pengulangan proses ini akan menghasilkan keputusan yang sama.
• Prestasi lebih baik - Kerana kebanyakan kod alel bagi versi protin atau enzim berbeza, memiliki dua versi berbeza bagi alel ini adalah hampir seperti memiliki dua versi enzim ini. Ini meningkatkan kemungkinan memiliki versi optimum bagi enzim yang ada dan mengurangkan kemungkinan kecacatan genetik. Kesan ini dirujuk dalam genetik sebagai heterosis.
• Kacukan F1 mampu menghasilkan tuian lebih baik berbanding variati tradisi.

Kelemahan

• Kelebihan utama kacukan F1 bagi pertanian juga merupakan kelemahannya. Apabila kultivar F1 digunakan bagi bagi pembiakan generasi baru, keturunannya (generasi F2) juga banyak berbeza sesama sendiri. Sesetengah generasi F2 mungkin memiliki banyak gen homozygous, seperti dijumpai pada generasi keluarga lebih lemah, dan ini akan mengurangkan hasil tuaian dan kekurangan kesuburan kacukan. Dari sudut pandangan pengeluar biji benih komersial yang tidak mahu pelanggannya menghasilkan biji benihnya sendiri, kepelbagaian genetik ini merupakan ciri-ciri yang diingini.
• Kedua-dua pembiakan dalam dan penyilangan memerlukan banyak kerja, yang diterjemah kepada kos biji benih yang lebih tinggi. Secara umum, hasil tuaian lebih tinggi melampaui kelemahan ini.
• Kacukan F1 matang pada masa yang sama apabila dibesarkan pada keadaan persekitaran yang sama. Ini menarik minat petani moden kerana kesemua tanaman masak pada masa yang sama dan boleh dituai oleh mesin. Variati tradisi sering kali lebih berguna kepada pekebun kerana ia matang pada tempoh lebih lama, mengelakkan tempoh lempahan dan kekurangan makanan.