Наследование некумулятивных полимерных генов при дигибридном скрещивании

Задача 40.
У пастушьей сумки Capsella bursa pastoris известны растения двух разновидностей, четко различающичся по форме плодов (стручков). Одна разновидность, имеющая генотип а₁а₁а₂а₂, характеризуется овальной формой стручков, другая (в генотипе имеется хотя бы одна доминантная аллель из двух пар полимерных некумулятивных генов) - треугольной формой стручков. Скрещивали между собой растения со стручками треугольной формы (данные гены в доминантном состоянии) и овальной. В F₁ получили 122 растения, в F₂ - 642.
1) Сколько растений F₁ могут иметь плоды треугольной формы?
2) Сколько растений F₂ могут иметь плоды овальной формы?
3) Сколько гомозиготных растений F₂ могут иметь плоды треугольной формы?
4) Сколько разных фенотипов могут иметь растения F₂?
5) Сколько разных генотипов могут иметь растения F₂?
Решение:
Это задача на полимерные гены, когда за формирования признака отвечают аллели двух генов. Характер треугольной формы плодов в этих случаях один и тот же как при наличи одного, так и при наличии нескольких полимерных доминантных генов. Это пример наследования по типу некумулятивной (неаддитивной) полимерии, когда характер проявления признака не меняется в зависимости от числа доминантных полимерных генов.
Так как скрещивали между собой растения со стручками треугольной формы (данные гены в доминантном состоянии, значит, генотип растения - А₁А₁А₂А₂) и овальной (генотип а₁а₁а₂а₂).

1. При скрещивании растений с доминантными и рецессивными гомозиготами между собой получится, согласно первому закону Менделя, единообразное потомство - все 122 растения пастушьей сумки в F₁ имеют стручки треугольной формы. Это можно проилюстрировать схемой скрещивания:

Р: А₁А₁А₂А₂    х     а₁а₁а₂а₂ 
Г:   А₁А₂                  а₁а₂
F₁: A₁a₁A₂a₂  - дигетерозигота.

Расщепления по генотипу нет.
Фенотип: 
A₁a₁A₂a₂  - треугольная форма стручка  - 100%. Значит, все 122 растения пастушьей сумки в  F₁ имеют треугольную форму стручков. 

Схема скрещивания дигетерозигот:

Р₁:  A₁a₁A₂a₂       х      A₁a₁A₂a₂
Г₂:  А₁A₂, А₁а₂,           А₁A₂, А₁а₂,
       а₁А₂, а₁а₂.              а₁А₂, а₁а₂.
F₂:
А₁А₁А₂А₂ - стручки треугольной формы;   
А₁А₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁А₂А₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁А₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁А₁а₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
 А₁а₁а₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁А2А2 - стручки треугольной формы;
А1а1А₂а₂ - стручки треугольной формы;
 а₁а₁А₂А₂ - стручки треугольной формы;
а₁а₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
А₁а₁а₂а₂ - стручки треугольной формы;
а₁а₁А₂а₂ - стручки треугольной формы;
а₁а₁а₂а₂ - стручки овальной формы.

или

А₁А₁А₂А₂ - 1 - 6,25%;
а₁а₁а₂а₂ - 1 - 6,25%;
А₁а₁А₂а₂ - 4 - 25,00%;
А₁А₁А₂а₂ - 2 - 12,50%;
А₁а₁А₂А₂ - 2 - 12,50%;
А₁А₁а₂а₂ - 1 - 6,25%;
А₁а₁а₂а₂ - 2 - 12,50%;
а₁а₁А₂а₂ - 2 - 12,50%;
а₁а₁А₂А₂ - 1 - 6,25%.   

Расщепление по генотипу: 1: 1:4:2:2:1:2:2:1, разных генотипов - 9 типов.                   

Фенотип:
Стручки треугольной формы - 93,75%; стручки овальной формы - 6,25%. Расщепление по фенотипу 15 : 1.

Выводы:
1. 122 растения F₁ могут иметь плоды треугольной формы, так как у всех особей генотип дигетерозигота А₁а₁А₂а₂;
2. Примерно 40 растений F₂ могут иметь плоды овальной формы, так как вероятность гомозигот по рецессивным аллелям составляет 6,25% (642 ^. 0,0625 = 40,125);
3. Примерно 40 гомозиготных растений F₂ могут иметь плоды треугольной формы, так как вероятность гомозигот по доминантным аллелям составляет 6,25% (642 ^. 0,0625 = 40,125);
4. Два разных фенотипов могут иметь растения F₂. Это стручки треугольной формы - 93,75% и стручки овальной формы - 6,25%;
5. Девять разных генотипов могут иметь растения F₂: А₁А₁А₂А₂; а₁а₁а₂а₂; А₁а₁А₂а₂; А₁А₁А₂а₂; А₁а₁А₂А₂; А₁А₁а₂а₂; А₁а₁а₂а₂; а₁а₁А₂а₂; а₁а₁А₂А₂.   
 

Задача 41.
У гороха зеленая окраска плодов (стручков) проявляется при наличии хотя бы одной доминантной аллели из двух пар полимерных некумулятивных генов, а светло-зеленая окраска стручков определяется только тогда когда растение имеет генотип а₁а₁а₂а₂. Определите возможные генотипы и фенотипы потомства при скрещивании растений друг с другом, имеющих следующие генотипы: а) А₁а₁А₂А₂ и а₁а₁А₂А₂; б) А₁а₁А₂а₂ и а₁а₁А₂а₂.
Решение:
Эта задача на полимерные некумулятивные гены, когда за формирования признака отвечают аллели двух генов. При данном полимерном наследовании характер проявления признака не меняется в зависимости от числа доминантных полимерных генов, т.е. наличие в генотипе хотя бы одной из доминантных аллелей способствует формированию данного доминантного признака. Рецессивные признаки при некумулятивном полимерном наследовании проявляются лишь при дигомозиготном генотипе.

а) Схема скрещивания растений с генотипами А₁а₁А₂А₂ и а₁а₁А₂А₂:

Р: А₁а₁А₂А₂     х   а₁а₁А₂А₂
Г: А₁А₂, а₁А₂          а₁А₂
F₁: A₁a₁A₂A₂ - 50%;  
      a₁a₁A₂A₂ - 50%.
Расщепление по генотипу нет: 1 : 1
Фенотипы:
A₁a₁A₂A₂ - зеленая окраска стручков;
a₁a₁A₂A₂ - зеленая окраска стручков.
Расщепления по фенотипу нет.

б) Схема скрещивания растений с генотипами А₁а₁А₂а₂ и а₁а₁А₂а₂:

Р: А₁а₁А₂а₂     х    а₁а₁А₂а₂
Г:  А₁А₂, А₁а₂,      а₁А₂, а₁а₂
     а₁А₂, а₁а₂.      
F₁: 
А₁а₁А₂А₂ - 12,5%;
А₁а₁А₂а₂ - 25%;
а₁а₁А₂а₂ - 25%;
а₁а₁А₂А₂ - 12,5%;
А₁а₁а₂а₂ - 12,5%;
а₁а₁а₂а₂ - 12,5%.

Расщепление по генотипу: 1А₁а₁А₂А₂, 2А₁а₁А₂а₂, 2а₁а₁А₂а₂, 1а₁а₁А₂А₂, 1А₁а₁а₂а₂, 1а₁а₁а₂а₂ (1:2:2:1:1:1). Генотипов 6 типов.
Фенотип:
Зеленая окраска стручков - 87,5%;
Светло-зеленая окраска стручков - 12,5%.
Расщепление по фенотипу: 7:1.