Схемы скрещивания при кроссинговере
Схема кроссинговера у ковыля
Задача 157.
Растение ковыля, выросшее из окрашенного гладкого семени, было опылено пыльцой растения, выросшего из неокрашенного морщинистого семени. В результате было получено 311 неокрашенное морщинистое семя, 317 окрашенных гладких, 22 неокрашенных гладких и 17 окрашенных морщинистых. Определить генотипы обоих растений и рассчитать величину кроссинговера.
Решение:
Определим общее число фенотипов, получим:
Nобщ. = 311 + 317 + 22 + 17 = 667.
Определим соотношение фенотипов в данном скрещивании, получим:
неокрашенное морщинистое : окрашенное гладкое семя : неокрашенное гладкое семя : окрашенное морщинистое семя = 311/667 : 327/667 : 22/667 : 17/667 =
= 0,4663 : 0,4753 : 0,0330 : 0,0255 = 46,63% : 47,53% : 3,30% : 2,55%.
Такое расщепление по фенотипу возможно при скрещивании дигетерозиготы и дигомозиготы по обоим рецессивным генам со сцепленными генами, расположенными в одной аутосоме. Так как общее число фенотипов с перекрестом составляет 6% (3,30% + 2,55% = 5,85 ≈ 6% ), то расстояние между генами А и В составляет 6% или 6 морганид.
Расстояние между генами 6 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные, причем последних будет 6%. Тогда у гетерозиготного организма будут образовываться гаметы некроссоверные: АВ|, аb|; их соотношение [(100% - 6%) : 2 = 47%] по 47%, а кроссоверные гаметы: *Аb|, aB|*; их соотношение [6% : 2 = 3%] по 3%.
Схема скрещивания
Р: АВ||ab x ab||ab
Г: АВ|; ab| ab|
некросс.
гаметы
*Аb|; *aB|
кросс.
гаметы
F1: АВ||ab - 47%; ab||ab - 47%; *Аb||ab - 3%; *aB||ab - 3%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 47% : 3% : 3% : 47%.
Фенотип:
АВ||ab - окрашенное гладкое растение - 47%;
ab||ab - неокрашенное морщинистое растение - 47%;
*Аb||ab - окрашенное морщинистое растение - 3%;
*aB||ab - неокрашенное гладкое растение - 3%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 47% : 3% : 3% : 47%.
Выводы:
1) генотип первого растения ковыля - АВ||ab, второго растения - ab||ab;
2) величина кроссинговера составляет 6 морганид.
Определение генотипа растений при анализирующем скрещивании
Задача 158.
У томата высокий рост и гладкий эндосперм - доминантные признаки, низкий рост и шероховатый эндосперм - рецессивны. Гены роста растния и формы поверхности эндосперма локализованы в одной хромосоме. Взяли три высоких растений с гладким эндоспермом и провели анализирующее скрещивание. Получили следующие варианты потомства:
а) 190 высоких растений с гладким эндоспермом, 186 - низких с шероховатым эндоспермом, 8 - высоких с шероховатым эндоспермом, 6 - низких с гладким эндоспермом;
б) 7 высоких растений с гладким эндоспермом, 5 - низких с шероховатым эндоспермом, 163 - высоких с шероховатым эндоспермом, 159 - низких с гладким эндоспермом;
в) 398 высоких растений с гладким эндоспермом;
г) 189 высоких растений с гладким эндоспермом, 192 - низких с гладким эндоспермом;
д) 178 высоких растений с гладким эндоспермом, 175 - высоких с шероховатым эндоспермом.
Объясните полученные результаты трех анализирующих скрещиваний, если частота кроссинговера 3,6%.
Решение:
А - высокий рост;
а - низкий рост (карликовость);
В - гладкий эндосперм;
b - шероховатый эндосперм;
SАВ = 3,6%.
Обычно для анализирующего скрещивания берут для скрещивания организмы с доминантными признаками и скрещивают их с рецессивной дигомозиготой. В случае, если для анализирующего скрещивания взяты дигетерозиготы, имеющие оба гена в одной группе сцепления, то в потомстве будет наблюдаться 4 типа фенотипа.
Если гены сцеплены, то при скрещивании цис-дигетерозиготы с рецессивной дигомозиготой статистически процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных, а при скрещивании транс-дигетерозиготы с рецессивной дигомозиготой - процент кроссоверных гамет больше некроссоверных.
а) первое скрещивание
Рассчитаем общее число потомста, получим:
Nобщ. = 190 + 186 + 8 + 6 = 390 растений.
Кроссоверных особей 14 (8 + 6 = 14).
Так как статистически процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных, то для анализа взята цис-дигетерозигота - AB||ab.
Расстояние между генами измеряют в процентах вероятности их разъединения при кроссинговере по формуле:
х = (a . 100%)/n, где:
x – вероятность разъединения генов в процентах1;
а – количество особей, образовавшихся из кроссоверных гамет;
n – количество всех особей.
Тогда
х = [(8 + 6).100%]/390 = 3,59% ≈ 3,6%.
Расстояние между генами 3,6 морганид показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 3,6%. Тогда у анализируемого растения с генотипом АВ||ab, будут образовываться гаметы некроссоверные: АВ|, ab|; их соотношение [(100% - 3,6%) : 2 = 48,2%] по 48,2%, а кроссоверные гаметы: *Ab|, *aB|; их соотношение [3,6% : 2 = 1,8%] по 1,8%. Растение с генотипом ab||ab образует гаметы одного типа ab|, так как кроссинговер не происходит.
Схема скрещивания
Р: AB||ab х ab||ab
Г: AB|; ab| ab|
некроссоверные гаметы
*Ab|; *аВ|
кроссоверные гаметы
F1: AB||ab - 48,2%; ab||ab - 48,2%;
*Ab||ab - 1,8%; *аВ||ab - 1,8%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 48,2% : 48,2% : 1,8% : 1,8%.
Фенотип:
AB||ab - высокое растение с гладким эндоспермом - 48,2%;
ab||ab - низкое растение с шероховатым эндоспермом - 48,2%;
*Ab||ab - высокое растение с шероховатым эндоспермом - 1,8%;
*аВ||ab - низкое растение с гладким эндоспермом - 1,8%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 48,2% : 48,2% : 1,8% : 1,8%.
Ответ: генотип исходного растения - AB||ab.
б) второе скрещивание
Рассчитаем общее число потомста, получим:
Nобщ. = 190 + 186 + 8 + 6 = 390 растений.
Кроссоверных особей 322 (163 + 159 = 322).
Так как при втором анализирующем скрещивании процент среди потомков кроссоверных фенотипов больше некроссоверных, то для анализа взята транс-дигетерозигота - Ab||aB.
Схема скрещивания
Р: Ab||aB х ab||ab
Г: Ab|; aB| ab|
некроссоверные гаметы
*AB|; *ab|
кроссоверные гаметы
F1: Ab||ab - 48,2%; aB||ab - 48,2%;
*AB||ab - 1,8%; *ab||ab - 1,8%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу -
48,2% : 48,2% : 1,8% : 1,8%.
Фенотип:
Ab||ab - высокое растение с шероховатым эндоспермом - 48,2%;
aB||ab - низкое растение с гладким эндоспермом - 48,2%;
*AB||ab - высокое растение с гладким эндоспермом - 1,8%;
*ab||ab - низкое растение с шероховатым эндоспермом - 1,8%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
48,2% : 48,2% : 1,8% : 1,8%.
Ответ: генотип исходного растения - Ab||aB.
в) третье растение
Так как при третьем анализирующем скрещивании все потомство фенотипически похожее на исходное растение, то оно является доминантной дигомозиготой - AВ||АB.
Схема скрещивания
Р: AВ||АB х ab||ab
Г: AВ| ab|
F1: AВ||ab - 100%.
Фенотип:
AВ||ab - высокое растение с гладким эндоспермом - 100%.
Наблюдается единообразие потомства.
Ответ: генотип растения - AВ||АB.
г) четвертое растение
Рассчитаем общее число потомста, получим:
Nобщ. = 189 + 192 = 381 растение.
Расщепление фенотипов - высокие растения с гладким эндоспермом : низкие растения с гладким эндоспермом = 189 : 192 = 49,6% : 50,4% ≈ 50% : 50%.
Так как при анализирующем скрещивании растений с сцепленными генами в потомстве все особи имеют гладкий эндосперм (доминантный ген В), а половина растений имеют высокий рост и другая половина - низкий, то опытное растение гетерозиготное по росту и гомозиготно по форме эндосперма, значит генотип растения имеет вид: AВ||аB.
Ответ: генотип растения - AВ||аB.
д) пятое растение
Рассчитаем общее число потомста, получим:
Nобщ. = 178 + 175 = 353 растение.
Расщепление фенотипов - высокие растения с гладким эндоспермом : высокие растения с шероховатым эндоспермом = 178 : 175 = 50,4% : 49,6% ≈ 50% : 50%.
Так как при анализирующем скрещивании растений с сцепленными генами в потомстве все особи имеют высокий рост(доминантный ген А), а половина растений имеют гладкий эндосперм и другая половина - шероховатый, то опытное растение гетерозиготное по форме эндосперма и гомозиготное по росту, значит генотип растения имеет вид: AВ||Аb.
Ответ: генотип растения - AВ||Аb.
Комментарии:
11% вероятности разъединения генов приняли за единицу расстояния между этими генами. Единица эта называется морганида. Назвали единицу в честь известного генетика Томаса Моргана. 1 морганида = 1% вероятности, что сцепленные гены, в результате кроссинговера, окажутся на разных гомологичных хромосомах
