Расщепление фенотипов при кроссинговере у растений
Кроссинговер у душистого горошка
Задача 434.
Бэтсон, Пеннет и Сондерс в 1905 году скрестили две формы душистого горошка: растение с синими цветами и продолговатой пыльцой с растением, имеющим красную окраску цветков и округлую пыльцу. В F1 от этого скрещивания все растения имели синие цветки и продолговатую пыльцу. В F1 было обнаружено четыре типа потомков: 1528 растений с синими цветками и продолговатой пыльцой, 106 растений с синими цветками и округлой пыльцой, 117 растений с красными цветками и продолговатой пыльцой, 381 растение с красными цветками и округлой пыльцой. Как наследуются изучаемые признаки? Определите расстояние между генами, если они сцеплены. Определите генотипы родителей и потомков, если это окажется возможным.
Решение:
А - синие цветки;
а - красные цветки;
В - продолговатая пыльца;
b - округлая пыльца
Определим общее число фенотипов в F2, получим:
Nобщ. = 1528 + 106 + 117 + 381 = 2132.
Определим соотношение фенотипов в данном скрещивании, получим -
синие цветки и продолговатая пыльца : синие цветки и округлая пыльца :
красные цветки и продолговатая пыльца :
красные цветки и округлая пыльца =
= 1528/2132 : 106/2132 : 117/2132 : 381/2132 =
= 0,7167 : 0,0497 : 0,0549 : 0,1787 =
= 71,67% : 4,97% : 5,49% : 17,87% =
= 14,4 : 1 : 1,1 : 3,6 .
При скрещивании дигетерозигот друг с другом рассщепление по фенотипу должно составляь: 9 : 3 : 3 : 1. В данном скрещивании это соотношение не соответствует ожидаемому, поэтому мы можем предположить, что гены А и В сцеплены. Так как общее число фенотипов с перекрестом составляет 10% (4,97% + 5,49% = 10,46 приблизительно 10% ), то расстояние между генами А и В составляет 10% или 10 морганид.
Генотипы родителей: АВ||AB и ab||ab, генотип F1: AB||ab.
Расстояние между генами 10 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 10%. Гаметы некроссоверные: АВ| и aв|; их соотношение [(100% - 10%) : 2 = 45%] по 45%. Кроссоверные гаметы: *Aв| и *aB|, их соотношение [10 : 2 = 5%] по 5%.
Схема скрещивания
Р: АВ||aв х АВ||aв
Г: АВ|, aв| АВ|, aв|
некрос. некрос.
гаметы гаметы
*Aв, *aB| *Aв, *aB|
крос. гаметы крос. гаметы
F1:
1АВ||АВ - 22,5%; 2АВ||aв - 45%; 1aв||aв - 22,5%;
2*АВ||Aв (*АВ||Aв и АВ||*Aв) - 1,666%;
2*АВ||aB (*АВ||aB, АВ||*aB) - 1,666%;
2*Ав||ав - 1,666%; 1*Ав||Ав - 0,833%;
2*Ав||*аВ - 1,666%; 2*аВ||*aв - 1,666%;
1*аВ||*aВ - 0,833%.
Наблюдается 10 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1:2:2:2:1:2:2:1.
Таким образом, синяя окраска цветков и продолговатая форма пыльцы у душистого горошка наследуется сцепленно, расстояние между этими генами 10 морганид.
Образование гамет при кроссинговере
Задача 435.
Определите, какие типы гамет могут образоваться у дигетерозиготного организма (aB||Ab), если: а) Кроссинговер произошёл вне фрагмента A-B; б) Кроссинговер произошёл в участке хромосом между локусами, генов A и B; в) Между гомологичными хромосомами не произошло кроссинговера.
Решение:
а) Кроссинговер произошёл вне фрагмента A-B
Дигетерозигота аB||Ab образует гаметы aА| и Bb|.
б) Кроссинговер произошёл в участке хромосом между локусами, генов A и B
Дигетерозигота аB||Ab образует некроссоверные гаметы: aB|; Ab|; кроссоверные гаметы: *ab|; *AB|.
в) Между гомологичными хромосомами не произошло кроссинговера
Дигетерозигота аB||Ab образует некроссоверные гаметы aB| и Ab|.
Задача 436.
Определите вероятность образования гамет различного типа у дрозофил: а) Генотип организма AaBb; неллельные гены локализованы в негомологичных хромосомах; б) Генотип организма (самка) aB||Ab, частота кроссинговера 10%, 20%.
Решение:
а) Генотип организма AaBb; неллельные гены локализованы в негомологичных хромосомах
Дигетерозигота AaBb образует гаметы: AB; Ab; aB; ab.
б) Генотип организма (самка) aB||Ab, частота кроссинговера 10%, 20%
Дигетерозигота aB||Ab при частоте кроссинговера 10%. Расстояние между генами 10 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 10%. Гаметы некроссоверные: aВ| и Ab|; их соотношение [(100% - 10%) : 2 = 45%] по 45%. Кроссоверные гаметы: *ab| и *AB|, их соотношение [10 : 2 = 5%] по 5%.
Дигетерозигота aB||Ab при частоте кроссинговера 20%. Расстояние между генами 20 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 20%. Гаметы некроссоверные: aВ| и Ab|; их соотношение [(100% - 20%) : 2 = 40%] по 40%. Кроссоверные гаметы: *ab| и *AB|, их соотношение [20 : 2 = 10%] по 10%.
Задача 437.
Допустим, что гены А и В сцеплены друг с другом и показывают 40% перекреста. Каков будет генотип F1 при скрещивании дигомозиготной особи АB||AB с дигомозиготной особью - ab||ab? Какие гаметы и в каких отношениях будут давать особи в F1? Каковы будут генотипы и фенотипы потомства от возвратного скрещивания особи F1 с двойным рецессивом и в F2?
Решение:
А - доминантный ген;
а - рецессивный ген;
B - доминантный ген;
b - рецессивный ген;
АА||BB - доминантная дигомозигота;
aa||bb - рецессивная дигомозигота;
SAB = 40% или 40 морганид.
Дигомозиготы АB||AB и ab||ab образуют только некроссоверные гаметы, соответственно, АB| и ab|, потому что перекреста нет.
Схема скрещивания (1)
Р: АВ||AB х ab||ab
Г: АВ| ab|
F1: АВ||ab - 100%.
Фенотип:
АВ||ab- проявление доминантных признаков у всех особей - 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения.
Возвратное скрещивание (беккроссом) - это скрещивание гибрида F1 с одной из родительских форм. Расстояние между генами 40 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 40%. Поэтому у дигетерозигот АВ||ab будут образовываться как гаметы некроссоверные: АВ| и ab|; их соотношение [(100% - 40%) : 2 = 30%] по 30%. Кроссоверные гаметы: *Ab| и *aB|, их соотношение [40 : 2 = 20%] по 20%.
Схема скрещивания (2)
Р: АВ||ab х ab||ab
Г: АВ|; ab| ab|
некрос.
гаметы
*Ab|; *aB|
крос. гаметы
Fв: АВ||ab - 30%; ab||ab - 30%;
*Ab||ab - 20%; *aB||ab - 20%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу -
- 30% : 30% : 20% : 20% = 3 : 3 : 2 : 2.
Фенотип:
АВ||ab - 30%; ab||ab - 30%; *Ab||ab - 20%; *aB||ab - 20%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 30% : 30% : 20% : 20% = 3 : 3 2 : 2.
Схема скрещивания (3)
Р: АВ||ab х АВ||ab
Г: АВ|; ab| АВ|; ab|
некрос. некрос.
гаметы гаметы
*Ab|; *aB| *Ab|; *aB|
крос. гаметы крос. гаметы
F2: 1АВ||АВ - 15%; 2АВ||ab - 30%; 1ab||ab - 15%; 2*АВ||Ab - 6,666%; 2*АВ||aB - 6,666%; 2*Аb||аb - 6,666%;
1*Аb||Аb - 3,33%; 2*Аb||*аВ - 6,666%;
2*аВ||*ab - 6,666%; 1*аВ||*aВ - 3,33%.
Наблюдается 10 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1:2:2:2:1:2:2:1.
Фенотип:
проявление обоих доминантных генов А и В - 64,998% ≈ 65%;
проявление обоих рецессивных генов а и b - 15%;
проявление одного доминантного признака А - 9,999 ≈ 10%;
проявление одного доминантного признака В - 9,999 ≈ 10%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 65% : 15% : 10% : 10% = 13 : 3 : 2 : 2.
Cцепление генов высокого роста и округлой формы плодов у томата
Задача 438.
У одного сорта томатов признак высокого роста (А) доминирует над карликовым (а), а округлая форма плода (В) доминирует над грушевидной (b). Оба гена принадлежат к одной группе сцепления. При анализирующем скрещивании получено:
38% высоких растений с округлыми плодами;
42% карликовых растений с грушевидными плодами;
10% высоких растений с грушевидными плодами;
10% карликовых растений с округлыми плодами.
Определить расстояние между генами, кодирующими рост растения и форму плодов.
Решение:
А - высокий рост;
а - низкий рост (карликовость);
В - круглая форма плода;
b - грушевидная форма плода;
SAB = ?
Обычно для анализирующего скрещивании дигетерозигот берут для скрещивания организмы с доминантными признаками и скрещивают их с рецессивной дигомозиготой. В случае, если для анализирующего скрещивания взяты организмы, имеющие оба гена в одной группе сцепления, то в потомстве будет наблюдаться 4 типа фенотипа. В нашем случае получено четыре фенотипических класса в соотношении -
высокие растения с округлыми плодами :
высокие растения с грушевидными плодами :
карликовые растения с округлыми плодами :
карликовые растения с грушевидными плодами =
= 38% - А_В_; 10% - А_bb_; 10% - аa_В_ и 42% - аabb.
Так как соотношение кроссоверных особей составляет 10%(A_bb) : 10% (aaB_), то это указывает, что расстояние между генами сцепления составляет 20 морганид (10 . 2 = 20).
Ответ: SAB = 20 м.
Задача 439.
У некоторых сортов томатов высокий стебель доминирует над карликовым, а круглая форма плодов - над грушевидной. Гены, определяющие высоту стебля и форму плодов, находятся в одной хромосоме, а частота кроссинговера между ними составляет 20%. Скрестили гомозиготное высокое растение с грушевидными плодами с гомозиготным карликовым растением с круглыми плодами. Какое расщепление следует ожидать от скрещивания полученного растения, гетерозиготного по обоим признакам, с карликовым растением, имеющим грушевидные плоды?
Решение:
А - высокий рост;
а - низкий рост (карликовость);
В - круглая форма плода;
b - грушевидная форма плода.
SAB = 10% или 10 морганид (м).
Гомозиготное высокое растение с грушевидными плодами, будет иметь генотип - Ab||Ab, а карликовое растение с грушевидными плодами - aB||aB. Дигетерозиготное растение имеет генотип - AB||ab.
У растений с генотипами Ab||Ab и aB||aB будет отсутствовать кроссинговер, поэтому растение томата с генотипом Ab||Ab образует один вид гамет - Ab|, а растение с генотипом aB||aB - aB|
Схема скрещивания (1)
Р: Ab||Ab x aB||aB
Г: Ab| aB|
F1: Ab||aB - 100%.
Фенотип:
Ab||aB - высокое растение с круглыми плодами - 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения.
Расстояние между генами 10 м показывает, что кроме некроссоверных гамет у дигетерозиготного растения с генотипом Ab||aB есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 10%. Гаметы некроссоверные: Аb| и aB|; их соотношение [(100% - 20%) : 2 = 40%] по 40%. Кроссоверные гаметы: *AB| и *ab|, их соотношение [20 : 2 = 10%] по 10%. Растение с генотипом ab||ab образует один тип гамет - ab|
Схема скрещивания (2)
Р: Ab||aB х ab||ab
Г: Аb|, aB| ab|
некрос.
гаметы
*AB|, *ab|
крос. гаметы
F1: Аb||ab - 40%; aB||ab - 40%;
*AB||ab - 10%; *ab||ab - 10%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 40% : 40% : 10% : 10% = 4 : 4 : 1 : 1.
Фенотип:
Аb||ab - высокое растение с грушевидными плодами - 40%;
aB||ab - карликовое растение с круглыми плодами - 40%;
*AB||ab - высокое растение с круглыми плодами - 10%;
*ab||ab - карликовое растение с грушевидными плодами - 10%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 40% : 40% : 10% : 10% = 4 : 4 : 1 : 1.
Ответ:
От этого скрещивания следует ожидать следующее расщепление по фенотипу -
- высокое растение с круглыми плодами :
высокое растение с грушевидными плодами :
карликовое растение с круглыми плодами :
карликовое растение с грушевидными плодами =
= 10% : 40% : 40% : 10% = 1 : 4 : 4 : 1.
