Решение расчетных задач на эпистаз
Примеры доминантного эпистаза у животных
Задача 559.
От скрещивания потомков от чалых и вороных лошадей в F2 произошло расщепление: 12 : 3 : 1. Как наследуется окраска шерсти у лошадей? Каковы генотипы исходных форм, F1 и F2? Какая масть является гипостатичной? Каковы фенотипы потомков F2?
Решение:
Rn - аллель гена чалой масти - ген модификатор (супрессор);
rn - аллель рецессивного гена чалой масти;
E - аллель гена вороной масти;
е - аллель гена рыжей масти.
Примером доминантного эпистаза является взаимодействие генов, определяющих окраску шерсти у лошадей. Известно, что у лошадей ген Е в доминантном состоянии определяет вороную масть, а в рецессивном – рыжую. Ген Rn в доминантном состоянии определяет чалую масть. Кроме того, дополнительно ген Rn проявляет эпистатическое действие в отношении гена Е независимо от того, находится ли последний в доминантном или рецессивном состоянии. В результате действия гена подавителя Rn масть
лошадей независимо от аллельного состояния гена Е становиться чалой.
Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными), а подавляемые — гипостатичными. Таким образом, в данном скрещивании ген Rn является ингибитором (супресором), а ген Е - гипостатичным.
Так как от скрещивания потомков от чалых и вороных лошадей в F2 произошло расщепление: 12 : 3 : 1, то оба родителя являются доминантными и рецессивными гомозиготами одновременно. Поэтому генотип лошади чалой масти имеет вид: ееRn, а вороной - EErnrn.
Схема скрещивания (1)
Р: EErnrn х ееRn
Г: Еrn eRn
F1: EеRnrn - 100%.
Фенотип:
EеRnrn - чалая масть - 100%.
Наблюдается единообразие потомства в F1.
Схема скрещивания (2)
P: EеRnrn x EеRnrn
Г: ERn; Ern ERn; Ern
eRn; ern eRn; ern
F1: 1EERnRn - 6,25%; 2EERnrn - 12,5%; 2EeRnRn - 12,5%; 4EeRnrn - 25%; 2Eernrn - 12,5%; 2eeRnrn - 12,5%; 1EErnrn - 6,25%; 1eeRnRn - 6,25%; 1eernrn - 6,25%.
Наблюдается 9 типа генотипов. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:2:2:1:1:1.
Фенотипы:
EERnRn - чалая масть - 6,25%;
EERnrn - чалая масть - 12,5%;
EeRnRn - чалая масть - 12,5%;
EeRnrn - чалая масть - 25%;
Eernrn - вороная масть - 12,5%;
eeRnrn - чалая масть - 12,5%;
EErnrn - вороная масть - 6,25%;
eeRnRn - чалая масть - 6,25%;
eernrn - рыжая масть - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
чалая масть - 75%;
вороная масть - 18,75%;
рыжая масть - 6,25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 12:3:1.
Выводы:
1) окраска шерсти у лошадей контролируется двумя независимо наследуемыми генами, взаимодействующими по типу доминантного эпистаза с расщеплением 12:3:1;
2) генотип родителей: чалая масть – eeRnRn, вороная масть – rnrnEE, генотип гибридов F1 – EeRnrn;
3) гипостатичной мастью является вороная масть;
4) фенотипы потомков: чалая масть, вороная масть и рыжая масть.
Задача 560.
За окраску шерсти у кроликов отвечают два неаллельных гена: ген наличия в волосе пигмента (С) и ген равномерного распределения пигмента по волосу (R). Определить соотношение черных, белых и серых крольчат в F1 при скрещивании черной дигетерозиготной крольчихи и белого гомозиготного кролика.
Решение:
С - ген наличия пигмента в волосе (чёрная окраска шерсти);
с - ген отсутствия пигмента в волосе (белая окраска шерсти;
R - ген равномерного распределения пигмента по волосу;
r - ген неравномерного распределения пигмента по волосу;
CcRr - чёрный кролик;
С_rr - серый кролик;
ccR_ - белый кролик;
ccrr - белый кролик.
Схема скрещивания
Р: CcRr х ccrr
Г: CR; Cr cr
cR; cr
F1: CcRr - 25%; Ccrr - 25%; ccRr - 25%; ccrr - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1.
Фенотип:
CcRr - чёрный кролик - 25%;
Ccrr - серый кролик - 25%;
ccRr - белый кролик - 25%;
ccrr - белый кролик - 25%.
Наблюдаемый фенотип:
чёрный кролик - 25%;
серый кролик - 25%;
белый кролик - 50%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:1:2.
Выводы:
1) при данном скрещивание в потомстве наблюдается соотношение по фенотипу - чёрный кролик : белый кролик : серый кролик = 1:2:1.
Задача 561.
При скрещивании черной нормальношерстной крольчихи с белым короткошерстным самцом в F1 все крольчата черные нормальношерстные, а в F2 получается следующее расщепление:
31 черный, нормальношерстный, 9 голубых нормальношерстных, 13 белых нормальношерстных, 8 черных короткошерстных, 3 голубых короткошерстных и 4 белых короткошерстных. Определите генотипы родителей и характер наследования окраски и длины шерсти.
Решение:
Так как при скрещивании черной нормальношерстной крольчихи с белым кооткошерстным самцом в F1 все крольчата черные нормальношерстные, то черная и нормальная шерсть являются доминантными признаками, а белая и короткая шерсть - рецессивные.
В F2 получается следующее расщепление по фенотипу окраски шерсти -
черная шерсть : голубая шерсть : белая шерсть = (31 + 8) : (9 + 3) : (13 + 4)) =
= 39:12:17 = 39/4:12/4:17/4 = 9,75:3:4,25 приблизительно 9:3:4.
Расщепление 9:3:4 в F2 соответствует эпистатическому типу наследования окраски шерсти у кроликов. Значит, за окраску шерсти у кроликов отвечают два неаллельных гена: ген наличия в волосе пигмента (А), ген отсутствия пигмента (а); ген усиления действия черного пигмента (В), ген b - разбавитель черного пигмента, вызывающий голубую окраску в гомозиготном состоянии.
В F2 получается следующее расщепление по фенотипу формы шерсти -
нормальная шерсть : короткая шерсть = (31 + 9 +13) : (8 + 3 + 4)) =
= 53 : 15 = 53/15 : 15/15 = 3,5:1, свидетельствует о расщеплении по фенотипу гетерозигот по признаку формы шерсти у кроликов. За нормальной длины шерсти отвечает ген (С), а за короткую - ген (с).
А - ген наличия пигмента в волосе (чёрная окраска шерсти);
а - ген отсутствия пигмента в волосе (белая окраска шерсти;
В - ген усиления действия черного пигмента;
b - ген-разбавитель неравномерного распределения пигмента по волосу;
А_В_ - черный кролик;
А_bb - голубой кролик;
ааВ_ - белый кролик;
aabb - белый кролик;
С - ген развития нормалной длины шерсти;
с - ген развития корткой шерсти.
Схема скрещивания
Р: AABBCC x aabbcc
Г: ABC abc
F1: AaBbCc - 100%.
Фенотип:
AaBbCc - черный нормальношерстнsq кролик - 100%.
Наблюдается единообразие F1.
Выводы:
1) генотипы родителей: AABBCC и aabbcc;
2) генотип F1: AaBbCc;
3) окраска шерсти у кроликов наследуется по типу рецессивного эпистаза;
4) длина шерсти у кроликов наследуется по типу полного доминирования.
Доминантный эпистаз у растений
Задача 562.
Примеры доминантного взаимодействия генов — случаи наследования окраски наружной чешуи у луковицы. Доминантный аллель гена R вызывает у луковицы развитие красной окраски чешуи, сочетание двух рецессивных аллелей гг — белую окраску, доминантный аллель гена I детерминирует развитие белой окраски чешуи и одновременно подавляет «действие» гена R, а двойная рецессивная гомозигота (iirr) приводит к развитию желтой окраски чешуи. Скрестили дигетерозиготное растение лука, имеющего белую наружную чешую луковицы с растением с желтой наружной чешуёй луковицы. Определите расщепление по фенотипу в потомстве.
Решение:
R - аллель гена красной окраски наружной чешуи лука;
rr - белая окраска наружной чешуи лука;
I - аллель гена белой окраски наружной чешуи лука, подавляет «действие» гена R;
i - ллель гена жёлтой окраски наружной чешуи лука;
I_R_ — белая наружная чешуя луковицы;
I_гг — белая наружная чешуя луковицы;
iiR_ — красная наружная чешуя луковицы;
iirr — желтая наружная чешуя луковицы.
Схема скрещивания
Р: IiRr x iirr
Г: IR; Ir ir
iR; ir
F1: IiRr - 25%; Iirr - 25%; iiRr - 25%; iirr - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 25% : 25% : 25% : 25% = 1 : 1 : 1 : 1.
Фенотип:
IiRr - белая наружная чешуя луковицы - 25%;
Iirr - белая наружная чешуя луковицы - 25%;
iiRr - красная наружная чешуя луковицы - 25%;
iirr - желтая наружная чешуя луковицы - 25%.
Наблюдаемый фенотип:
белая наружная чешуя луковицы - 50%;
красная наружная чешуя луковицы - 25%;
желтая наружная чешуя луковицы - 25%.
Наблюдается 3 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 50% : 25% : 25% = 2 : 1 : 1.
Ответ: 2 : 1 : 1.
Задача 563.
Сорт льна с розовыми цветками скрестили с сортом, имеющим белые цветки. У всех гибридов первого поколения цветки голубые. При анализирующем скрещивании было получено расщепление — 2 части растений с белыми цветками, 1 часть с голубыми, 1 часть с розовыми цветками. Объясните результаты скрещивания.
Так, у льна В - ген, определяющий голубую окраску цветков, b - розовую. Однако для проявления окраски необходимо наличие в генотипе доминантного гена (проявителя) А. Его отсутствие в генотипе определяет белую окраску цветков: Расщепление по фенотипу 9:3:4.
Решение:
А – ген способствует проявлению окраси;
а – отсутствие пигмента;
В – голубая окраска цветка;
b – розовая окраска цветка;
А_В_ - голубая окраска цветка;
А_bb – розовая окраска цветка;
ааВ_ - белая окраска цветка;
aabb – белая окраска цветка.
Так как при скрещивании растений льна с розовыми цветками с растениями льна с белыми цветками у всех гибридов первого поколения цветки голубые, то генотип растений с розовыми цветками - ААbb, а растений с белыми цветками - ааВВ.
Схема скрещивания
Р: ААbb х ааВВ
Г: Ab aB
F1: AaBb – 100%.
Фенотип:
AaBb – голубая окраска цветков – 100%.
Единообразие F1.
Схема скрещивания
Р: AaBb х aabb
Г: AB; Ab ab
aB; ab
Fa: AaBb – 25%; Aabb – 25%; aaBb – 25%; aabb – 25%
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу – 25%:25%:25%:25% = 1:1:1:1.
Фенотип:
AaBb – голубые цветки – 25%;
Aabb – розовые цветки – 25%;
aaBb – белые цветки – 25%;
aabb – белые цветки – 25%.
Наблюдаемый фенотип:
голубые цветки – 25%;
розовые цветки – 25%;
белые цветки – 50%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу – 25%:25%:50% = 1:1:2.
Выводы:
1) у льна голубая окраска цветков наследуется по типу доминантного эпистаза.
Задача 564.
При скрещивании тыквы с белыми плодами с тыквой, имеющй желтые плоды, F1 – белоплодное, а в F2 получается следующее расщепление: 12 белоплодных к 3 желтоплодным и 1 с зелеными плодами. Определите характер наследования окраски и генотипы всех форм. Как называется такой тип наследования?
Решение:
Эпистаз – тип неаллельного взаимодействия, при котором один ген подавляет проявление другого гена, неаллельного ему.
Ген-ингибитор – ген, подавляющий проявление других неаллельных генов. Гены-ингибиторы могут быть доминантными или рецессивными.
У растения тыквы известно три цвета плодов: белая, жёлтая и зелёная. Доминантный аллель гена (А) определяет жёлтую окраску тыквы, рецессивный аллель (а) – зелёный цвет. Второй ген (В) проявляет эпистатическое действие – подавляет образование пигмента как жёлтого, так и зелёного цвета, делая их белыми. Рецессивный аллель (b) – не влияет на проявление окраски плодов тыквы.
При скрещивании растений с белыми и желтыми плодами, все потомство первого поколения будет белым. Так как ген В подавляет действие гена А. Расщепление по фенотипу 12:3:1 характерно при доминантном эпистазе.
А - желтая окраска плодов;
а - зеленая окраска плодов;
В - подавляет образование окраски плодов;
b - не влияет на проявление окраски плодов;
А_В_ - белая окраска плодов;
A_bb – желтая окраска плодов;
aaB_ - белая окраска плодов;
aabb - зеленая окраска плодов.
Схема скрещивания
Р: AAbb х ааВВ
Г: Ab aB
F1: AaBb – 100%.
Фенотип:
AaBb – пурпурные цветки – 100%.
Наблюдается единообразие F1.
Схема скрещивания
Р: AaBb х AaBb
Г: AB; Ab AB; Ab
aB; ab aB; ab
F2: 1AABB – 6,25%; 2AABb – 12,5%; 2AaBB – 12,5%; 4AaBb – 25%; 1AAbb – 6,25%;
2Aabb – 12,5%; 1aaBB – 6,25%; 2aaBb – 12,5%; 1aabb – 6,25%.
Наблюдается 9 типов геноипа. Расщепление по генотипу – 1:2:2:4:1:2:1:2:1.
Фенотип:
AABB – белая окраска плодов – 6,25%;
AABb - белая окраска плодов – 12,5%;
AaBB - белая окраска плодов – 12,5%;
AaBb - белая окраска плодов – 25%;
AAbb – жёлтая окраска плодов – 6,25%;
Aabb - жёлтая окраска плодов – 12,5%;
aaBB - белая окраска плодов – 6,25%;
aaBb - белая окраска плодов – 12,5%;
aabb - зеленая окраска плодов – 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
белая окраска плодов – 75%;
жёлтая окраска плодов – 18,75%;
зеленая окраска плодов – 6,25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу – 75% : 18,75% : 6,25% = 12 : 3 : 1.
Задача 565.
У лука устойчивость к антракнозу1 наследуется по типу эпистаза. Ген (А) обусловливает устойчивость к антракнозу, ген (а) – восприимчивость к антракнозу. Ген (S) – супрессор доминантной аллели, ген (s) – нейтрален в своем действии. Какие результаты по фенотипу и генотипу получат в потомстве от скрещивания дигетерозиготных растений, если наследование неаллельных генов независимое? Какой это тип наследования?
Решение:
А - ген устойчивости к антракнозу у лука;
а - ген восприимчивости к антракнозу у лука;
S - супрессор доминантной аллели А;
s - нейтрален в своем действии;
A_S_ - восприимчивость к антракнозу;
A-ss - устойчивость к антракнозу;
aaS_ - восприимчивость к антракнозу;
aass - восприимчивость к антракнозу.
Схема скрещивания
Р: AaSs x AaSs
Г: AS; As AS; As
aS; as aS; as
F1:
1ААSS; 2ААSs; 2АаSS; 4АаSs; 1ААss; 2Ааss; 1ааSS; 2ааSs; 1ааss.
Наблюдается 9 типов генотипов. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:1:2:1.
Фентипы:
ААSS - восприимчивость к антракнозу - 6,25%;
ААSs - восприимчивость к антракнозу - 12,5%;
АаSS - восприимчивость к антракнозу - 12,5%;
АаSs - восприимчивость к антракнозу - 25%;
ААss - устойчивость к антракнозу - 6,25%;
Аавв - устойчивость к антракнозу - 12,5%;
ааВВ - восприимчивость к антракнозу - 6,25%;
ааВв - восприимчивость к антракнозу - 12,5%;
аавв - восприимчивость к антракнозу - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
восприимчивость к антракнозу - 81,25%;
устойчивость к антракнозу - 18,75%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 13:3 (81,25% : 18,75% = 81,25%/18,75% : 18,75/18,75% = 4,3:1 или 13:3).
Выводы:
1) наблюдается 9 типов генотипов. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:1:2:1;
2) наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 13:3;
3) у лука устойчивость к антракнозу наследуется по типу доминантного эпистаза.
Комментарии:
1Антрактоз - болезненое выпревание сеянцев и пятнистость листьев у лука, вызванное фитопатогенным грибком. Болезнь проявляется в конце вегетации, когда культура созревает, и продолжает развиваться на луковицах при хранении. Возбудителем болезни является несовершенный гриб — Colletotrichum circinans, относящийся к порядку Melanconiales. В теплых влажных условиях данный фитопатогенный гриб может вызывать выпревание сеянцев и пятнистость листьев.
