Схемы скрещивания при наследовании признаков, за которые отвечают два гена

Наследование окраски шерсти у собак

Задача 657.
При скрещивании собак коричневой масти с чисто родными собаками белой масти все потомство оказалось белой масти. Среди потомства большого количества скрещиваний белых гибридов первого поколения между собой оказалось 118 белых, 32 черных и 10 коричневых щенков. Как наследуется цвет шерсти у собак?
Решение:
Рассчитаем расщепление потомства F₁ по фенотипу:
белая масть : черная масть : коричневая масть = 118 : 32 : 10 ≈ 12 : 3 : 1. Такое расщепление возможно при доминантном эпистазе, если доминантный ген-ингибитор подавляет действие другого неаллельного гена.
Собаки данной породы бывают чёрной, белой и коричневой окраски. Белые собаки несут минимум один доминантный ген-ингибитор (А). Чёрные собаки имеют доминантный ген (В) и рецессивный (а). Коричневые щенки лишены доминантного гена-ингибитора (А) и доминантного гена (В), определяющего чёрную окраску. Поэтому можно записать: 
А - аллель гена черного цвета шерсти;
а – аллель гена коричневого цвета шерсти;
В - аллель гена, который блокирует выработку пигмента;
b - аллель гена, который не влияет на выработку пигмента;
А_В_ - дает белый цвет шерсти;
А_bb – дает черный цвет шерсти;
ааВ_ – дает белый цвет шерсти;
aabb – дает коричневый цвет шерсти.

Схема скрещивания
Р: ААВВ  х    ааbb
Г: АВ            аb
F₁: AaBb - 100%.
Фенотип:
AaBb - белые щенки - 100%.
Наблюдается единообразие поколения.

Схема скрещивания
Р: AaBb               х        AaBb
Г: AB, Ab, aB, ab            AB, Ab, aB, ab
F₁:
1AABB - 6,25%; 2AABb - 12,5%; 2AaBB - 12,5%;
4AaBb - 25%; 1AAbb - 6,25%; 2Aabb - 12,5%;
2aaBb - 12,5%; 1aaBB - 6,25%; 1aabb - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:2:1:1.
Фенотип:
AABB - белые щенки - 6,25%; 
AABb - белые щенки - 12,5%; 
AaBB - белые щенки - 12,5%; 
AaBb - белые щенки - 25%; 
AAbb - черные щенки - 6,25%; 
Aabb - черные щенки - 12,5%; 
aaBb - белые щенки - 12,5%; 
aaBB - белые щенки - 6,25%; 
aabb - коричневые щенки - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
белая окраска шерсти - 75%;
черная окраска шерсти - 18,75%;
коричневая окраска шерсти - 5,25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 75% : 18,75% : 6,25% = 12 : 3 : 1. 

Выводы:
1) цвет шерсти у данной породы собак наследуется по типу доминантного эпистаза.
 

Задача 658.
Коричневая (кофейная) сука была повязана черным кобелем и ощенилась 15 щенками; из них 8 было черных, 7 коричневых. Каковы генотипы родителей и потомков?
Решение:
В - аллель гена черного цвета шерсти;
b – аллель гена коричневого цвета шерсти;
D - аллель гена, который способствует плотной укладке пигмента;
d - аллель гена, который препятствует плотной укладке пигмента;
B_D_ - дает черный цвет шерсти;
B_dd – дает голубой цвет шерсти;
bbD_ – дает коричневый цвет шерсти;
bbdd – дает сиреневый цвет шерсти.

Расщепление первого потомства по фенотипу -
- 8 черных : 7 коричневых ≈ 1 : 1.
Такое расщепление по фенотипу - 1 : 1, при эпистатическом наследовании признака, возможно когда коричневая сука гомозиготна, а черный пес дигетерозиготен, то есть генотип коричневой суки - bbDD, а черного пса - BbDd.

Схема скрещивания
Р: bbDD    x     BbDd
Г: bD               BD; Bd; bD; bd
F₁: BbDD - 25%; BbDd - 25%; bbDD - 25%; bbDd - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу -
- 25% : 25% : 25% : 25% = 1 : 1 : 1 : 1.
Фенотип:
BbDD - черный щенок - 25%; 
BbDd - черный щенок - 25%; 
bbDD - коричневый щенок - 25%; 
bbDd - коричневый щенок - 25%.   
Наблюдаемый фенотип:
черный щенок - 50%; 
коричневый щенок - 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 50% : 50% = 1 : 1.
 

Задача 659.
Чёрная сука несколько раз была повязана одним и тем же чёрным кобелем и принесла всего 18 чёрных и 5 коричневых щенков. Сколько чёрных щенков из числа родившихся должно быть гомозиготными?
Решение:
Окрас шерсти у собак наследуется по механизму эпистаза. Ген В отвечает за черную шерсть, ген b - за коричневую, а ген D способствует плотной укладке пигмента, ген d - препятствует плотной укладке пигмента.
В - аллель гена черного цвета шерсти;
b – аллель гена коричневого цвета шерсти;
D - аллель гена, который способствует плотной укладке пигмента;
d - аллель гена, который препятствует плотной укладке пигмента;
B_D_ - дает черный цвет шерсти;
B_dd – дает голубой цвет шерсти;
bbD_ – дает коричневый цвет шерсти;
bbdd – дает сиреневый цвет шерсти.

Общее число потомства - 23 щенка (18 + 5 = 23).
Расщепление потомства по фенотипу - 18 черных : 5 коричневых ≈ 3 : 1.
Если при скрещивании черной суки и черного кобеля в потомстве наблюдается появление коричневых щенков, то один из черных родительских особей дигетерозиготен (BbDd), а другой гетерозиготен по признаку окраски - (BbDD).

Схема скрещивания
Р: BbDD    x       BbDd
Г: BD; bD           BD; Bd; bD; bd
F₁: BBDD - 12,5%; BBDd - 12,5%; BbDD - 25%;
BbDd - 25%; bbDD - 12,5%; bbDd - 12,5%.
Наблюдается 6 типов генотипа. Расщепление по генотипу -
- 12,5% : 12,5% : 25% : 25% : 12,5% : 12,5% = 1 : 1 : 2 : 2 : 1 : 1.
Фенотип:
BBDD - черный щенок - 12,5%; 
BBDd - черный щенок - 12,5%; 
BbDD - черный щенок - 25%; 
BbDd - черный щенок - 25%; 
bbDD - коричневый щенок - 12,5%; 
bbDd - коричневый щенок - 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
черный щенок - 75%;
коричневый щенок - 25%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 75% : 25% = 3 : 1.
Гомозиготные черные щенки имеют генотип: BBDD, их в потомстве 12,5%.
Тогда число гомозиготных черных щенков рассчитаем из пропорции:

100% : 23 = 12,5% : х;
х = (12,5% ^. 23)/100% ≈ 3

Ответ: чёрных щенков из числа родившихся должно быть гомозиготными приблизительно 3.
 

Наследование карликовости у кукурузы

Задача 660.
При скрещивании двух карликовых растений кукурузы получено потомство нормальной высоты. Во втором поколении от скрещивания растений нормальной высоты получено 452 растений нормальной высоты и 352 карликовых растения. Предложите гипотезу, объясняющую эти результаты, и напишите схемы скрещивания, объясняющие эти результаты. 
Решение:
Исходя из результатов скрещиваний и расщеплений по фенотипу можно предположить, что нормальная высота растения у кукурузы контролируется двумя независимо наследуемыми генами - A и В, а при наличии в генотипе только одного из этих генов, а также у двойных гомозигот ааbb - наблюдается карликовость. Расщепление по фенотипу 9 : 7 при скрещивании растений с доминантными признаками указывает на то, что скрещивались дигетерозиготные растения и взаимодействие генов, определяющих высоту растения у кукурузы осуществляется по типу рецессивного эпистаза. Доминантный ген (А) определяет нормальную высоту растения кукурузы, а рецессивный ген (а) - карликовость; доминантный ген (В) способствует проявлению нормального роста у растения кукурузы, а рецессивный ген (b) - подавляет рост растения. Наличие двух доминантных генов А и В в генотипе определяет нормальный рост растения кукурузы (А_В_), а наличие в генотипе только одного доминантного гена - карликовость растения (А_bb или ааВ_), у рецессивных дигомозигот aabb - наблюдается карликовость.

Можно записать так:
А_В_ - нормальный рост растения;
А_bb - карликовость;
aaBB -  карликовость;
aabb -  карликовость.

Схема скрещивания (1)
Р: ААbb    x     aaBB
Г: Ab               aB
F₁: AaBb - 100%.
Фенотип:
AaBb -  нормальный рост растения - 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения

Схема скрещивания (2)
Р: АвВв        х        АаВв
Г: АВ, Ав,              АВ, Ав, 
    аВ, ав                аВ, ав
F₂:
1ААВВ; 2ААВв; 2АаВВ; 4АаВв; 1ААвв;
2Аавв; 1ааВВ; 2ааВв; 1аавв.
Наблюдается 9 типов генотипов. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:1:2:1.
Фенотип:
ААВВ - нормальный рост растения - 6,25%;
ААВв - нормальный рост растения - 12,5%; 
АаВВ - нормальный рост растения - 12,5%;
АаВв - нормальный рост растения - 25%;
ААвв - карликовость растения - 6,25%;
Аавв - карликовость растения - 12,5%;
ааВВ - карликовость растения - 6,25%;
ааВв - карликовость растения - 12,5%;
аавв - карликовость растения - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
нормальный рост растения - 56,25%;
карликовость растения - 43,75.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 56,25% : 43,75 = 9 : 7.
 

Наследование окраски чешуи у лука

Задача 661.
Красная окраска луковицы у лука определяется доминантным геном, желтая окраска – рецессивным геном. Но проявление окраски возможно только при наличии другого доминантного гена, рецессивная аллель которого подавляет окраску (в этом случае луковицы будут белыми). Красно луковичные растения скрещивались между собой. В потомстве оказались особи: 61 с красными луковицами, 22 с желтыми луковицами, 27 с белыми луковицами. Определить тип наследования и написать схему скрещивания.
Решение:
A - красная окраска луковицы;
а - жёлтая окраска луковицы;
В - способствует проявлению окраски;
b - подавляет окраску;
А_В_ - красная окраска луковицы;
А_bb - белая окраска луковицы;
ааbb - белая окраска луковицы;
ааВ_ - жёлтая окраска луковицы.

Рассчитаем расщепление по фенотипу, получим:

61 : 22 : 27 = 61/22 : 22/22 : 27/22 = 2,77 : 1 : 1,23.

После умножения всех членов на 3, получим:

(2,77 ^. 3) : (1 ^. 3) : (2,23 ^. 3) = 8,31 : 3 : 3,69  ≈  9 : 3 : 4.

Так как при скрещивании красно луковичных растений лука между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу - 8,3 : 3 : 3,7, приближающее к  отношению - 9 : 3 : 4, то оба родителя дигетерозиготы - АаВb.

Схема скрещивания
Р: АаВb    х      АаВb
Г: AB; Ab         AB; Ab
    aB; ab          aB; ab
F₁:
1AABB - 6,25%; 2AABb - 12,5%; 2AaBB - 12,5%;
4AaBb - 25%; 1AAbb - 6,25%; 2Aabb - 12,5%;
2aaBb - 12,5%; 1aaBB - 6,25%; 1aabb - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:2:1:1.
Фенотип:
AABB - красная окраска луковицы - 6,25%; 
AABb - красная окраска луковицы - 12,5%; 
AaBB - красная окраска луковицы - 12,5%; 
AaBb - красная окраска луковицы - 25%; 
AAbb - белая окраска луковицы - 6,25%; 
Aabb - белая окраска луковицы - 12,5%; 
aaBb - жёлтая окраска луковицы - 12,5%; 
aaBB - жёлтая окраска луковицы - 6,25%; 
aabb - белая окраска луковицы - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
красная окраска луковицы - 56,25%;
белая окраска луковицы - 25%;
жёлтая окраска луковицы - 18,75%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 56,25% : 25% : 18,75% = 9 : 4 : 3.

Выводы:
1) оба родителя дигетерозиготы - АаВb. 
 

Наследование окраски цветка у льна

Задача 662.
При скрещивании двух сортов льна с белыми и голубыми цветками все гибриды F1 имели голубые цветки. Ген (В) способствует появлению окраски, ген (b) подавляет окраску. При дальнейшем скрещивании гибридов F1 между собой в F2 появилось потомство в соотношении 9 с голубыми цветками, 3 с розовыми цветками и 4 с белыми. Всего было получено 276 потомков.  
1. Сколько типов гамет могут дать гибриды F1?
2. Сколько разных генотипов могло быть в F2? 
3. Сколько в F2 могло быть гомозиготных генотипов? 
4. Сколько растений с голубыми цветками в F2 были гомозигоными по двум доминантным генам? 
5. Сколько среди гибридов в F2 могло быть особей с белыми цветками гомозигоными по двум рецессивным генам?
Решение:
А - аллель гена розовой окраски венчика;
а - аллель гена белой окраски венчика;
В - аллель гена, который способствует появлению окраски;
b - аллель гена, который подавляет появлению окраски (эпистатичный ген);
А_В_ - развивается голубая окраска цветка;
А_bb - развивается розовая окраска цветка;
ааВ_ - развивается белая окраска цветка;
ааbb - развивается белая окраска цветка;
ААВВ - голубая окраска цветка (доминантная чистая линия);
ааbb - белая окраска цветка (рецессивная чистая линия). 

Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными, а подавляемые гипостатичными. Так как рецессивный ген (b) подавляет окраску, то это пример рецессивного эпистаза. При рецессивном эпистазе расщепление по фенотипу - 9:3:4.

Схема скрещивания
Р: ААВВ  х    ааbb
Г: АВ            аb
F₁: AaBb - 100%.
Фенотип:
AaBb - голубая окраска цветка - 100%.
Наблюдается единообразие поколения.

Схема скрещивания
Р: AaBb            х         AaBb
Г: AB, Ab, aB, ab          AB, Ab, aB, ab
F₁:
1AABB - 6,25%; 2AABb - 12,5%; 2AaBB - 12,5%;
4AaBb - 25%; 1AAbb - 6,25%; 2Aabb - 12,5%;
2aaBb - 12,5%; 1aaBB - 6,25%; 1aabb - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:1:2:2:1:1.
Фенотип:
AABB - голубая окраска цветка - 6,25%; 
AABb - голубая окраска цветка - 12,5%; 
AaBB - голубая окраска цветка - 12,5%; 
AaBb - голубая окраска цветка - 25%; 
AAbb - розовая окраска цветка - 6,25%; 
Aabb - розовая окраска цветка - 12,5%; 
aaBb - белая окраска цветка - 12,5%; 
aaBB - белая окраска цветка - 6,25%; 
aabb - белая окраска цветка - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
голубая окраска цветка - 56,25%;
розовая окраска цветка - 25%;
белая окраска цветка - 18,75%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 56,25% : 25% : 18,75% = 9 : 4 : 3. 

Ответ:
1. Гибриды F₁ могут дать 4 типа гамет.
2. В F₂  могло быть 9 разных генотипов. 
3. В F₂ могло быть 4 гомозиготных генотипов (2 дигомозиготных ААВВ и aabb и 2 AAbb и ааВВ). 
4. В F₂ с голубыми цветками гомозигоными по двум доминантным генам было 1 растение (6,25% ^. 16/100% = 1). 
5. В F₂ с белыми цветками гомозигоными по двум рецессивным генам было 1 растение
(6,25% ^. 16/100% = 1).