В потомстве белых пуделей получили 29 белых и 4 черных щенка. Определите генотипы исходных особей.
Определение фенотпов при полигенном наследовани признаков
Наследование окраса шерсти у собак
Задача 691.
В потомстве белых пуделей получили 29 белых и 4 черных щенка. Определите генотипы исходных особей. Как наследуется окраска?
Решение:
Наследование окраса шерсти у собак обусловлено несколькими генами с сериями множественных аллелей в каждом с различными видами неаллельных взаимодействий, причем ряд окрасов характеризуются неполной пенетрантностью. Окраска шерсти у собак формируется множеством генов. Пользоваться в работе такими колоссальными формулами неудобно, поэтому принято выписывать обозначения только тех генов, которые нужны в данном случае. Если нас интересует наличие черного пигмента, то мы запишем сокращенную формулу ВВ или даже В_. По условию задачи нас интересует черная окраска шерсти (наличие черного пигмента) и белая окраска шерсти. Так как ген А контролирует распределение пигмента по волосу и телу равномерно, а по условию задачи родители и щенки имеют сплошную белую и черную окраску, то для удобства мы не будем выписывать обозначения по этому гену.
Теперь рассмотрим подробнее некоторые гены окраски собак:
А - ген распределения пигмента равномерно по волосу и телу, окрас сплошной;
а - ген неравномерного распределения пигмента по волосу и телу, окрас несплошной;
В - ген, вызывающий образование черного пигмента;
b - ген вызывает образование коричневого пигмента;
С - ген обеспечивает способность организма синтезировать пигмент любого цвета;
с - ген отсутствия пигмента по волосу;
W - ген определяет доминантную белую окраску шерсти;
w - ген нормально окрашенной собаки.
Так как нас интересует белая и черная окраска шерсти, то запишем генотип белой собаки двумя интересующими нас генами - B и W.
Тогда
ВВWW - белая собака;
BBWw - белая собака;
BBww - черная собака.
Так как в потомстве белых пуделей наблюдается два фенотипа, белые и черные щенки, то генотип исходных собак - BBWw.
Схема скрещивания
Р: BBWw х BBWw
Г: BW; Вw BW; Вw
F1: ВВWW - 25%; BBWw - 50%; BBww - 25%.
Наблюдается 3 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1 : 2 : 1.
Фенотип:
ВВWW - белая собака - 25%;
BBWw - белая собака - 50%;
BBww - черная собака - 25%.
Наблюдаемый фенотип:
белая собака - 75%;
черная собака - 25%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 75% : 25% = 3 : 1.
Полигенное наследование окраса меха у кроликов
Задача 692.
Если крольчиха, полученная от черной матери с гималайским отцом, спарена с самцом-альбиносом, то каким по генотипу и фенотипу будет ее потомство?
Решение:
C - аллель чёрной окраски меха;
с+ - аллель дикой окраски меха (агути);
сh - аллель гималайского типа окраски меха (кролик с розовыми глазами и белой шерстью, за исключением ушей, лап, носа и кончика хвоста);
сch - аллель шиншиловой окраски меха (серебристая шерсть);
са - аллель белой окраски меха (альбинос).
У кроликов имеется серия аллелей гена "С", который контролирует окраску меха. Аллель дикого тиипа с+ в гомозиготном состоянии определяет природную серую окраску шерсти (агути). Эта серия представлена 4 аллелями гена "с+": аллель "с+" доминантен по отношению к трем остальным – "сch", "сh", "сa". Аллели гена "с+" располагаются друг относительно друга по степени доминирования в следующей последовательности: "с+">"сch">"сh">"сa". Доминантный мутантный аллель гена (с+) ген (С), в гомозиготном или гетерозиготном состоянии обуславливает чёрную окраску шерсти.
Таким образом, по степени доминирования аллели этой серии можно выстроить в следующей последовательности:
С" > "с+">"сch">"сh">"сa".
Любой из кроликов может, конечно, нести не более двух из перечисленных аллелей, так как он имеет только одну пару хромосом с данным геном. Например, генотип может быть с+са, и тогда кролик будет иметь окраску дикого типа, или ссhса, и тогда кролик будет шиншилла, или сhсh, и тогда он будет гималайским и т. д.
Различные сочетания указанных аллелей дают различные варианты окраски шерсти:
СС, Сc+, Сссh, Cch, Cca - чёрная окраска шерсти;
c+c+, c+cch, c+ch, c+ca - дикий тип окраски шерсти (агути);
ссhcch, cchch, cchca - серебристая шерсть (шиншила);
сhch, chca - гималайский тип окраски шерсти;
саса - белая окраска шерсти (альбинос).
Если считать, что черная самка и гималайский самец являются чистыми линиями, то все их потомство будет черными гетерозиготными особями. Тогда генотип матери будет иметь вид: СС, генотип отца - сhch, генотип крольчихи - Сch. Кролики-альбиносы имеют генотип вида: саса.
Схема скрещивания:
Р: Ссh х сaсa
Г: С; сh сa
F1: Ссa - 50%; сhсa - 50%
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1.
Фенотип:
Cсa - черный кролик - 50%;
сhсa - гималайский кролик - 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:1.
Выводы:
1) потомство при этом скрещивании похоже на своих родителей;
2) черные крольчата имеют генотип - Сса, гималайские крольчата - сhca;
3) окраска шерсти у кроликов наследуется по множественному аллелизму природного гена (с+).
Полигенное наследование у кукурузы
Задача 693.
Наличие окраски щитка (скутеллума) у кукурузы определяется присутствием любых двух из следующих трех генов: S2, S3 и S4. Каково будет соотношение растений с окрашенными и неокрашенными щитками в F1 следующих скрещиваний:
a) S2S2s3s3s4s4 (неокрашенный) х s2s2S3S3s4s4 (неокрашенный);
б) S2S2s3s3S4S4 (окрашенный) х s2s2S3S3S4S4 (окрашенный).
Решение:
a) S2S2s3s3s4s4 (неокрашенный) х s2s2S3S3s4s4 (неокрашенный)
Схема скрещивания
Р: a) S2S2s3s3s4s4 х s2s2S3S3s4s4
Г: S2s3s4 s2S3s4
F1: S2s2S3s3s4s4 - 100%.
Фенотип:
S2s2S3s3s4s4 - окрашенный щиток - 100%.
Наблюдается единообразие поколения F1.
б) S2S2s3s3S4S4 (окрашенный) х s2s2S3S3S4S4 (окрашенный)
Схема скрещивания
Р: S2S2s3s3S4S4 х s2s2S3S3S4S4
Г: S2s3S4 s2S3S4
F1: S2s2S3s3S4S4 - 100%.
Фенотип:
S2s2S3s3S4S4 - окрашенный щиток - 100%.
Единообразие поколения F1.
Выводы:
1) в обоих скрещиваниях будет наблюдаться единооразие поколения - все растения с окрашенными щитками.
Задача 694.
У кукурузы изучено наследование одного из количественных признаков - числа рядов зерен в початке. Число рядов зерен в початке варьирует от 4 до 20, причем обе крайние величины встречаются крайне редко. Число рядов зерен всегда четное (4, 6, 8, 10, 12 и т. д.). Влияние факторов внешней среды на данный признак незначительно. Проведено скрещивание двух инбредных линий, одна из которых имеет 16, а другая - 8 рядов зерен. У растений F1 число рядов зерен равно 12. У 1000 растений F2 число рядов зерен в початке варьировало от 8 до 16. В четырех початках было по 16, а в четырех других - по 8 рядов зерен. Сколько генов участвует в определении числа рядов зерен в початке? Объясните результаты.
Решение:
Так как число рядов зерен в початке всегда четное (4, 6, 8, 10, 12 и т. д.), то каждый доминантный аллель независимо от взаимодействующего гена будет прибавлять по 2 ряда, т.е. каждый доминантный аллель будет к 8 рядам початка прибавлять 2 ряда.
Растения с максимальным числом рядов зерен в початке имеют 16 рядов зерен, а растения с минимальным числом рядов зерен в початке - 8 рядов зерен. У растений F1 число рядов зерен равно 12, значит, разница между макимальным и минимальным числом рядов зерен в початке равна 4 (16 - 12 = 4 и 12 - 8 = 4).
Так как каждый доминантный ген прибавляет по 2 ряда зерен початка, то в наследовании данного признака учавствуют два гена (4 : 2 = 2). Это доминантные гены А1 и А2 учавствуют в наследовании количества рядов зерен в початке кукурузы.
Генотип А1А1А2А2 - початок с 16 рядами зерен в початке, генотип а1а1а2а2 - 8 рядов зерен в початке, генотип А1а1А2а2 - 12 рядов зерен в початке.
Схема скрещивания
Р: А1А1А2А2 х а1а1а2а2
Г: А1А2 а1а2
F1: A1a1A2a2 - 100%.
Фенотиип:
A1a1A2a2- число рядов зерен в початке 12 - 100%.
Наблюдается единообразие потомства.
Схема скрещивания
Р: A1a1A2a2 х A1a1A2a2
Г: А1А2; А1а2 А1А2; А1а2
а1А2; а1а2 а1А2; а1а2
F2: 1А1А1А2А2 - 6,25%; 2А1А1А2а2 - 12,5%;
2А1а1А2А2 - 12,5%; 4A1a1A2a2 - 25%; 1А1А1а2а2 - 6,25%;
2А1а1а2а2 - 12,5%; 1а1a1A2А2 - 6,25%;
2а1а1А2а2 - 12,5%; 1а1a1а2а2 - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепленние по генотипу - 1 :2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1.
Фенотип:
А1А1А2А2 - число рядов зерен в початке 16 - 6,25%;
А1А1А2а2 - число рядов зерен в початке 14 - 12,5%;
А1а1А2А2 - число рядов зерен в початке 14 - 12,5%;
A1a1A2a2 - число рядов зерен в початке 12 - 25%;
A1a1A2a2 - число рядов зерен в початке 12 - 6,25%;
А1а1а2а2 - число рядов зерен в початке 10 - 12,5%;
а1a1A2А2 - число рядов зерен в початке 12 - 6,25%;
а1а1А2а2 - число рядов зерен в початке 10 - 12,5%;
а1a1а2а2 - число рядов зерен в початке 8 - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
число рядов зерен в початке 16 - 6,25%;
число рядов зерен в початке 14 - 25%;
число рядов зерен в початке 12 - 37,5%;
число рядов зерен в початке 10 - 25%;
число рядов зерен в початке 8 - 6,25%.
Наблюдается 5 типов фенотипа. Расщепленние по фенотипу - 6,25% : 25% : 37,5% : 25% : 6,25% - 1 : 4 : 6 : 4 : 1.
Определение числа типов гамет у полигибридов
Задача 695.
Растение имеет генотип AABbCcddEe. Гены A, B, C, D, Е наследуются независимо.
Сколько фенотипов может быть получено в F1 при полном доминировании по всем парам аллелей при самоопылении?
Какое расщепление по фенотипу ожидается в F1 при полном доминировании по всем парам аллелей при самоопылении?
Решение:
Число типов гамет определяется по формуле:
Г = 2n, где
«2» означает, что в генотипе есть гетерозиготные состояния аллелей;
«n» – число гетерозиготный состояний в генотипе.
Типы гамет определяются таким образом, что для первой пары аллелей общее число типов гамет делится пополам, для второй пары аллелей каждая половина снова делится пополам, и т.д. Так узнаётся, с какой последовательностью нужно чередовать доминантный и рецессивный аллель.
Тогда
n = 3;
Г = 23 = 8.
Значит, организм с генотипом AABbCcddEe будет образовывать 8 типов гамет:
АВСdЕ, АВСdе, АвСdЕ, АвСdе, АВсdЕ, АВсdе, АвсdЕ, Авсdе.
Выводы:
1) в потомсте F1 может бытть 8 типов фенотипов: А_В_С_ddЕ_, А_В_С_ddee, А_ввС_ddЕ_, А_ввС_ddee, A_B_ccddE_, A_B_ccddee, A_ввссddE_, A_ввccddee.
2) расщепление по фенотипу ожидается в F1 следующее:
А_В_С_ddЕ_ - 27;
А_В_С_ddee - 9;
А_ввС_ddЕ_ - 9;
A_B_ccddE_ - 9;
А_ввС_ddee - 3;
A_B_ccddee - 3;
A_ввссddE_ - 3;
A_ввccddee - 1.
