Определение генотипов и фенотипов при наследовании признаков по доминантному эпистазу
Расщепление по фенотипу при эпистазе — 12:3:1
Задача 218.
Скрещивание растений овса с черным зерном между собой в потомстве дало 317 чернозерных, 76 серозерных и 24 белозерных растений; скрещивание этих же чернозерных растений с белозерными дало 151 растение с черным зерном, 79 — с серым и 74 — с белым. Объясните расщепления. Как наследуется окраска зерна у овса? Определите генотипы исходных форм.
Решение:
А — ген черной окраски зерна;
а — ген белой окраски зерна;
В — ген серой окраски зерна;
б — ген белой окраски зерна;
(А_В_) — черная окраска зерна по фенотипу;
(А_в_) — черная окраска зерна по фенотипу;
(а_В_) — серая окраска зерна по фенотипу;
(аавв) — белая окраска зерна по фенотипу.
Установлено, что при скрещивании растений овса с черным зерном между собой в потомстве наблюдается появление растений трех фенотипов, из них двух новых — серого и белого. Так как при скрещивании растений овса с черным зерном между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении — 13 : 3 :1 (317:76:24 = 317/24 : 76/24 : 24/24 = 13,2 : 3,2 : 1), т.е. приблизительно как 12:3:1, то это соответствует доминантному эпистазу. Причем растений овса с серыми зернами в три раза больше, чем с белыми, то серая окраска зерна у растений овса является доминантной по отношению к белой. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. Значит, у овса чёрная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска — доминантным геном В. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая.
Так как при анализирующем скрещивании этих же чернозерных растений с белозерными в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу —
растение с черным зерном : растение с серым зерном : растение с белым зерном = 2:1:1 (151:79:74 = 151/74 : 79/74 : 74/74 = 2:1:1), то это значит, что исходная форма чернозерного овса является гетерозиготой, несет в себе ген В и ген А в равной степени. Генотипы исходных форм АаВв.
Для доказательства приведем схемы скрещивания:
1. Схема скрещивания растений овса с черным зерном между собой
Р: АвВв х АаВв
Г: АВ, Ав, АВ, Ав,
аВ, ав аВ, ав
F1:
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.
Фентип:
ААВВ — черная окраска зерна — 6,25%;
ААВв — черная окраска зерна — 12,5%;
АаВВ — черная окраска зерна — 12,5%;
АаВв — черная окраска зерна — 25%;
ААвв — черная окраска зерна — 6,25%;
Аавв — черная окраска зерна — 12,5%;
ааВВ — серая окраска зерна — 6,25%;
ааВв — серая окраска зерна — 12,5%;
аавв — белая окраска зерна — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
Черная окраска зерна — 75%;
серая окраска зерна — 18,75%;
белая окраска зерна — 6,25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 12:3:1 (75% : 18,75% : 6,25% = 75/6,25 : 18,75/6,25 : 6,25/6,25 = 12:3:1).
2. Схема скрещивания растений овса с черным белозерными зерном (анализирующее скрещивание)
Р: АвВв х аавв
Г: АВ, Ав, ав
аВ, ав
F1:
1АаВв; 1Аавв; 1ааВв; 1аавв.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
АаВв — черная окраска зерна — 25%;
Аавв — черная окраска зерна — 25%;
ааВв — серая окраска зерна — 25%;
аавв — белая окраска зерна — 25%.
Наблюдаемый фенотип:
Черная окраска зерна — 50%;
серая окраска зерна — 25%;
белая окраска зерна — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 2:1:1.
Выводы:
1) У овса чёрная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска — доминантным геном В. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая.
2) Генотип исходных форм — гетерозигота (АаВв).
Задача 219.
У тыквы доминантный аллель A обусловливает белую окраску тыквин вне зависимости от того, какими аллелями представлен ген B. Если локус A представлен рецессивной аллелью, то растения с генотипами BB и Bb имеют жёлтые плоды, а bb — зелёные.
a. Какого цвета будут плоды тыквы с набором AaBb?
b. Какого цвета будут плоды тыквы с набором AABB?
c. Какого цвета будут плоды тыквы с набором aaBB?
d. Какого цвета будут плоды тыквы с набором aabb?
e. Данный тип взаимодействия называется «эпистаз». Сформулируй, в чём он выражается.
Решение:
А — обусловливает белую окраску тыквин (супрессор);
а — не является супрессором;
В — обусловливает желтую окраску тыквин (гипостатичный);
b — зеленая окраска тыквин.
a. Плоды тыквы с набором AaBb обладают белым цветом;
b. Плоды тыквы с набором AABB обладают белым цветом;
c. Плоды тыквы с набором aaBB обладают желтым цветом;
d. Плоды тыквы с набором aabb обладают зеленым цветом.
е. Эпистаз — тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена.
Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными, а подавляемые гипостатичными. При доминантном эпистазе в качестве ингибитора выступает доминантный ген (чаще его ставят на второе место в паре и обозначают буквой А, рецессивный а, а при рецессивном эпистазе — рецессивный. При доминантном эпистазе при скрещивании гетерозигот есть два типа расщепления: 12:3:1; 13:3. При рецессивном эпистазе — 9:3:4.
Расщепление по фенотипу при эпистазе — 13:3
Задача 220.
У льна кроме растений, имеющих нормальные лепестки, встречаются отдельные растения с гофрированными лепестками. При скрещивании двух форм растений с нормальными лепестками, имеющих разное происхождение, в F1 потмство имеет нормальные лепестки, а в F2 получено следующее потомство: 105 растений с нормальными лепестками и 24 — с гофрированными. Объясните расщепления. Как наследуется форма лепестков у льна? Определите генотипы исходных форм.
Решение:
А — ген гофрированности лепестков;
а — ген нормальной формы лепестков;
В — ген-ингибитор гофрированности лепестков;
b — ген неспособный подавлять гофрированность лепестков;
ААВВ — доминантная дигомозигота — нормальная форма лепестков;
aabb — рецессивная дигомозигота — нормальная форма лепестков;
АаBb — дигетерозигота — нормальная форма лепестков.
Установлено, что при скрещивании растений льна с нормальными лепестками, имеющих разное происхождение, в потомстве все гибриды имеют нормальные лепестки.
Так как при скрещивании растений F2 между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении:
13 : 3 (105:24 = 105/24 : 24/24 = 4,375 : 1), т.е. приблизительно как 13:3, то акое соотношение фенотипов соответствует доминантному эпистазу. При этом растений льна с нормальными лепестками больше, чем с гофрированными, то нормальная форма лепестков у растений льна является доминантной по отношению к гофрированной. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. Значит, у льна нормальная форма лепестков определяется доминантным геном А, а гофрированная — доминантным геном В. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов форма лепестков нормальная.
Из чего следует, что исходные формы имеют генотипы: ААВВ и aabb, а потомство F1 — AaBb.
Схема скрещивания (1)
Р: ААBB x aabb
Г: АВ ab
F1: AaBb — 100%.
Фенотип:
AaBb — нормальная форма лепестков — 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.
Фентипы:
ААВВ — нормальная форма лепестков — 6,25%;
ААВв — нормальная форма лепестков — 12,5%;
АаВВ — нормальная форма лепестков — 12,5%;
АаВв — нормальная форма лепестков — 25%;
ААвв — гофрированная форма лепестков — 6,25%;
Аавв — гофрированная форма лепестков — 12,5%;
ааВВ — нормальная форма лепестков — 6,25%;
ааВв — нормальная форма лепестков — 12,5%;
аавв — нормальная форма лепестков — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
нормальная форма лепестков — 81,25%;
гофрированная форма лепестков — 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) форма лепестков у льна наследуется по механизму доминантного эпистаза.
Задачи по теме «Эпистаз и комплементарность»
Подборка задач по генетике «Эпистаз и комплементарность»
Просмотр содержимого документа
«Задачи по теме «Эпистаз и комплементарность»»
Эпистаз — тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена.
Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными, а подавляемые гипостатичными. При доминантном эпистазе в качестве ингибитора выступает доминантный ген (чаще его ставят на второе место в паре и обозначают буквой J, рецессивный j, а при рецессивном эпистазе — рецессивный. При доминантном эпистазе при скрещивании гетерозигот есть два типа расщепления: 12:3:1; 13:3. При рецессивном эпистазе — 9:3:4.
Типовые задачи с образцами решения на доминантный эпистаз
1. Свиньи бывают чёрной, белой и красной окраски. Белые свиньи несут минимум один доминантный ген J. Чёрные свиньи имеют доминантный ген Е и рецессивный j. Красные поросята лишены доминантного гена подавителя и доминантного гена Е, определяющего чёрную окраску. Какое потомство можно ожидать:
а) от скрещивания 2-х белых дигетерозиготных свиней;
б) от скрещивания чёрной гомозиготной свиньи и красного кабана.
При доминантном эпистазе первой строкой лучше писать признак, который не подавляется ингибиторами в пропорции, если он соответствует числу 3.
EEJJ, 2EEJj, 2EeJJ, 4EeJj, eeJJ, 2eeJj
2. При скрещивании чистых линий собак коричневой и белой масти всё потомство имело белую окраску. Среди потомства полученных гибридов было 118 белых, 32 чёрных, 10 коричневых собак. Определите типы наследования.
Решение: Так как расщепление в F2 соответствует пропорции 12:3:1, то это эпистаз.
Так как в F2 расщепление 12:3:1, значит в скрещивании уступают белые дигетерозиготы. Поэтому мы должны подобрать такую белую собаку для первого скрещивания, чтобы в F1 получить дигетерозиготы.
ААJJ, 2ААJj, 2АаJJ, 4АаJj, ааJJ, 2ааJj
3. У лошадей действие вороной (С) и рыжей масти (с) проявляется только в отсутствие доминантной аллели J. Если она присутствует, то окраска белая. Какое потомство получится при скрещивании между собой лошадей с генотипом СcJj?
Решение: Так как в условии задачи говорится, что в присутствии доминантной аллели J окраска не развивается, то это эпистаз.
ССJJ, 2ССJj, 2СсJJ, 4СсJj, ссJJ, 2ссJj
4. При скрещивании кур породы белый леггорн ССJJ с петухом породы белый плимутрок ccjj в F2 наряду с белыми появляются окрашенные цыплята в соотношении примерно 13 белых и 3 чёрных. В этом случае доминантный ген J проявляется ингибитором доминантного гена с чёрного оперения, Определите тип наследования. Решение: Так как в F2 при скрещивании дигетерозигот идёт расщепление 13:3, то это эпистаз.
5. У овса чёрная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска — доминантным геном В. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая. При скрещивании 2-х серосемянных растений получили растение с серыми и белыми семенами в пропорции 3:1. Определить генотипы родителей. Какое расщепление в потомстве было бы получено, если бы скрещивались дигетерозиготные формы. Решение: обращаем внимание на то, что эпистатичный ген А стоит на нервом месте. Так как серая окраска определяется доминантным геном В при отсутствии доминантного гена А, то серый цвет пишем первой строкой (а, В), т. к. чёрный цвет определяется доминантным геном А, то это гены А, В и А, в.
Так как при скрещивании серосемянных растений идёт расщепление, то значит они гетерозиготны.
ААВВ, 2ААВв, 2АаВВ, 4АаВв ААвв, 2Аавв
Типовые задачи с образцами решения на рецессивный эпистаз
1. Окраска мышей определяется двумя парами неаллельных генов. Доминантный ген одной пары обуславливает серый цвет, его рецессивная аллель — чёрный. Доминантная аллель другой пары способствует проявлению цветности, его рецессивная аллель подавляет цветность. При скрещивании серых мышей между собой получили потомство из 58 серых и 19 чёрных мышей. Определите генотипы родителей и потомства.
Так как при скрещивании серых мышей идёт расщепление в пропорции 3:1 и все они окрашены, значит серые мыши гетерозиготны по 1 аллели и гомозиготны по второй, т. е.
2. У кроликов окраска «агути» определяется доминантным геном А, а чёрная окраска его рецессивным геном а. Оба признака проявляются только при наличии доминантного гена J, а его рецессивная аллель подавляет цветность. При скрещивании кроликов «агути» с альбиносами получилось расщепление в потомстве: 3 «агути», 1 чёрный и 4 альбиноса. Определить генотипы родителей. Решение:
Так как в потомстве наблюдалось расщепление на все варианты фенотипа, значит агути дигетерозиготны, а альбиносы вероятнее всего Ааjj, т.к. дают два типа гамет.
3. Так называемый бомбейский феномен состоит в том, что в семье, где отец имел I (0) гр. крови, а мать III (В), родилась девочка с I (0) гр. крови. Она вышла замуж за мужчину со II (А) группой, у них родилось две девочки с IV (АВ) гр. и с I (0) гр. Появление девочки с IV (АВ) гр. от матери с I (0) вызвало недоумение. Учёные объясняют это действием редкого рецессивного эпистатического гена, подавляющего группу крови А и В. Определить генотип указанных родителей.
а) Определить вероятность рождения детей с I (0) гр. от дочери с IV (АВ), от мужчины с таким же генотипом.
б) Определить вероятные гр. крови детей от брака дочери с 1 группой крови, если мужчина будет с IV (АВ) группой, гетерозиготный по эпистатическому гену.
В этом случае группа крови будет определяться таким разом:
j o j o WW, j o j o Ww, j o j o ww
J A J A WW, J A J A Ww, J A j o WW, J A j o Ww
Рецессивный эпистатический ген проявляет своё действие гомозиготном состоянии. Родители гетерозиготны по этому гену, так как у них родилась дочь с I (0) гр. крови, у которой от брака с мужчиной со II (А) гр. родилась девочка с IV (АВ) крови. Значит, она носительница гена J B , который подавлен неё рецессивным эпистатическим геном.
Комплементарность (дополнительность) — такой тип взаимодействия 2-х пар генов, при котором действие одного гена дополняется действием другого. Если хотя бы одна пара генов находится в рецессивном состоянии, то признак не развивается или отличен от доминантного. Объясняется это тем, что развитие признака — многостадийный процесс, каждый этап которого контролируется отдельным ферментом. Например, окраска цветов душистого горошка определяется 2 доминантными генами: ген А отвечает за синтез фермента, контролирующего развитие бесцветного пропигмента. А ген В отвечает за перевод цветного пропигмента в цветной пигмент. При скрещивании дигетерозигот расщепление будет 9:7, причём 7 (6:1; 3:4; 3:3:1).
Типовые задачи с образцами решения на комплементарное взаимодействие
1. У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В. Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F1 и F2 получится от скрещивания растений с генотипами ААвв и ааВВ?
Первой строкой лучше писать признак, который развивается при 2-х доминантных генах, что в пропорции соответствует цифре 9.