Практическая работа. Наследование количественных признаков. Полимерия. Аддитное действие генов

Задание. 1. Ознакомиться с понятием полимерия. 2. Изучить родительские растения по окраске семян. 3. Изучить F₁ по окраске семян, установить характер наследования окраски семян, выявить доминантный и рецессивный признаки. 4. Проанализировать F₁ по окраске семян, установить характер наследования этого признака.

Рис. 6. Наследование окраски зерна у пшеницы при полимерном взаимодействии геов.

Материал. 1. Одно-два растения материнского сорта. 2. Одно-два растения отцовского сорта. 3. Два-три растения F_1. 4. Десять-двадцать растений F_2.

Пояснения к заданию. Полимерией называется та­кое явление, при котором развитие того или иного признака организма обусловлено взаимодействием двух или более доминантных неаллельных генов, ока­зывающих сходное воздействие на развитие этого признака. Такие гены называются полимерными, или.множественными.

Явление полимерии открыто в 1908 г. шведским генетиком Нильссоном-Эле. Он изучал наследование окраски зерен у гибридов, полученных при скрещива­нии краснозерных и белозерных форм пшеницы. В F₂ он обнаружил в одних случаях расщепление по окрас­ке зерна в отношении 3:1, как при простом моногиб­ридном скрещивании; в других наблюдалось расщеп­ление в отношении ¹⁵/₁₆ краснозерных и ¹/₁₆ белозер­ных. Встречались случаи расщепления в отношении ⁶³/₆₄ краснозерных и ¹/₆₄ белозерных. Было также от­мечено, что в F₂ красные зерна не имели единообраз­ной окраски: она варьировала от темно-красной до бледно-красной (рис. 6).

Нильссон-Эле предположил, что расщепление в F₂ в отношении 15: 1 объясняется тем, что в форми­ровании красной окраски зерна участвуют 2 однознач­ных (имеющих сходное действие на развитие призна­ка) доминантных гена, например А₁ и А₂. Рецессивные же аллели этих генов а₁ и а₂ обусловливают отсутст­вие красной окраски, или белую окраску зерен; при этом число доминантных генов в генотипе определяет интенсивность окраски зерен: чем больше доминант­ных генов в генотипе, тем интенсивнее окраска зерен. Иначе говоря, действие доминантных полимерных ге­нов в данном случае суммируется. Такое взаимодей­ствие полимерных генов называется кумулятивной по­лимерией. Группы же генов, имеющих кумулятивное действие, называют полигенами.

В рассматриваемом случае наследования окраски зерна у пшеницы при полимерии только ¹/₁₆ всех зерен, гомозиготных по обоим рецессивным генам (а₁а₁а₂а₂), будет белой, ¹/₁₆ (генотип А₁А₁А₂А₂) —самой тем­но-красной, а остальные ¹⁴/₁₆ зерен будут иметь раз­личную интенсивность окраски в зависимости от числа доминантных генов в генотипе. В случае, когда расщепление в F₂ оказалось ⁶³/₆₄ окрашенных и ¹/₁₆ неокрашенных зерен, предположили, что в формиро­вании красной окраски зерна участвуют 3 однознач­ных доминантных гена. И в этом случае наблюдались все переходы от интенсивно окрашенных зерен до почти совсем белых.

Полимерия может быть некумулятивной, если каждый доминантный полимерный ген в отдельности оказывает такое же действие на развитие признака, как и сумма нескольких доминантных полимерных генов. Такие гены называются олигогенами.

По типу полимерии наследуются такие признаки, как продолжительность вегетационного периода, дли­на колоса, длина початка кукурузы и другие хозяйст­венно-важные признаки.

При полимерном наследовании признаков труд­но в F₂ выявить четко различимые фенотипические группы; получается непрерывный ряд изменчивости по полимерному признаку. Кроме того, изменчивость, которая вызвана полимерными генами, часто трудно отличима от изменчивости, вызванной воздействием внешней среды, что затрудняет изучение полимерии.

Выполнение задания. 1. Обмолотить 1—2 растения сорта Диамант, убедиться в красной окраске зерен, сосчитать их.

2. Обмолотить 1—2 растения сорта Альбидум 43, убедиться в белой окраске зерен, сосчитать их.

3. Обмолотить 2—3 растения F₁, сосчитать зерна, убедиться в доминировании красной окраски.

4. Обмолотить 5—10 растений F₂, разделить зерна на несколько групп: красные, белые и с промежуточ­ной окраской различной интенсивности. Сосчитать зерна в каждой группе.

Все полученные при выполнении задания данные внести в таблицу.

5. Сделать вывод оналичии или отсутствии поли­мерного наследования.