Задача 1. При схрещуванні рослин кукурудзи, які мають зелені пагони, без лігули та зелене листя, з рослинами, які мають золотисті пагони

При схрещуванні рослин кукурудзи, які мають зелені пагони, без лігули та зелене листя, з рослинами, які мають золотисті пагони, лігулу та темно-зелене листя, в F₁ одержали рослини із зеленими пагонами, без лігул з темно-зеленим листям. Рослини F₁ схрестили з аналізатором. У результаті цього аналізуючого схрещування одержали наступне розщеплення:

F_a: зелені пагони, без лігули, темно-зелене листя – 22 рослини;

зелені пагони, без лігули, зелене листя – 275 рослин;

зелені пагони, з лігулою, темно-зелене листя – 74 рослини;

зелені пагони, з лігулою, зелене листя – 128 рослин;

золотисті пагони, без лігули, темно-зелене листя – 112 рослин;

золотисті пагони, без лігули, зелене листя – 66 рослин;

золотисті пагони, з лігулою, темно-зелене листя – 305 рослин;

золотисті пагони, з лігулою, зелене листя – 18 рослин.

Всього 1000 рослин. Як успадковуються ознаки? Визначити генотипи вихідних рослин, рослин F₁ та аналізатора.

Розв’язання:

I. Аналізуємо успадкування кожної пари ознак окремо.

1) Забарвлення пагонів (зелене –золотисте):

F_a: зелені: 275 + 22 + 74 + 128 = 499

золотисті: 112 + 66 + 305 + 18 = 501. Н₀: моногенне успадкування, розщеплення 1:1. Усі рослини F₁ із зеленим забарвленням пагонів, отже, зелене забарвлення - домінантна ознака. Позначимо алелі, що детермінують забарвлення пагонів: А – ген зеленого забарвлення, а - золотистого.

2) Присутність – відсутність лігули:

F_a: листя з лігулою – 74 + 128 + 305 + 18 = 525 рослин

листя без лігули – 22 + 275 + 112 + 66 = 475 рослин

Н₀: розщеплення 1:1, моногенне успадкування (χ² = 2,5; р> 0,20). Н₀ не відкидається. В F₁ рослини без лігули, отже, відсутність лігули на листях – домінантна ознака. Позначимо алелі, що детермінують наявність лігули: В - листя без лігули,

b - листя з лігулою.

3) Забарвлення листя:

F_a: зелені: 275 + 128 + 66 + 18 = 487

темно-зелені: 22 + 74 + 112 + 305 = 513

Н₀: розщеплення 1:1, моногенне успадкування (χ² = 0,68; р > 0,70). Н₀ не відкидається. Усі рослини F₁ з темно-зеленим листям, отже, темно-зелене листя – домінантна ознака. Позначимо алелі, що детермінують забарвлення листя: С - темно-зелені, с - зелені. Таким чином, генотипи батьківських рослин: ААВВсс та aabbCC, генотип гібридів F₁: АаВbСс.

II. Аналізуємо характер спільного успадкування пар ознак:

1) Забарвлення пагонів – наявність лігули (гени А та В): В F_a спостерігалося розщеплення на 4 фенотипових класи: АВ – 297 рослин; Ав – 202; аВ – 178; ав – 323. Оскільки розщеплення не 1:1:1:1 (χ² = 41,6; р < 0,01), ознаки успадковуються зчеплено, тобто гени локалізовані в одній хромосомі, кросоверні класи - Аb та аВ, процент кросинговера між генами А-В: [(202 + 178) × 100%]: 1000 = 38%.

2) забарвлення листья - наявність лігули (гени В та С). В F_a спостерігалося розщеплення на 4 фенотипових класи: ВС – 134; Вс – 341; вС – 379; вс – 146. Оскільки розщеплення явно не 1:1:1:1, ознаки успадковуються зчеплено, тобто гени локалізовані в одній хромосомі. Кросоверні класи - ВС та вс, процент кросинговера між генами В-С: [(134 + 146) × 100%]: 1000 = 28%. Оскільки ген А зчеплений з геном В, а ген В зчеплений з геном С, гени А-С також зчеплені. В F_a спостерігалося розщеплення на 4 фенотипових класи: АС – 96; Ас – 403; аС – 417; ас – 84. Кросоверні класи - АС та ас. Процент кросинговера між генами А та С: [(96 + 84) × 100%]: 1000 = 18%.

ІІІ. Визначаємо порядок розміщення генів у хромосомі. Найбільшою є відстань між генами А та В (38%). Отже, гени локализовані в хромосомі в наступному порядку:

А С В.

Видно, что порушено правило аддитивності: АВ = АС + СВ = 18% + 28% = 46% ≠ 38%. Отже, генотип вихідної форми aCb===AcB. Це порушення пов’язане з тим, що при визначенні процента кросинговера між генами А та В не були враховані подвійні кросовери (Abc та аВС). Процент подвійних кросоверів = [(22 + 18) × 100%]: 1000 = 4%. Відстань між генами А та В з урахуванням подвійних кросоверів: [38% + (2 × 4%)] = 46%.

ІУ. Знаючи проценти кросинговера між генами А та В, В та С, можна з’ясувати, чи спостерігається інтерференція на ділянці А-В, визначивши коефіцієнти співпадіння (К): К = 0,04 × 100%: (0,18 × 0,28) = 4: 5,04 = 0,7. Оскільки К < 1, можна стверджувати, що кросинговер в ділянці А-В перешкоджає проходженню кросинговера в ділянці В-С, тобто має місце позитивна інтерференція, яка дорівнює: I = 1 - 0,7 = 0,3.

Відповідь: Забарвлення паростків контролюється одним геном, зелене забарвлення - домінантна ознака (А). Відсутність-присутність лігули контролюється одним геном, відсутність лігули – домінантна ознака (В). Забарвлення листя контролюється одним геном, темно-зелене забарвлення - домінантна ознака (С). Гени А, В и С локалізовані в одній хромосомі; карта ділянки хромосоми:

_____А __18%_________С ____28%________В____

46 %

Генотип батьківської форми – аСв// АсВ. Гени у хромосомі знаходяться у стані “відштовхування”. У дослідженій ділянці хромосоми має місце позитивна інтерференція (0,3).