- •Хромосомы дрозофилы
- •Изучение мутантов Drosophila melanogaster
- •Материал и оборудование. 1. Оборудование, необходимое для работы с дрозофилой. 2. Мухи дикого типа. 3. Коллекция мутантных линий.
- •Сравнительная характеристика мутантов
- •Моногибридное скрещивание у дрозофилы
- •Дигибридное скрещивание
- •Взаимодействие неаллельных генов
- •Сцепленное наследование
- •Теоретически ожидаемое расщепление при скрещивании
- •Наследование пола и признаков, сцепленных с полом
- •Методика решения генетических задач
- •Словарь некоторых генетических терминов
Дигибридное скрещивание
Задание. 1. Подобрать мутанты, для скрещивания. 2. Отобрать девственных самок. 3. Произвести скрещивание. 4. Проанализировать гибриды F1 .5. Поставить на скрещивание гибриды F1 для получения F2. 6. Проанализировать F2.
Материал. 1. Стаканчики со свежеприготовленной средой.2. Мутанты ebony и vestigial.
Пояснения к заданию
Непременное условие свободной перекомбинации генов в F2 при дигибридном скрещивании — локализация их в разных хромосомах. Для этого скрещивания, например, удобно взять рецессивного мутанта с зачаточными крыльями vestigial (ген vg локализован во II хромосоме). Окраска тела у этого мутанта серая (Normal). Вторым компонентом скрещивания можно взять мутанта с темной окраской тела и нормальными крыльями — ebony. Ген е, определяющий темную окраску тела, локализован в III хромосоме. Кроме того, можно для дигибридных скрещиваний рекомендовать и другие комбинации:
♀ Normal ♂ ebony = vestigial
♀ cinnabar ♂ ebony
♀ black ♂ curved
Рассмотрим дигибридное скрещивание, воспользовавшись для этой цели рецессивными мутантами vestigial – зачаточные крылья и ebony – темная окраска тела (таб.5). Наследственный фактор первого из них (vg) локализован во II хромосоме, второго (е) - III хромосоме. Выше уже сказано, что направление скрещивания не влияет на результаты расщепления, если участвующие в скрещивание гены не сцеплены с половой хромосомой. Поэтому безразлично, взять ли для данного скрещивания самку с зачаточными крыльями или с черным телом.
Таблица 5. Схема дигибридного скрещивания
(ebony vestigial)
II III II III
Р Р : ♀ ♂
Гаметы РР : ♀ + е ♂ vg +
F1 : ♀♀ и ♂♂
Гаметы F1 :
-
♂
♀
+ +
+ е
vg +
vg е
+ +
+ е
vg +
vg е
F2 : 9 Normal : 3 vestigial : 3 ebony : 1 vestigial.
В дигибридном скрещивании приходится учитывать уже не одну, а две хромосомы. В соответствии с этим генотипическое строение взятых для скрещивания родительских мух должно быть представлено следующим формулами:
Хромосомы: II III II III
Формулы: ♀ ♂
Поясним эти формулы. Каждая муха представлена двумя парами диплоидных хромосом (двумя черточками) с содержащимися в них рецессивными генами или их нормальными аллеломорфами. В формуле самки и самца на первом месте стоит II хромосома, на втором - III хромосома. Эти формулы читаются так: у самки ebony (черное тело) ген этого признака находится в III хромосоме в гомозиготном состоянии. Самец же не обладает этим признаком (геном); поэтому гомологичный локус III хромосомы самца представлен нормальным аллеломорфом гена ebony.
В противоположность самке самец обладает зачаточными крыльями, ген которых находится во II хромосоме. У самки же с черным телом этот признак (ген) отсутствует; поэтому гомологичный локус ее II хромосомы обозначен знаком + (т.е. нормальным аллеломорфом гена vestigial). Далее обе исходные мухи гомозиготны. Следовательно, оба рецессивных гена и их нормальные аллеломорфы представлены двумя дозами каждый.
У всякой гомозиготы по любому числу генов образуется один сорт гамет. Следовательно, взятые для опыта самки ebony дадут один сорт яиц с геном е в III хромосоме и с нормальным аллеломорфом гена vg во II хромосоме. У самцов vestigial образуется также один сорт спермиев с геном vg во II хромосоме и с нормальным аллеломорфом гена ebony в III хромосоме. Следовательно, гаметы родителей будут иметь следующее строение:
♀ + е ♂ vg +
От слияния гамет в процессе оплодотворения возникнут гибриды следующего строения (самки и самцы):
♀♀ и ♂♂
Оба рецессивных гена перешли у гибридов в гетерозиготное состояние и не проявляются во внешности. Поэтому все гибриды F1 будут нормального, дикого типа, т.е. серые с длинными крыльями (рис.15).
Как известно, число сортов гамет у гибрида выражается формулой 2n , в которой n равно числу пар участвующих в скрещивании генов. В случае дигибридов это число равно 2. Следовательно, у гибридных самок и самцов первого поколения образуется по четыре сорта гамет следующего строения:
♀♀ и ♂♂: + + , + е , vg + , vg е .
Решая далее решетку Пеннета, получаем требуемые теорией генотипы второго поколения анализируемого скрещивания. Суммируя результаты расщепления по фенотипу, получаем окончательную формулу расщепления (таб.5):
9 Normal : 3 ebony : 3 vestigial : 1 ebony – vestigial.
Выполнение задания
1. Рассмотреть схему дигибридного скрещивания (табл.5) и определить теоретически ожидаемое расщепление.
2. Отобрать 2...3 девственные самки ebony и поместить в стаканчик со свежей средой с 3...5 самцами vestigial.
3. Через 10... 12 сут после постановки скрещивания, когда в стаканчике начинается массовый вылет мух F1, их следует усыпить и проанализировать. Все они при прямом, так и при обратном скрещивании бу, иметь нормальную серую окраску тела и нормаль развитые крылья. Результаты подсчета следует в табл. .
4. В каждой комбинации F1 следует отобрать по 2...3 женские особи и по 5... 6 мужских и поместить их в пробирки с питательной средой для получения F2 , Желательно для получения F2 в каждой комбинации поставить по 3…5 пробирок на каждого студента.
Через 10…12 дней в стаканчиках начинается массовый вылет мух F2. Их следует в эфиризаторе и анализировать на матово-белом стекле. При внимательном просмотре отделить и подсчитать мух с нормальными крыльями и серым телом, затем – мух с нормальными крыльями и черным телом, с недоразвитыми крыльями и серым телом и с недоразвитыми крыльями и черным телом. Результаты занести в таблицу (табл.6 ).
Таблица 6. Результаты гибридологического анализа при дигибридном
скрещивании ♀ ebony ♂ vestigial
Линии и гибриды
|
Получено мух |
Расщепление |
|||||
Всего
|
в том числе |
теоретически ожидаемое |
фактически полученное |
||||
Normal |
ebony |
vestigial |
ebony- vestigial |
||||
♀ ebony |
3 |
- |
3 |
- |
- |
- |
- |
♂ vestigial |
5 |
- |
- |
5 |
- |
- |
- |
F1 ebony vestigial |
104 |
104 |
0 |
0 |
0 |
Единообразие |
|
F2 ebony - vestigial |
466 |
260 |
90 |
87 |
29 |
9 : 3 : 3 : 1 |
8,9 : 3,1 : 3 : 1 |
Рис. 15. Дигибридное скрещивание ♀ ebony ♂ vestigial.
Анализ F1 по фенотипу показывает, что все мухи имеют серое тело и нормальные крылья (рис.15). Следовательно, признаки черной окраски тела и недоразвитых крыльев — рецессивны. По генотипу они гетерозиготны. В F2 наблюдается расщепление, которое соответствует теоретически ожидаемому: 9/16 Normal, 3/16 ebony, 3/16 vestigial и 1/16 ebony — vestigial (рис.15).