9.1. Моногибридное скрещивание
9.1.1. Гибридологический метод изучения наследования
Метод гибридологического анализа заключающийся в скрещивании и последующем учете расщеплений (соотношений фенотипических и генотипических разновидностей потомков), был окончательно разработан чешским естествоиспытателем Г.Менделем (1865). К особенностям этого метода относят: 1) учет при скрещивании не всего многообразного комплекса признаков у родителей и потомков, а анализ наследования отдельных, выделяемых исследователем альтернативных признаков; 2) количественный учет в ряду последовательных поколений гибридных растений, различающихся по отдельным признакам; 3) индивидуальный анализ потомства от каждого растения.
Работая с самоопыляющимися растениями гороха садового, Г.Мендель выбрал для эксперимента сорта (чистые линии), отличающиеся друг от друга альтернативными проявлениями признаков. Затем он провел скрещивание разных сортов и проследил наследование по одной, двум, трем парам (и более) контрастных вариантов признаков, получил от них семена и высеял их. Таким образом, были получены гибриды первого поколения. Часть гибридных растений была скрещена с исходными сортами, остальная – подвергнута самоопылению. Семена были высеяны и получены гибриды второго поколения. Полученные данные Мендель обработал математически, в результате чего раскрылась четкая закономерность наследования отдельных признаков родительских форм их потомками в ряде последующих поколений. Эту закономерность Мендель сформулировал в виде правил наследственности, получивших позднее название законов Менделя.
Согласно общепринятой генетической номенклатуре, родительские формы обозначают буквой Р (от лат. parental – родитель); женский организм – ♀ (зеркало Венеры); мужской – ♂ (щит и копье Марса); гибриды первого поколения – F1 (от лат. ficial – потомство), гибриды второго поколения – F2 и т.д; скрещивание двух организмов — знаком ; расщепление гибридов – знаком : разделяющим цифровые соотношения фенотипически или генотипически отличающихся классов потомков.
9.1.2. Первый закон Менделя (правило единообразия). Второй закон Менделя (правило расщепления)
Скрещивание двух организмов называют гибридизацией. Могибридным (моногенным) называют скрещивание двух организмов, при котором прослеживается наследование одной пары альтернативных проявлений какого-либо признака (развитие этого признака обусловлено парой аллелей одного гена).
Рассмотрим наследование цвета семян (его альтернативные варианты – желтый или зеленый – кодируются следующими парами аллелей одного гена: АА,Аа,аа):
Гибриды первого поколения оказались единообразными по исследуемому признаку. В F1 проявился лишь один (желтый) из пары альтернативных вариантов признака цвета семян, названный доминантным. Эти результаты иллюстрируют первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения, а также правило доминирования.
Первый закон Менделя: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения окажутся по этим признакам единообразными. У гибридов проявляются доминантные признаки родителей.
Во втором поколении (F2) обнаруживается расщепление по исследуемому признаку:
Появились семена как с желтой, так и с зеленой окраской семядолей. У части гибридов F2 вновь возник признак, не обнаруженный у гибридов F1. Этот признак (зеленый) назван рецессивным. Соотношение потомков с доминантным и с рецессивным проявлением признака оказалось близко к ¾ : ¼.
Таким образом, второй закон Менделя можно сформулировать следующим образом: при моногибридном скрещивании гетерозиготных особей (гибридов F1) во втором поколении наблюдается расщепление по вариантам анализируемого признака в отношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.