2. Дигибридное и полигибридное скрещивания

2.1. Методические указания.

Обозначения: У кур ген С отвечает за окраску оперения, а ген Р – за форму гребня. С – окрашенное оперение, с - белое; Р - гороховидный гребень, р – простой листовидный. С>с, Р>р.

2.2. Задачи первого типа.

Одним из методов решения задач первого типа (или прямых задач, то есть определения генотипов и фенотипов потомков по известным генотипам родителей) является анализ типов формируемых родителями гамет и вероятностей их комбинирования.

2.2.1. Анализ формирования гамет.

Одним из самых распространенных способов расчета вероятностей формирования гамет является дихотомический.

Задача №21. Определите, какие типы гамет, и с какой вероятностью будут формировать организмы следующих генотипов:

1. АаВВСс; 2. ВВСсЕеРр; 3. ааЕеВВрр

Решение задач:

Следует вспомнить, что все закономерности полигибридного скрещивания являются закономерностями моногибридного, но возведенными в степень, соответствующую числу анализируемых генов. Например, гетерозигота образует два типа гамет, дигетерозигота - два в квадрате (т.е. 4), тригетерозигота – два в кубе (т.е. 8) и т.д.

1. Очевидно, что гетерозигота Аа будет формировать два типа гамет (А и а) с вероятностью 0,5 каждая, ВВ – один тип гамет и Сс аналогично Аа тоже два типа гамет. Отсюда определим общее число гамет (2 х 1 х 2 = 4) и вероятность образования каждого типа гамет (½ х 1 х ½ = ¼). Получим все возможные типы гамет по дихотомическому методу, учитывая, что как А будет комбинироваться с С и с, так и а:

½C

½A B

½c

½C

½a B

½c

Ответ: ¼ АВС; ¼ АВс; ¼ аВС; ¼ аВс.

2.По гену В будет только один тип гамет, а по генам С, Е и Р – по два типа гамет с вероятностью 0,5 каждая. Таким образом, число типов гамет – 8 ( 1 х 2 х 2 х 2 = 8), вероятность каждой - 1/8 ( 1 х ½ х ½ х ½ = 1/ 8)

½ Р

½ Е

½ р

½ С ½ Р

½е

½ р

В ½ Р

½Е

½ р

½с ½ Р

½е

½ р

Ответ: 1/8 ВСЕР, 1/8 ВСЕр, 1/8 ВСеР, 1/8 ВСер, 1/8 ВсЕР, 1/8 ВсЕр, 1/8 ВсеР, 1/8 Всер.

3. По генам а, В и р будет только по одному типу гамет и только по гену Е – два типа гамет. Очевидно, что и в целом этот генотип даст только два типа гамет.

Ответ: ½ аЕВр и ½ аеВр.

2.2.2. Генетический анализ методов получения потомства

Для получения и анализа всех возможных вариантов генотипов и фенотипов наиболее часто используют три метода:

• С помощью решетки Пеннета;

• Дихотомический метод;

• Математический (алгебраический) метод

2.2.2.1. Анализ генотипов

Для получения всех возможных комбинаций гамет с целью последующего анализа как генотипов, так и фенотипов строят таблицу (решетку Пеннета), в строках которой (по вертикали) обычно располагают все типы женских гамет с учетом их вероятностей, а в колонках (по горизонтали) все типы мужских гамет и их вероятности. На перекрестках строк и граф, перемножая вероятности гамет, записывают все генотипы и вероятности их появления.

Например: Р: АаВв х АаВв. С учетом всех типов гамет имеем:

¼ АВ ¼ Ав ¼ аВ ¼ ав

¼ АВ 1/16 ААВВ 1/16 ААВв 1/16 АаВВ 1/16 АаВв

¼ Ав 1/16 ААВв 1/16 ААвв 1/16 АаВв 1/16 Аавв

¼ аВ 1/16 АаВВ 1/16 АаВв 1/16 ааВВ 1/16 ааВв

¼ ав 1/16 АаВв 1/16 Аавв 1/16 ааВв 1/16 аавв

Суммируя все одинаковые генотипы имеем расщепление:

1 : 2 : 1: 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1

Точно такие же результаты мы можем получить, используя дихотомический метод. Для этого используем расщепления 1:2:1 по генотипу в случае моногибридного скрещивания гетерозигот по гену А и по гену В.

¼ ВВ = 1/16 ААВВ ¼ АА 2/4 Вв = 2/16 ААВв

¼ вв = 1/16 ААвв

¼ ВВ = 2/16 АаВВ 2/4 Аа 2/4 Вв = 4/16 АаВв

¼ вв = 2/16 Аавв

¼ ВВ = 1/16 ааВВ

¼ аа 2/4 Вв = 2/16 ааВв

¼ вв = 1/16 аавв

Математический или алгебраический метод является, безусловно, самым удобным. При его использовании исходят из того, что вероятность появления любого генотипа при моногибридном скрещивании является произведением вероятностей образования гамет, участвующих в оплодотворении. Это рассуждение справедливо для каждого гена при ди-, три-, либо полигибридном скрещивании, где мы будем, таким образом, иметь произведение вероятностей двух трех или n пар гамет соответственно типу скрещивания.

Справедлив и другой еще более простой вариант рассуждения: вероятность появления в полигибридном скрещивании любой комбинации всех генотипов равна произведению вероятностей генотипов по каждому из анализируемых генов. Так, для получения результатов дигибридного анализирующего скрещивания Аавв х ааВв проведем сначала моногибридное анализирующее скрещивание по гену А, затем по гену В. Перемножив полученный двучлен (по гену А) на двучлен (по гену В), получим результаты:

Р: Аавв х ааВв

По гену А По гену В

(Аа х аа) (вв х Вв)

(½ Аа + ½ аа) (½ Вв + ½ вв)

перемножим два двучлена и получим потомство:

¼ АаВв + ¼ Аавв + ¼ ааВв + ¼ аавв.

2.2.2.2. Анализ фенотипов.

Как было уже отмечено, для анализа фенотипов подходят все три вышеупомянутые методы. Однако, мы воспользуемся только наиболее простым в техническом отношении математическим методом. Проведем скрещивание двух дигетерозигот:

Р: АаВв х АаВв

По гену А По гену В

(¾ А_ + ¼ аа) (¾ В_ + ¼ вв)

Произведение двучленов даст потомство:

9/16 А_В_ + 3/16 А_вв + 3/16 ааВ_ + 1/16 аавв.

Задача № 22. Получите потомство от скрещивания Аавв х АаВв.

Решение задачи: Необходимо дигибридное скрещивание разделить на два моногибридных, затем на основании знаний “генетического алфавита” получить потомство этих двух моногибридных скрещиваний, а затем, перемножив результаты (двучлен на двучлен), получить всех потомков (с вероятностями их появления) от дигибридного скрещивания.

(Аа х Аа) (вв х Вв)

Р: Аавв х АаВв => (¾ А_ + ¼ аа) (½ Вв + ½ вв) =

(По гену А) ( По гену В)

= 3/8 А_Вв + + 3/8 А_вв + 1/8 ааВв + 1/8 аавв.