4.4.3. Моногибридное скрещивание.

Скрещивание родительских форм, имеющих различное сочетание признаков, обусловленных их генетической структурой, дает возможность убедиться в правильности законов Менделя и характере генетической информации лежащей в основе наследования признаков. Для этого рассмотрим примеры различных скрещиваний позволяющих увидеть разнообразные эффекты генных взаимодействий.

Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, различающихся по одному признаку (по аллелям одного гена). Например, по цвету семян – желтый и зеленый.

Р ♀АА х ♂аа

F₁ Аа

- все семена желтые, с генотипом Аа – 1 закон Менделя.

Для записи результатов расщепления во втором поколении воспользуемся решеткой Пеннета, в которой рассматривается сочетание гамет:

♀♂	А	а
А	АА	Аа
А	Аа	аа

Из таблицы видно в F₂ возможны сочетания 1 АА : 2 Аа : 1 аа, - 2 закон

То есть в F₂ наблюдаем расщепление по генотипу соответствующее 1 АА : 2 Аа : 1 аа, а по по фенотипу наблюдается 3 А_ : 1 аа – 2 закон Менделя.

При этом гомозиготные формы АА и аа в последующих поколениях при самоопылении не расщепляются, а гетерозиготные –Аа – расщепляются.

При дальнейшем самоопылении форм гороха в F₃ Мендель получил следующий результат –

1. Из всех растений с доминантными признаками 1/3 часть была константной, т.е не расщеплялась – генотип АА.

2. 2/3 давали расщепление.

3. Особи с рецессивными признаками - не расщеплялась – генотип аа.

Альтернативные признаки определяются генами и передаются от родителей к потомкам вместе с гаметами. В каждом растении гороха содержится 2 гена – один от матери, другой от отца. В основе расщепления гибридов F₂ лежит цитологический механизм мейоза – т.е. после 2 делений мейоза образуется тетрада микроспор с гаплоидным числом хромосом.

Если материнская форма была гомозиготна, то образуются 4 одинаковые по гену микроспоры

аа 2п мейоз 1 мейоз 2

АА 2п мейоз 1 мейоз 2

Если материнская форма была гетерозиготна, то образуются 2 типа микроспор, в соотношении 1А :1а. Это возможно проверить методом тетрадного анализа.

4.4.4. Тетрадный анализ

У некоторых культур можно провести тетрадный анализ (анализ тетрады микроспор). Так, например, у кукурузы пыльцевые зерна (микроспоры) одних сортов содержат крахмал, других – декстрин. Эти признаки контролируются 2 аллельными генами - А – контролирует образование крахмала, а – декстрина. Гетерозиготный гибрид Аа образует 2 типа пыльцевых зерен (микроспор) в соотношении 1:1. При окрашивании йодом половина из них синего цвета (результат взаимодействия с крахмалом), половина красных (с декстрином).

Разновидности моногибридного скрещивания

Существуют несколько модификаций моногибридного скрещивания, используемых в селекции.

1) Реципрокные скрещивания – это взаимные скрещивания, при которых одна из родительских форм используется вначале в качестве матери, а затем в качестве отца для установления роли цитоплазмы в наследовании признака.

Если признак контролируется только ядерными генами, то результат реципрокного скрещивания будет одинаков. Если признак контролируется плазмогенами (наследственными факторами, имеющимися в цитоплазме), то реципроки по фенотипу будут отличаться друг от друга.

Р АА х аа аа х АА

зим. Незим. Незим. Зим.

F₁ Аа (зимостойкий) F₁ Аа (незимостойкий)

Материнский зимостойкий сорт (АА) образует яйцеклетки, цитоплазма которых несет плазмогены, контролирующие признак зимостойкости, который и передается только по материнской линии.

При скрещивания желтого и зеленого гороха между собой как в 1, так и во 2 случае в потомстве результат одинаковый – желтые семена, вывод гены находятся в ядре.

1случай АА желт х аа зел 2случай аа зел х АА желт

F₁ Аа желт F₁ Аа желт

2) Возвратные скрещивания – это скрещивания гибрида F₁ с доминантной или рецессивной по данному признаку родительской формой. Используется для усиления желаемого признака.

Р АА (высокий белок) х аа (низкий белок)

F₁ Аа средний белок х АА высокий белок

F В₁ х АА высокий белок

F В₂ ….

Или АА асс

F₁ Аа асс

Так проводят насыщающие скрещивания, которые называют беккроссы.

Возвратные скрещивания применяют для создания стерильных аналогов самоопыленных линий в селекции на гетерозис.

3) Анализирующее скрещивание – это скрещивание гибрида с рецессивной по данному признаку родительской формой.

Не всегда генотип совпадает с фенотипом, поэтому для определения гетерозиготности организма применяют анализирующее скрещивание:

АА х аа Аа х аа

F₁ Аа – единообразие (чистая линия) F₁ Аа аа – расщепление (гибрид)

Пример – чистопородность собак, лошадей.