Практикум по генетике

3)Аbс - 12%

аbс

4)аВС - 12%

аbс

5)АВс - 7% аbс

6)аbC - 7%

аbс

7)Аbс - 3%

аbс

8)аВс - 3% аbс

___________

учетом их частоты.

151

Картирование хромосом

Для картирования хромосом, то есть для локализации генов в хромосоме нужно знать частоту кроссинговера между каждой парой сцепленных генов (не менее трех пар). Если генов немного (4-5) можно начинать картирование с крайних генов, то есть тех, частота кроссинговера между которыми наибольшая. Если генов много, то локализацию начинают с генов, наиболее близко расположенных. Разберем это на конкретных примерах.

Задача 11: Составьте карту хромосомы, содержащую гены А, В, С, D, Е,

частота кроссинговера отражает относительное расстояние между генами,

то дальше всего друг от друга расположены будут гены С и Е.

С Е

2. Ген А поместим на расстоянии 1% от гена С. Это согласуется с частотой его кроссинговера, с геном Е, равной 9%.

153

3.Ген В локализуем в точке, находящейся на хромосоме на расстоянии 6% от гена Е. Это согласуется с частотой его перекреста с геном А (3%).

4.Ген D находится на расстоянии 2% от гена В и 4% от гена Е, так что поместим его справа от В. Это соответствует rf А|D и rf С|D.

Проведенная локализация подтверждается правилом линейного расположения генов в хромосоме: частота кроссинговера между двумя генами равна сумме или разности частот кроссинговера между двумя другими генами (А|В = А|С ± В|С).

Ответ: карта хромосомы

а)

Задача 12: Проведите картирование семи генов, локализованных во второй хромосоме кукурузы, на основании частот перекреста между ними (rf).

al – albescent – бледно-желтый эндосперм;

lg – liguleless – отсутствие лигулы и ушек листа;

gl2 – glossy leaf – восковая кутикула изменена, поверхность листа лоснящаяся, не смачивающаяся;

R2 – colored aleuron – красная или пурпурная окраска алейрона;

v4 – virescent seeding – проростки светло-желтые, быстро зеленеющие;

154

Ht – устойчивость к гельминтоспориозу;

d5 – dwarf – карликовые растения, листья широко-толстые.

Решение:

1. Построение генкарты начнем с наименьшего расстояния (rf). Это

гены gl 2 и d5 – rf=4. gld5 .

4

2. Ближе всего к гену d расположен ген R2 (rf=15). Он может лежать либо справа, либо слева. Для точной локализации смотрим еще один кроссинговер gl2|R2, rf=19. Попробуем разместить их на хромосоме в соответствии с правилом линейного расположения генов (A|B = B|C ± A|C).

rf gl2|R2 = 19 rf d5|R2 = 15 rf gl2|d5 = 4

155

Расстояние 19 наибольшее, следовательно, гены gl2 и R2 находятся на концах этого отрезка хромосомы, а ген d5 – в середине. Значит, ген R2

расположен справа от гена d2.

19

415

3.Аналогично, на основании данных кроссинговера для пар lg|gl2

(rf=19), lg|d5 (rf=23) и gl2|d5 (rf=4) располагаем, ген lg левее gl2 (это

4. Ген al расположен слева от lg (rf al/lg = 7, rf al/gl2 = 26, rf lg/gl2 =

19).

Это подтверждают и данные перекрестов al с генами d5 и R2.

5. Ген v4 локализуется правее гена R2, так как rf v4|R2 = 34, rf v4|d5 =

47.

6. Ген Ht – локализуется правее гена v4, так как rf Ht|v4 = 38%, а rf Ht|остальные

гены - 48%, 49%.

Итого:

Ответ: Гены al, lg, gl2, d5, R2, v4 и Ht локализованы во второй

156

В заключение рассмотрим задачу на взаимодействие и сцепление.

Задача 13: При скрещивании сорта льна с синей окраской цветков и

устойчивого к расе 1 ржавчины с сортом с красной окраской цветков и

устойчивым к расе 2 ржавчины в F1, получили растения, устойчивые к обеим расам ржавчины и с синими цветками. От самоопыления гибридных

растений было получено следующее расщепление:

294 – устойчивые растения к расам 1 и 2 с синими цветками;

218 – устойчивые растения к расам 1 и 2 с красными цветками;

131 – устойчивые растения к расе 1 с синими цветками;

111 – устойчивые растения к расе 1 с красными цветками;

128 – устойчивые растения к расе 2 с синими цветками;

108 – устойчивые растения к расе 2 с красными цветками;

6 – чувствительные к обеим расам с синими цветками;

4 – чувствительные к обеим расам с красными цветками;

Объясните полученные результаты и обоснуйте Ваши выводы. Дайте

схему скрещивания.

Решение:

Запишем схему скрещивания и расщепления в F2 русскими словами.

F1 синяя окраска, устойчивы к расам 1 и 2,

F2 294 – синяя, устойчивы к расам 1 и 2 248 – красная, устойчивы к расам 1 и 2 131 – синяя, устойчивы к расе 1 111 – красная, устойчивы к расе 1 128 – синяя, устойчивы к расе 2 108 – красная, устойчивы к расе 2 6 – синяя, не устойчива 4 – красная, не устойчива

157

Для анализа возьмем сначала одну пару признаков: синюю и красную окраску. В F2 растений с синими цветками было

(294+131+128+6)=559, с красными – (218+111+108+4)=441, 559:441 –

близкое к 9:7. Такое соотношение фенотипов F2 наблюдается при комплементарном взаимодействии двух генов: 9А-В-, 7(3А-bb, 3ааВ –

1ааbb), когда гены не имеют самостоятельного фенотипического проявления. При этом F1 должно быть дигетерозиготным, иначе не было бы 16 зигот в F2. Родители были гомозиготы, так как F1 единообразно.

Материнская форма синяя, так же как и F1 и 9 частей F2. Следовательно,

мать имела два доминантных гена и генотип ААВВ, отец – ааbb. Красный фенотип обеспечивается и другими генотипами ААbb, ааВВ, но если ♂ формы не была ааbb, генотип F1 был бы другим и расщепление 9:7 не было бы.

Запишем схему скрещивания с помощью буквенной символики

(окраска).

разным расам ржавчины, гибрид – к обеим. Устойчивость к расе 1

обозначим символом М1, к расе 2 – М2. Если бы это были аллели одного гена, то в F2 было бы три фенотипа М1М1 : 2М1М2 : 1М2М2. Но в F2 появляется еще один фенотип – неустойчивые формы. Вероятно, эти признаки контролируются двумя неаллельными генами. М1 и М2, а их рецессивное состояние дает неустойчивый к болезни фенотип. Запишем схему скрещивания по этим признакам буквенными символами с указанием численности фенотипов.

158

♀ М1М1м2м2 х ♂ м1м1М2М2

расщепление не соответствует 9:3:3:1. По-видимому, гены сцеплены.

Определим частоту рекомбинации (rf) методом извлечения корня. Для этого найдем долю двойных рецессивов. Она равна 10/1000 (м1м1м2м2). rfm1m2 0,01 0,1 10% . Такую же частоту имеют гаметы М1М2. Так как их сумма 20% (<0,5), это рекомбинантные гаметы, нерекомбинантные гаметы

М1м2 и м1М2, их частота 100-20=80%. Следовательно, гетерозигота F1

имела генотип M1m2 (гены вошли в скрещивание в транс-положении).

m1M 2

Гены М1 и М2 сцеплены, расположены в хромосоме на расстоянии 20%.

Ответ: Общая схема скрещивания

F2 Запись с помощью фенотипического радикала, без хромосом

294 – (А – В – М1 – М2 –) – синие, устойчивые к 1 и 2 расам

218 – (А – bb, М1 – М2 –), (ааВ – М1 – М2 –)

(ааbbМ1 – М2 –) – красные, устойчивые к 1 и 2 расам

131 – (А – В – М1 – м2м2) – синие, устойчивые к 1 расе

111 – (А – bbМ1 – м2м2), (ааВ – М1 – м2м2)

159

(ааbbМ1 – м2м2) – красные, устойчивые к 1 расе

128 – (А – В – м1м1М2 –) – синие, устойчивые ко 2 расе

108 – (А – Вbм1м1М2 –), (ааВ – м1м1М2 –)

(ааbb – м1м1М2 –) – красные, устойчивые ко 2 расе

6 – (А – В – м1м1м2м2) – синие, неустойчивые

4 – (А – bb м1м1м2м2), (ааВ – м1м1м2м2) (ааbbм1м1м2м2) – красные, неустойчивые

Окраска обусловлена двумя неаллельными генами, свободно комбинирующимися, устойчивость к ржавчине – двумя другими, наследующимися сцепленно.

Задания

Задание 1. Для занятий по генетике МСХА из Краснодара прислали

початки кукурузы F2. Ниже приводятся данные подсчета зерен студентами Ширниным и Перегудовой. (рис. 4.5).

Проведите генетический анализ, то есть определите, как наследуются признаки: сцепленно или свободно комбинируются. Обоснуйте свой вывод. Если есть сцепление, то рассчитайте rf двумя методами: извлечением корня и произведений.

Дайте схему скрещивания в хромосомной форме в символах генкарты. Близки ли ваши результаты к данным генкарты кукурузы (рис.

4.6)

160