Генетические символы и понятия, употребляемые при гибридологическом анализе

При анализе результатов скрещивания пользуются общепринятыми генетическими символами и условными обозначениями:

– скрещивание обозначают знаком ;

– при написании формулы скрещивания на первое место ставят генотип материнской особи и обозначают знаком ♀;

– генотип отцовской особи обозначают знаком ♂;

– родительские особи обозначают знаком Р;

– потомство полученное от скрещивания родительских форм с альтернативными признаками называют гибридами, а совокупность таких гибридов- гибридным поколением и обозначают буквой F с цифровым индексом поколения семян (F₁; F₂; F₃;…F_n).

Скрещивание гибридного потомства F₁ c одной из родительских форм называют возвратными скрещиваниями или беккроссом, а полученное потомство обозначают F_в. Возвратное скрещивание гибридов F₁ с родительскими формами, имеющими данный признак в рецессивном состоянии, называют анализирующими и обозначают знаком F_а;

Гены, обуславливающие развитие того или иного признака принято обозначать буквами латинского алфавита. При этом, доминантный аллель обозначают заглавной буквой, рецессивный – строчной. Например, доминантный аллель гена пурпурной окраски венчика цветка можно обозначить буквой "А", рецессивный аллель, обуславливающий белую окраску - буквой "а".

Альтернативные признаки детерминируются генами, локализованными в одинаковых локусах (участках) гомологичных хромосом. Гены, обуславливающие альтернативные признаки называют аллелями. Аллель, обуславливающий доминантный (преобладающий, подавляющий) признак, называют доминантным аллелем и обозначают заглавной буквой латинского алфавита – A, B, C,…и т.д. Рецессивный аллель обуславливает проявление рецессивного признака (подавляемого, скрытого, не проявляющегося) и обозначается строчной буквой – а, в, с…и т.д.

Доминантные и рецессивные аллели находятся в одинаковых локусах гомологических хромосом. В мейозе гомологичные хромосомы расходятся в дочерние клетки, и каждая гамета получает только один аллель «А» или «а». При оплодотворении гаметы сливаются, восстанавливается диплоидный набор хромосом, и каждая соматическая клетка будет содержать два аллеля одного гена – АА, Аа или аа.

Если скрещиваются формы, различающиеся не по одному, а двум или более признакам, то и каждая соматическая клетка будет содержать по два аллеля каждого гена– (ААВВСС, ааввсс, АаВвСс), половая клетка соответственно по одному аллелю каждого гена: (АВС) или (авс).

Совокупность генов, присущих данному организму, называется генотип. Совокупность признаков и свойств организма, являющихся результатом взаимодействия генотипа с условиями окружающей среды, называется фенотипом.

Растения, имеющие генотип АА или аа, ВВ или вв, образуют один тип гамет (А) или (а), (В) или (в). При самоопылении или близкородственном скрещивании эти генотипы дают нерасщепляющееся потомство и называются гомозиготными. Гибридные растения, имеющие генотип Аа или Вв, образуют два типа гамет (А) и (а), при самоопылении они дают расщепляющееся потомство, которое называется гетерозиготным.

Гаметами называют половые клетки, образующиеся в результате мейоза, с одинарным (гаплоидным) набором хромосом. Поэтому, в гаметах содержится только один из каждой пары аллельных генов. Обычно гаметы обозначают кружком (), куда вписывают соответствующее буквенное обозначение генов

Занятие 2. Моногибридное скрещивание.

 

При моногибридном скрещивании родительские формы различаются по одной паре альтернативных признаков.

Например, скрещивают родительские формы с желтой и зеленой окраской зерна. В F₁ все семена бут желтого цвета. Признак желтого цвета оказался преобладающим, или доминирующим. Зеленый – оказался рецессивным. Такая же закономерность прослеживается и при скрещивании по другим альтернативным признакам. В случае полного доминирования в первом поколении будет проявляться только признак родителя, несущего доминантный аллель данного гена. Часто доминирование не бывает полным. В случае не полного доминирования потомство первого поколения гибридов также будет единообразным, но проявится промежуточный признак, отсутствующий у родительских форм.

Эта закономерность нашла отражение в первом законе Менделя который был назван законом доминирования или законом единообразия первого поколения_.

Потомство второго поколения, полученное от самоопыления F_1, будет иметь различную окраску: 3/4 желтую, 1/4 зеленую. Т. о. в F₂ происходит расщепление гибридов по признаку окраски семян в отношении 3:1. Это соотношение четко прослеживается и по другим признакам. Выявленная закономерность легла в основу второго закона, названного законом расщепления.

В третьем поколении гибридов наблюдалась следующая картина.

От зеленых семян F₂ получено потомство только с зелеными семенами. 1/3 желтых семян F₂ дала только желтое потомство. 2/3 желтых семян F₂ дали в F₃ расщепление на желтые и зеленые семена в отношении 3:1. Следовательно, желтые семена в генетическом отношении не однородны хотя и имеют один цвет.

В нашем случае генотип чистосортного, гомозиготного растения с желтыми семенами обозначают АА, с зелеными семенами аа, гетерозиготного поколения F₁ – Аа.

Во втором гибридном поколении проявились генотипы АА, Аа, аа в отношении 1:2:1.

Для анализа расщепления удобно пользоваться решёткой Пеннета, предложившего при анализе расщепления по генотипу, гаметы матери расположить по вертикали, гаметы отца по горизонтали. Образующиеся от слияния соответствующих типов гамет генотипы располагаются внутри решётки.

♀ \ ♂	(А)	(а)
(А)	АА желтые	Аа желтые
(а)	Аа желтые	Аа зеленые

 

Материнская гамета с доминантным аллелем гена, контролирующего окраску зерна (А) сливается с отцовской гаметой (А), равновероятно, как и с (а). Другая материнская гамета с рецессивным аллелем этого гена (а) сливается с отцовской (а) равновероятно, как и с (А). Следовательно, в потомстве образуются генотипы АА, Аа, Аа, аа. Расщепление в F2 по генотипу происходит в отношении 1:2:1, по фенотипу -3:1 (три части жёлтосемянных и одна часть зелёносемянных растений).

Однако, такое расщепление возможно лишь при полном доминировании. При неполном доминированиигетерозигота Аа проявляется в фенотипе промежуточного признака. Например, скрещиваются гомозиготные красноцветковые и белоцветковые растения ночной красавицы, в потомстве F1 образуются розовоцветковые растения. Во втором поколении расщепление по фенотипу и по генотипу совпадает и соответствует 1:2:1, т.е. по фенотипу на одну часть красноцветковых появлеется две части розовоцветковых и одна часть белоцветковых. По генотипу на одну часть гомозигот по доминантным аллелям (RR) приходится две гетерозиготы (Rr) и одна часть гомозигот по рецессивным аллелям (rr).

Для анализа гибридов первого поколения Г. Мендель проводил анализирующее скрещивание, при котором гибриды первого поколения возвратно скрещивал с рецессивным родителем.

 

♀ \ ♂	(а)	(а)
(А)	Аа желтые	Аа желтые
(а)	аа желтые	аа зеленые

 

При опылении гетерозиготного поколения, обладающего фенотипом родителя с доминантными признаками, пыльцой гомозиготного растения с рецессивным признаком в потомстве возникают генотипы Аа и аа в отношении 1:1 и проявляется фенотип обоих родителей. Полученный результат указывает на гетерозиготность материнского растения.

Примеры решения задач на моногибридное скрещивание.

Пример 1. У гороха пурпурная окраска доминирует над белой. Гомозиготный сорт гороха с пурпурной окраской цветков опылили пыльцой сорта с белой окраской и получили 10 растений F_1, от самоопыления которых было получено 96 растений F_2.

Сколько типов мужских гамет может образовываться в F₁? Сколько различных генотипов может образовываться в F₂? Сколько доминантных гомозигот может быть F₂? Сколько гетерозиготных растений может быть в F₂? Сколько растений в F₂ будут иметь пурпурную окраску?

Последовательность выполнения задачи.

1. Выписать условное обозначение аллелей гена, определяющего признак окраски венчика цветка:

А- доминантный аллель пурпурной окраски;

а- рецессивный аллель белой окраски.

2. Выписать генотипы родителей и составить схему скрещиваний с использованием генетической символики:

РР ♀ АА ♂ аа

Фенотип пурпурная окраска белая окраска

Гаметы (А) (а)

F₁ Аа получено 10 растений

Фенотип пурпурная окраска

Самоопыление F₁ Аа Аа

Гаметы F₁ (А) (а) (А) (а)

В F₂ получено 96 растений с генотипами:1/4 АА:2/4 Аа: 1/4 аа

3. Расщепление по генотипу в F₂ 1:2:1, по фенотипу 3/4 с пурпурными, 1/4 с белыми цветами, т.е. 3:1

4. Ответы на поставленные вопросы:

У гибридов в F₁ образуется 2 типа гамет (А) и (а). У растений F₂ могут быть 3 разных генотипа: АА, Аа, аа. Доминантные гомозиготы имеют генотип АА, в F₂ их 1/4 часть или 24 растения. В F₂ гетерозиготными могут быть 2/4 части или 48 растений. Пурпурную окраску цветков в F₂ могут иметь 3/4 части от 96, или 72 растения.

 

Пример 2.При скрещиваниичерносемянных форм фасоли всегда получают черносемянное потомство. При скрещивании желтосемянных форм происходит расщепление в отношении: 1/4 черносемянных и 3/4 желтосемянных. Как это можно объяснить. Какие скрещивания можно поставить для подтверждения вашего предположения, и какие результаты можно ожидать от проведенных скрещиваний.

1. Р черн. черн.

F₁ черн.

2. Р желт. желт.

F₁ 3/4 желт.:1/4 черн.