Взаимодействие неаллельных генов.

У сельскохозяйственных животных и птицы выявлены все формы взаимодействия неаллельных генов (новообразование, комплементарность, модифицирующее действие, эпистаз, полимерия).

Схемы записи результатов гибридологического анализа при всех этих типах взаимодействиях неаллельных генов ничем не отличаются от записи их при дигибридном или полигибридном скрещивании. Сходны и результаты скрещивания по типам гамет на различных этапах скрещивания, по типам и количественному соотношению генотипов. Единственное различие — в типах и количественном соотношении фенотипов. Для каждого из этих скрещиваний они специфичны, и именно по этому показателю определяется сам тип взаимодействия.

Комплементарность – это взаимодействиенеаллельных генов, которые в гомозиготном или гетерозиготном состоя­нии вызывают развитие нового признака, отсутствующего у родителей. При комплементарном взаимодействии неаллельных генов у потомков в F₂ могут быть следующие расщепления: 9:3:3:1, 9:6:1, 9:7.

Решение типовой задачи

При скрещивании кур и петухов, имеющих ореховидные гребни, получили 279 цыплят с ореховидным гребнем, 115-с гороховидным, 106 – с розовидным, 35- с простым. Объясните результаты, определите генотипы исходных кур и петухов. Каков тип взаимодействия генов?

 

 

Дано: Решение задачи:

 

Ореховидный Р ♀ AAbb Х ♂ aaBB

гребень - A_B_ Гаметы Аb aB

Гороховидный F₁ AaBb

гребень – А_bb Фенотип Ореховидный гребень

Розовидный единообразие F₁

гребень – ааВ_

Простой

гребень – ааbb

P -?

F₂ -? Р ♀ AаBb X ♂ AaBb

Гаметы AB AB

Ab Ab

aB aB

ab ab

 

F₂ 9 А_В_: 3 А_ вв: 3 ааВ_: 1 аавв

Орех.: розов.: горох.: простой

 

Гаметы   ♂   ♀	АB	Аb	aB	ab
AB	AABB ореховидный	AABb ореховидный	AaBB ореховидный	АaBb ореховидный
Ab	АABb ореховидный	AAbb розовидный	AaBb ореховидный	Aabb розовидный
aB	АaBB ореховидный	AaBb ореховидный	aaBB гороховидный	aaBb гороховидный
ab	АaBb ореховидный	Aabb розовидный	aaBb гороховидный	аabb простой

 

Ответ: Форма гребня у кур контролируется двумя генами, взаимодействующими по типу комплементарности, с расщеплением 9:3:3:1.

 

 

Эпистаз — тип взаимодействия неаллельных генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена (А > В или А < В). Гены, подавляющие действие других генов, называются ингиби­торами (супрессорами, эпистатичными), а подавляемые — гипостатичными.

При доминантном эпистазе в качестве ингибатора (эпистатичного) выступает доминантный ген, а при рецессивном эпистазе — ре­цессивный. При доминантном эпистазе у потомков F₂ могут быть два типа расщепления: 12:3:1 или 13:3; а при рецессивном эпистазе 9:3:4.

Решение типовой задачи

 

У лошадей серая доминирующая масть, связанная с ранним поседением, перекрывает все другие масти. При скрещивании се­рой лошади генотипа ССВВ с рыжей, генотипа ccbb, в F₁ все потомки будут серыми с генотипом СсВb. При скрещивании потомков F₁ между собой в F₂ наблюдается расщепление по фенотипу: 12 серых, 3 вороных и 1 рыжая. Аллель серой масти (С) перекрывает действие других независимых генов окраски. Все лошади, имеющие в генотипе аллель С, будут серыми. Если аллель С отсутствует, при наличии в генотипе аллеля В лошадь будет вороной. Объясните результаты, определите генотипы исходных родительских форм.

Дано: Решение задачи:

Ингибитор окраски – С Р ♀ ССВВ Х ♂ссbb

Проявление окраски – В Гаметы CD cb

F₁ СсBb

Р? Фенотип серая

F₁-? единообразие F₁

 

Р ♀ СсBb X ♂СсBb

СB	СB
Сb	Сb
сB	сB
сb	сb

Гаметы

 

 

 

F_2: 9 С_В_: 3 С_ вв: 3 ссВ_: 1 ссвв

серая: серая: вороная: рыжая

 

Решетка Пеннета:

 

Гаметы ♂   ♀	СB	Сb	сB	сb
СB	CCBB Серая	CCBb Серая	CcBB Серая	CcBb Серая
Сb	CCBb Серая	CCbb Серая	CcBb Серая	Ccbb Серая
сB	CcBB Серая	CcBb Серая	ccBB Вороная	ccBb Вороная
сb	СcBb Серая	Ccbb Серая	сcBb Вороная	ccbb Рыжая

 

 

Ответ: 1.Масть у лошадей контролируется двумя независимо наследуемыми генами, взаимодействующими по типу доминантного эпистаза с расщеплением 12:3:1.

2. Генотип родителей серая масть – ССВВ, рыжая – ссbb, генотип гибридов F₁ – CcBb.

Полимерией называется такое явление, когда развитие того или иного признака организма обусловлено взаимодействием двух или более пар генов, оказывающих сходное воздействие на развитие этого признака.

По типу полимерии наследуются все количественные признаки (масса, прирост, яйценоскость и т.д.)

Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами с соответствующим индексом (А₁А₁ А₂А₂ А₃А₃). При полимерии у потомков F₂ может быть расщепление: 15:1.

 

Решение типовой задачи

Допустим, что различие по урожайности между двумя чистыми сортами овса, один из которых дает около 4 г. зерна, а другой – около 10 г. на одно растение, зависит от трех несцепленных полигенов А₁, А₂. Каковы будут фенотипы F₁ и F₂ от скрещивания между этими сортами?

 

Дано: Решение задачи:

10г. зерна — А₁А₁ А₂А₂ Р ♀ А₁А₁ А₂А₂ X ♂ а₁а₁ а₂а₂

4г. зерна — а₁а₁ а₂а₂ Гаметы А₁ А₂ а₁ а₂

F₁ А₁а₁ А₂а₂

F₁ -? Фенотип 7 г.

F₂ -? единообразие F₁

Р ♀ А₁а₁А₂а₂ X ♂ А₁а₁А₂а₂

А1 А2	А1 А2
А1 а2	А1 а2
а1 А2	а1 А2
а1 а2	а1 а2

Гаметы

 

 

F₂ : 1/16 А₁ А₁ А₂ А₂ – 10г

4/16 А₁ А₁ А₂ а₂ – 8,5г

6/16 А₁ а₁ А₂ а₁ – 7г

4/16 А₁ а₁ а₂ а₂ – 5,5г

1/16 а₁ а₁ а₂ а₂ – 4г

 

 

Решетка Пеннета:

 

Гаметы   ♂   ♀	А1А2	А1а2	а1А2	а1а2
А1А2	А1 А1 А2 А2 10 г	А1 А1 А2 а2 8,5г	А1 а1 А2 А2 8,5г	А1 а1 А2 а1 7г
А1а2	А1 А1 А2 а2 8,5	А1 А1 а2 а2 7г	А1 а1 А2 а2 7г	А1 а1 а2 а2 5,5г
а1А2	А1 а1 А2 А2 8,5г	А1 а1 А2 а2 7г	а1 а1 А2 А2 7г	а1 а1 А2 а2 5,5г
а1а2	А1 а1 А2 а2 7г	А1 а1 а2 а2 5,5г	а1 а1 А2 а2 5,5г	а1 а1 а2 а2 4г

 

 

Ответ: 1. Фенотип F₁ - урожайность зерна на одно растение равно 7 г.

2. Фенотип F₂ – 1 часть растений с урожайностью 10 г., 4 – с урожайностью 8,5 г., 6 – с урожайностью 7 г., 4 – с урожайностью 5,5 г., 1 – с урожайностью 4 г.

Задачи

1. В первом поколении от скрещивания зеленого и белого волнис­тых попугайчиков все потомство оказалось зеленым. Во втором поколе­нии выделяются фенотипические классы в следующем отношении: 29 зе­леных, 8 желтых, 9 голубых, 2 белых попугайчиков. Каковы генотипы родителей и потомков? Какие еще два фенотипических класса попугаев можно скрестить, чтобы получить такое же расщепление в F₂?

2. От скрещивания платиновой норки с серебристо-соболиным самцом было получено 6 коричневых норок и 5 серебристо-соболиных. При скрещивании той же самки с другим серебристо-соболиным самцом в нескольких пометах получили: 7 — серебристо-соболиных, 6 — с очень редкой и красивой окраской «дыхание весны», 8 — коричневых, 6 — пла­тиновых норок. При скрещивании между собой двух норок с окраской меха «дыха­ние весны» в потомстве всегда выщеплялась примерно треть особей с платиновой окраской. Определите генотипы родителей и потомков. Как наследуется окраска меха «дыхание весны» у норок? Какого потомства следует ожидать от скрещивания норок с окраской меха «дыхание вес­ны» с коричневым самцом?

3. В зверохозяйстве «Дар Валдая» скрещиваются две линии норок с бежевой и серой окраской меха. У гибридов F₁ наблюдается коричне­вая окраска меха (дикий тип). У гибридов F₂ получили следующее рас­щепление: 14 серых, 46 коричневых, 5 кремовых, 16 бежевых норок. Как наследуются эти окраски? Какое может быть получено потомство от скрещивания гибридных коричневых норок с кремовыми?

4. От скрещивания зеленых и алых меченосцев в первом поколе­нии все рыбки были кирпично-красной окраски, а во втором поколе­нии получено 50 кирпично-красных, 5 лимонных, 18 алых и 17 зеленых. Как наследуется окраска тела у меченосцев? Определите генотипы исходных родительских форм рыб. Что получится, если скрестить алых меченосцев с лимонными?

5. Белое оперение у кур определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. В одной паре доминантный ген определяет окрашен­ное оперение, рецессивный — белое оперение. В другой паре доминан­тный ген подавляет окраску, рецессивный — не подавляет окраску.

А) При скрещивании белых кур получено потомство из 1680 цып­лят. Среди них 315 цыплят имели окрашенное оперение, а остальные — белое. Определите генотипы родителей и окрашенных цыплят.

Б) На птицеферме скрещивали белых кур с пес­трыми и получили 5055 белых цыплят, окрашенных — 3033. Определи­те генотипы родителей и потомства.

В) На птицефабрике «Алексеевская» от скрещивания кур белой и пестрой окраски получено 917 пестрых и 915 белых цыплят. Определить генотипы родителей и потомства.

6. При скрещивании черных собак породы коккер-спаниель по­лучается потомство четырех мастей: 18 черных, 6 рыжих, 6 коричневых, 2 светло-желтых щенка. Черный коккер-спаниель был скрещен со свет­ло-желтым. От этого скрещивания в потомстве был светло-желтый щенок. Какое соотношение мастей в потомстве можно ожидать от скре­щивания того же черного спаниеля с собакой одинакового с ним гено­типа?

7. У человека имеется несколько форм наследственной близору­кости: умеренная (от -2,0 до -4,0) и высокая (выше -4,0). Они обус­ловлены аутосомными доминантными (А и В) несцепленными между собой генами. В семье, где мать была близорукой, а отец имел нормаль­ное зрение, родилось двое детей: дочь и сын. У дочери оказалась уме­ренная форма близорукости, а у сына высокая.

8. Форма гребня у кур может быть листовидной, гороховидной, розовидной и ореховидной. При скрещивании кур, имеющих орехо­видные гребни, потомство получилось со всеми четырьмя формами гребней в отношении: 9 ореховидных, 3 гороховидных, 3 розовидных, 1 листовидный. Определите вероятные соотношения фенотипов в потомстве от скрещивания получившихся 3 гороховидных особей с 3 розовидными особями

9. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие — все доминантные гены и рост 180 см.

А). Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам ге­нов роста.

Б). Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см и 150 см. Определите генотипы родителей и их рост.

10. У разводимых в звероводческих хозяйствах норок цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Доминантные гены обоих аллелей определяют коричневую, а рецессив­ные — платиновую окраску меха.

А) Какое потомство получится при скрещивании двух гетерозигот­ных по обеим парам генов норок?

Б) При скрещивании каких родительских пар все потомство ока­жется коричневым?

11. При скрещивании кур с розовидным и гороховидным гребнем, все потомство оказалось с ореховидными гребнями. Возвратное скре­щивание их с родителями, имеющими розовидный гребень, дало поло­вину потомков с ореховидным гребнем и половину с розовидным. При скрещивании потомков F₁ друг с другом помимо уже имеющихся форм гребня в потомстве появились особи с простым листовидным гребнем (примерно 1/16 часть). Как это можно объяснить? Как наследуется форма гребня у кур?

12. У человека описаны две формы глухонемоты, которые опре­деляются рецессивными аутосомными несцепленными генами. Како­ва вероятность рождения детей глухонемыми в семье, где мать и отец страдают одной и той же формой глухонемоты и являются гетерозигот­ными по второй форме глухонемоты?

13. Какова вероятность рождения глухонемых детей в семье, где оба родителя страдают разными формами глухонемоты и одновременно являются гетерозиготными по другой форме глухонемоты?

14. Глаукома у взрослых людей наследуется несколькими путями. Одна форма определяется доминантным аутосомным геном, другая — ре­цессивным аутосомным, не сцепленным с первым геном. Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в случае, если оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологических генов? Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в семье, где один из родителей болен и является гетерозиготным по обоим парам генов, а другой нормален в отношении зрения и гомозиготен по обоим генов?

15. У человека известно два вида наследственной слепоты, каж­дая из которых определяется собственным рецессивным аутосомным геном. Эти гены находятся в разных хромосомах. Определите вероятность рождения ребенка слепым, если мать и отец страдают разными видами наследственной слепоты (имея в виду, что по обеим парам генов они гомозиготны).

16. Определите вероятность рождения слепого ребенка, если известно, что родители его зрячие, но обе бабушки страдают одинаковым видом наследственной слепоты и являются гомозиготными по доминантному аллелю другого гена. В родословных со стороны дедушек наследствен­ной слепоты не отмечено.

17. Белое оперение у кур определяется двумя парами несцеплен­ных генов. В одной паре доминантный аллель определяет окрашенное оперение, рецессивный — белое. В другой паре аллелей доминантный ген подавляет проявление окраски, рецессивный — не влияет на про­явление окраски.

А) При скрещивании белых кур было получено 1680 цыплят, из них 315 окрашенных, а остальные — белые. Определите генотипы белых и окрашенных цыплят.

Б) На птицеферме скрещивали белых кур с пестрыми и получили 5055 белых цыплят и 3033 окрашенных. Определите генотипы родите­лей и потомства.

18. У рыжего таракана прусака известны две доминантные мутации по окраске тела: бледное тело и черное тело. При скрещивании двух тараканов с бледным телом, в потомстве выщепилась 1/8 часть пруса­ков дикого типа и 1/8 часть особей с черным телом. Определите харак­тер взаимодействия генов и генотипы обоих родителей.

19. При скрещивании кроликов агути с черными в первом поко­лении получили крольчат с окраской агути, а во втором — 8 агути, 17 черных, 6 голубых крольчат. Объясните полученные результаты и определите генотипы родите­лей. Как проверить правильность Вашего предположения?

20. От брака негров и белых рождаются мулаты. Анализ потом­ства большого числа браков между мулатами дал расщепление 1:4:6:4:1. Фенотипически это были черные и белые потомки, му­латы, а также темные и светлые мулаты. Определите количество генов, обусловливающих окраску кожи, ха­рактер их взаимодействия, генотипы родителей и потомков. Может ли от брака белой женщины с мулатом или африканским негром родиться совершенно черный ребенок — негр? Почему?

21. Различие в длине шерсти у овец обусловливается взаимо­действием трех пар однозначных генов, имеющих кумулятивный эф­фект. У одной породы овец, имеющей все гены в доминантном состо­янии, длина шерсти составляет 42 см, а у другой, имеющей все гены в рецессивном состоянии, длина шерсти равна 12 см. При скрещивании гетерозиготных по всем парам генов овец с такими же баранами полу­чено 64 ягненка. Сколько ягнят будет иметь такую же длину шерсти, как и родите­ли; какой длины (более короткой или более длинной) будет шерсть у остальных ягнят?

22. При скрещивании собак коричневой масти с белыми все по­томство имело белую масть. От скрещивания собак F₁ между собой получено 40 белых, 11 черных и 3 коричневых щенка. Определите ге­нотип родителей и потомков.

23. У лошадей ген С обусловливает серую масть и является эпи-статичным по отношению к гену В, обусловливающему вороную масть. При генотипе гомозиготном по обеим парам рецессивных генов масть рыжая (гнедая). От спаривания лошадей вороной линии с лошадьми серой масти, несущих гены вороной окраски, получено 12 потомков, Какое будет расщепление по генотипу и фенотипу в F₂?

24. Уши кроликов породы Баран имеют длину 28 см, а у других пород — 12 см. Различия в длине ушей зависят от двух пар генов с ку­мулятивным действием. В генотипе кроликов породы Баран все гены доминантные, а у обычных пород кроликов — рецессивные. Скрещивали кроликов породы Баран с обычными кроликами. Ка­кова длина ушей кроликов F₁? Сколько будет генотипов в F₂? Сколько кроликов F₂ будут давать при разведении «в себе» нерасщепляющееся потомство?

25. У кур живая масса определяется двумя парами неаллельных генов, которые в гомозиготном рецессивном состоянии определяют ми­нимальную массу, а в гомозиготном доминантном — максимальную массу. От скрещивания гетерозиготных кур из F₁ с петухом, имеющим максимальную массу, получено 16 цыплят. Цыплята каких фенотипов и генотипов будут получены? Сколько цыплят будет иметь такую же массу, как у петуха?

26. При скрещивании серебристо-голубых норок с алеутскими сам­цами в потомстве получают норок стандартной окраски. При скрещи­вании между собой стандартных норок в F₂ ожидается получение алеутских, серебристо-голубых, сапфировых и стандартных норок. Каково соотношение норок различной окраски?

27. При скрещивании кур породы белый леггорн IIСC с петухом породы белый плимутрок (iicc) в F₂ наряду с белыми появляются окра­шенные цыплята в соотношении, примерно 13 белых на 3 черных. В этом случае доминантный ген I является ингибитором другого доминантно­го гена (С) черного оперения. Поясните эту форму наследования.

28. Породы кур с оперенными ногами гомозиготны по двум па­рам доминантных генов А₁А₁А₂А₂, а породы с неоперенными ногами имеет генотип a_la_la₂a₂. При скрещивании пород кур с оперенными и неоперенными нога­ми все потомство F₁, единообразно, с оперенными ногами. Проведите анализ расщепления по фенотипу у потомства F₂.

29. Сплошная окраска у кроликов зависит от четырех доминант­ных аллелей (А₁А₁А₂А₂А₃А₃А₄А₄), а белая масть обусловлена рецессив­ными (а₁а₁а₂а₂а_за_за₄а₄). Величина окрашенных участков тела зависит от числа доминантных аллелей в генотипе животных. При спаривании го­мозиготных особей в F₁ получают тетрагибридных, единообразных животных с генотипом А₁а₁А₂а₂А_за₃А₄а₄. Какое расщепление тетрагибридов по фенотипу будет в F₂?