Полимерное действие генов

При полимерном наследовании развитие одного признака контролируется несколькими парами генов, расположенных в разных хромосомах. Чем больше генов находится в доминантном состоянии, тем ярче выражен признак.

Полимерное действие лежит в основе наследования количественных признаков и играет важную роль в эволюции.

Например, степень пигментации кожи определяется двумя парами (на самом деле – большим количеством) генов. В соответствии с этим по данному признаку людей можно условно разделить на 5 фенотипов: негры (ААВВ), темные мулаты (ААВb или АаВВ), средние мулаты (АаВb, ааВВ или ААbb), светлые мулаты (Ааbb или ааВb) и белые (ааbb).

Задача 5-15

Сын белой женщины и негра женится на белой женщине. Может ли ребенок от этого брака быть темнее своего отца?

Задача 5-16

Какой фенотип потомства будет:
а) от брака негра и светлой мулатки;
б) от брака белого и темной мулатки?

Задача 5-17

Какое потомство получится от брака:
а) двух средних гетерозиготных мулатов;
б) двух средних гомозиготных мулатов?

Задача 5-18

Два средних мулата имеют двух детей-близнецов: черного и белого ребенка. Можно ли установить генотипы родителей?

Задача 5-19

От брака среднего мулата и светлой мулатки родилось много детей, среди которых оказалось по 3/8 средних и светлых мулатов и по 1/8 – темных мулатов и белых. Каковы возможные генотипы родителей?

Задача 5-20

Может ли у одной пары родителей родиться двое детей-близнецов, один из которых белый, а другой – негр?

Эпистаз

Эпистазом, или противоположным действием генов, называется явление, при котором ген одной аллельной пары (супрессор) в доминантном состоянии может подавлять развитие признака, контролируемого другой парой генов.

В случае эпистаза при скрещивании дигетерозигот в потомстве наблюдается расщепление в соотношении 13:3 или 12:3:1.

Задача 5-21

При скрещивании растений одного из сортов тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство F₁ имело белые плоды. При скрещивании этого потомства между собой в их потомстве F₂ было получено:
204 растения с белыми плодами,
53 растения с желтыми плодами,
17 растений с зелеными плодами.
Определить возможные генотипы родителей и потомства.

Решение

1. Потомство F₁ единообразно. Это указывает на то, что родители были гомозиготны, и признак белой окраски доминирует.
2. Гибриды первого поколения F₁ гетерозиготны (получены от родителей с разным генотипом и имеют расщепление в F₂).
3. Во втором поколении имеется три класса фенотипов, но расщепление отличается от расщепления при кодоминировании (1:2:1) или при комплементарном наследовании (9:6:1, 9:3:4, 9:7 или 9:3:3:1).
4. Предположим, что признак определяется противоположным действием двух пар генов, причем особи, у которых обе пары генов находятся в рецессивном состоянии (ccjj), отличаются по фенотипу от особей, у которых действие гена не подавляется. Расщепление в потомстве 12:3:1 подтверждает это предположение.

Ответ

Генотипы родителей – ССjj и ссJJ, потомства F₁ – СсJj.

Задача 5-22

У кур породы леггорн окраска перьев обусловлена наличием доминантного гена С. Если он находится в рецессивном состоянии, то окраска не развивается. На действие этого гена оказывает влияние ген I, который в доминантном состоянии подавляет развитие признака, контролируемого геном С. Какое потомство получится от скрещивания дигетерозиготных по этим генам кур породы леггорн?

Задача 5-23

У кур породы леггорн окраска перьев обусловлена наличием доминантного гена С. Если он находится в рецессивном состоянии, то окраска не развивается. На действие этого гена оказывает влияние ген I, который в доминантном состоянии подавляет развитие признака, контролируемого геном С. Определить вероятность рождения окрашенного цыпленка от скрещивания кур с генотипом ССIi и ссIi.

Задача 5-24

При скрещивании чистых линий собак коричневой и белой масти все потомство имело белую окраску. Среди потомства полученных гибридов было 118 белых, 32 черных и 10 коричневых собак. Предложите гипотезу, объясняющую эти результаты.

Задача 5-25

У лошадей действие генов вороной (С) и рыжей масти (с) проявляется только в отсутствие доминантного гена D. Если он присутствует, то окраска белая. Какое потомство получится при скрещивании между собой белых лошадей с генотипом CcDd?

Задача 5-26

У овса черная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска – доминантным геном В. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая. При скрещивании двух серосеменных растений получили растения с серыми и белыми семенами в пропорции 3:1. Определить генотипы родителей. Какое расщепление в потомстве было бы получено, если бы скрещивались дигетерозиготные формы?

Задача 5-27

Свиньи бывают черной, белой и красной окраски. Белые свиньи несут минимум один доминантный ген I. Черные свиньи имеют доминантный ген Е и гомозиготны по рецессивной аллели i. Красные поросята (eeii) лишены доминантного гена-подавителя I и доминантного гена, определяющего черную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания черной гомозиготной свиньи и красного кабана?

Ответы и решения к задачам главы V

5-1. В F₁ все потомство будет единообразно и будет иметь розовую окраску цветов. В F₂ 9/16 растений будут иметь розовые, 7/16 – белые цветы.

5-2. Генотип исходных растений – ААbb и ааВВ.

5-3. Объяснение в тексте.

5-4. 9/16 – зеленые (АаВb, ААВВ, ААВb и АаВВ),
3/16 – желтые (ААbb и Ааbb),
4/16 – белые (ааВВ, ааВb и ааbb).

5-5. Исходные организмы имели генотипы ААbb и ааВВ. Единообразное потомство F₁ несло генотип АаВb; в потомстве F₂ наблюдалось расщепление 9:7, характерное для комплементарного наследования.

5-6. Для скрещивания необходимо взять животных с генотипами ppII и PPii.

5-7. Наблюдаемое в потомстве F₂ расщепление в пропорции 9:7 может быть при комплементарном наследовании, когда развитие признака (нормальный рост) определяется двумя парами генов в доминантном состоянии. Для проверки этого предположения надо провести возвратное скрещивание потомка F₁ c одним из родителей. В этом случае должно быть расщепление по фенотипу в соотношении 1:1.

5-8. Возможные варианты: ААbb × ааВВ – окрашенные, ААbb × ААbb – белые, ааВВ × ааВВ – белые.

5-9. Получатся серые, черные и белые крольчата в соотношении 9:3:4.

5-10. Получится следующее потомство: 25% – АаВВ – пурпурные, 25% – АаВb – пурпурные, 25% – ааВВ – белые, 25% – ааВb – белые. Расщепление по фенотипу равно 1:1.

5-11. Генотипы исходных особей – CcRr и Ccrr. В потомстве от их скрещивания наблюдается расщепление по фенотипу в пропорции 3:3:2. Если бы обе исходные особи были красного цвета (генотип – CcRr), то было бы расщепление в соотношении 9:3:4.

5-12. Генотип исходных растений с белыми цветами – ссrr, с красными цветами – CCRR.

5-13. По-видимому, признак кодируется двумя парами комплементарных генов, которые у родителей находятся в разных состояниях (ААbb и ааВВ). Соотношения фенотипов потомства подтверждает это предположение:
А*В* (черных) – 9/16,
А*bb (серых) – 3/16,
ааВ* и ааbb (белых) – 4/16.

5-14. В потомстве следует ожидать следующее расщепление по масти:
А*В* (черная) – 9/16,
А*bb (рыжая) – 3/16,
ааВ* (коричневая) – 3/16,
ааbb (светло-желтая) – 1/16.

5-15. Задача имеет три варианта решения. Во всех вариантах ребенок содержит меньше доминантных генов, чем отец, и, следовательно, будет светлее его.

5-16. а) От брака негра и светлой мулатки в равном соотношении будут рождаться темные и средние мулаты.
б) От брака белого и темной мулатки с равной вероятностью будут рождаться светлые или средние мулаты.

5-17. а) От брака двух средних гетерозиготных мулатов будут рождаться негры (1/16), темные мулаты (4/16), средние мулаты (6/16), светлые мулаты (4/16) и белые (1/16).
б) От брака средних гомозиготных мулатов, независимо от их генотипа, родятся только средние мулаты.

5-18. АаВb и АаВb. Только в этом случае в их потомстве будут одновременно встречаться дети с генотипами ааbb и ААВВ.

5-19. Генотип отца – АаВb, генотип матери – Ааbb или ааВb.

5-20. Может, если близнецы разнояйцовые, а родители являются дигетерозиготными мулатами (генотип АаВb). Тогда у них могут быть потомки с генотипом ААВВ (негр) и ааbb (белый).

5-21. Генотипы родителей – ССjj и ссJJ, потомства F₁ – СсJj.

5-22. В потомстве будет 3/16 окрашенных цыплят (С*ii) и 13/16 белых (генотипы **I* и ссii).

5-23. Вероятность рождения окрашенного цыпленка (Ccii) – 1/4.

5-24. Решение аналогично решению задачи 5-21.

5-25. СCDD, CcDD, CCDd, CcDd, ccDD и ccDd – белые (12/16), СCdd и Ccdd – вороные (3/16), ссdd – рыжие (1/16).

5-26. ааВb и ааВb. При скрещивании дигетерозигот было бы получено соотношение черных, серых и белых семян в пропорции 12:3:1.

5-27. Красный кабан по условию задачи имеет генотип eeii. Генотип свиньи не может быть ЕЕII, так как в этом случае она не была бы окрашенной. Следовательно, ее генотип ЕЕii. Каждое из животных дает один тип гамет (ei и Ei соответственно), которые можно объединить единственным образом. В результате этого получатся черные поросята с генотипом Eeii.