VI.1.6. Оценка отклонений в ди- и полигибридных скрещиваниях методом разложения χ2 на компоненты

На характер расщепления по двум и более признакам может влиять не только их сцепление, но и нарушение нормального менделевского расщепления по любому из них за счет гибели зигот, неравновероятного образования гамет разного типа, участия в расщеплении нескольких генов и пр. Для того, чтобы понять, за счет чего происходит отклонение расщепления от нормального, используют метод разложения χ² на компоненты (метод Игнатьева). Для этого определяют три функции χ² в каждом дигибридном скрещивании: χ² для оценки отклонения от менделевского расщепления по одному признаку (А); χ² для оценки отклонения по другому признаку (В); χ² для оценки отклонения расщепления от независимого наследования по этим признакам (А-В) и генам, их контролирующим. Вычисление этих значений χ² проводится по следующим формулам.

В анализирующем скрещивании

Во всех формулах a₁, a₂, а₃ и а₄ равны численностям фенотипов AB, Ab, аВ и ab соответственно. При определении вероятности случайности отклонения (р) на основании χ²" вычисленных по каждой из этих формул, число степеней свободы равно 1. Этот метод особенно удобен для оценки отклонений в ди- и полигибридных скрещиваниях, так как при этом нет необходимости вычислять теоретическое ожидание для каждого класса в расщеплении, находить величину отклонения и т. д. Если отклонение в расщеплении оказывается связанным с нарушением менделевского наследования по какому-либо признаку, проводится его дальнейший генетический анализ в повторных или других скрещиваниях.

При обнаружении сцепления на основе определения χ² для двух признаков вычисляют процент кроссинговера в F_a (или F₂ соответственно) с учетом притяжения или отталкивания генов.

Применим метод разложения %2 на компоненты для анализа следующего тетрагибридного скрещивания.

Растения арабидопсис с короткими толстыми стручками, расположенными на стебле горизонтально, без воскового налета на стебле и нормальными листьями скрестили с растениями, имевшими нормальные, опущенные вниз (поникшие) стручки, с восковым налетом на стебле и курчавыми листьями, для выяснения типа совместного наследования этих признаков, в F₂ получили следующее расщепление:

Объяснить расщепления по каждой паре признаков, определить, нет ли сцепления между генами, контролирующими эти признаки.

При расщеплении по четырем признакам в F2 возможно вы-щепление 16 фенотипических классов (24). В опыте обнаружено 15 классов, что очевидно связано с небольшим объемом выборки (или с отклонением в расщеплении по какому-либо признаку). Эти данные можно представить как шесть дигибридных скрещиваний. Применив к ним метод разложения χ² на компоненты, по формулам (4), (5) и (6) определим, имеются ли отклонения по каждому признаку, и есть ли сцепление между ними.

Устанавливаем, что расщепления по всем признакам, кроме формы листьев, соответствует менделевскому 3:1 (χ² - 0,45, 0,31, 0,45 и 15,37 соответственно). Значения величин χ², вычисленные по формуле (6) (табл. VI.3) свидетельствуют о том, что отклонения в скрещиваниях 2 и 5 неслучайны (χ² - 6,9 и 6,2 соответственно), что свидетельствует о сцеплении генов, контролирующих форму стручка и форму листьев, а также генов, контролирующих восковой налет на стебле и характер расположения стручков. Поскольку признак формы стручка наследуется независимо от признаков воскового налета и характера расположения стручков, можно сказать, что гены, по которым произошло расщепление в скрещивании 2, находятся в одной, а гены, по которым произошло расщепление в скрещивании 5, в другой группе сцепления (или в одной и той же, но на большем расстоянии).

Таблица VI.3

Примечание: теоретически ожидаемое расщепление 9:3:3:1; р определяется при одной степени свободы,

Используя метод произведений, можно определить процент кроссинговера между генами, контролирующими восковой налет и расположение стручков на стебле (они введены в скрещивание по условию задачи в отталкивании: С = ^153×15/_73×66 = ²²⁹⁵/₄₈₁₈ = 0,4763, что соответствует по таблице Фишера (см. приложение 3) 39% ± 3,2% кроссинговера).

1. Отклонение в расщеплении по генам, контролирующим форму стручка и форму листьев происходит вследствие двух причин: из-за нарушения менделевского наследования по признаку форма листьев и сцепления генов, контролирующих эти признаки. Эти гены наследуются независимо от других исследованных генов.
2. Отклонение в расщеплении по генам, контролирующим восковой налет и расположение стручков на стебле, связано со сцеплением этих генов, расстояние между ними равно 39% ±3,2% кроссинговера.
3. Для выявления причины отклонения в расщеплении по признаку форма листьев необходимо вести дальнейший анализ.