VI.2.1. Тетрадный анализ независимого наследования

При независимом наследовании у грибов-аскомицетов с упорядоченными тетрадами (или октадами) по каждому гену после мейоза образуется 6 типов тетрад с равной вероятностью, если гены не сцеплены со своей центромерой (больше 33% кроссинговера). Например, по гену А - ААаа, ааАА, АаАа, аАаА, АааА и аААа, по гену В - BBbb, bbBB, BbBb, bВbВ, bВВb и ВbbВ. При этом образуются три типа тетрад с разным сочетанием генов А и В: - I - AB, AB, ab, ab; II - Ab, Ab, aB, aB; III - AB, Ab, aB, ab. Если в скрещивании используются формы с генотипами АВ и ab, то тетрады 1-го типа будут называться родительскими (Р - родительский дитип), II типа - неродительскими (N - неродительский дитип), III типа - тетратипом, так как содержат 4 разных генотипа (Т). (Нетрудно понять, что если исходные формы имеют генотипы Ab и аВ, то родительский дитип будет представлен тетрадами II, а неродительский - 1-го типа.) Очевидно, что Т-тип тетрад возникает только при кроссинговере между генами и их центромерами (рис. VI.1, табл. VI.4).

Рис. VI.1. Образование разных типов тетрад при независимом наследовании в отсутствии сцепления между генами и их центромерами. 1-6 - варианты расхождения хромосом

Из таблицы видно, что соотношение тетрад разного типа при независимом наследовании и отсутствии сцепления генов со своими центромерами составляет 6P:6N:24Т, т. е. 1P:1N:4T. Исходя из этого соотношения можно определить частоты тетрад каждого типа: f(P) = f(N) = ¹/₆ = 0,16; f(T) = ⁴/₆ = 0,67.

Таблица VI.4. Образование разных типов при независимом наследовании и отсутствии сцепления между генами и их центромерами в дигибридном скрещивании АВ×ab

В упорядоченных тетрадах генотип каждой споры и тип тетрады определяют по росту колоний, выросших из спор, извлеченных из аска по порядку, на полной, минимальной и селективных средах (число селективных сред зависит от числа маркеров, используемых в скрещивании). Затем суммируют аски с одинаковым типом тетрад, определяют соотношение асков с тетрадами разных типов (Р, N и Т) и по χ² проверяют соответствие опытного расщепления с теоретически ожидаемым - 1P:1N:4T. Применение метода χ² возможно лишь в том случае, когда количество проанализированных тетрад не менее 30. Пример такого анализа дан в задаче № VI. 11.

Штамм нейроспоры, несущий ауксотрофную мутацию по гену а, был скрещен со штаммом, несущим ауксотрофную мутацию но гену b. Результаты тетрадного анализа потомков этого скрещивания приведены ниже.

Как наследуются гены а и b? Каково их расстояние от своих центромер?

1. В расщеплении возникло 18 N-тетрад (6+12), 18 Р-тетрад (7+11) и 64 Т-тетрады (все остальные), т. е. их соотношение похоже на 1Р:1N:4Т. Н₀ - гены наследуются независимо и не сцеплены со своими центромерами.

χ² = 0,3, p>0,80, отклонение в опыте случайно, гипотеза не отвергается.

2. Расстояние гена а от центромеры определяем по числу асков, в которых расхождение аллелей этого гена произошло во втором делении (рIIд), что легко определяется по порядку расположения спор в аске (см. Гл. III): 22+12+11+22 = ⁶⁷/₁₀₀, т. е. 0,67 или 67%. Следовательно, расстояние гена от центромеры равно: 67%/2 = 33,5% ± 4,7.

Аналогично определяем расстояние гена b от центромеры. Число асков с рIIд в этом случае равно 20+12+11+22 = ⁶⁵/₁₀₀, т. е. 0,65 или 65%. Расстояние гена b от центромеры - 65%/2 = 32,5%.

Гены а и b наследуются независимо, и они не сцеплены со своими центромерами.

В неупорядоченных тетрадах соотношение тетрад разного типа при независимом наследовании также равно 1P:1N:4T. Процедура анализа неупорядоченных тетрад дана в главе III. Данные о генотипе каждой споры и типе тетрад записывают в протокол (Приложение 4). Суммарные данные о тетрадах разного типа обрабатывают статистически по методу χ².

При скрещивании двух штаммов дрожжей (Saccharamyces cerevisiae) (a) lys2×(a)ade1 в потомстве гетерозиготы при тетрадном анализе с использованием селективных сред без аденина и лизина получили следующее соотношение разных типов тетрад: 128Р, 134N и 520Т (∑782). Как наследуются гены?

Н₀ - гены наследуются независимо и не сцеплены со своими центромерами, так как число Р- и N-тетрад примерно одинаково, а Т-тетрад примерно в 4 раза больше, т. е. ~1Р:1N:4Т, проверка по χ².

χ² = 0,14, p>0,70. Отклонение случайно, гипотеза не отвергается.

Гены наследуются независимо и локализованы далеко от своих центромер.

Независимое наследование трех генов приводит к образованию 12 типов неупорядоченных тетрад; например, в скрещивании АВС×abc:

Первая буква - тип тетрады для одной пары генов (А и В), вторая - для второй (В и С), третья - для третьей (А и С), Анализ расщеплений при этом проводится отдельно по каждой паре генов.