VII.1.4. Определение группы сцепления с помощью транслокаций с участием В-хромосом

В кариотипе многих животных и растений кроме основного диплоидного набора есть дополнительные, так называемые В-хромосомы. Они характеризуются небольшим размером, состоят обычно из гетерохроматина, не имеют (или имеют малую степень) гомологии с основными хромосомами набора. Их число варьирует у разных видов, а также в разных клетках. В-хромосомы отличаются от основных (А) хромосом поведением в мейозе. Для них характерно отсутствие нормальной конъюгации в профазе и образование не только бивалентов, но и три- и унивалентов. Возможность использования транслокаций между А-хромосомами и В-хромосомами основана на том, что в А-хромосоме, претерпевшей ре-ципрокную транслокацию с В-хромосомой (А^в), отсутствует часть генетического материала этой аутосомы - А^в-хромосома представляет собой хромосому с нехваткой, так как В-хромосома не имеет гомологии с А-хромосомой. Поскольку во втором постмейотическом делении (митозе) при формировании зрелого пыльцевого зерна часто происходит нерасхождение В-хромосом, возникают неравнозначные пыльцевые зерна. В одних наблюдается нехватка В-хромосом, в других - избыток интактных (В) или транслоцированных В-хромосом (А^в). Гетерозиготная мужская форма с генотипом АА^ВВ^АВ^А при нормальном расхождении хромосом образует пыльцевые зерна с генотипами А^ВА или А^ВВ^А. При нерасхождении В-хромосом образуется пыльца четырех генотипов: А; А^ВВ^АВ^А; А^в; АВ^АВ^А. В скрещивании ♀А^ХА^Х×♂АА^ВВ^АВ^А, где х - локализуемая рецессивная мутация, могут образоваться растения шести генотипов, с разной конфигурацией хромосом в метафазе первого деления (табл. VII. 1).

Таблица VII.1. Возможные типы гамет при разных вариантах расхождения хромосом у гетерозиготных по транслокации отцовских растений и фенотип потомков F₁ в случае локализации гена х в А-хромосоме, участвующей в транслокации

Для того чтобы удостовериться, что у исходных растений присутствовала В^А-хромосома, приводится цитогенетический контроль - анализируется профаза I мейоза. О наличии В^А хромосомы у исходной формы свидетельствует присутствие в F₁ растений с 11 бивалентами или с 10 бивалентами +1 унивалент, в которых не проявляется мутация. Поскольку А^в-хромосома имеет нехватку, у растений с 10 бивалентами в мейозе и набором хромосом АА^В проявится мутация х, если ген локализован на участке А-хромосомы, транслоцированном на В-хромосому. Во всех остальных зиготах, а также в случае, когда мутация локализована в другом участке А-хромосомы, фенотип растений будет нормальным (соответствовать фенотипу исходного отцовского растения). Проведя скрещивание мутантных растений с серией линий-маркеров с транслокациями А-В, используемых в качестве отцовской формы, можно определить, в какой хромосоме и в каком ее плече локализована данная рецессивая мутация. Метод качественный, поскольку критерием для определения группы сцепления является выщепление мутантных растений в F₁. На основе этого метода к 1983 г. локализовано 89 примерно из 180 картированных генов кукурузы, для которой была создана серия А-В-транслокаций по каждому из 20 плеч хромосом (n = 10). Метод применим и для других видов растений, у которых есть В-хромосомы (рожь, ячмень, скерда и др.).