Раздел 3. Взаимодействие неаллельных генов

3.1. Новообразование при взаимодействии генов

157. У люцерны получены следующие данные о наследовании окраски цветка:

P пурпурные цветки × желтые цветки,

F₁ все растения с зелеными цветками

F₂ 169 - с зелеными цветками, 64 - с пурпурными, 65 - с желтыми, 13 - с белыми.

Объясните результаты скрещивания, указав генотипы разных групп растений.

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

159. От скрещивания платиновой норки с серебристо-соболиным самцом было получено 6 коричневых норок и 5 серебристо-соболиных. А при скрещивании той же самки с другим серебристо-соболиным самцом в нескольких пометах получили: 7 - серебристо-соболиных, 6 - норок с очень редкой и красивой окраской "дыхание весны", 8 - коричневых, 6 - платиновых.

При скрещивании между собой двух норок расцветки "дыхание весны" в потомстве всегда выщеплялась примерно треть потомства платиновой окраски. Определите генотипы родителей и потомков. Как наследуется окраска "дыхание весны" у норок? Какого потомства следует ожидать от скрещивания самки норки "дыхание весны" с коричневым самцом?

160. 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?

161. При скрещивании лабораторной линии дрозофилы, имеющей коричневые глаза, с другой линией, имеющей ярко-красные глаза, все потомство F₁ имело нормальные темно-красные глаза (дикий тип). Во втором поколении было обнаружено: 110 мух с нормальными глазами, 42 - с коричневыми, 38 - с ярко-красными и 12 - с белыми глазами. Откуда в потомстве F₂ взялись белоглазые мухи? Определите характер взаимодействия генов и дайте характеристику действия каждого из них в процессе образования глазных пигментов у дрозофилы.

162. Во втором поколении от скрещивания кокер-спаниелей желтой и черной масти было получено 46 черных щенков, 13 - рыжих, 17 - коричневых и 3 желтых щенка. Что на основании этих данных можно сказать о наследовании окраски шерсти у собак породы кокер-спаниель? Каковы генотипы родителей и потомков?

163. При скрещивании собак черной и белой масти было получено примерно половина белых, ³/₈ - черных и ¹/₈ - коричневых. Как это можно объяснить? Каковы генотипы родителей и потомков?

164. При скрещивании между собой двух коричневых норок (брат с сестрой) в потомстве было получено: 18 коричневых, 4 алеутских, 8 серебристо-голубых и 2 сапфировых. Скрещивание того же самца с одной из самок из первого поколения, имевшей алеутскую окраску, дало 9 коричневых, 10 алеутских, 3 серебристо-голубых и 4 сапфировых. Как можно объяснить результаты этих скрещиваний? Какого потомства следует ожидать от скрещивания между собой двух сапфировых норок из потомства второго скрещивания?

165. Алеутские голубые норки отличаются от норок дикого типа гомозиготностью по рецессивному аллелю al. Имперские платиновые норки имеют тоже голубоватый оттенок меха, но гомозиготны по другому рецессивному гену - ip. Двойные рецессивы имеют светло-голубую окраску меха, называемую сапфировой, которая в течение нескольких лет ценилась выше, чем все три упомянутые выше окраски. Шеклфорд сообщает, что при скрещивании норок, предполагаемый генотип которых Al/al Ip/ip, было получено 53 зверя с темным мехом дикого типа, 17 - имперских платиновых, 24 - алеутских и 8 сапфировых. Сколько норок каждого из этих фенотипов можно было бы получить, если генотип родителей соответствовал предполагаемому? Проверьте соответствие полученных данных теоретически ожидаемому методом χ².

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

167. У волнистых попугайчиков есть несколько окрасок: голубая, зеленая, желтая и белая. При скрещивании голубых и желтых с белыми доминирует окрашенная форма, голубая или желтая. В F₂ получается расщепление на 3 голубых к 1 белой, или 3 желтых к 1 белой соответственно. Зеленая окраска доминирует над голубой и желтой, причем в F₂ получается расщепление: 3 зеленых к 1 голубой или 3 зеленых к 1 желтой соответственно. При скрещивании белых с гомозиготными зелеными попугайчиками результаты получаются такие же, как при скрещивании желтых с голубыми. Определите, какой окраски будут гибриды F₁ и F₂ в этих двух случаях.

168. От скрещивания рыжих и шоколадно-коричневых кроликов в первом поколении все крольчата имели черную окраску. Во втором поколении было получено 214 крольчат: 94 черных, 32 голубых, 25 шоколадно-коричневых, 30 желтых, 10 светло-серых, 12 светло-желтых (черепаховых), 9 рыжих, 2 песочных. Самку песочного цвета из второго поколения скрестили с черным самцом из F₁. От этого скрещивания родилось 28 крольчат с такими же фенотипами, как и в F₂, но в соотношении - 1:1:1:1:1:1:1:1. Объясните результаты скрещиваний. Определите генотипы всех особей.

169. 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 11 зеленых. Как наследуется окраска тела у меченосцев? Определите генотипы исходных рыб. Что получится, если скрестить алых рыб с лимонными?

170. От скрещивания темных и белых карпов в F₁ все потомки оказались темными, а в F₂ произошло расщепление: 265 темных, 82 стальных, 87 оранжевых, 24 белых. Как наследуется признак? Определите генотип исходных карпов.

171. При скрещивании голубых и светлых гуппи в первом поколении получили серых рыб, а во втором расщепление: 55 серых, 17 голубых, 19 светлых, 6 белых. При скрещивании гибридов F₁ с белыми рыбами из второго поколения получили: 17 серых, 20 голубых, 15 светлых, 19 белых. Как наследуется признак? Определите генотипы всех рыб, использованных в скрещиваниях. Что получится, если скрестить гомозиготных серых и белых рыб?

172. При скрещивании серых гуппи с нормальным спинным плавником с белыми, имеющими длинный спинной плавник "шарф", в первом поколении получили серых рыб с плавником "шарф", а во втором поколении расщепление: 129 серых с плавником "шарф", 35 серых с нормальным плавником, 40 голубых с плавником "шарф", 20 голубых с нормальным плавником, 32 светлых с плавником "шарф", 10 светлых с нормальным плавником, 12 белых с плавником "шарф", 5 белых с нормальным плавником. Как наследуются признаки? Зависит ли наследование окраски рыб от наследования формы плавника? Определите генотипы исходных рыб. Что получится в анализирующем скрещивании и каких рыб Вы будете использовать в качестве анализатора? Что получится, если скрестить голубых и белых рыб из _F2 с плавником типа "шарф" между собой?

173. В 1916 году в Марбурге была выведена новая порода кроликов со светло-голубой окраской, названная "белкой". Эта порода была получена путем следующих скрещиваний:

Объясните результаты скрещиваний. Определите генотипы родителей и потомков. Какое расщепление должно быть в анализирующем скрещивании среди 65 потомков? Каких особей Вы возьмете в качестве анализатора?

174. Цветовые вариации в окраске лошадей определяются сочетаниями трех пар несцепленных неаллельных генов. Различным мастям соответствуют следующие генотипы:

Скрещивались гомозиготные саврасые и рыжие лошади. Определите вероятные соотношения мастей при скрещивании их потомков между собой. При скрещивании рыжей и саврасой лошадей родился рыжий жеребенок. Какова вероятность, что второй жеребенок от этого скрещивания будет тоже рыжим?

175. При скрещивании сортов перца, имеющих желтые и коричневые плоды, в первом поколении получены растения с красными особо горькими на вкус плодами. При скрещивании гибридов первого поколения между собой среди 322 растений было получено 182 растения с красными, 59 - с коричневыми, 20 - с зелеными и 61 растение с желтыми плодами. Предложите гипотезу для объяснения этих результатов.

176. Серповидноклеточная анемия и талассемия наследуются как два признака с неполным доминированием; гены не сцеплены между собой и находятся в аутосомах. У гетерозигот по серповидноклеточной анемии, так же, как у гетерозигот по талассемии, заболевание не носит выраженной клинической картины. Но во всех случаях носители гена талассемии или серповидноклеточной анемии устойчивы к малярии. У двойных гетерозигот (дигибриды по обеим парам анализируемых признаков) развивается микродрепаноцитарная анемия (Эфроимсон, 1968). Гомозиготы по серповидноклеточной анемии и талассемии в большинстве случаев умирают в детстве. Определите вероятность рождения совершенно здоровых детей в семье, где один из родителей гетерозиготен по серповидноклеточной анемии, но нормален по талассемии, а другой - гетерозиготен по талассемии, но нормален в отношении серповидноклеточной анемии.

Решение задачи № 159. Анализ характера расщепления в потомстве от скрещивания платиновой норки с серебристо-соболиными самцами позволяет предположить, что платиновая окраска меха является рецессивным признаком. Появление во втором скрещивании четырех фенотипических классов в соотношении 1:1:1:1 свидетельствует о дигетерозиготности серебристо-соболиного самца. Появление в этом скрещивании двух новых фенотипических классов - коричневых и с окраской "дыхание весны" можно объяснить новообразованием при взаимодействии генов. В этом случае один ген (обозначим его А) в доминантном состоянии приводит к развитию коричневой окраски меха, а второй (В) - к окраске "дыхание весны". Присутствие одновременно доминантных аллелей обоих генов (А-В-) вызывает новый тип окраски - серебристо-соболиную. Рецессивные аллели этих генов в гомозиготном состоянии (генотип aabb) обуславливают платиновую окраску меха.

Перейдем теперь к установлению генотипов скрещиваемых норок. Первый серебристо-соболиный самец в потомстве давал в равном соотношении особей с коричневой и серебристо-соболиной окраской. Особи с коричневой окраской должны иметь по предлагаемой нами гипотезе доминантный аллель гена А и в гомозиготном состоянии рецессивный аллель гена b, т. е. иметь генотип А-bb. Следовательно, отцовский организм должен быть гетерозиготным по гену B.

Второе скрещивание имеет следующий вид:

Скрещивание норок, имеющих окраску "дыхание весны", обязательно дает в потомстве особей с платиновой окраской меха, что свидетельствует об их гетерозиготности. Теоретически в этом случае особей с платиновой окраской должно рождаться 25% (скрещивание aaBb×aaBb). По условию же задачи в подобном скрещивании рецессивных потомков оказывается больше - примерно ¹/₃ часть. Видимо, какая-то часть потомков с доминантным геном B погибает. Логично предположить, что таковыми являются гомозиготные особи BB и, следовательно, данный ген обладает плейотропным действием. Таким образом, генотип особей с окраской "дыхание весны" может быть только aaBb.

Скрещивание таких норок и самцов с коричневой окраской меха может быть двух вариантов в зависимости от генотипа самца.