3.2. Комплементарное взаимодействие генов

177. У душистого горошка гены C и P порознь вызывают белую окраску цветов, пурпурная окраска получается при наличии в генотипе обоих доминантных генов. Растение душистого горошка с пурпурными цветами, скрещенное с растением, имеющим белые цветы, в потомстве дает половину растений с пурпурными и половину с белыми цветами. Как это можно объяснить? Определите возможные генотипы родительских растений.

178. От скрещивания двух зеленых растений кукурузы было получено 78 зеленых и 24 белых растения (альбиносы). При самоопылении одного из исходных зеленых растений получили 318 зеленых и 102 белых растений, а при самоопылении другого исходного зеленого растения - 274 зеленых и 208 белых. Каковы генотипы исходных зеленых растений? Объясните результаты скрещивания.

179. Одна женщина много лет подряд выращивала дома на подоконнике белоплодные баклажаны. Однажды она взяла у знакомого садовода рассаду фиолетовых баклажан и одно из растений скрестила с одним из своих белоплодных. На следующий год из гибридных семян она вырастила ⁵/₈ растений с белыми плодами и ³/₈ с фиолетовыми. Какое расщепление по цвету плодов получила бы женщина, если бы она самоопылила принесенное от садовода родительское растение, дававшее фиолетовые плоды? Какой генотип имело ее собственное, взятое для скрещивания растение?

180. При скрещивании двух генетически различных линий дрозофилы, имеющих ярко-красные глаза, в первом поколении все особи оказались с темно-красными глазами (дикий тип), а во втором поколении наблюдали расщепление: 100 мух с нормальными глазами и 75 - с ярко-красными. Сколько генов участвовало в скрещивании? Что будет, если скрестить мух с нормальными глазами из первого поколения с дрозофилами одной из родительских линий?

181. У разводимых в звероводческих хозяйствах норок платиновый цвет меха определяется двумя парами несцепленных генов. Доминантные аллели обоих генов вместе определяют коричневую окраску. Рецессивные аллели обоих генов определяют платиновую окраску меха. Какое потомство получится при скрещивании двух дигетерозиготных коричневых норок? При скрещивании каких родительских пар все потомство окажется коричневым?

182. В шести початках кукурузы было насчитано 1098 окрашенных и 1402 белых зерна. В какой мере эти числа соответствуют отношению, которое следовало бы ожидать на основе гипотезы о том, что окрашенность зерна кукурузы обуславливается наличием доминантных аллелей трех дополняющих друг друга по действию неаллельных генов?

183. Среди колонии мышей Эдинбургского университета была обнаружена мутация волнистости волосяного покрова. Другая фенотипически неразличимая мутация выявилась в колонии мышей Гарвардского университета. У мутантных гарвардских мышей вибриссы (усики) были несколько более извиты, чем у эдинбургской линии. Когда Кийлер провел скрещивание особей этих двух линий, все особи F₁ (26 мышей) оказались с нормальной шерстью. Сколько мышей из 86 гибридов второго поколения теоретически должны иметь волнистую шерсть? Какое потомство следует ожидать от скрещивания самца из F₁ с самкой гарвардской линии?

184. В опытах Кастла все потомки F₁ от скрещивания кроликов реке (короткая шерсть, подобная плюшу) разного происхождения имели нормальный волосяной покров. В F₂ было получено 88 кроликов. Какие фенотипы ожидалось получить в F₂? Сколько кроликов должно быть получено в каждом фенотипическом классе, если исходить из предположения, что нормальный волосяной покров у кроликов развивается при наличии доминантных аллелей двух комплементирующих неаллельных генов? Сколько кроликов реке из 33 полученных во втором поколении должны быть гомозиготными по одному из генов рексоидности, но не по обоим этим генам одновременно?

Допустим, что в результате несчастного случая погибли обе исходные линии рексов. Каким образом можно получить животных исходного типа, используя особей F₁, о которых говорилось выше, чтобы быть уверенным, что ни одна из восстановленных линий не несет генов рексоидности, имеющихся у другой линии?

185. У человека известно два вида наследственной слепоты, каждая из которых определяется собственным рецессивным аутосомным геном. Эти гены находятся в разных хромосомах. Определите вероятность рождения ребенка слепым, если мать и отец страдают разными видами наследственной слепоты, имея в виду, что по обеим пирам генов они гомозиготны. Определите вероятность рождения слепого ребенка, если известно, что родители его зрячие, но обе бабушки страдают одинаковым видом наследственной слепоты и являются гомозиготными по доминантному аллелю другого гена. В родословных со стороны дедушек наследственной слепоты не отмечено.

186. Предположим, что наследственная слепота у человека может быть обусловлена несколькими рецессивными генами, которые наследуются независимо друг от друга. Какова вероятность, что ребенок родится слепым, если его отец и мать страдают одним и тем же видом наследственной слепоты? Различными видами? Свяжите полученный ответ с необходимостью тщательно следить за тем, чтобы вступающие в брак слепые не состояли между собой даже в отдаленном родстве.

187. Глаукома взрослых наследуется несколькими путями. Одна форма определяется доминантным аутосомным геном, другая - рецессивным, тоже аутосомным, не сцепленным с первым геном. Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в случае, если оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологических генов? Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в семье, где один из родителей болен и является гетерозиготным по обоим генам, а другой нормален в отношении зрения и гомозиготен по обоим генам?

188. У человека описаны две формы глухонемоты, которые определяются рецессивными аутосомными несцепленными генами. Какова вероятность рождения детей глухонемыми в семье, где мать и отец страдают одной и той же формой глухонемоты и являются гетерозиготными по второму гену? Какова вероятность рождения глухонемых детей в семье, где оба родителя страдают разными формами глухонемоты и одновременно являются гетерозиготными по другому гену глухонемоты?

189. Одна из форм глухонемоты у человека определяется доминантным геном. Другая форма, вызывающая нарушения звуковоспринимающей системы, наследуется как рецессивный аутосомный признак. Клинически эти формы практически не различимы. Предлагаем Вам историю одной семьи, пораженной глухонемотой, проживавшей в Северной Ирландии.

Пробанд и пять его братьев здоровы. Мать и отец пробанда глухонемые. Родная сестра и два брата отца также глухонемые, а со стороны его матери четыре ее родных брата и сестра здоровы, но имеются также глухонемые сестра и брат. Бабка и дед по материнской линии здоровы, а по отцовской линии страдают глухонемотой. У бабки по отцу были еще две девочки и один мальчик - все больные. У деда по отцу 3 сестры и брат были здоровыми и 2 сестры страдали глухонемотой. Прабабушка и прадед со стороны этого деда были здоровыми, а со стороны больной бабушки оба страдали глухонемотой. Составьте родословную и определите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность, что у пробанда родится здоровый сын, если он вступит в брак с женщиной из семьи, благополучной по глухонемоте?

190. При скрещивании гомозиготного краснозерного растения проса с растением, имеющим зерна бледной окраски, все гибридные зерна (F₁) имели темно-красную окраску. Во втором поколении было проанализировано 2048 зерен, которые распределились по цвету следующим образом: 486 зерен имели темно-красную окраску, 810 - красную, 540 - темно-розовую, 180 - розовую, 30 - с бледной окраской и 2 зерна были неокрашенными.

Как наследуется окраска зерен у проса? Сколько генов контролирует образование пигмента? Определите генотипы родительских растений и гибридов первого и второго поколений.

Решение задачи № 180. При скрещивании родительских мух, имеющих одинаковый фенотип, т. е. ярко-красные глаза, появление у гибридов первого поколения нового признака - темно-красного цвета глаз, отсутствовавшего у родителей, позволяет сразу отбросить моногибридную гипотезу наследования и говорить об участии в скрещивании как минимум двух взаимодействующих неаллельных генов, определяющих цвет глаз у дрозофилы. Можно предложить гипотезу, что темно-красные глаза возникают у дрозофилы при наличии в генотипе доминантных аллелей двух разных генов вместе. При наличии доминантного аллеля только одного из них и в случае гомозиготности по рецессивным аллелям обоих генов у мух развиваются ярко-красные глаза. Запишем теперь скрещивание в генетической символике:

Во втором поколении следует ожидать следующего соотношения фенотипических классов: 9BC:3BC:3bC:1bc, что даст расщепление ⁹/₁₆ мух с темно-красными глазами и ⁷/₁₆(³/₁₆+³/₁₆+¹/₁₆) - с ярко-красными.

По условию задачи в F₂ появилось 175 мух. Находим, как обычно, единичную долю, которая равна 175:16 = 10,9375. Теоретически мух с темно-красными глазами должно быть 9 частей, что составит 10,9375*9 = 98,4375 особей. Мух с ярко-красными глазами возникает 7 частей, то есть 76,5625 особей. Таким образом, теоретически ожидалось расщепление 98,4375 мух с темно-красными глазами и 76,5625 - с ярко-красными. В эксперименте получилось расщепление 100:75, что весьма близко к теоретически ожидаемому. Отклонение может быть объяснено случайными причинами, что нетрудно показать методом F₂. Таким образом, расщепление в F₂ полностью подтверждает гипотезу о комплементарном взаимодействии двух неаллельных генов.

Исходя из известных генотипов, можно рассчитать расщепление в потомстве от скрещивания особей F₁ с одной из родительских линий:

Таким образом, в потомстве от возвратного скрещивания следует ожидать расщепление по фенотипу: 1 часть мух с темно-красными глазам и 1 часть с ярко-красными, то есть 1:1