Раздел 7. Циклические задачи

Циклические задачи были разработаны сотрудниками кафедры генетики Ленинградского государственного университета.

Условием циклической задачи являются численные соотношения расщеплений, полученные в F₁ и в F₂ при скрещивании друг с другом нескольких линий (или особей) животных или растений. Результаты скрещиваний записываются в виде решетки (цикла). Во всех задачах этого раздела требуется определить генотипы всех исходных родительских линий (или особей), а также дать характеристику влияния генов на фенотип особей, их взаимодействия друг с другом и особенностей наследования каждого из генов. По диагонали решетки записываются результаты скрещивания особей между собой внутри линий, что сразу позволяет определить, гомозиготные или гетерозиготные линии введены в скрещивания. Если направление скрещивания не оказывает влияния на его результаты, то заполняется только правый верхний угол решетки, поскольку в левом нижнем углу все равно будет записано его зеркальное отражение.

В итоге решения задачи для каждой линии должен быть определен генотип особей. В некоторых циклических задачах возможны и дополнительные вопросы к решающему. Как правило, на них можно ответить, лишь определив генотипы всех родительских линий.

379. Наследование окраски цветковых чешуи у ячменя.

380. Определите характер наследования признаков расположения и окраски цветков у душистого горошка, генотипы родителей по результатам скрещивания между собой трех разных линий.

381. Определите характер наследования высоты растений и генотипы четырех сортов сорго.

382. Определите характер наследования окраски верхушки цветковых чешуй и генотипы четырех разных сортов риса.

383. По результатам скрещивания между собой четырех различных линий определите, как наследуется оперенность ног у кур и напишите генотипы всех линий.

384. Определите характер наследования окраски шерсти у кроликов и генотипы трех разных линий. Приводятся не соотношения разных фенотипических классов при расщеплении, а число реально полученных потомков от нескольких скрещиваний.

385. Определите генотипы трех линий дрозофилы, отличающихся друг от друга по окраске глаз.

386. Определите генотипы трех линий дрозофил разного происхождения, имеющих белую окраску глаз. Каким образом в данном случае можно определить расстояние между сцепленными генами?

387. По результатам скрещивания между собой трех линий кур определите характер наследования окраски оперения и генотипы куриц, и петухов.

388. Наследование окраски гусениц индийского дубового шелкопряда при скрещивании разных бабочек. Определите генотипы всех особей, участвовавших в скрещиваниях. Объясните характер взаимодействия генов.

389. При скрещивании волнистых попугайчиков с различной окраской оперения были получены следующие результаты. Установите характер наследования данного признака и генотипы скрещиваемых птиц. В природе встречаются только зеленые попугайчики (дикий тип), остальные варианты окраски поддерживаются человеком.

390. Как наследуется окраска оперения у домашней курицы? Определите генотипы куриц и петухов трех разных линий.

391. Определите генотипы линий дрозофилы с различной окраской глаз.

392. Наследование цвета тела и цвета глаз у дрозофилы.

393. Определите генотипы трех пород кроликов, различающихся по окраске шерсти. Приведены не соотношения фенотипических классов, а число реально полученных, потомков в скрещиваниях.

394. Наследование длины и окраску шерсти у кроликов. Наследуется ли длина шерсти кроликов независимо от окраска? Какие скрещивания надо дополнительно поставить, чтобы окончательно выяснить генотип каждой линии?

395. Три линии дрозофилы с черной окраской тела отличаются друг от друга по плодовитости. У линий № 1 и № 3 не обнаружен кроссинговер между генами, находящимися во второй хромосоме. Плодовитость линии № 2 принята за единицу. Определите генотипы трех указанных линий.

396. Определите характер наследования высоты растений томатов и хромосомный выбор (плоидность) каждого из сортов. Плодовитость растений в скрещивании между собой томатов сорта "Секрет" принята за единицу.

Решение задачи № 385. Решение циклической задачи о характере наследования цвета глаз у дрозофилы логичнее всего начать с нумерации ячеек:

Отсутствие расщепления в ячейках 1, 5, 9 показывает, что анализируемые линии дрозофилы при скрещиваниях внутри себя не расщепляются. Из этого следует, что они являются гомозиготами.

Сравнение ячейки 2 с 4-й и 6-й с 8-й (реципрокные скрещивания) показывает, что один или несколько участвующих в расщеплении генов сцеплены с полом, поскольку наблюдается различный характер расщепления у самок и самцов в F₂ (ячейка 4), а в ячейках 2 и 8 уже в первом поколении появляются белоглазые самцы. Сравнение ячеек 3 и 7 (они идентичны) показывает, что дрозофилы линий 1 и 3 различаются по аутосомным генам.

Рассмотрим ячейку 3. У гибридов второго поколения наблюдается расщепление - 9 темно-красноглазые : 3 пурпурные : 3 ярко-красные : 1 оранжевые глаза. Гибриды F₁ имели темно-красные глаза. Такое расщепление указывает и различие линий 1 и 3 по двум несцепленным между собой генам, которые взаимодействуют по типу новообразования. Характер расщепления показывает, что гибриды F₁ являются дигетерозиготными. Можно теперь предположительно записать генотипы обеих линий: AABB для линии 3 и aabb - для 1 линии с оранжевыми глазами.

Обратимся к ячейке 2. Во втором поколении у самцов и самок наблюдается одинаковое расщепление - 16 белые:9 темно-красные : 3 пурпурные : 3 ярко-красные : 1 оранжевые глаза. Общее число долей в расщеплении (32) показывает, что линия 1 отличается от линии 2 по трем генам. По третьему гену наблюдается расщепление 1:1 (1 белоглазые: 1 все остальные классы). Выше мы установили, что в этом скрещивании один из генов сцеплен с полом. Появление в F₁ белоглазых самцов свидетельствует о том, что этот ген находится в X-хромосоме и является рецессивным. Особи с белыми глазами несут в X-хромосоме аллель c. Особи с окрашенными глазами имеют в X-хромосоме доминантный аллель.

Характер окраски глаз определяется у этих линий двумя несцепленными аутосомными генами (они дают расщепление 9:3:3:1). Рецессивный ген с в гомозиготном (у самок), либо гемизиготном (у самцов) состоянии препятствует проявлению генов окраски A и B (криптомерия). Генотип линии 2 с белыми глазами в этом случае должен быть для самок и для самцов, а линии 1 с оранжевыми глазами и

Если наше предположение правильно, то линия 2 отличается от линии 3 только по гену C. Рассмотрим ячейку 6. При скрещивании белоглазого самца и темно- красноглазой самки потомство оказывается красноглазым. В F₂ расщепление наблюдается только среди самцов - 1 темно-красные: 1 белые глаза, самки же все с темно-красными глазами. Такой результат подтверждает наше предположение. Таким образом, генотип линии 3 следующий: и для самок и самцов, соответственно.

Правильность решения и всех сделанных предположений можно проверить, скрестив белоглазого самца (линия 2) с самкой, имеющей оранжевые глаза (линия 1).

По гену C расщепление не идет, поэтому белоглазых самок нет.

У самцов происходит расщепление по гену C в отношении 1:1 и по генам A и B в отношении 9:3:3:1, что в итоге даст: 16 с белыми глазами: 9 с темно-красными : 3 с пурпурными : 3 с ярко-красными : 1 с оранжевыми.

И действительно получается такое расщепление (см. ячейку 4), которого следовало ожидать теоретически в данном скрещивании.

Таким образом, анализируемые линии дрозофил отличаются по трем генам, контролирующим окраску глаз. Два гена располагаются в аутосомах и наследуются независимо друг от друга. Они взаимодействуют между собой по типу новообразования, что приводит к появлению четырех разных типов окраски. Третий ген располагается в X-хромосоме. Рецессивный аллель этого гена подавляет проявление любого из генов окраски, что приводит к полному отсутствию пигмента и белой окраске глаз, то есть взаимодействует с двумя первыми по типу криптомерии.

Ответ: генотип линии для самцов; линия для самок и для самцов; линия для самок для самцов.