Взаимодействие генов из разных аллельных пар.

В организме одновременно функционирует множество генов из разных аллелей, расположенных в разных парах гомологичных хромосом. Многие из них могут оказывать воздействие друг на друга на уровне ферментов, синтез которых контролируется данными генами, или на уровне катализируемых ферментами биохимических реакций. Поэтому формирование признака происходит при взаимодействии генов между собой и влиянии факторов внешней среды. Выделяют три типа взаимодействия неаллельных генов: комплементарное, эпистатическое, полимерное.

2.4.1. Комплементарное взаимодействие генов – явление, когда два или несколько генов из разных аллельных пар, находясь вместе в генотипе, дают новый признак, не похожий ни на один из тех, которые формируются под влиянием каждого из этих генов самостоятельно. Таким образом наследуется цвет шерсти у собак коккер-спаниелей, форма гребня у кур, цвет перьев у попугайчиков-неразлучников.

Расщепление в потомстве при скрещивании дигетерозигот будет отличаться от менделевского и зависеть от того, будет ли каждый ген в отдельности иметь самостоятельное фенотипическое проявление, или нет. Оно может быть 9:3:3:1; 9:6:1; 9:3:4.

Задачи

36. При скрещивании черных собак породы коккер-спаниель получается потомство четырех мастей: 9 черных, 3 рыжих, 3 коричневых, 1 светло-желтый. Черный коккер-спаниель был скрещен со светло-желтым. От этого скрещивания в помете был светло-желтый щенок. Какое соотношение мастей в потомстве можно ожидать от скрещивания этого же черного спаниеля с собакой одинакового с ним генотипа?

37. Форма гребня у кур может быть листовидной, гороховидной, розовидной и ореховидной. При скрещивании кур, имеющих ореховидные гребни, потомство получилось со всеми четырьмя формами гребней в отношении: 9 ореховидных, 3 розовидных, 3 гороховидных и 1 листовидный. Определите вероятные соотношения фенотипов в потомстве от скрещивания получившихся трех гороховидных с тремя розовидными особями.

38. Форма плодов у тыквы может быть сферической, дисковидной и удлиненной и определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов.

1. При скрещивании двух растений со сферической формой плода получено потомство из растений, дающих только дисковидные плоды. При скрещивании дисковидных тыкв между собой получилось потомство из растений, дающих все формы плода: с дисковидными плодами – 9, со сферическими – 6, с удлиненными – 1. Определите генотипы родителей и потомства первого и второго поколений.

2. При скрещивании дисковидных тыкв с растениями, дающими удлиненные плоды, в потомстве получено соотношение: 1 дисковидный, 2 сферических и 1 удлиненный. Определите генотипы скрещиваемых растений и их потомства.

39. Цветы душистого горошка могут быть белыми и красными. При скрещивании двух растений с белыми цветами все потомство оказалось с красными цветами. При скрещивании растений с красными цветами появились особи с белыми и красными цветами в соотношении 9 красных и 7 белых. Определите генотипы растений и потомков первого и второго поколения, дайте характеристику генам.

 

2.4.2. Эпистаз – подавление действия аллелей одного гена аллелями другого гена. Различают эпистаз доминантный и рецессивный. В первом случае эпистатичным геном (геном-подавителем) является доминантный ген, во втором- рецессивный ген в гомозиготном состоянии. При доминантном эпистазе расщепление признаков в потомстве при дигибридном скрещивании окажется в соотношении 13:3 или 12:3:1. При рецессивном эпистазе расщепление при дигибридном скрещивании наблюдается в соотношении 9:3:4. Доминантный эпистаз проявляется при наследовании окраски шерсти у лошадей, рецессивный – у человека при наследовании групп крови системы АВ0 («бомбейский феномен»).

Задачи

40. У овса цвет зерен определяется двумя парами несцепленных между собой генов. Один доминантный ген обусловливает черный цвет, другой – серый. Ген черного цвета подавляет ген серого цвета. Оба рецессивных аллеля обусловливают белую окраску.

1. При скрещивании чернозерного овса в потомстве оказалось расщепление на 12 чернозерных, 3 серозерных и 1 с белыми зернами. Определите генотипы скрещиваемых особей и их потомства.

41. При скрещивании желтоплодной тыквы с белой все потомство дало белые плоды. При скрещивании полученных особей между собой получилось растений с белыми плодами 204, с желтыми – 53, а с зелеными – 17. Определите генотипы родителей и потомства.

42. Белое оперение кур определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. В одной паре доминантный определяет окрашенное оперение, рецессивный – белое. В другой паре доминантный ген подавляет окраску, рецессивный – не подавляет окраску.

1. При скрещивании белых кур получено потомство из 1680 цыплят. 315 цыплят было окрашенных, остальные – белые. Определите генотипы родителей и окрашенных цыплят.

2. На птицеферме скрещивали белых кур с пестрыми и получили белых цыплят 5055, окрашенных – 3033. Определите генотипы родителей и потомства.

43. Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном, желтая – его рецессивным аллелем. Однако проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, несцепленного с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве оказались особи с красными, желтыми и белыми луковицами. Определите генотипы родителей и потомства.

44. Окраска мышей определяется двумя парами неаллельных генов. Доминантный ген одной пары обуславливает серый цвет, его рецессивный аллель -–черный. Доминантный ген другой пары способствует проявлению цветности, его рецессивный аллель подавляет цветность.

1. При скрещивании серых мышей между собой получено потомство из 82 серых, 35 белых и 27 черных мышей. Определите генотипы родителей и потомства.

2. При скрещивании серых мышей между собой получили потомство из 58 серых, 19 черных мышей. Определите генотипы родителей и потомства.

45. Так называемый «бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел I группу крови, а мать – III группу крови, родилась девочка с I группой крови. Она вышла замуж за мужчину со II группой крови, и у них родились две девочки: первая – с IV группой, вторая – с I группой крови. Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови вызвало недоумение. Однако в литературе было описано несколько подобных случаев. По сообщению В. Маккьюсика (1967), некоторые генетики склонны объяснить это явление редким эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группу крови А и В. Принимая эту гипотезу:

1. Установите вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в «бомбейском феномене».

2. Определите вероятность рождения детей с I группой крови в семье первой дочери из 3-го поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как она сама.

3. Определите вероятные группы крови у детей второй дочери из 3-го поколения, если она выйдет замуж за мужчину с IV группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатическому гену.

 

2.4.3. Полимерия – это явление, когда один и тот же признак определяется несколькими неаллельными генами. Например, цвет кожи у человека зависит от числа доминантных генов, определяющих синтез пигмента меланина, и контролируется несколькими парами генов из разных аллельных пар. Чем больше доминантных генов в генотипе присутствует одновременно, тем больше вырабатывается пигмента и окраска оказывается более темной (вариант кумулятивной полимерии). Однако проявление признака может зависеть от наличия хотя бы только одного из нескольких генов (некумулятивная полимерия). Расщепление при дигибридном скрещивании дигетерозигот в таком случае будет 15:1. При кумулятивной полимерии расщепление будет так же 15:1, но интенсивность признака среди 15-ти будет варьировать.

Задачи

46. У разводимых в звероводческих хозяйствах норок цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Доминантные гены обоих аллелей определяют коричневую окраску. Рецессивные аллели обеих пар определяют платиновую окраску меха.

1. Какое потомство получается при скрещивании двух гетерозиготных по обеим парам генов норок?

2. При скрещивании каких родительских пар все потомство окажется коричневым?

47. Цвет зерен у пшеницы контролируется двумя парами несцепленных генов, при этом доминантные гены обусловливают красный цвет, а рецессивные окраски не дают.

1. При скрещивании краснозерных растений между собой в потомстве произошло расщепление в отношении 15 окрашенных и 1 белый. Интенсивность окраски варьировала. Определите генотипы скрещиваемых растений и вариации в окраске зерен у потомства.

2. Растения, имеющие красные зерна, скрещивали тоже с краснозерными, не менее яркой окраски. В потомстве получилось 75% растений краснозерных, но с различной степенью окраски и 25% белозерных. Определите генотипы скрещиваемых растений и их потомства.

48. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь 3-мя парами генов (Ш. Ауэрбах, 1969), то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см.

1. Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста.

2. Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165, 160, 155 и 150 см. определите генотипы родителей и их рост.