Лекция №10

Тема:Типы взаимодействие генов.

Цель:Влияние факторов внешней среды на реализацию генотипа. Плейотропное действие генов.Раскрыть сущность модифицирующего действия генов, эпистаза, полимирии.

Содержание лекции:Типы взаимодействия генов: полимерия, модифицирующее действие генов. Отличительные особенности наследования количественных признаков. Плейотропное действие генов.

Полимерия.

Рассматривая предыдущие типы взаимодействия генов мы касались альтернативных качественно отличных признаков. Но в природе много признаков, которые отличаются количественно. Например, темп роста, живой вес животного, яйценоскость кур, жирность молока и его количество, количество белка в эндосперме зерна кукурузы и пшеницы, содержание витаминов в растениях и т.д.

Изучением наследования подобных признаков занимался в начале прошлого столетия шведский ученый Нильсон – Эле в 1908 г. скрещивая расы пшеницы с красными и белыми – неокрашенными зернами, в F₁ получил расщепление 3:1 характерное для обычного моногибридного скрещивания. Однако, при скрещивании некоторых линий пшеницы с такими признаками в F₂ наблюдается расщепление в отношении 15/16 окрашенных и 1/16 белых. В первой группе окраска зерна варьирует от темнокрасной до бледнокрасной. Все зерна имеющие промежуточную окраску в F₃ дали расщепление по окраске зерна. Значит красную окраску семян определяет не один, а два доминантных гена, так как расщепление идет соответственно дигибридному скрещиванию. Рецессивные гены же в гомозиготе дают белую окраску. Если представить данный анализ проведя скрещивание и построив решетку Пеннета, то можно установить, что интенсивность окраски зависит от числа доминантных генов.

 

P. ♀ кр. А₁ А₂ х ♂ бел. а₁ а₂

= = = =

А₁ А₂ а₁ а₂

 

F₁ А₁ А₂

= = крас.

а₁ а₂

 

P♀ кр. А₁ А₂ х ♂ кр. А₁ А₂

= = = =

а₁ а₂ а₁ а₁

 

1 А₁А₁:2А₁а₁:1 а₁а₁

F₂ = 1 А₂А₂:2А₂а₂:1 а₂а₂

1А₁А₁А₂А₂:2А₁А₂А₂а₁:1А₂А₂а₁а₁:2А₁А₁А₂а₂:4А₁А₂а₁а₂:2А₂а₂а₁а₁:1А₁А₁а₂а₂:

кр. кр. кр. кр. кр. кр. кр.

2А₁а ₁а₂а₂:1а₁а₁а₂а₂.

кр. бел.

Гены такого типа были названы полимерными, ибо они однозначно определяют один и тот же признак. Было решено полимерные гены обозначать одной и той же буквой, с указанием индекса для разных неаллельных пар генов:

А₁А₁ и а₁а₁;А₂А₂ и а₂а₂ и т.д. следовательно, исходные родительские формы давшие расщепление в F₂ 15:1 имели генотипы А₁А₁А₂А₂ и а₁а₁а₂а₂. Наличие всех доминантных генов и определяет самую интенсивную окраску, а₁а₁а₂а₂-белую окраску. Все остальные промежуточную. При накоплении доминантных генов их действие суммируется. Эти гены имеют кумулятивный эффект, поэтому взаимодействие такого типа называют кумулятивнойполимерией. По типу кумулятивной полимерии наследуется цвет кожи у человека. Например, от брака негра и белой женщины рождаются дети с промежуточным цветом кожи-мулаты. От брака мулатов рождаются дети по цвету кожи всех типов, от белых до черных.

Е. Ист скрещивал кукурузу с длинными и короткими початками. В F₂ появляется расщепление от малых до больших в соотношении тригибридного скрещивания.

Множественные гены с однозначным действием могут определять не только количественные, но и качественные признаки. Например, наследование формы плода у пастушьей сумки. У этого вида встречаются растения с треугольной формой плода и очень редко с округлой – яйцевидной формы плода. От скрещивания этих рас в F₁ появляются растения с треугольной формой плода. Во втором поколении происходит расщепление по фенотипу в соотношении 15/16 с треугольными плодами и 1/16 с яйцевидными, т.е. 2 фенотипических класс, а число комбинаций характерно для дигибридного скрещивания. Значит генотипы исходных родительских форм были А₁А₁А₂А₂ и а₁а₁а₂а₂. Присутствие даже одного доминантного гена обусловливает формирование треугольного стручка, а не переходного от треугольного к яйцевидному. Также наследуется оперение голени у кур. Подобное взаимодействие полимерных генов называют некумулятивной полимерией, т.е. действие доминантных генов не суммируется.

Разобрав три типа взаимодействия генов: комплементарности, эпистаз и полимерию, мы отмечаем, что все они изменяют по фенотипу классическую формулу расщепления при дигибридном и др. скрещиваниях. Вместо 9:3:3:1, получают 9:7, 13:3, 15:1 и т.д. Тем не мение на опытах мы убедились, что это результат взаимодействия генов. Количество комбинаций остается.

 

Модифицирующеедействиегенов.

При изучении явления взаимодействия генов были открыты гены основного действия, т.е. такие которые определяют развитие признака или свойства, например, выработку пигмента, формы цветка и т.п. Однако есть гены, которые сами по себе не определяют какую либо качественную реакцию или признак, а лишь способны усиливать или ослабевать проявление действия основного гена. Это гены – модификаторы, а их действие модифицирующее.

Одни из генов модификаторов могут усиливать эффект основного гена, другие ослабевать. Например, у крупного рогатого скота пегая окраска шерстного покрова определяется рецессивным геном и двумя генами модификаторами, ослабляющими или усиливающими эффект гена пегости. При скрещивании животных со сплошной окраской с пегими в F₁ будет сплошная окраска, а во втором поколении произойдет расщепление 3 – сплошная: 1 – пегий. Действие модификаторов проявляется в присутствии гена пегости. Среди пегого потомства животные будут иметь различную степень пегости шерстного покрова.

Вопросы для самоконтроля:

1.Что такое эпистаз.

2.Взаимодействие генов при полимирии.

3.Сколько тип гамет при дигетерозиготном генотипе.

Рекомендуемая литература: М.Е. Лобашев и др.«Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц. и др. «Общая и медецинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.