Определение генотипов и фенотипов при наследовании признаков по доминантному эпистазу

Расщепление по фенотипу при эпистазе — 12:3:1

Задача 218.
Скрещивание растений овса с черным зерном между собой в потомстве дало 317 чернозерных, 76 серозерных и 24 белозерных растений; скрещивание этих же чернозерных растений с белозерными дало 151 растение с черным зерном, 79 — с серым и 74 — с белым. Объясните расщепления. Как наследуется окраска зерна у овса? Определите генотипы исходных форм.
Решение:
А — ген черной окраски зерна;
а — ген белой окраски зерна;
В — ген серой окраски зерна;
б — ген белой окраски зерна;
(А_В_) — черная окраска зерна по фенотипу;
(А_в_) — черная окраска зерна по фенотипу;
(а_В_) — серая окраска зерна по фенотипу;
(аавв) — белая окраска зерна по фенотипу.

Установлено, что при скрещивании растений овса с черным зерном между собой в потомстве наблюдается появление растений трех фенотипов, из них двух новых — серого и белого. Так как при скрещивании растений овса с черным зерном между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении — 13 : 3 :1 (317:76:24 = 317/24 : 76/24 : 24/24 = 13,2 : 3,2 : 1), т.е. приблизительно как 12:3:1, то это соответствует доминантному эпистазу. Причем растений овса с серыми зернами в три раза больше, чем с белыми, то серая окраска зерна у растений овса является доминантной по отношению к белой. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. Значит, у овса чёрная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска — доминантным геном В. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая.
Так как при анализирующем скрещивании этих же чернозерных растений с белозерными в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу — 
растение с черным зерном : растение с серым зерном :  растение с белым зерном = 2:1:1 (151:79:74 = 151/74 : 79/74 : 74/74 = 2:1:1), то это значит, что исходная форма чернозерного овса является гетерозиготой, несет в себе ген В и ген А в равной степени. Генотипы исходных форм АаВв.

Для доказательства приведем схемы скрещивания:

Видео:Эпистаз. ПолимерияСкачать

1. Схема скрещивания растений овса с черным зерном между собой

Р: АвВв        х        АаВв
Г: АВ, Ав,              АВ, Ав, 
   аВ, ав               аВ, ав
F₁:
1ААВВ; 2ААВв; 2АаВВ; 4АаВв; 1ААвв; 2Аавв; 1ааВВ; 2ааВв; 1аавв.
Наблюдается 9 типов генотипов. Расщепление по генотипу — 1:2:2:4:1:2:1:2:1.
Фентип:
ААВВ — черная окраска зерна — 6,25%;
ААВв — черная окраска зерна — 12,5%; 
АаВВ — черная окраска зерна — 12,5%;
АаВв — черная окраска зерна — 25%;
ААвв — черная окраска зерна — 6,25%;
Аавв — черная окраска зерна — 12,5%;
ааВВ — серая окраска зерна — 6,25%;
ааВв — серая окраска зерна — 12,5%;
аавв — белая окраска зерна — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
Черная окраска зерна — 75%;
серая окраска зерна — 18,75%;
белая окраска зерна — 6,25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 12:3:1 (75% : 18,75% : 6,25% = 75/6,25 : 18,75/6,25 : 6,25/6,25 = 12:3:1).

2. Схема скрещивания растений овса с черным белозерными зерном (анализирующее скрещивание)

Р: АвВв        х        аавв
Г: АВ, Ав,              ав
   аВ, ав
F₁: 
1АаВв; 1Аавв; 1ааВв; 1аавв.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
АаВв — черная окраска зерна — 25%;
Аавв — черная окраска зерна — 25%;
ааВв — серая окраска зерна — 25%;
аавв — белая окраска зерна — 25%.
Наблюдаемый фенотип:
Черная окраска зерна — 50%;
серая окраска зерна — 25%;
белая окраска зерна — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 2:1:1.

Выводы:
1) У овса чёрная окраска семян определяется доминантным геном А, а серая окраска — доминантным геном В. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов окраска семян белая.
2) Генотип исходных форм — гетерозигота (АаВв).
 

Задача 219.
У тыквы доминантный аллель A обусловливает белую окраску тыквин вне зависимости от того, какими аллелями представлен ген B. Если локус A представлен рецессивной аллелью, то растения с генотипами BB и Bb имеют жёлтые плоды, а bb — зелёные.
a. Какого цвета будут плоды тыквы с набором AaBb?
b. Какого цвета будут плоды тыквы с набором AABB?
c. Какого цвета будут плоды тыквы с набором aaBB?
d. Какого цвета будут плоды тыквы с набором aabb?
e. Данный тип взаимодействия называется «эпистаз». Сформулируй, в чём он выражается.
Решение:
А — обусловливает белую окраску тыквин (супрессор);
а — не является супрессором;
В — обусловливает желтую окраску тыквин (гипостатичный);
b — зеленая окраска тыквин.
a. Плоды тыквы с набором AaBb обладают белым цветом;
b. Плоды тыквы с набором AABB обладают белым цветом;
c. Плоды тыквы с набором aaBB обладают желтым цветом;
d. Плоды тыквы с набором aabb обладают зеленым цветом. 
е. Эпистаз — тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена.

Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными, а подавляемые гипостатичными. При доминантном эпистазе в качестве ингибитора выступает доминантный ген (чаще его ставят на второе место в паре и обозначают буквой А, рецессивный а, а при рецессивном эпистазе — рецессивный. При доминантном эпистазе при скрещивании гетерозигот есть два типа расщепления: 12:3:1; 13:3. При рецессивном эпистазе — 9:3:4.
 

Расщепление по фенотипу при эпистазе — 13:3

Задача 220.
У льна кроме растений, имеющих нормальные лепестки, встречаются отдельные растения с гофрированными лепестками. При скрещивании двух форм растений с нормальными лепестками, имеющих разное происхождение, в F1 потмство имеет нормальные лепестки, а в F2 получено следующее потомство: 105 растений с нормальными лепестками и 24 — с гофрированными. Объясните расщепления. Как наследуется форма лепестков у льна? Определите генотипы исходных форм.  
Решение:
А — ген гофрированности лепестков;
а — ген нормальной формы лепестков;
В — ген-ингибитор гофрированности лепестков;
b — ген неспособный подавлять гофрированность лепестков;
ААВВ — доминантная дигомозигота — нормальная форма лепестков;
aabb — рецессивная дигомозигота — нормальная форма лепестков;
АаBb — дигетерозигота — нормальная форма лепестков.

Установлено, что при скрещивании растений льна с нормальными лепестками, имеющих разное происхождение, в потомстве все гибриды имеют нормальные лепестки.
Так как при скрещивании растений F2 между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении:
13 : 3 (105:24 = 105/24 : 24/24 = 4,375 : 1), т.е. приблизительно как 13:3, то акое соотношение фенотипов соответствует доминантному эпистазу. При этом растений льна с нормальными лепестками больше, чем с гофрированными, то нормальная форма лепестков у растений льна является доминантной по отношению к гофрированной. Ген А эпистатичен гену В, и последний в его присутствии не проявляется. Значит, у льна нормальная форма лепестков определяется доминантным геном А, а гофрированная — доминантным геном В. При отсутствии в генотипе обоих доминантных генов форма лепестков нормальная.
Из чего следует, что исходные формы имеют генотипы: ААВВ и aabb, а потомство F₁ — AaBb.

Схема скрещивания (1)
Р: ААBB     x     aabb
Г: АВ             ab
F₁: AaBb — 100%.
Фенотип:
AaBb — нормальная форма лепестков — 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения.

Видео:14 Доминантный эпистазСкачать

Схема скрещивания (2) 
Р: АвВв        х        АаВв
Г: АВ, Ав,              АВ, Ав, 
     аВ, ав               аВ, ав
F₂:
1ААВВ; 2ААВв; 2АаВВ; 4АаВв; 1ААвв; 2Аавв; 1ааВВ; 2ааВв; 1аавв.
Наблюдается 9 типов генотипов. Расщепление по генотипу — 1:2:2:4:1:2:1:2:1.
Фентипы:
ААВВ — нормальная форма лепестков — 6,25%;
ААВв — нормальная форма лепестков — 12,5%; 
АаВВ — нормальная форма лепестков — 12,5%;
АаВв — нормальная форма лепестков — 25%;
ААвв — гофрированная форма лепестков — 6,25%;
Аавв — гофрированная форма лепестков — 12,5%;
ааВВ — нормальная форма лепестков — 6,25%;
ааВв — нормальная форма лепестков — 12,5%;
аавв — нормальная форма лепестков — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
нормальная форма лепестков — 81,25%;
гофрированная форма лепестков — 18,75%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 13:3 (81,25% : 18,75% = 81,25%/18,75% : 18,75/18,75% = 4,3:1 или 13:3).

Выводы:
1) форма лепестков у льна наследуется по механизму доминантного эпистаза.