При скрещивании высокого растения томата с заостренными плодами и карликового растения с круглыми плодами все потомство получилось высокое с круглыми плодами. В анализирующем скрещивании гибридного потомства получилось четыре разные фенотипические группы, две из них составили по 16% от общего количества потомков. Составьте схемы скрещиваний. Укажите генотипы, фенотипы родительских особей и генотипы, фенотипы, долю каждой группы потомков в анализирующем скрещивании. Постройте генетическую карту для указанных выше генов, укажите на ней местоположение каждого гена и расстояние (в %) между ними. Определите тип наследования генов указанных выше признаков.

Решение:

1. Определение генотипов и фенотипов родительских особей.

Из условия задачи следует, что потомство от первого скрещивания (высокое растение с заостренными плодами × карликовое растение с круглыми плодами) получилось полностью высокое с круглыми плодами. Это говорит о том, что признаки высокого роста (A) и круглых плодов (B) являются доминантными, а признаки карликового роста (a) и заостренных плодов (b) — рецессивными. Таким образом:

• Высокое растение с заостренными плодами (рецессивный признак плодов): Aabb
• Карликовое растение с круглыми плодами (доминантный признак плодов): aaBb

2. Составление схемы первого скрещивания и анализ потомства.

Скрещивание: Aabb × aaBb

Гаметы родителя 1 (Aabb): Ab, ab

Гаметы родителя 2 (aaBb): aB, ab

Потомство F1:

• AabB (высокое, круглое) — 50%
• aabb (карликовое, заостренное) — 50%

Согласно условию, все потомство получилось высокое с круглыми плодами. Это означает, что в первом скрещивании, скорее всего, использовались гомозиготные по рецессивным признакам особи, или же признаки наследуются иначе. Однако, последующее условие про анализирующее скрещивание и 4 фенотипические группы дает ключ к решению.

Пересмотр условия: Если все потомство от первого скрещивания высокое с круглыми плодами, это значит, что родительские растения были, например: Высокое, заостренное (AAbb) × Карликовое, круглое (aaBB). Тогда F1 будет AaBb (высокое, круглое).

3. Анализирующее скрещивание.

Анализирующее скрещивание проводится с рецессивным гомозиготным организмом (aabb). В данном случае, генетическое потомство F1 (AaBb) скрещивается с aabb.

Скрещивание: AaBb × aabb

Гаметы F1 (AaBb): AB, Ab, aB, ab

Гаметы рецессивного гомозиготного (aabb): ab

Потомство от анализирующего скрещивания:

• AaBb (высокое, круглое) — 25%
• Aabb (высокое, заостренное) — 25%
• aaBb (карликовое, круглое) — 25%
• aabb (карликовое, заостренное) — 25%

4. Учет данных из условия задачи.

В условии сказано, что в анализирующем скрещивании получилось 4 фенотипические группы, две из которых составили по 16% от общего количества потомков. Это означает, что гены, контролирующие рост и форму плодов, сцеплены и происходит кроссинговер. При сцеплении и кроссинговере, группы, соответствующие родительским комбинациям (некроссоверные), будут преобладать, а группы с новыми комбинациями (кроссоверные) будут встречаться реже.

Исходя из условия, что две группы составляют по 16%, это кроссоверные комбинации:

• Aabb (высокое, заостренное) — 16%
• aaBb (карликовое, круглое) — 16%

Общая доля кроссоверов = 16% + 16% = 32%.

Доля некроссоверов (родительских комбинаций) = 100% - 32% = 68%.

Каждая из некроссоверных групп составит: 68% / 2 = 34%.

• AaBb (высокое, круглое) — 34%
• aabb (карликовое, заостренное) — 34%

5. Построение генетической карты.

Расстояние между генами в процентах (сантиморганах, сМ) равно частоте кроссинговера.

Частота кроссинговера = (Доля кроссоверных потомков / Общее количество потомков) × 100%

Частота кроссинговера = 32%.

Следовательно, расстояние между генами A и B составляет 32 сМ.

Гены расположены на одной хромосоме. Можно обозначить их расположение:

• Вариант 1 (если гены A и B были сцеплены в цис-положении у одного родителя, и a и b у другого):

A---32 сМ---B

a---32 сМ---b

Или:

• Вариант 2 (если гены A и B были сцеплены в транс-положении у одного родителя, и a и b у другого):

A---32 сМ---b

a---32 сМ---B

Поскольку в первом скрещивании (AAbb × aaBB → AaBb) все потомство было высокое с круглыми плодами, это означает, что гены A и B находятся в одной хромосоме, и родительские комбинации признаков были A с B и a с b. То есть, гены A и B сцеплены в одной хромосоме, а гены a и b — в другой.

Направление сцепления (например, cis-положение):

• Один родитель имел хромосомы: AB и ab
• Другой родитель имел хромосомы: aB и Ab (для получения потомства, где все потомки высокие и круглые, такое сцепление не подходит)

Вернемся к условию: «При скрещивании высокого растения томата с заостренными плодами (A_bb) и карликового растения с круглыми плодами (aaB_) все потомство получилось высокое с круглыми плодами (AaBb).»

Это означает, что:

• Высокое, заостренное растение — AAbb
• Карликовое, круглое растение — aaBB

Тогда F1 — AaBb (высокое, круглое).

Анализирующее скрещивание: AaBb × aabb

Кроссоверные потомки — это те, которые несут комбинации генов, отличающиеся от родительских (Ab и aB).

• Aabb (высокое, заостренное) — 16% (кроссовер)
• aaBb (карликовое, круглое) — 16% (кроссовер)

Расстояние между генами = 16% + 16% = 32%.

Следовательно, расстояние между генами A и B равно 32 сМ.

Генетическая карта:

На одной хромосоме ген A, на другой ген a. На одной хромосоме ген B, на другой ген b.

Анализ сцепления:

Из анализирующего скрещивания и процентного соотношения потомков мы видим, что гены A и B сцеплены.

Родительские комбинации: AB и ab. Кроссоверные: Ab и aB.

А ---32 cM--- B

a ---32 cM--- b

6. Определение типа наследования.

Признаки роста (высокий/карликовый) и формы плодов (круглые/заостренные) наследуются независимо или сцепленно, но оба признака проявляют полное доминирование.

Тип наследования: Автосомное наследование, полное доминирование.

Итог:

• Родительские особи: Высокое, заостренное (AAbb) × Карликовое, круглое (aaBB).
• Потомство F1: AaBb (высокое, круглое).
• Схема анализирующего скрещивания: AaBb × aabb
• Доли потомков:
  • AaBb (высокое, круглое): 34%
  • aabb (карликовое, заостренное): 34%
  • Aabb (высокое, заостренное): 16%
  • aaBb (карликовое, круглое): 16%
• Генетическая карта: Расстояние между генами A и B составляет 32 сМ.

A ---32 cM--- B

a ---32 cM--- b

• Тип наследования: Автосомное, полное доминирование, сцепленное наследование с кроссинговером.

Ответ: Гены роста и формы плодов наследуются сцепленно, с кроссинговером. Расстояние между генами составляет 32 сМ. Тип наследования – автосомный, полное доминирование.