Анализ совместного наследования признаков

Список сокращений

 

КГ – красные клаза

БГ – белые глаза

СТ – серое тело

ЧТ – черное тело

НК – нормальные крылья

ОК – обрезанные крылья

Цель: установить тип наследования трех внешних признаков (окраска глаз и тела, форма крыла) у Drosophila melanogaster.

Задачи: провести прямое и обратное скрещивание в поколениях P и F1, провести количественный учет полученных фенотипов в поколениях F1 и F2, проверить полученное распределение на соответствие гипотезам по критерию χ2.

Материалы и оборудование.

20 стеклянных пробирок, вата для затыкания горлышка пробирок, питательная среда, морилка с ваткой, смоченной в эфире, гусиное перо, керамическая подложка, лупа, лампа, ёмкость с раствором детергента.

 

Объект: Drosophila melanogaster из двух чистых линий:

1) самцы и самки с черным телом, красными глазами и округлым краем крыла.

2) самцы и самки с серым телом, белыми глазами и срезанным краем крыла.

Схема эксперимента:

Проводились следующие виды скрещивания:

1) прямое скрещивание. Были взяты самки с черным телом, красными глазами и округлыми крыльями и самцы с серым телом, белыми глазами и срезанными крыльями.

2) обратное скрещивание. Были взяты самки с серым телом, белыми глазами и срезанными крыльями и самцы с черным телом, красными глазами и округлыми крыльями

Для этого были взяты 4 пробирки с ватными пробками и питательным субстратом. В первые две пробирки было внесено по три самца и две самки для прямого скрещивания, а в две оставшиеся – по три самца и две самки для обратного. Мух предварительно в течение короткого времени подвергали воздействию эфира в морилке – для того, чтобы усыпить их и облегчить работу с ними. После внесения мух в пробирки они были помещены в термостат, поддерживающий оптимальные условия для быстрого развития личинок. После развития личинок родительские формы изымались.

Производился учет количества особей первого поколения в каждой пробирке и их признаков. Затем было поставлено прямое и обратное скрещивание для получения второго поколения. Для этого взяли восемь пробирок: в первые четыре были внесены по 3 самца и две самки первого поколения прямого скрещивания, а в оставшиеся четыре пробирки – обратного скрещивания. Мух аналогично обрабатывали эфиром для их обездвиживания. Затем пробирки были помещены в термостат, и после развития личинок были удалены родительские формы. Производился учет количества мух и их фенотипов в каждой пробирке для обоих скрещиваний и анализ механизма наследования каждого из трех указанных признаков, а также анализ их совместного наследования.

Результаты:

Прямое скрещивание:

Р: ♀ + ♂

кг бг

чт ст

нк ок

Анализ F1.

№	фенотип	пробирка 1	пробирка 2
♀	♂	♀	♂
	кг, ст, нк
	бг, ст, ок

Анализ F2.

№	фенотип					сумма
♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂
	Ст, кг, нк
	Ст, кг, ок
	Ст,бг,нк
	Ст, бг, ок
	чт, кг, нк
	чт, кг, ок
	чт,бг,нк
	чт, бг, ок

Обратное скрещивание:

Р: ♀ + ♂

бг кг

ст чт

ок нк

Анализ F1.

№	фенотип	пробирка 1	пробирка 2
♀	♂	♀	♂
	кг, ст, нк
	бг, ст, ок

Анализ F2.

№	фенотип					сумма
♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂
	Ст, кг, нк
	Ст, кг, ок
	Ст,бг,нк
	Ст, бг, ок
	чт, кг, нк
	чт, кг, ок
	чт,бг,нк
	чт, бг, ок

 

 

Анализ наследования признаков

Наследование окраски тела

Прямое скрещивание P ♀ черное тело × серое тело ♂ F1 серое тело (♀ – 39, ♂ – 49) ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего Серое тело 76 56 132 Черное тело 26 37 63

Обратное скрещивание P ♀ серое тело × черное тело ♂ F1 серое тело (♀ – 22, ♂ – 8) ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего Серое тело 88 96 184 Черное тело 35 31 66

 

В F₁ единообразие гибридов в обоих направлениях у обоих полов, наблюдается ядерный аутосомный тип наследования, родители гомозиготны.

В F₂ наблюдается расщепление на 2 фенотипических класса в обоих у обоих полов.

H₀ : расщепление - 3:1, полное доминирование

∑= 195 195/4=48,75 195*3/4=146,25   = 5,55 n=1, тогда 0,01<p<0,02

∑= 250 250/4=62,5 250*3/4=187,5   =0,261 n=1, тогда 0,5<p<0,7

 

По величине χ² можно судить о случайности отклонения от предполагаемой гипотезы. Поскольку часть мух погибла при проведении подсчетов, отклонения не является случайным. Кроме того, в некоторые пробирки могли попасть посторонние мухи или же исследуемые могли улететь, поэтому объединять все пробирки данного скрещивания в одну выборку может быть некорректно.

По причине вышеизложенного, мы решили проверить H₀ –гипотезу по для каждой пробирки прямого и обратного скрещивания.

 

Прямое скрещивание

сумма
Чт, ст практич	22, 20	11,40	14,37	27, 35
Чт, ст теор	10,5 31,5	12,75, 38,25	12,75 38,75	15,5 46,5
	16,8	0,319	0,2	11,37
р	->0	0,5-0,7	0,5-0,7	->0

 

Обратное скрещивание

сумма
Чт, ст практич	22, 42	12, 38	14, 42	12, 65
Чт, ст теор	16, 48	12,5, 37,5	14, 42	19,25 57,75
		0,0267		3,64
р	0,1-0,05	0,8-0,9		0,1-0,05

Как видно из двух последних таблиц, вероятность случайности отклонения сильно варьирует от пробирки к пробирке. Для обоих скрещиваний в пробирках №1 и №4 вероятность случайности отклонения мала, это значит, что, действительно, часть мух либо погибла или улетела, либо в пробирку попали посторонние мухи.

Таким образом, если исключить пробирки №1 и №4 для обоих случаев, значение для прямого скрещивания = 0,013 и 0,095>p>0,90; для обратного =0,012 и 0,095>p>0,90.

Таким образом, если допустить, что учёт мух в пробирках №1 и 4 для поколения F2 в обоих скрещиваниях оказался по каким-то причинам некорректным, можно принять гипотезу.

Введем обозначения гена:
А – серый, а – черный, А>а.

Схема скрещивания:

P ♀ аа × АА ♂ F1 Аа PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 ¾ А: ¼ а (¼ АА: 2/4 Аа: ¼ аа)

P ♀ АА × аа ♂ F1 Аа PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 ¾ А: ¼ а (¼ АА: 2/4 Аа: ¼ аа)

 

Вывод:
Цвет тела наследуется как признак, определяемый одним геном, не сцепленным с полом. Серый цвет тела полностью доминирует над черным.

 

 

Наследование окраски глаз

Прямое скрещивание PF1 ♀ красные глаза × белые глаза ♂ F1 красные глаза (♀ – 39, ♂ – 49) PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего Красные глаза 93 50 143 Белые глаза 0 43 43   В F1 единообразие гибридов у обоих полов, родители гомозиготны. В F2 расщепление на 2 фенотипических класса у самцов и единообразие у самок.

Обратное скрещивание PF1 ♀ белые глаза × красные глаза ♂ F1 ♀ – красные глаза, 57 ♂ – белые глаза, 59 PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего Красные глаза 66 56 122 Белые глаза 57 71 128   В F1 крисс-кросс наследование. Значит, признак сцеплен с полом, т.е. ген находится в Х-хромосоме, мать – гомозиготна, отец – гемизиготен. В F2 расщепление на 2 фенотипических класса.

 

H₀ : моногенное наследование, полное доминирование

3:1 (по сумме самок и самцов во втором поколении)   ∑= 186 186/4=46,5 186*3/4=139,5   = 0,351 0,1<p<0,05   Обоснование аллелизма: полное доминирование из формулы 3:1, выщепление рецессивного признака у гетерогаметного пола.

1:1   ∑= 250 250/2=125   =0,144   0,7<p<0,8   Обоснование аллелизма: крисс-кросс наследование возможно только в случае, если гомогаметный пол имеет рецессивную аллель.

 

Введем обозначения гена:
В – красный, b – белый, В>b.

 

Вывод:
Цвет глаз наследуется как признак, определяемый одним геном, сцепленным с полом. Красный цвет глаз полностью доминирует над белым.

 

 

Наследование формы крыла.

Прямое скрещивание PF1 ♀ округлое крыло × срезанное крыло ♂ F1 округлое крыло (♀ – 45, ♂ – 43) PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего НК 93 54 147 ОК 0 48 48   В F1 единообразие гибридов у обоих полов, родители гомозиготны. В F2 расщепление на 2 фенотипических класса у самцов и единообразие у самок.

Обратное скрещивание PF1 ♀ срезанное крыло × округлое крыло ♂ F1 ♀ – округлое крыло, 57 ♂ – срезанное крыло, 59 PF2 ♀F1 × ♂F1 F2 самки самцы всего НК 63 59 122 ОК 64 64 128   В F1 крисс-кросс наследование. Значит, признак сцеплен с полом, т.е. ген находится в Х-хромосоме, мать – гомозиготна, отец – гемизиготен. В F2 расщепление на 2 фенотипических класса.

 

H₀ : моногенное наследование

3:1   ∑= 195 195/4=48,75 195*3/4=146,25   = 0,0154 n=1, тогда 0,9<p<0,95   Обоснование аллелизма: полное доминирование из формулы 3:1, выщепление рецессивного признака у гетерогаметного пола.

1:1   ∑= 250 293/2=125   =0,114 n=1, тогда 0,7<p<0,8   Обоснование аллелизма: крисс-кросс наследование возможно только в случае, если гомогаметный пол имеет рецессивную аллель.

 

Введем обозначения гена:
С – округлое, с – срезанное, С>с.

Вывод:

Форма крыла наследуется как признак, определяемый одним геном, сцепленным с полом. Нормальная форма крыла полностью доминирует над обрезанной.

 

 

Анализ совместного наследования признаков