Задача
У некоторого вида пчёл синтез пигмента тела происходит из бесцветного предшественника через жёлтый промежуточный продукт. Далее в некоторых частях тела жёлтый предшественник превращается в тёмно-коричневый пигмент, и пчел приобретает полосатую окраску. За каждый из этапов биосинтеза отвечает определённый ген
На первый год полосатая царица-пчела встретила трутня с белым телом (P). При этом половина рабочих пчёл оказались с белым телом, а другая половина – с полосатым. На второй год из этого улья вылетела молодая полосатая царица (F1). Она встретила другого трутня с белым телом, но в потомстве (F2) от него оказались не только белые и полосатые, но и 34% жёлтых рабочих пчёл.
А) Предложите все возможные генотипы родителей в обоих скрещиваниях. Мутантные аллели обозначьте как w и y.
Б) Рассчитайте долю рабочих пчёл с белым и полосатым телом среди потомков F2.
В) Определите расстояние в морганидах между генами W и Y.
У пчёл царица и рабочие пчёлы являются диплоидными организмами (два набора хромосом, каждый ген представлен двумя аллелями). Трутни гаплоидны, поскольку они развиваются из неоплодотворенных яиц. У трутней один набор хромосом, и только по одному аллелю каждого гена. Поэтому любая мутация по генам из задачи проявится в фенотипе у трутней.
У белого трутня гена W представлен нефункциональным аллелем – w.
Аллель гена Y при этом может быть любым. Его генотип может быть либо w y, либо W Y.
Для царицы с полосатым телом обязательно, чтобы оба гена были представлены хотя бы одним функциональным аллелем. Её генотип может быть:
1) Ww Yy
2) WW Yy
3) Ww YY
4) WW YY
После скрещивания среди рабочих наблюдалось расщепление по фенотипу: половина белых (гомозиготы по мутантному аллелю w) и половина полосатых (генотип мог бы быть как у родительской пчелы).
Эти сведения позволяют уточнить генотип родительской пчелы: она была гетерозиготна по гену W.
Желтые рабочие при скрещивании отсутствуют, значит, хотя бы от одного из родителей они получили функциональный аллель Y.
Это возможно при следующих генотипах родителей:
1) Царица Ww Yy, трутень w Y.
2) Царица Ww YY, трутень w Y.
3) Царица Ww YY, трутень w y
Из этого улья происходит царица F1, в потомстве которой наблюдается появление как белых, так и желтых рабочих пчёл. Это означает, что она сама несет мутантные аллели w и y. Судя по фенотипу, царица F1 может иметь только генотип Ww Yy. Это позволяет дополнительно уточнить возможные генотипы родителей (P), исключив вариант «Царица Ww YY, трутень w Y».
Поскольку среди потомков от белого трутня F1 наблюдаются не только белые, но и желтые рабочие пчелы, то, помимо мутантного аллеля w, он несет мутантный аллель y.
Ответ А.
Вариант 1. Полосатая царица (P) – Ww Yy.
Белый трутень (P) – w Y.
Полосатая царица (F1) – Ww Yy.
Белый трутень (F1) – w y.
Вариант 2. Полосатая царица (Р) – Ww YY.
Белый трутень (Р) – w y.
Полосатая царица (F1) – Ww Yy.
Белый трутень (F1) – w y.
Так как наблюдается заметное отклонение от соотношения 2 : 1 : 1 среди потомков от первого скрещивания, мы можем предположить, что гены наследуются сцеплено. Возьмём пару генов, представленных двумя аллелями. Допустим, что нам неизвестно распределение мутантных аллелей и расстояние между генами на хромосоме.
Должна наблюдаться следующая картина (см. рисунок)
Принимая, что (100% – N%) : 2 = 34%, найдём, что N = 32%. Таким образом, расстояние от гена W до гена Y равно 32 морганидам
Ответ В:
Расстояние между генами W и Y – 32 морганиды.
Для решения части Б потребуется узнать, какие аллели находились на одной хромосоме. Поскольку желтых рабочих особей было 34%, они не являются рекомбинантными (см. рисунок). Таким образом, W(1) – 'это доминантныq аллель W, тогда как Y(1) – 'это рецессивный аллель y.
Подставляя в схему соответствующие аллели и расстояние между генами, получим следующее расщепление по генотипам:
Ww yy – 34% (желтое тело);
ww Yy – 34% (белое тело);
Ww Yy– 16% (полосатое тело);
ww yy – 16% (белое тело).
Ответ Б:
Суммируя по фенотипам, получим 50% с белым телом; 34% с желтым телом; 16% полосатых рабочих особей.