Задача
Прочитайте внимательно текст. После ответьте на вопросы.
«С нашей точки зрения, легко сделать вывод, что работа Грегора Менделя о горохе была проницательной, но его коллеги явно не считали ее либо очень убедительной, либо очень важной. Очевидная критика заключалась в том, что его результаты относились только к гороху. Мы знаем из письма, которое он написал Карлу фон Нэгели, ведущему ботанику, что, по его мнению, ему необходимо «проверить с помощью других растений результаты, полученные с помощью Pisum». С этой целью Мендель решил использовать род Hieracium подрод Pilosella, фенотипически разнообразный таксон. Однако Мендель не мог знать, что большинство этих растений не являются половыми, как горох, а факультативно апомиктичны. Все результаты скрещивания между растениями подрода Pilosella, отличающимися по фенотипическим признакам, приводили к формированию растений, идентичных материнской особи. Несмотря на все свои усилия в полном повторении экспериментов по гибридизации гороха на подроде Pilosella, Мендель был озадачен получаемыми результатами, и они, в конечном итоге, привели его к выводу, что «гибриды Hieracium показывают поведение, прямо противоположное поведению Pisum». Мендель писал: «В этом случае я не могу не отметить, насколько поразительно то, что гибриды Hieracium демонстрируют поведение прямо противоположное Pisum. Очевидно, мы имеем дело только с отдельными явлениями, которые являются проявлением более высокого, более универсального закона».
Ответьте на вопросы:
1) чем объясняются полученные различия в законах наследования между Pisum и Hieracium pilosella?
2) Как объяснял наблюдаемые результаты Мендель?
3) Прав ли Мендель о существовании других законов наследования?
1) Растения гороха являются классическим примером размножения с участием гамет. Поэтому законы Менделя применимы в данном случае. Ястребинка же характеризуется партеногенетическим развитие, следовательно слияние генетического материала не происходит, что и приводит к нарушению законов наследственности Менделя, и организм получается идентичным материнской особи.
2) Ястребинка относится к семейству сложноцветных, ввиду чего цветки данного растения язычковые и мелкие. Для экспериментальной проверки выполнения законов Менделя необходимо провести тщательную процедуру кастрации (стерилизации), чтобы в последствии исключить самооплыение. Ввиду мелких цветков и сложности их обработки, Мендель считал, что происходит процесс самоопыления.
3) Да, существует нарушение третьего закона Менделя в случае, если гены локализованы близко к друг другу и при гаметогенезе не происходит кроссинговер (или расстояние между генами не позволяет осуществить перекомбинацию). Данный закон наследственности получил название «Сцепленное наследование Моргана».
Прочитайте внимательно условия задания.
К настоящему моменту некоторые механизмы, лежащие в основе развития Hieracium подрод Pilosella удалось выявить. Растения подрода Pilosella являются либо половыми, либо апоспорными гаметофитными апомиктами с автономным образованием семян. Для успешного развития без оплодотворения им необходимо скоординировать три процесса: 1) Апомейоз, 2) Партеногенез, 3) Образование эндосперма.
За развитие апомейоза отвечают гены, расположенные в локусе, который получил название LOA, за развитие партеногенеза отвечают гены, локализованные в локусе, получивший название LOP. За автономное развитие эндосперма отвечает ген AutE. Важно отметить, что делеция локусов LOA и LOP приводит к возврату к функциональному половому размножению. Наличие этих локусов и соответственно расположенных в них генов носит доминантный характер. Данные локусы находятся в разных парах негомологичных хромосом. В период цветения на определенной территории сосуществуют две популяции. Популяция А, характеризующийся отсутствием апомиксиса в виду полной делеции генов апомейоза, но при этом потенциально не утратившая способность к партеногенезу и автономному формированию эндосперма, и популяция В также не способная к апомиксису ввиду, полной делеции генов партеногенеза, но потенциально способная к апомейозу и автономному формированию эндосперма. В результате перекрестного опыления растений, относящихся к разным популяциям, получилось потомство с соотношение генотипов 1: 2 : 1. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы всех возможных потомков первого периода цветения.
4) Исходя из условия, что в потомстве получилось расщепление по генотипу 1:2:1, родительские особи должны быть гетерозиготны по гену Е, и гомозиготны по наличию или отсутствию локусов LOА и LOР у родителей. Отсюда генотипы родительских особей: --LOРLOРAutЕautе, LOАLOА—AutЕautе.
5) Генотипы гибридов 1 поколения: 1LOА-LOР-ЕЕ, 2LOА-LOР-Ее, 1LOА-LOР-ее. По фенотипу данные потомки способны к апомикотичному пути развития 1LOАLOР-ЕЕ, 2LOА-LOР-Ее. Данные потомки 1LOА-LOР-ее не способны к апомикотичному пути развитию, так как нет возможности автономного формирования эндосперма.
6) Однако исходя из условий первой части задачи, ястребинки растения с соцветием корзинка с язычковыми цветками, которые содержат андроцей и геницей, а следовательно происходит процесс перекрестного опыления в пределах одного соцветия, наряду с перекрёстным опылением между соцветиями, относящимися к разным популяциям, поэтому также получаются потомки, 1LOАLOA--ЕЕ, 2LOАLOA--Ее,1LOАLOA--ее у одной родительского организма, и 1--LOРLOРЕЕ, -- LOРLOРЕе,1--LOРLOPее у второго родительского организма.