Diospyros kaki

А) Поскольку в условии сказано, что потеря терпкого вкуса регулируется продуктами спиртового брожения (ацетальдегидом или этанолом), которые выделяются из семенной кожуры, а у партенокарпических плодов нет семян, эти вещества не действуют на мякоть плода и танины остаются в растворимой форме. Плоды без семян вяжущего вкуса**. 1 балл**

Чтобы убрать вяжущий вкус, можно перед продажей обработать партенокарпические плоды либо ацетальдегидом, либо этанолом. В промышленности партенокарпические плоды вяжущих сортов обычно обрабатывают парами более дешевого этанола (кроме того, он пахнет менее резко по сравнению с ацетальдегидом). В быту можно поместить хурму в полиэтиленовый пакет вместе с салфеткой, смоченной 40% раствором этилового спирта и плотно завязать. Через 2–3 дня при комнатной температуре хурма потеряет вяжущий вкус. 1 балл

Б) Семена выделяют ацетальдегид и этанол, под действием которых включается полифенолоксидаза и окисляет танины. У крупных плодов сорта 'Ромашка' те части мякоти, которые находятся вблизи семян, получили необходимую концентрацию ацетальдегида, полифенолоксидаза подействовала. Вокруг семян – коричневая область. Однако на большом расстоянии от семян концентрация ацетальдегида уже недостаточна для запуска полифенолоксидазы, эта часть мякоти останется оранжевой и при этом терпкой (вяжущей). 2 балла

У мелких плодов хурмы сорта 'Свеча' мякоти немного, расстояние от семян сравнительно невелико. Ацетальдегид, выделяющийся из семян, действует на всю мякоть, она приобретает равномерную «шоколадную» окраску и полностью теряет вяжущий вкус. 1 балл

В) Поскольку в условии сказано, что плоды крупные, в генотипе ген B должен быть представлен функциональным (доминантным) аллелем. При этом в плодах (даже партенокарпических) не должно быть танинов. Это означает, что ген T представлен только нефункциональным аллелем t. Выделение ацетальдегида не важно – танины всё равно не образуются. Поэтому ген E может быть представлен любыми аллелями.

Для сорта 'Тайшу' нужно выбрать все гомозиготы tt, гомозиготы и гетерозиготы BB и Bb, и все возможные варианты генотипов по E.

Ответ (возможные генотипы сорта 'Тайшу' выделены цветом):

TT BB EE

Tt BB EE

tt BB EE

TT Bb EE

Tt Bb EE

tt Bb EE

TT bb EE

Tt bb EE

tt bb EE

TT BB Ee

Tt BB Ee

tt BB Ee

TT BB ee

Tt BB ee

tt BB ee

TT Bb Ee

Tt Bb Ee

tt Bb Ee

TT Bb ee

Tt Bb ee

tt Bb ee

TT bb Ee

Tt bb Ee

tt bb Ee

TT bb ee

Tt bb ee

tt bb ee

г) Перед нами – тригибридное скрещивание, в котором все гены наследуются независимо и наблюдается полное доминирование. В первом поколении все растения будут тригетерозиготами с генотипом Tt Bb Ee. У них будет синтезироваться танин, плоды крупные, семена выделяют ацетальдегид. Партенокарпические плоды будут равномерно оранжевыми и вяжущими (из-за аллеля T), плоды с семенами – коричневыми внутри и оранжевыми вяжущими на периферии. Суммарный вкус – вяжущий.

По каждому из генов во втором поколении произойдет расщепление. Поскольку нам необходимо указать только фенотипы, проанализируем расщепление в упрощенном виде.

Теперь проанализируем расщепления по отдельным признакам.

1. Сладкий / вяжущий партенокарпический плод. Так как семян нет, фенотип зависит только от синтеза танинов (гена T). 3/4 T_ будут вяжущими и 1/4 tt – сладкими.

2. Сладкий / вяжущий плод с семенами. Если в плодах нет танинов, то они сладкие независимо от наличия семян. Кроме того, сладкими будут равномерно окрашенные мелкие «шоколадные» плоды с семенами (в том случае, если семена синтезируют ацетальдегид). Это соответствует генотипу T_bb E_. Такие образом, всего сладких:

1/4 tt _ _ _ _ + 9/64** T_bb E_**= 16/64 + 9/64 = 25/64

Остальные генотипы дадут вяжущие плоды с семенами:

27/64 T_B_E_+ 9/64 **T_B_ee **+ 3/64 **T_bb ee **= 39/64

1. Обратите внимание, что партенокарпические плоды всегда оранжевые – в них нет семян, не включается полифенолоксидаза, не проявляется коричневая («шоколадная») окраска. По этому признаку расщепления не будет.

2. Оранжевая / неравномерная / целиком «шоколадная» мякоть плода с семенами.

В плодах с семенами равномерная оранжевая мякоть может быть в двух случаях: либо если не синтезируются танины (генотип tt), либо если семена не могут выделять ацетальдегид (генотип ee). Таким образом, доля потомков с равномерной оранжевой мякотью с семенами составит:

1/4 tt _ _ _ _ + 9/64** T_B_ ee** + 3/64** T_bb ee** = 16/64 + 9/64 + 3/64** **= 28/64 = 7/16

Для проявления неравномерной окраски необходимо, чтобы в плодах были танины (генотип T_), сами плоды должны быть крупными (генотип B _), а семена образуют ацетальдегид (генотип E _). Доля потомков **T_B_E_ **составляет 27/64.

Равномерная шоколадная окраска бывает у плодов с танинами (генотип T _), мелкими плодами (генотип bb) и при этом семена выделяют ацетальдегид (генотип E _). Доля потомков **T_bb E_ **составляет 9/64.

Ответ:

- 1/4 (25%) сладких : 3/4 (75%) вяжущих партенокарпических плодов;

• 25/64 (39,0625%) сладких : 39/64 (60,9375%) вяжущих плодов с семенами;

• все партенокарпические плоды с оранжевой мякотью (1 или 100%);

• 28/64 (43,75%) оранжевых : 27/64 (42,1875%) неравномерных : 9/64 (14,0625%) целиком «шоколадных» плодов с семенами.

Д) Рассмотрим последствия, к которым приведёт каждая из перечисленных выше мутаций.

1. Утрата гена полифенолоксидазы приведет к невозможности окисления танинов (вяжущему вкусу).

2. Утрата фактора транскрипции, запускающего синтез полифенолоксидазы приведет к недостаточному синтезу полифенолоксидазы, танины будут слабо разрушаться (вяжущий вкус).

3. Усиление работы фактора транскрипции, запускающего выделение ацетальдегида. Поскольку сказано, что сорт 'Люо Тянь Тянь Ши' дает сладкие партенокарпические плоды, а ацетальдегид выделяется семенами, указанный ген не может обуславливать сладкий вкус.

4. Изменение функции с активаторной на ингибиторную у фактора транскрипции, запускающего синтез ацетальдегида. Также не скажется на партенокарпических плодах (см. п.3).

5. Утрата гена фермента, участвующего в синтезе танинов. Эта ситуация похожа на разобранный выше случай с сортом 'Тайшу': при скрещивании с другим сортом, у которого есть функциональный аллель гена биосинтеза танинов признак «сладкий плод» окажется рецессивным. В условии говорится о доминантном признаке.

6. Утрата фактора транскрипции, запускающего синтез танинов. Аналогично, при скрещивании с сортом, у которого есть функциональный ген фактора транскрипции произойдёт «запуск» синтеза танинов, и гетерозигота будет с вяжущим вкусом (т.е., как и в п. 5 – рецессивный признак, а нам нужен доминантный).

7. Изменение функции с активаторной на ингибиторную у фактора транскрипции, запускающего синтез танинов. Если фактор транскрипции вместо активатора стал ингибитором, то синтез танинов будет подавлен, плоды станут сладкими. В гетерозиготе на биосинтез танинов будут влиять два «противоположных» аллеля: с активаторной и с ингибиторной функцией. В этом случае ингибитор может оказаться доминантным, что соответствует условию.

8. Усиление гена сахарозного транспортера, отвечающего за накопление сахаров в плодах. Признак «сладкий плод» у хурмы связан не с накоплением сахаров, а с отсутствием танинов. Накопление сахаров не может убрать вяжущий вкус.

Ответ: Изменение функции с активаторной на ингибиторную у фактора транскрипции, запускающего синтез танинов.