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 2.
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 2 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