Задача 6. У кукурудзи (Zea mays) забарвлення зерна може бути пурпурним (А) і білим (а), причому синтез пігменту може пригнічуватися домінантним інгібітором І (І=а).

У кукурудзи (Zea mays) забарвлення зерна може бути пурпурним (А) і білим (а), причому синтез пігменту може пригнічуватися домінантним інгібітором І (І=а).

Визначити генотипи й фенотипи батьківських форм, F₁ та F₂.

Розв’язання:

Р: IIAA ^(біле) х iiaa ^(біле)

F₁: IiAa ^(біле) х ІіАа ^(біле)

F₂: 9 І – А -: 3 І –аа: 1 ііаа: 3ііА-

^{білі (13) пур(3)}

F₂:

При рецесивному епістазі інгібітор рецесивний. Як і в одному з випадків комплементарної взаємодії генів, відношення фенотипів в F₂ при рецесивному епістазі виражається формулою 9: 3: 4 (аа > B – або bb): ААbb х ааВВ→ АаВb; АаВb х АаВb → 9А – В -: 3А -bb: 4 ааВ – та ааbb.

Дійсно, в прикладі із забарвленням вінчика у льону рецесивний алель (а) не дозволяє проявитися ані блакитному, ані рожевому забарвленню (а > В та а > b), тобто пригнічує їх (див. комплементарність).

Ще один тип взаємодії генів – полімерія, або однозначна дія генів. Для підкреслення однозначності, однакової дії різних генів, їх позначають однаковими символами, додаючи лише різні цифри: А₁, А₂ і т.д.

У випадку некумулятивної полімерії характер проявлення ознаки не змінюється в залежності від кількості домінантних генів в генотипі. Наприклад, у курей (Gallus gallus) опереність ніг визначається домінантними алелями різних генів: А₁, та А₂.

Р: А₁А₁А₂А₂ ^{(з оперінням)} х а₁а₁а₂а₂ ^{(без оперіння)}

F₁: А₁ а₁ А₂ а₂ ^{(з оперінням)} х А₁а₁А₂а₂ ^{(з оперінням)}

F₂:

F₂: 9А₁-А₂ –: 3 А₁ – а₁а₂: 3 а₁а₁ А₂ -: 1 а₁ а₁а₂а₂

^{з оперінням ніг (15): без оперіння (1)}

В F₂ серед 15 гібридів з оперінням ніг є й такі, котрі мають чотири домінантні алелі (А₁А₁А₂А₂) і три (А₁А₁А₂а₂), і два (А₁а₁А₂а₂), і один (А₁а₁а₂а₂); характер оперіння ніг в цих випадках однаковий.

При кумулятивній полімерії ступінь вираження ознаки залежить від кількості домінантних генів. За таким типом успадковуються всі кількісні ознаки – ріст, вага, яйценоскість курей, кількість молока та його жирність, кількість білка в ендоспермі, швидкість течії біохімічних реакцій, властивості нервової системи тварин і т.д., тобто всі ознаки, які можна виміряти і підрахувати.

Нільсон-Еле в 1908 році схрещував лінії пшениці, які розрізнялися за забарвленням зерна: з темно-червоним і білим забарвленням. Темно-червоне забарвлення зерна спостерігалося у особин, в генотипі яких були дві алельні пари домінантних полімерних генів у гомозиготному стані – А₁А₁А₂А₂. Рецесивна дигомозигота за цими генами а₁а₁а₂а₂ обумовлює біле забарвлення зерна. При схрещуванні цих форм в F₁ зерна були червоними (А₁а₁А₂а₂), а в F₂ відбулося розщеплення (в залежності від кількості алелів А₁ та А₂) на ряд форм з градацією забарвлення від темно-червоного до білого:

Р: А₁А₁А₂А₂ ^{(темно-червоне)} х а₁а₁а₂а₂ ^(біле)

F₁: А₁а₁А₂а₂ ^{(світло-червоне)} х А₁а₁А₂а₂ ^{(світло-червоне)}

F₂: 1А₁А₁А₂А₂: 2 А₁А₁А₂а₂: 2 А₁а₁А₂А₂ : _:

^{темно-червоне (1/16) червоне (4/16)}

4 А₁а₁А₂ а₂: 1 А₁А₁а₂а₂: 1 а₁а₁А₂А₂: 2А₁а₁а₂а₂: 2а₁а₁А₂а₂: 1а₁а₁а₂а₂

^{світло-червоне (6/16) блідо-червоне (4/16) біле (1/16)}

F₂:

Таким чином, при полімерному успадкуванні особини F₂ утворюють безперервний варіаційний ряд за кількісним вираженням даної ознаки. При визначенні ознаки трьома парами полімерних генів співвідношення фенотипів в F₂ буде (63: 1), причому серед 63 фенотипів, в генотипі яких є від 1 до 6 алелів А₁, А₂, А градація у вираженні ознаки буде більш плавною, ніж при дії двох пар полімерних генів. За типом полімерії успадковується пігментація шкіри у людини.

Отже, всі випадки взаємодії генів (комплементарність, епістаз, полімерія) є видозміненням класичної менделівської формули дигібридного розщеплення 9: 3: 3: 1 у випадку схрещування двох дигетерозигот.