У гороха высокий рост доминирует над низким, пурпурная окраска цветов — над белой. Гомозиготное высокорослое растение с белыми цветками скрестили с гомозиготным низкорослым растением, имеющим пурпурные цветки. В F1 получили 126 высокорослых растений с пурпурными цветками, в F2 — 1722. 1) Сколько фенотипов у растений в F1? 2) Сколько растений в F2 могут быть гомозиготными? 3) Сколько разных фенотипов может быть в F2? 4) Сколько растений в F2 могут иметь высокий рост и белые цветки и давать расщепляющееся потомство? 5) Сколько растений в F2 могут иметь низкий рост и пурпурные цветки?

Обозначим гены так:

• T – высокий рост, t – низкий (T доминирует над t);

• P – пурпурные цветки, p – белые (P доминирует над p).

Определяем генотипы родителей

1. Высокий, белые цветки, гомозигота →
   высокий = T_, белые (рецессивные) = pp, гомозигота по росту → TTpp.

2. Низкий, пурпурные цветки, гомозигота →
   низкий = tt, пурпурные (доминирующие) = P_, гомозигота по окраске → ttPP.

Скрещивание:
P (родители): TTpp × ttPP

Гаметы:

• от TTpp → только Tp

• от ttPP → только tP

Все F1: TtPp – то есть высокие и пурпурноцветковые.

Всего в F1 по условию: 126 растений, и все они одного генотипа и фенотипа.

1) Сколько фенотипов у растений в F1?

Все F1 имеют фенотип: высокий рост + пурпурные цветки.
Ответ: 1 фенотип.

F2: самоопыление гибридов F1

В F1: генотип TtPp.
Скрещиваем: TtPp × TtPp.

Гаметы у каждого: TP, Tp, tP, tp (в равных долях).
Классическое дигибридное скрещивание даёт фенотипическое расщепление 9:3:3:1:

• 9/16 – высокие, пурпурные (T_P_)

• 3/16 – высокие, белые (T_pp)

• 3/16 – низкие, пурпурные (ttP_)

• 1/16 – низкие, белые (ttpp)

Всего в F2 по условию: 1722 растения. Поскольку это не кратно 16, численные значения будут приблизительными, по теоретическим долям.

2) Сколько растений в F2 могут быть гомозиготными?

Обычно в таком задании под «гомозиготными» в дигибридном скрещивании понимают особей, гомозиготных по обоим генам одновременно (двойные гомозиготы):

Это генотипы:
TTPP, TTpp, ttPP, ttpp.

Вероятность для каждого признака быть гомозиготным при скрещивании Tt × Tt:

• по росту: TT или tt → 1/4 + 1/4 = 1/2

• по окраске: PP или pp → 1/4 + 1/4 = 1/2

Вероятность быть гомозиготой по обоим генам сразу:
(1/2) × (1/2) = 1/4.

Теоретически в F2:

То есть примерно 431 растение будут двойными гомозиготами (TTPP, TTpp, ttPP или ttpp).

3) Сколько разных фенотипов может быть в F2?

Как видно из схемы дигибридного скрещивания, по фенотипу в F2 получаем:

1. Высокие, пурпурные (T_P_)

2. Высокие, белые (T_pp)

3. Низкие, пурпурные (ttP_)

4. Низкие, белые (ttpp)

Ответ: 4 фенотипа.

4) Сколько растений в F2 могут иметь высокий рост и белые цветки и давать расщепляющееся потомство?

Фенотип: высокий рост + белые цветки.

• Высокий → генотип T_

• Белые цветки → только pp (рецессивные)

Значит по фенотипу возможные генотипы: TTpp или Ttpp.

Чтобы давать расщепление по потомству, растение должно быть гетерозиготным хотя бы по одному признаку.

• TTpp – гомозигота по росту и по цветкам будет давать только высоких белоцветковых → потомство не расщепляется.

• Ttpp – гетерозигота по росту, по цветку гомозигота. При самоопылении Ttpp даёт расщепление по росту (3:1 высокий:низкий), цветки остаются белыми.

Значит нам нужны растения генотипа Ttpp.

Вероятность генотипа Ttpp в F2:

• по росту: Tt – 1/2

• по окраске: pp – 1/4

Итого: (1/2) × (1/4) = 1/8.

Число таких растений:

То есть порядка 215 растений в F2 могут быть высокими с белыми цветками и давать расщепляющееся потомство (генотип Ttpp).

5) Сколько растений в F2 могут иметь низкий рост и пурпурные цветки?

Фенотип: низкий рост + пурпурные цветки.

• Низкий рост → tt

• Пурпурные цветы → P_ (PP или Pp)

Возможные генотипы: ttPP и ttPp.
Это как раз фенотипическая группа ttP_, доля которой в дигибридном расщеплении 9:3:3:1 равна 3/16.

Число таких растений:

То есть примерно 323 растения в F2 будут низкорослыми с пурпурными цветками (ttP_).

Итоговые ответы по пунктам:

1. 1 фенотип в F1.

2. В F2 ≈ 431 растения могут быть гомозиготными по обоим генам (TTPP, TTpp, ttPP, ttpp).

3. В F2 4 различных фенотипа.

4. Высокий рост, белые цветки и расщепляющееся потомство (Ttpp) – ≈ 215 растений.

5. Низкий рост и пурпурные цветки (ttP_) – ≈ 323 растения.