При скрещивании высокого растения кукурузы с нормальными листьями с карликовым растением со скрученными листьями (гены сцеплены) в F1 все растения были высокими с нормальными листьями. При скрещивании между собой гибридов F1 были получены растения: высокие с нормальными листьями, карликовые со скрученными листьями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства F1 и F2. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях? Объясните появление двух фенотипических групп особей в F2.

Обозначим гены:

A — высокий рост растения,
a — карликовость,
B — нормальные листья,
b — скрученные листья.

Так как при скрещивании высокого растения с нормальными листьями и карликового растения со скрученными листьями в F1 все растения были высокими с нормальными листьями, значит признаки высокого роста и нормальных листьев являются доминантными, а карликовость и скрученность листьев — рецессивными.

Поскольку сказано, что гены сцеплены, запишем генотипы через хромосомы:

AB — в одной хромосоме находятся доминантные аллели высокого роста и нормальных листьев;
ab — в другой хромосоме находятся рецессивные аллели карликовости и скрученных листьев.

1. Родительское скрещивание

Высокое растение с нормальными листьями должно быть гомозиготным по доминантным аллелям:

P:
AB/AB × ab/ab
высокое, нормальные листья × карликовое, скрученные листья

Гаметы:

AB и ab

Потомство F1:

F1:
AB/ab

Все растения имеют фенотип:

высокие с нормальными листьями

Это объясняется тем, что аллели A и B доминируют над a и b.

2. Скрещивание гибридов F1

Гибриды F1 имеют генотип:

AB/ab

Так как гены сцеплены и в условии в F2 появились только две фенотипические группы, считаем, что сцепление полное, то есть кроссинговер между этими генами не происходит.

Поэтому гибриды F1 образуют только два типа гамет:

AB и ab

Скрещивание:

F1 × F1:
AB/ab × AB/ab

Схема:

Получаем F2:

1 AB/AB : 2 AB/ab : 1 ab/ab

По фенотипу:

AB/AB — высокие растения с нормальными листьями;
AB/ab — высокие растения с нормальными листьями;
ab/ab — карликовые растения со скрученными листьями.

Следовательно, фенотипическое расщепление в F2:

3 высоких растения с нормальными листьями : 1 карликовое растение со скрученными листьями

Генотипы

Родители:

AB/AB — высокое растение с нормальными листьями;
ab/ab — карликовое растение со скрученными листьями.

F1:

AB/ab — все растения высокие с нормальными листьями.

F2:

1 AB/AB : 2 AB/ab : 1 ab/ab

По фенотипу:

3 высоких с нормальными листьями : 1 карликовое со скрученными листьями.

Какие законы проявляются

В первом скрещивании проявляется закон единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании двух гомозиготных родителей, отличающихся по альтернативным признакам, всё потомство F1 единообразно.

Также проявляется закон доминирования, потому что у гибридов F1 проявились только доминантные признаки: высокий рост и нормальные листья.

Во втором скрещивании проявляется закон расщепления, так как в F2 появляются разные генотипы и фенотипы.

Кроме того, здесь проявляется закон сцепленного наследования генов, потому что гены роста растения и формы листьев находятся в одной хромосоме и наследуются вместе.

Закон независимого наследования признаков здесь не проявляется, потому что признаки не распределяются независимо. Если бы гены находились в разных хромосомах, в F2 появились бы четыре фенотипические группы: высокие с нормальными листьями, высокие со скрученными листьями, карликовые с нормальными листьями и карликовые со скрученными листьями. Но в задаче получены только две группы.

Почему в F2 появились только две фенотипические группы

В F1 доминантные аллели A и B находятся в одной хромосоме, а рецессивные аллели a и b — в другой:

AB/ab

При полном сцеплении гибрид F1 образует только родительские типы гамет:

AB и ab

Рекомбинантные гаметы Ab и aB не образуются, потому что между сцепленными генами не происходит кроссинговер.

Поэтому в F2 появляются только две фенотипические группы:

высокие растения с нормальными листьями и
карликовые растения со скрученными листьями.