лекция
10 лекция
Использование серий нуллисомиков и моносомиков для генетического анализа – 4 часа
Для создания серии анеуплоидов изучение количественных признаков связанных с продуктивностью растений, осуществлялось исключительно путем гибридологического анализа. Однако, изучение генетики количественных признаков традиционным методом гибридологического анализа не дает возможности локализовать гены, контролирующие эти признаки в определенных хромосомах .
При проведении моносомного анализа, сорт по которому предстоит выявить генетический эффект отдельных хромосом в развитии определенного признака, скрещивают с каждой из 21 моносомных линий используемых в качестве женского родителя. Из популяции дисомиков и моносомиков в поколении F1 цитологически идентифицируются и выделяются момносмные растения, у которых унивалентная хромосома происходит от исследуемого сорта – донора. Если моносомный родитель гомозиготен по рецессивному аллелю и рецессивный признак проявится в определенной линии в гемизиготном состоянии (моносомном), то анализ моносомных растений в поколении F1 позволяет локализовать рецессивный ген, контролирующий исследуемый признак.
Локализацию доминантного гена в определенной хромосоме моно провести только в расщепляющемся поколении F2 по отклонению от ожидаемого соотношения доминантных и рецессивных фенотипов. Если признак контролируется одним доминантным геном в подавляющем большинстве семей F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу в отношении 3:1. Если исследуемый признак контролируется двумя генами, то в поколении F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу в отношении 9:7 (9:3:3:1); 13:3 или 15:1. Потомство F2 резко отличающееся по соотношению выщепенцев от ожидаемого позволяет выделить «критические» хромосомы несущие гены, оказывающие влияние на проявление признака.
Для проверки соответствия полученных данных теоретически ожидаемым применяют метод хи-квадрат (х2). В процессе создания новой серии моносомных линий сорта Казахстанская 126 были локализованы гены контролирующие ряд количественных и качественных признаков у исходного сорта Казахстанская 126.
Качественный признак
Пример 1. Окраска колоса. Целью работы является локализация гена Rg у сорта Казахстанская 126 с помощью метода моносомного анализа. На основании изучения гибридов F2 от скрещивания моносомных линий Чайниз Спринг с Казахстанской 126.
Изучаемый сорт Казахстанская 126 относится к разновидности var. ferrugineum, следовательно, он должен иметь в гомозиготном состоянии ген Rg и генотип сорта в отношении окраски Rg Rg. Сорт Чайниз Спринг – T.aestivum L.var.lutescens Al., его генотип –rgrg.
Рекомендуемые материалы
Ниже представлены генотипы и фенотипы моносомных и дисомных гибридов F1 сорта Чайниз Спринг и Казахстанская 126:
| Дисомики | Моносомики | ||||
| Чайниз Спринг | Казахстанская 126 | Моно-IВ Чайниз Спринг | Казахстанская 126 | ||
| Rg | Rg | Rg | Rg | ||
| Rgrg | Rgrg | rg | Rgrg | Rgrg | |
| Rg | красный | красный | красный | красный | |
| Rgrg | Rgrg | - | Rg - | Rg - | |
| Rg | красный | красный | красный | красный | |
По данным этой таблицы видно, то гибриды F1 теоретически должны иметь красные колосья, как у дисомных, так и у моносомных растений, если это не меняет выраженности в геми- и гетерозиготном состоянии.
При анализе F2 отмечено варьирование по интенсивности окраски колоса. Гибриды дисомных растений Ч.С. х Каз.126 расщеплялись в соотношении 15 окрашенных: I белый (х2=0,34), что говорит о наличии двух генов определяющих окраску колоса.
Таблица 2 - Наследования признака окраски колоса в популяциях F2
| Данные | Хромо сома | Частота классов | Общий объем выборки | Х2 при 15:1 | |
| красный | белый | ||||
| опытные | 2А | 124 | 6 | 130 | 0,59 |
| ожидаемые q | 121,88 | 8,12 | |||
| отклонения d | 2,12 | -2,12 | |||
| d 2 q | 4,49 =0,04 121,88 | 4,49 =0,55 8,12 | |||
| Х2 = Σ d 2 q | 0,04+0,55=0,59 | ||||
| опытные | 2В | 112 | 0 | 112 | 7,46* |
| ожидаемые q | 105 | 7 | |||
| отклонения d | 7 | 7 | |||
| d 2 q | 49 = 0,46 105 | 49 = 7 7 | |||
| Х2 = Σ d 2 q | 0,46+7= 7,46 | ||||
| опытные | 6А | 102 | 13 | 115 | 4,99* |
| ожидаемые q | 107,8 | 7,18 | |||
| отклонения d | 5,8 | 5,8 | |||
| d 2 q | 33,64 = 0,31 107,8 | 33,64 =4,68 7,18 | |||
| Х2 = Σ d 2 q | 0,31+4,68=4,99 | ||||
| опытные | контроль | 124 | 10 | 134 | 0,34 |
| ожидаемые q | 125,62 | 8,37 | |||
| отклонения d | 1,62 | 1,62 | |||
| d 2 q | 2,64 = 0,02 125,62 | 2,64 =0,32 8,37 | |||
| Х2 = Σ d 2 q | 0,02+0,32=0,34 |
*- Х2 0,95=3,80; Х2 0,99=6,60
Критическими хромосомами являются IВ и 6А. Следовательно, Казахстанская 126 по окраске колоса имеет генотип Rg I Rg I Rg 3 Rg 3.
Количественный признак
Пример 2. Высота растений. За последние 30 лет внимание селекционеров всего мира привлекает создание высокопродуктивных сортов пшеницы интенсивного типа с урожайностью порядка 60-80 и выше ц/га. В связи с этим проведен ряд исследований имевших целью локализовать в определнных хромосомах гены контролирующие высоту сорта Каз.126. Создание короткостебельных сортов является наиболее эффективным приемом повышения устойчивости к полеганию при орошении и высоких дозах удобрений.
По характеру наследования длины стебля пшеницы имеется обширный фактический материал, свидетельствующий о полигенном характере наследования этого признака.
После уборки проведено измерение растений моносомных и дисомных популяций F2 от скрещивания всех моносомных линий Чайниз Спринг с Казахстанской 126.
Измерения проводились на главном побеге с точностью до 0,5 см. от узла до основания колоса. Результаты измерений растений F2 приведены в таблице 3.
Таблица 3
Высота растений F2 от скрещивания моносомных линий Чайниз Спринг с сортом Казахстанская 126
| Моносомные, дисомные гибриды F2 и родительские формы | Всего растений | М + m | + от контроля | t |
| МоноIА | 225 | 79,54+0,22 | -13,88 | 53,38* |
| IВ | 229 | 101,21+ 0,11 | +7,79 | 43,28* |
| 2А | 130 | 77,65+ 0,15 | -15,77 | 75,10* |
| 3В | 158 | 72,15+ 0,13 | -21,27 | 111,95* |
| 4В | 178 | 71,09+ 0,14 | -22,33 | 111,65** |
| 7А | 180 | 69,87+ 0,11 | -24,55 | 175,39** |
| Чайниз Спринг | 111 | 87,59+ 0,09 | ||
| Казахстанская 126 | 112 | 97,92+ 0,14 | ||
| F2 (Ч.С. х Каз.126) | 223 | 93,42+ 0,09 |
Люди также интересуются этой лекцией: 4.10 Перекрестные запросы.
*- достоверное различие между средними значениями гибридных
популяций и контроля при Р =0,99
**- при Р =0,999
t – коэффициент Стьюдента
Как видно из таблицы 3, у сорта Каз.126 на развитие длины стебля существенно влияют гены, расположенные в хромосомах 7А и частично в хромосомах второй, третьей и четвертой гомеологичных групп, вероятно эти хромосомы несут основные гены, влияющие на высоту растения.
