Моногибридное скрещивание

ЗАДАНИЕ: Составить схему моногибридного скрещивания с использова-нием мутантной линии vestigial, отобрать мух и поставить скрещивание в соответствии со схемой, проанализировать потомство F₁ и F₂ и полученные данные занести в протокол опыта, провести обработку полученных результатов с использованием метода хи-квадрат и сделать заключение по опыту.

Моногибридным называется скрещивание организмов различающихся по одному признаку. В нашем опыте мы будем изучать наследование признака крылатости у мух. Для записи скрещивания мы будем использовать буквенные обозначения генов. При работе с дрозофилой нормальное состояние гена, независимо от того является он доминантным или рецессивным принято обозначать знаком (+). Соответствующие гены мутантов обозначают одной или двумя первыми буквами названия этой мутации. Например, рецессивный ген, определяющий зачаточные крылья - vestigial обозначают символом vg, а ген белой окраски глаз - white - символом w.

Ниже приведена схема моногибридного скрещивания с использованием мутантной линии vestigial.

Схема моногибридного скрещивания

Ген	Признак
+ vg	Нормальные крылья Зачаточные крылья

+ vg

1. Р ♀ ══ Х ♂ ══

+ vg

крылатые зач. крылья

Гаметы: + vg

+

F₁ ════ (все крылатые)

vg

+ +

2. Р ♀ ════ Х ♂ ════

vg vg

крылатые крылатые

Гаметы:+ vg + vg

Во втором поколении происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1.

Решетка Пеннета

♂ ♀	+	vg
+	+ ════ кр. +	+ ════ кр. vg
vg	+ ════ кр. vg	Vg ════ зач. vg

Порядок выполнения работы. Для опыта нужно приготовить питательную среду. Стаканчик с питательной средой в верхней части подписывают карандашом по стеклу. В этот стаканчик с помощью бумажного совочка помещают 2-3 неоплодотворенных самки с нормально развитыми крыльями. Для посадки мух их нужно усыпить в эфиризаторе и поместить на стенку стаканчика. В этот же стаканчик сажают 2-3 самца из линии vestigial. После того как мухи проснуться их переносят в термостат для размножения. Через 6-7 суток просматривают стаканчики и выпускают родителей, чтобы они не смешались с будущим потомством.

При правильной постановке опыта через две недели мы получим потомство F₁, которое должно быть все крылатым. Полученных мух усыпляют в эфиризаторе, подсчитывают их количество, разделяют на самцов и самок и результаты записывают в протокол опыта. Из потомства F₁ отбирают 2-3 самок и столько же самцов и ставят опыт для получения F₂ . Во втором поколении согласно 2-му закону Менделя должно произойти расщепление, т.е. наряду с крылатыми мухами должны появиться особи с зачаточными крыльями. После получения потомства проводят его анализ, и результаты записывают в протокол опыта.

В этом опыте кроме наследования признака крылатости у мух мы изучим наследование пола. Согласно хромосомной теории наследования пола число самцов и самок должно быть равным (1 : 1).

Протокол опыта

Генотипы родителей	Фенотипы потомства
	по крылатости		по полу
	ожидаем.	факт.	ожидаем	факт.
+ vg 1. Р ════ Х ════ + vg	все крылатые		50% самцов 50% самок
+ + 2. Р ════ Х ════ vg vg	расщеплен. 3:1		50% самцов 50% самок

Далее с использованием критерия хи-квадрат проводим обработку полученных данных. Допустим во втором поколении в опыте получено 76 мух, из них 60 крылатых и 16 с зачаточными крыльями. Нужно определить соответствуют ли полученные результаты расщеплению 3 : 1. Для удобства расчетов данные записывают в таблицу. χ² вычисляют по формуле:

(О - Е )²

χ² = ∑ ────── .

Е

Показатели	Фенотипы		Сумма
	крылатые	зач.крылья
получено потом-ства факт. (О)	60	16	76
должно быть теорет. (Е)	57	19	76
О – Е	3	-3
(О – Е)2	9	9
(О - Е)2 / Е	9/57 = 0,16	9/19 = 0,47	χ2 = 0,63

Число теоретически ожидаемого потомства находим составив пропорцию следующим образом: 3 + 1 = 4 части (всего потомства).

76 - 4 части 76 х 1

Х - 1 часть Х = ────── = 19.

4

Таким образом, число мух с зачаточными крыльями должно быть 19. Отняв это количество от всего потомства находим число крылатых особей. (76 - 19 = 57). Далее вычисляем χ², который равен 0,63. Чтобы установить соответствуют ли полученные данные теоретически ожидаемым, сравнивают вычисленное значение χ² с табличным. И если оно окажется меньше табличного, то соответствие есть. Для пользования таблицей нужно знать число степеней свободы. Число степеней свободы вычисляется по формуле (n - 1), где n - число групп фенотипов. В нашем опыте два фенотипа - крылатые мухи и с зачаточными крыльями. Поэтому число степеней свободы равно 1 (2-1=1). Посмотрев в таблицу критических значений χ² находим, что для одной степени свободы это значение равно 3,84, что больше 0,63. Значит, полученные в нашем опыте результаты соответствуют второму закону Менделя. Подобным образом определяем соответствие полученных в опыте данных теоретическим по полу.

Критические значения χ²

Степени свободы	Уровни вероятности (Р)
	Р > 0,95	Р > 0,99	Р > 0,999
1	3,84	6,63	10,83
2	5,99	9,21	13,82
3	7,81	11,34	16,27