§51. Анализирующее скрещивание

Определения и обозначения

Анализирующее скрещивание — скрещивание организма с неизвестным генотипом с рецессивной гомозиготой. Оно нужно, чтобы по потомству выяснить, какие аллели есть у особи с доминантным признаком.

Рецессивная гомозигота — организм с двумя одинаковыми рецессивными аллелями, например aa. Такая особь образует только гаметы a, поэтому аллель второго родителя легко обнаружить у потомков.

Анализируемый организм — особь с доминантным фенотипом, генотип которой необходимо установить. Доминантный признак сам по себе не позволяет различить генотипы AA и Aa, поэтому используют специальное скрещивание.

Расщепление — появление в потомстве нескольких вариантов генотипов или фенотипов в определённом численном соотношении. Например, соотношение 1:1 означает, что два варианта встречаются примерно одинаково часто.

Как это устроено

Для анализа выбирают именно рецессивную гомозиготу, потому что она не скрывает аллели второго родителя. При генотипе aa каждый потомок обязательно получает от неё аллель a. Поэтому второй аллель потомка показывает, какой аллель передала анализируемая особь.

Если анализируемая особь имеет генотип AA, она образует только гаметы A, а скрещивание AA × aa даёт исключительно потомков Aa. Все они имеют доминантный фенотип. Если же родитель Aa, он образует гаметы A и a, поэтому при скрещивании Aa × aa возникают Aa и aa примерно поровну.

Рецессивный потомок с генотипом aa получает по аллелю a от каждого родителя. От рецессивной гомозиготы такой аллель получить можно всегда, значит, второй родитель тоже передал a. Следовательно, появление хотя бы одного рецессивного потомка доказывает, что анализируемая особь гетерозиготна Aa.

Если все потомки имеют доминантный фенотип, наиболее вероятен генотип AA, но окончательный вывод зависит от размера потомства. У гетерозиготы при случайном наследовании рецессивные потомки могут не появиться в небольшой группе. Чем больше потомков исследовано, тем надёжнее вывод об отсутствии рецессивного аллеля.

При двух признаках анализирующее скрещивание записывают как AaBb × aabb. Дигетерозигота образует гаметы AB, Ab, aB и ab, а рецессивная особь — только ab. При независимом наследовании генов получаются AaBb, Aabb, aaBb и aabb в соотношении 1:1:1:1, то есть четыре фенотипических варианта встречаются примерно одинаково часто.

Результаты анализирующего скрещивания

Сначала найдите генотип анализируемой особи и выпишите гаметы каждого родителя. Затем сопоставьте полученные генотипы с фенотипами и соотношениями в таблице. Рецессивный вариант среди потомков сразу указывает на наличие соответствующего рецессивного аллеля у анализируемого организма.

Разбор задач

Задача 1

У гороха жёлтая окраска семян доминирует над зелёной. Жёлтое растение скрестили с зелёным и получили только жёлтое потомство. Нужно определить возможный генотип первого растения.

1. Обозначим доминантный аллель жёлтой окраски буквой A, а рецессивный аллель зелёной окраски — a. Зелёное растение имеет генотип aa.
2. Первое растение с жёлтыми семенами может быть AA или Aa. При скрещивании с aa генотип Aa дал бы часть потомков aa, то есть с зелёными семенами.
3. Рецессивных потомков не обнаружено, поэтому в рамках условия первое растение принимают за AA. Схема: AA × aa → все Aa.

Ответ: возможный генотип жёлтого растения — AA.

Задача 2

У морских свинок чёрная шерсть доминирует над белой. При скрещивании чёрной свинки с белой половина потомков была чёрной, половина — белой. Требуется определить генотип чёрной свинки.

1. Обозначим аллель чёрной шерсти как B, а аллель белой шерсти — b. Белая свинка имеет генотип bb и передаёт только гаметы b.
2. Появление белых потомков означает, что чёрная свинка тоже иногда передаёт аллель b. Значит, её генотип не BB, а Bb.
3. Скрещивание Bb × bb даёт потомков Bb и bb в равных долях. Они имеют соответственно чёрную и белую шерсть.

Ответ: генотип чёрной свинки — Bb.

Задача 3

У растения высокий стебель и гладкие семена доминируют над низким стеблем и морщинистыми семенами. Дигетерозиготное растение скрестили с рецессивной дигомозиготой. Нужно определить соотношение фенотипов.

1. Обозначим аллели высокого стебля и гладких семян как A и B, а рецессивные аллели — a и b. Скрещивание имеет вид AaBb × aabb.
2. Растение AaBb образует четыре типа гамет: AB, Ab, aB и ab. Растение aabb образует только гамету ab.
3. Получаются генотипы AaBb, Aabb, aaBb и aabb. Им соответствуют высокий стебель и гладкие семена, высокий стебель и морщинистые семена, низкий стебель и гладкие семена, низкий стебель и морщинистые семена.

Ответ: фенотипы потомков будут представлены в соотношении 1:1:1:1.

Типичные ошибки

Иногда анализируемую особь скрещивают с доминантной гомозиготой. В таком случае рецессивный аллель маскируется, и по потомству нельзя отличить AA от Aa. Проверьте, что второй родитель имеет именно генотип aa.

Другая ошибка — считать любой доминантный фенотип признаком генотипа AA. Доминантный признак бывает и у гетерозиготы Aa, поскольку достаточно одного доминантного аллеля. Перед решением всегда записывайте оба возможных генотипа.

Нельзя автоматически смешивать соотношения генотипов и фенотипов. При Aa × aa генотипы распределяются 1:1, и при полном доминировании такое же соотношение имеют фенотипы. При неполном доминировании или кодоминировании соответствие нужно проверять отдельно.

Не следует делать окончательный вывод о гомозиготности по одному или очень малому числу потомков. Отсутствие aa может быть случайностью. Оцените размер потомства и помните, что большая выборка делает вывод более надёжным.

Связь с другими темами

Для анализа этого скрещивания нужны знания об обозначении аллелей, гомозиготах и гетерозиготах, а также о связи генотипа с фенотипом. Основой служит первый закон Менделя и представление о чистоте гамет.

В селекции метод помогает определить генотип ценных организмов, а в генетике — установить носительство рецессивных аллелей. Это особенно важно, когда рецессивный признак не проявляется у самого организма.

Дигибридное анализирующее скрещивание подготавливает к изучению независимого и сцепленного наследования. Если гены сцеплены, ожидаемое соотношение 1:1:1:1 может нарушаться.

Что запомнить

• Анализирующее скрещивание проводят с рецессивной гомозиготой.
• Рецессивный фенотип потомка доказывает наличие рецессивного аллеля у анализируемого родителя.
• Схема AA × aa даёт единообразное потомство.
• Схема Aa × aa даёт расщепление по фенотипу 1:1.
• При дигибридном скрещивании AaBb × aabb ожидается соотношение 1:1:1:1.
• Чем больше потомков исследовано, тем надёжнее вывод о генотипе.