У кукурузы нормальный рост определяется двумя доминантными неаллельными генами. Гомозиготность по рецессивным аллелям даже одной пары генов приводит к возникновению карликовых форм. При скрещивании двух карликовых растений кукурузы выросли гибриды нормальной высоты, а при скрещивании этих гибридов в их потомстве было получено 812 нормальных и 640 карликовых растений. Определить генотипы родителей и потомков.

Обозначим два неаллельных гена, определяющих нормальный рост, как A и B.

Условие: нормальная высота у кукурузы проявляется только тогда, когда в генотипе есть хотя бы по одному доминантному аллелю в каждой паре, то есть:

• Нормальный рост: A–B–

• Карликовость: если гомозигота по рецессиву хотя бы в одном гене:

  • aaB– (нет доминантного A)

  • A–bb (нет доминантного B)

  • aabb (нет доминантных ни A, ни B)

1) Генотипы карликовых родителей

Скрестили два карликовых растения, но получили гибриды нормальной высоты.

Чтобы все гибриды (F1) были нормальными, каждый из родителей должен обязательно давать доминантный аллель того гена, которого не хватает у другого родителя:

• Один родитель карлик из-за aa, но по второму гену должен быть BB, чтобы гарантированно передавать B.

• Второй родитель карлик из-за bb, но по первому гену должен быть AA, чтобы гарантированно передавать A.

Значит, генотипы родителей:

• P₁: aaBB (карлик, потому что aa)

• P₂: AAbb (карлик, потому что bb)

2) Генотип гибридов F1

Скрещивание:

aaBB × AAbb

Гаметы:

• от aaBB → только aB

• от AAbb → только Ab

Все потомки F1:

• AaBb — имеют A и B, значит нормальная высота.

Итак:

• F1: 100% AaBb (нормальные)

3) Потомство от скрещивания гибридов (F2)

Далее скрестили гибриды:

AaBb × AaBb

Это классическое дигибридное расщепление, но фенотип “нормальный” здесь только при наличии обоих доминантных генов (A–B–). Тогда соотношение фенотипов в F2 будет:

• 9/16 нормальных (A–B–)

• 7/16 карликовых (aaB– + A–bb + aabb)

Проверка по числам из условия:

Всего растений: 812 + 640 = 1452

Ожидаемо при соотношении 9:7:

• нормальных: $1452 \cdot \frac{9}{16} = 816.75 \approx 817$

• карликовых: $1452 \cdot \frac{7}{16} = 635.25 \approx 635$

Фактически: 812 и 640, что очень близко к теоретическим значениям (небольшие отклонения допустимы из-за случайных колебаний выборки).

4) Генотипы F2 и их фенотипы (расщепление)

Полная генотипическая структура при AaBb × AaBb:

Нормальные (A–B–) = 9/16

• AABB — 1/16 (нормальные)

• AABb — 2/16 (нормальные)

• AaBB — 2/16 (нормальные)

• AaBb — 4/16 (нормальные)

Итого: $1 + 2 + 2 + 4 = 9$ частей из 16.

Карликовые = 7/16

aaB– (из-за aa) = 3/16:

• aaBB — 1/16 (карлики)

• aaBb — 2/16 (карлики)

A–bb (из-за bb) = 3/16:

• AAbb — 1/16 (карлики)

• Aabb — 2/16 (карлики)

aabb = 1/16 (карлики)

Итого: $3 + 3 + 1 = 7$ частей из 16.

Итоговый ответ (генотипы родителей и потомков)

Родители (карлики):

• aaBB × AAbb

Гибриды F1 (нормальные):

• 100% AaBb

Потомство F2 от AaBb × AaBb:

• Нормальные (9/16): AABB (1/16), AABb (2/16), AaBB (2/16), AaBb (4/16)

• Карликовые (7/16): aaBB (1/16), aaBb (2/16), AAbb (1/16), Aabb (2/16), aabb (1/16)

Фенотипическое расщепление соответствует 9 : 7, что согласуется с данными 812 нормальных и 640 карликовых.