Летальные гены, и типы их наследования

Нарушения расщепления в соотношении 3:1 может быть обусловлено с наличием летальных генов. Гены, вызывающие нарушения в развитии организма называются летальными генами. Одни летальные гены обуславливают крупные аномалии (аборты у животных, рождение мертвого потомства, рождение уродов), другие вызывают нарушение физиологических процессов, третьи – гибель организма на разных стадиях онтогенеза. Сейчас у крупного рогатого скота обнаружено 46 летальных признаков, у лошадей – 10, свиней – 18, овец – 15, кур – 45, индеек – 6, уток – 3, наследование которых хорошо изучено. Всего известно 143 летальных признака. К летальным признакам у крупного рогатого скота относится карликовость, укорочение нижних конечностей, бесшерстность, бульдогообразность, врожденная водянка головного мозга, паралич тазовых конечностей и другие. У свиней – отсутствие конечностей, волчья пасть, отсутствие участков кожи и другие аномалии.

В большинстве случаев летальные гены рецессивны, поэтому долгое время они могут находиться в скрытом состоянии. И гетерозиготные их носители совершенно здоровы и не отличаются от нормальных организмов. Необходимо отметить, что встречаются и доминантные летальные гены, однако они вызывают гибель организма на ранних стадиях онтогенеза. Примером этому служит серебристо-серая окраска смушка у каракульской породы овец. Серебристо-серая окраска смушка на мировом рынке дороже, чем черного каракуля. Серая окраска смушка является доминантным признаком, черная – рецессивным. При скрещивании серых овец с серыми баранами в потомстве появилось 25% черных ягнят, потому что родители были гетерозиготны поэтому признаку. Было установлено, что серых гомозиготных овец нет. Схема наследования серой масти у овец следующая:

Р♀ Сс х ♂ Сс серые

гаметы С с С с

F₁ СС Сс Сс сс

25% 50% серых 25% черных

гибнет

Однако в дальнейшем было установлено, что 25% ягнят с переходом на пастбище погибла от хронического тимпанита. Причина гибели – нарушения в деятельности парасимпатической нервной системы. Оказалось, что ген серой окраски в гомозиготном состоянии обладал летальным действием. Для прекращения гибели ягнят генетики Васин, Глембоцкий, Михловский предложили спаривать серых овец с черными баранами, где получали 50% серых и 50% черных ягнят и среди серых ягнят уже не наблюдалась гибель.

серые черные

♀ Сс х ♂сс

Сс Сс сс сс

50% серых 50% черных

Аналогичные примеры можно привести с зеркальным карпом.

♀ Аа х ♂Аа - линейный

F₁ АА Аа Аа аа

голый линейный чешуйчатый

погиб.

Таким образом, летальные гены проявляют свое действие только в гомозиготном состоянии. А в гомозиготное состояние летальные гены чаще всего переходят при родственном спаривании. Если установлено, что родители являются носителями летальных генов в гетерозиготном состоянии, то матку необходимо немедленно выбраковать, а производителя использовать на не родственных ему животных. Летальные гены могут мигрировать из стада в стадо, из одного региона в другой, из одного государства в другое, так как при искусственном осеменении крупного рогатого скота сперму можно транспортировать в любой регион земного шара, и она может храниться в течение 70 лет при t= -196^º С.

Примером действия летального гена может служить бык-производитель Принц-Адольф голштинской породы, который был завезен из Голландии в Швецию, как выдающийся производитель, широкого использовался во многих стадах Швеции. Первое поколение, полученное от этого быка-производителя, было нормальным, а при дальнейшем спаривании начали рождаться бесшерстные телята. Значит, бык-производитель Принц-Адольф был гетерозиготен по рецессивному летальному гену. И видимо половина его дочерей, внучек, правнучек унаследовали этот летальный ген бесшерстности. При родственном спаривании этого быка-производителя с дочерями, внучками и правнучками летальный ген переходил в гомозиготное состояние и вызвал появление бесшерстных телят.

Таким образом, зная закономерности наследования летальных генов, можно успешно вести борьбу с вредными их последствиями.

В селекции растений и животных, а также в научных исследованиях часто применяют возвратное и анализирующее скрещивание. Сущность возвратного скрещивания состоит в том, что гибриды первого поколения скрещиваются с родительскими формами.

Например, схема:

I ♀ КК х ♂ кк II ♀ Кк х ♂ КК III ♀ Кк х ♂ кк

ком. рог.

F₁ Кк Кк Кк Кк F₂ КК Кк КК Кк F Кк Кк кк кк

комолые комолые комолые рогатые

Ф 1: 0 Ф 1: 0 КК - 2 Ф 1: 1

Г 1: 0 Г 1: 1 Кк - 2 Г 1: 1

Для определения состава гамет, данная особь является гомозиготной или гетерозиготной по некоторым генам, для этого применяют анализирующее скрещивание. При этом испытываемая особь, имеющая доминантный признак, скрещивается с гомозиготной особью, имеющий рецессивный признак.

Скрещивание особей с рецессивной родительской формой получило название анализирующего. Анализирующее скрещивание широко применяется при гибридологическом анализе, когда нужно установить генотип интересующей нас особи.

Схема скрещивания:

АА Р. ♀ АА х ♂аа ♀ Аа х ♂ аа

гаметы А А а а А а

Аа черная масть F₁ Аа Аа Аа Аа F Аа Аа аа аа

черные черная красная

Если все особи будут иметь доминантный признак, исследуемая особь будет гомозиготна, а если появится рецессивный признак, она гетерозиготна.

Парные контрастные признаки, дающие при скрещивании расщепления 3:1 называются аллеломорфными признаками, а гены, обуславливающие их развитие аллелями.

Аллели – форма состояния гена. И ген находится в двух аллельных состояниях – доминантные и рецессивные аллели. Аллели – это парные гены, которые локализованы в одинаковых локусах парных гомологичных хромосом и определяют направления развития признака.

Множественным аллелизмом называют различное состояние одного и того же гена обусловленного мутациями. Кролики – окраска черная СС, шиншилла, гималайский альбинос. Муха дрозофила, ген уайт, окраска глаз красная 20 аллелей. Крупный рогатый скот в группе «В» 300 аллелей.

Управление доминированием

После открытия законов или правил доминирования долгое время считали, что доминирование и рецессивность определяются наследственными факторами (генами) и не зависят от условий внешней среды. Однако, работами И.В. Мичурина было доказано, что доминирование зависит не только от наследственных факторов, но и от условий внешней среды, в которых развивается организм. В своих опытах он показал, что при скрещивании местных сортов растений с южными сортами, т.е. завезенных с других зон, регионов, доминируют признаки местного сорта.

Большая заслуга И.В. Мичурина состоит в том, что он разработал учение об управлении доминированием. Он показал пути, какими можно изменить доминирование в нужном направлении. Если гибридам создать условия близкие к одному из родителей, то у гибридов будут развиваться признаки этого родителя. Пример из животноводства, местные киргизские лошади скрещивались с чистокровной верховой. В зависимости как будет выращиваться потомство, такие будут получены результаты. Учение об управлении доминированием имеет большое значение в практике животноводства. Создавая животным, различные условия внешней среды, тем самым регулируем развитие желательных признаков. Молочный тип – кормление грубыми и сочными кормами, моцион, подготовка к отелу, массаж вымени, раздой первотелок и другие мероприятия. Мясной тип – кормление концентрированными кормами, уменьшение количества прогулок, привязное содержание и другие мероприятия. Таким образом, управление доминированием имеет большое значение в практике животноводства.