Анализирующее скрещивание¶
Анализирующее скрещивание — метод генетического анализа, при котором гибридное потомство скрещивается с рецессивным гомозиготным родителем (тестером) для определения генотипа по изучаемому признаку. Метод позволяет установить число генов, контролирующих признак, выявить взаимодействие генов, оценить частоту кроссинговера и определить генетическую гетерозиготность особи. Метод был разработан в 1920-х годах в работах Т. Моргана и его сотрудников по хромосомной теории наследственности и стал одним из основных инструментов генетического картирования.
¶Принцип метода
Анализирующее скрещивание проводят в два этапа. Сначала получают гибридное потомство (F₁) от скрещивания двух родительских линий, различающихся по изучаемому признаку. Затем представителей F₁ скрещивают с рецессивным гомозиготным родителем (aa), у которого фенотипически проявляется только рецессивный аллель. Такое скрещивание называется тест-скрещиванием.
При моногибридном скрещивании гетерозигота Aa × aa даёт потомство с фенотипическим соотношением 1:1 — половина особей с доминантным признаком, половина с рецессивным. Отклонение от этого соотношения свидетельствует о негомозиготности тестера, о влиянии модифицирующих генов или о неполной доминантности.
¶Применение
¶Определение генотипа особи
Основное применение метода — установление генотипа по изучаемому локусу. Если все потомство тест-скрещивания имеет доминантный признак, испытуемая особь гомозиготна по доминантному аллелю (AA). Если в потомстве наблюдается соотношение 1:1, особь гетерозиготна (Aa). Если все потомство рецессивное, особь гомозиготна по рецессивному аллелю (aa).
¶Определение числа генов
Анализирующее скрещивание применяют для установления числа генов, контролирующих признак. При дигибридном скрещивании AaBb × aabb ожидаемое фенотипическое соотношение потомства — 9:3:3:1 при независимом распределении генов и 1:1:1:1 при полном сцеплении с кроссинговером. Отклонения от этих соотношений позволяют судить о взаимодействии генов (комплементарность, эпистаз, полимерия).
¶Генетическое картирование
Анализирующее скрещивание — основной метод построения генетических карт хромосом. Скрещивание гибридов с тестерами позволяет определить частоту кроссинговера между генами и, соответственно, расстояние между локусами в морганидах. Метод широко использовался в работах Т. Моргана и его школы по изучению наследования признаков у дрозофилы Drosophila melanogaster.
¶Модификации метода
¶Скрещивание с рецессивным гомозиготным родителем
Классический вариант метода — скрещивание с рецессивным гомозиготным родителем (aa). Метод позволяет определить генотип особи по одному или нескольким признакам одновременно.
¶Скрещивание с доминантным гомозиготным родителем
В ряде случаев проводят скрещивание с доминантным гомозиготным родителем (AA). Такое скрещивание не позволяет определить генотип по доминантному признаку, но может быть использовано для выявления рецессивных аллелей в потомстве.
¶Скрещивание с гетерозиготным родителем
Скрещивание с гетерозиготным родителем (Aa) даёт потомство с фенотипическим соотношением 3:1. Метод применяют для проверки чистоты линий и выявления гетерозиготности.
¶Особенности метода
¶Требования к тестеру
Для проведения анализирующего скрещивания тестер должен быть гомозиготным по рецессивным аллелям по всем изучаемым локусам. Использование негомозиготного тестера приводит к искажению результатов и затрудняет интерпретацию полученных данных.
¶Влияние кроссинговера
При анализе нескольких генов одновременно необходимо учитывать возможность кроссинговера между локусами. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами и пола особей. В ряде случаев кроссинговер подавлен (например, в гетерогаметном поле у дрозофилы).
¶Статистическая обработка
Результаты анализирующего скрещивания обрабатывают с использованием статистических методов — критерия хи-квадрат, который позволяет оценить достоверность отклонений от ожидаемых соотношений.
¶Применение в селекции
Анализирующее скрещивание широко применяется в селекции растений и животных для определения генотипа ценных особей, выявления скрытых рецессивных аллелей, контроля чистоты линий и оценки генетической гетерозиготности популяций. Метод используется при создании гибридов, оценке комбинативной способности и подборе родительских пар.
¶История
Метод анализирующего скрещивания был разработан в 1920-х годах в ходе исследований хромосомной теории наследственности. Основные работы по развитию метода принадлежат Т. Моргану, А. Стёртеванту, Г. Мюллеру и другим учёным, работавшим над генетическим картированием хромосом дрозофилы. Впоследствии метод был адаптирован для использования в селекции сельскохозяйственных растений и домашних животных.
¶Источники
- Глазко В. В. Генетика. — М.: Колос, 2008.
- Сухоруков Л. Н. Генетика. — М.: Колос, 2006.
- Синявский А. А. Генетика. — М.: Академия, 2007.
- Синявский А. А. Генетика растений. — М.: Академия, 2007.