Hoán vị gen (Di truyền liên kết không hoàn toàn)

I. THÍ NGHIỆM CỦA MOOGAN

P: Thân xám, cánh dài  ×  Thân đen, cánh cụt

F1:             100% Thân xám, cánh dài

Lai phân tích con cái F1

Pa:        ♀ F1 thân xám, cánh dài    ×      ♂ thân đen, cánh cụt

Fa:      0,415 Thân xám, cánh dài : 0,415 Thân đen, cánh cụt

          0,085 Thân xám, cánh cụt : 0,085 Thân đen, cánh dài

* Giải thích kết quả thí nghiệm

- Trong phép lai phân tích: ta nhận thấy ruồi đực đen, cụt luôn cho ra một loại giao tử ab, ruồi cái F1 giảm phân cho 4 loại giao tử với tỉ lệ AB = ab = 0,415 ; Ab = aB = 0,085, do đó số loại và tỉ lệ KH ở đời phép lai phân tích phụ thuộc vào số loại và tỉ lệ giao tử của con cái F1 đem lai.

→ Để giải thích hiện tượng con cái xám, dài dị hợp cho 4 loại giao tử với tỉ lệ không bằng nhau, Moogan đưa ra giả thuyết liên kết gen không hoàn toàn (hoán vị gen).

II. NỘI DUNG QUY LUẬT HOÁN VỊ GEN

- Trong quá trình giảm phân, các NST tương đồng có thể trao đổi các đoạn tương đồng cho nhau, dẫn đến hoán vị gen làm xuất hiện tổ hợp gen mới.

III. CƠ SỞ TẾ BÀO HỌC

- Ở kì đầu của Giảm phân I có hiện tượng tiếp hợp của các cặp NST tương đồng theo chiều dọc, gen alen đối diện nhau, 2 trong 4 cromatit khác nguồn gốc trao đổi đoạn tương ứng → dẫn đến sự hoán vị của các gen tương ứng → tổ hợp lại các gen không alen.

- Các gen nằm càng xa nhau thì lực liên kết càng yếu, càng dễ xảy ra hoán vị gen.

Sơ đồ lai:

Hình 1. Sơ đồ lai kiểm chứng hoán vị gen

* Đặc điểm của hoán vị gen

- Tần số hoán vị gen (f) bằng tổng tỉ lệ các giao tử mang gen hoán vị.

- Tần số hoán vị gen giữa 2 lôcut gen nào đó luôn $ \leqslant 50\% $.

- Hoán vị gen phụ thuộc vào giới tính ở một số loài: ở ruồi giấm, hoán vị gen chỉ xảy ra ở giới cái, ở tằm hoán vị gen chỉ xảy ra ở giới đực.

- Để xác định tần số hoán vị gen, người ta thường dùng phép lai phân tích.

IV. Ý NGHĨA CỦA HOÁN VỊ GEN

- Tăng xuất hiện các biến dị tổ hợp làm cho SV đa dạng, phong phú, làm nguyên liệu thứ cấp cho chọn giống và tiến hoá. Vì vậy các gen liên kết đồng hợp hay chỉ có 1 cặp dị hợp thì sự hoán vị gen sẽ không có hiệu quả.

- Nhờ hoán vị gen mà những gen quý trên các NST tương đồng có khả năng tổ hợp với nhau làm thành nhóm gen liên kết mới. Điều này rất có ý nghĩa trong chọn giống và tiến hoá.

- Thông qua việc xác định tần số hoán vị gen người ta có thể lập bản đồ di truyền.

V.PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HOÁN VỊ GEN

* Cách nhận dạng quy luật hoán vị gen:

- Cấu trúc của NST thay đổi trong giảm phân.

- Là quá trình lai 2 hay nhiều tính trạng mà tỉ lệ phân tính chung của các cặp tính trạng không phù hợp với phép nhân xác suất nhưng xuất hiện đầy đủ các loại kiểu hình như phân li độc lập.

  • Khi tự thụ phấn hoặc giao phối giữa hai cặp gen  P: (Aa, Bb) x (Aa, Bb) → F1 có 4 kiểu hình tỉ lệ ≠ 9 : 3 : 3 : 1 → qui luật hoán vị gen.
  • Khi lai phân tích cá thể dị hợp về hai cặp gen P: (Aa, Bb) x (aa, bb) → FBcó 4 kiểu hình tỉ lệ ≠ 1 : 1 : 1 : 1 → qui luật hoán vị gen.
  • P: (Aa, Bb) x (Aa, bb) hay (aa, Bb) → Fcó 4 kiểu hình, tỉ lệ ≠ 3 : 3 : 1 : 1 → qui luật hoán vị gen.

Tổng quát: Nếu tỉ lệ chung của cả hai tính trạng không bằng tích các nhóm tỉ lệ khi xét riêng, ta suy ra hai cặp tính trạng đó được di truyền theo quy luật hoán vị gen.

1. Dạng 1: Xác định tần số HVG, tỉ lệ giao tử

* Tần số hoán vị gen (TSHVG) là tỉ lệ phần trăm các loại giao tử hoán vị, tính trên tổng số giao tử được sinh ra. Tần số hoán vị gen ≤ 50%.

* Gọi f là TSHVG, trong trường hợp xét hai cặp alen:

+ Ti lệ giao tử hoán vị = $\frac{f}{2}$               + Tỉ lệ giao tử không hoán vị = $\frac{{1 - f}}{2}$

* Trường hợp có nhiều cặp NST tương đồng mang gen, ta dùng phép nhân xác xuất để tính tỉ lệ giao tử chung hoặc tỉ lệ từng loại giao tử.

2. Dạng 2: Biết gen trội, lặn - kiểu gen của P xác định kết quả lai

  • Qui ước gen.
  • Xác định tỉ lệ giao tử của P theo tần số hoán vị gen.
  • Lập bảng, suy ra tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình.

3. Dạng 3. Biết kiểu gen, kiểu hình ở đời con, xác định kiểu gen, kiểu hình của P

- Bước 1: Xét từng cặp tính trạng, quy ước gen

- Bước 2: Xét cả 2 cặp tính trạng

- Bước 3: Xác định kiểu gen của cá thể đem lai và tần số hoán vị gen

a) Lai phân tích

- Tần số hoán vị gen bằng tổng % các cá thể chiếm tỉ lệ thấp.

- Nếu ở đời sau xuất hiện kiểu hình giống bố mẹ chiếm tỉ lệ cao hơn 50% = > KG : AB/ab x ab/ab

- Nếu ở đời sau xuất hiện kiểu hình giống bố mẹ chiếm tỉ lệ thấp hơn 50%  = > KG : Ab/aB x ab/ab

b) Tự thụ phấn

 

Hoán vị gen xảy ra 1 bên 

% ab . 50%  =  % kiểu hình lặn

Hoán vị gen xảy ra 2 bên

(% ab)2  =  % kiểu hình lặn

% ab < 25 %

→ Đây là giao tử hoán vị  

f % = 2 . % ab

Kiểu gen: Ab/aB  X  Ab/aB

f % = 2 . % ab

Kiểu gen: Ab/aB  x  Ab/aB

% ab > 25 %

→ Đây là giao tử liên kết

f % = 100 %  -   2. % ab

Kiểu gen: AB/ab  x  AB/ab

f % =100%  -   2 . % ab

Kiểu gen: AB/ab  x  AB/ab

Chú ý: Số loại kiểu gen đời sau khi có hoán vị gen:

- Thế hệ sau có 8 kiểu tổ hợp giao tử bao giờ cũng cho 7 kiểu gen

- Thế hệ sau có 16 kiểu tổ hợp giao tử bao giờ cũng cho 10 kiểu gen

- Số kiểu gen = Số kiểu gen trong trường hợp phân li độc lập cộng thêm 1.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!