К  ВОПРОСУ  О  НАСЛЕДОВАНИИ  СПОНТАННОЙ  МУТАЦИИ  PLANE

Рязанова  Людмила  Александровна
канд.  биол.  наук, 
доцент  Челябинского  государственного  педагогического  университета, 
РФ,  г.  Челябинск

E-mail: 

TO  THE  QUESTION  OF  INHERITANCE  OF  THE  SPONTANEOUS  MUTATION  OF  PLANE

Lyudmila  Ryazanova

сandidate  of  Science,  assistant  professor  of

Chelyabinsk  State  Pedagogical  University,

Russia,  Chelyabinsk

АННОТАЦИЯ

Дрозофила  –  один  из  основных  модельных  организмов  для  генетики  и  биологии  развития.  В  лаборатории  генетики  Челябинского  государственного  педагогического  университета  несколько  лет  назад  в  мутантной  линии  brown  спонтанно  возникла  новая  мутация,  изменившая  расположение  крыльев  некоторых  дрозофил.  Она  была  выведена  в  гомозиготное  состояние  и  получила  условное  название  plane. 

ABSTRACT

Drosophila  melanogaster  –  one  of  the  main  model  organisms  for  genetics  and  biology  of  development.  In  laboratory  of  genetics  of  the  Chelyabinsk  state  pedagogical  university  a  few  years  ago  in  the  mutant  brown  line  spontaneously  there  was  a  new  mutation  which  changed  an  arrangement  of  wings  of  some  drosophilas.  She  was  brought  in  a  homozygous  state  and  received  the  conditional  name  planе.

Ключевые  слова:  аллель;  мутация;  гомозигота;  трансгрессия;  фенотип.

Keywords:  allele;  mutation;  gomozigota;  transgression;  phenotype.

Известно,  что  геном  дрозофилы  состоит  примерно  из  14  000  генов,  однако  в  её  биологии  ещё  остаётся  много  неизведанного  [3,  с.  62].  Целью  исследования  стало  получение  информации  об  особенностях  наследования  спонтанно  возникшей  мутации  planе  (от  англ.  «самолёт»)  в  лаборатории  генетики  ФГБОУ  ВПО  «ЧГПУ»  и  сравнение  её  с  полученными  ранее  мутациями,  изменяющими  расположение  крыльев  у  дрозофил  (рис.  1). 

Рисунок  1.  Спонтанная  мутация  plane  (фото  автора)

Мутационные  изменения  крыльев  обычно  разделяют  на  три  группы.  К  1  группе  относятся  те  мутанты,  которые  модифицируют  общую  конфигурацию  крыла.  К  2  группе  генетики  причисляют  тех  дрозофил,  у  которых  изменено  жилкование  крыла.  В  3  группе  находится  многочисленный  класс  мутантов,  у  которых  в  той  или  иной  степени  уменьшено  крыло  [2,  с.  26].

Таблица  1.

Мутации,  изменяющие  расположение  крыльев  наподобие  «самолетика»

Сравнение  изучаемой  спонтанно  возникшей  мутации  plane  с  уже  известными  мутационными  изменениями,  представленными  в  таблице  1,  показало,  что  наиболее  морфологически  похожей  на  неё  является  мутация  roof,  локализованная  в  хромосоме  2,  как  и  мутация  brown.

Для  ответа  на  вопрос  о  возможности  локализации  спонтанной  мутации  plan  во  второй  хромосоме  были  запланированы  и  проведены  ряд  скрещиваний.  Покажем  результаты  дигибридного  скрещивания  дрозофил  с  мутацией  plane  и  мухами  дикого  типа  линии  Canton-S. 

P  2♀  bw  bw  plane  plane  x  2♂  bw⁺  bw⁺  plane⁺  plane⁺

F₁  40♀  и  36♂  все  с  красными  глазами  и  нормальными  крыльями

Из  опыта  следует,  что  мутация  plane  не  локализуется  в  X-хромосоме  дрозофилы  и  является  рецессивной.  Далее  гибридов  F₁  скрестили  между  собой  для  получения  F₂  (таблица  2).

Таблица  2.

Результаты  расщепления  в  F₂

Примечание:  жирным  шрифтом  выделены  дрозофилы,  которых  относили  к  аномальным  особям,  у  них  проявлялись  различные  вариации  мутации  plane:  оттопырено  1  крыло,  крылья  сложены  конвертиком,  крылья  вдоль  тела  и  др.  (рис.  2).

Рисунок  2.  Явление  трансгрессии  у  гибридных  дрозофил  (фото  автора)

Из  представленных  данных  следует,  что  расщепление  не  соответствует  отношению  9:3:3:1,  характерному  для  независимого  наследования.  В  то  же  время  оно  не  соответствует  расщеплению,  которое  могло  бы  получиться  при  сцепленном  наследовании  мутаций  brown  и  plane.  Далее  было  проведено  анализирующее  скрещивание  (таблица  3).

Таблица  3.

Результаты  анализирующего  скрещивания  между  мутантами  brown,  plane  и  гибридами  F₁

Анализ  расщепления  по  каждой  паре  признаков  в  отдельности  показал,  что  соотношение  красноглазых  и  коричневоглазых  мух  соответствует  1:1  (611  особей  :  595  особей),  а  соотношение  мух  с  нормальными  крыльями  и  растопыренными  равно  1:3  (324  особей  :  882  особи).

Для  объяснения  полученных  результатов  была  выдвинута  гипотеза  о  дигенном  наследовании  (а₁  и  а₂)  и  о  наблюдаемом  в  проделанных  экспериментах  явлении  трансгрессии.  Трансгрессия  –  явление  усиления  какого-либо  признака  у  гибридов  по  сравнению  с  родительскими  формами.  При  этом  усиление  признака  может  получиться  при  скрещивании  родительских  форм  с  одинаковым  по  выраженности  признаком.  Это  явление  связано  с  полимерными  генами.  Трансгрессия  бывает  положительная  и  отрицательная.

При  рассмотрении  потомства  анализирующего  скрещивания  снова  было  выявлено  большое  число  вариаций  в  расположении  крыльев  у  дрозофил,  что  свидетельствовало  в  пользу  дигенного  наследования  мутации  plane  и  наблюдаемого  явления  трансгрессии. 

Таблица  4.

Потомство  от  скрещивания  гибридов  F₁  (А₁a₁А₂a₂)  с  линией-анализатором  a₁a₁  a₂a₂  F_b

Принятие  гипотезы  о  дигенном  наследовании  хорошо  согласуется  с  опытными  данными  (1  ч.  нормальных  :  3  части  аномальных  особей),  однако  исследование  мутации  plane  продолжается.

Полученные  результаты,  с  определённой  долей  вероятности,  можно  экстраполировать  на  так  называемые  болезни  с  наследственным  предрасположением.  Для  них  характерены  плавные  переход  от  минимальных  значений  признака  до  его  максимальных  оценок.  Близость  к  порогу  конкретных  особей  в  популяции  отражается  накоплением  у  них  микропризнаков,  или  микроформ,  обнаруживаемых  в  зоне  развития  порока  (аномалии).  На  развитие  таких  заболеваний  существенную  роль  оказывают  средовые  факторы  [1,  с.  166].

Список  литературы:

1. Асанов  А.Ю.  Основы  генетики  и  наследственные  нарушения  развития  у  детей:  учеб.  пособие  для  студ.  высш.  пед.  учеб.  заведений  /  А.Ю.  Асанов,  Н.С.  Демикова,  В.Е.  Голимбет;  под  ред.  А.Ю.  Асанова.  –  М.:  Издательский  центр  «Академия»,  2012.  –  288  с. 
2. Козак  М.Ф.  Дрозофила  –  модельный  объект  генетики  [Текст]:  учебно-методическое  пособие  /  М.Ф.  Козак.  –  Астрахань:  Издательский  дом  «Астраханский  университет»,  2007.  –  87  с..
3. Хенк  М.  Повелители  мух  //  GEO.  Непознанный  мир:  Земля.  –  2011.  –  №  11(164)  –  С.  62–69.