Скрещивание Drosophila melanogaster

Цель данной работы состоит в том, чтобы выявить закономерности наследования генов, отвечающих за цвет глаз мух. На практике доказать, что ген, определяющий окраску глаз у дикой линии мух – доминантный и сцеплен с Х-хромосомой.

Объект, на котором мы проводили исследования – мухи дрозофиллы (Drosophila melanogaster). Выбор объекта обусловлен рядом преимуществ:

Высокая плодовитость.

От одной пары мух можно получить от 50 до 200 потомков.

Непродолжительный цикл развития.

От момента откладки яиц до момента вылета имаго проходит 10-12 суток.

Малое число хромосом.

Гаплоидный набор хромосом равен 8 (2n=8).

Мухи дрозофилы хорошо изучены.

Известно большое число генов, которые определяют хорошо различимые признаки.

Удобство разведения.

Для разведения мух в искусственной среде требуется питательная среда, которая не требует особых затрат. А продолжительность жизни мухи в лабораторных условиях составляет 3-4 недели.

Четкое разделение по полу.

Самки крупнее самцов. Спинная часть у мух имеет исчерченность. У самок она более четкая. У самцов на конце брюшка есть пятнышко. Самка имеет более округлое брюшко, заостренное на конце.

Имеются фенотипические мутации

Методика работы состояла в следующем:

Приготовление питательной среды

Для этого нам понадобились дрожжи, которые препятствовали образованию плесени и сахар, которым питались мухи. Также можно было использовать изюм. Эти компоненты смешивались с агар-агаром – желеобразной консистенцией. Питательная среда не должна быть жидкой или слишком твердой. В жидкой среде мухи утонут, а если среда будет слишком твердой – не смогут питаться. Температура среды должна составлять 24-25° С. Необходимое условие – соблюдать стерильность посуды.

Объекты

В нашей работе мы скрещивали дикую линию мух ( линия Normal) и линию White. Дикая форма имеет серый цвет тела, нормальные крылья с цельным краем и красный цвет глаз. Линия White отличается от них белыми глазами. Ген, ответственный за этот признак локализован в первой хромосоме и сцеплен с Х-хромосомой.

Мы взяли 2 пробирки с питательной средой. В каждую поместили 2х самок дикой линии и 3х самцов формы White. После скрещивания все гибриды первого поколения оказались с красными глазами. Для получения второго поколения мух мы отсадили в две пробирки с питательной смесью по 2х самок и 3х самцов.

В обоих поколениях было подсчитано количество мух, из них количество самок и самцов.

Ход работы:

Теоретическое расщепление

Решение вопроса о случайности или «неслучайности» эксперимента можно говорить, лишь применив статистические методы. В нашей работе используется метод «хи-квадрат». Применение метода сводится к расчету величины χ^2 и ее оценке. Расчет осуществляется по формуле:

χ^2=∑(d^2)/q

Где ∑ - знак суммы,

q – теоретически ожидаемое число особей с определенным признаком

d – отклонение фактически полученных данных от теоретически ожидаемых для каждого класса, при этом

d=p-q,

где p – практически полученные данные.

Оценка величины χ^2 производится по таблице Фишера, в результате чего мы получаем вероятность встречи подобных результатов при проведении аналогичных опытов. В статистике принято считать, что события, имеющие вероятность менее 0,05 практически не встречаются. Поэтому результат скрещивания при данных условиях закономерен, если вероятность будет превышать вышеуказанное значение.

При оценке по таблице Фишера необходимо учитывать число степеней свободы – число независимо рассчитанных величин, которое будет равняться количеству различных классов особей минус 1.

Дата	Номер пробирки	Самки	Самцы	Всего
	16	21 красноглазых	24 красноглазых	45
	17	37 красноглазых	43 красноглазых	80
28.4.2008	17.2	6 красноглазых	4 красноглазых 1 белоглазый	11

X+ – красные глаза

XW – белые глаза

Ожидаемое расщепление при первом скрещивании:

1 самка красноглазая

1 самец красноглазый

Ожидаемое расщепление по фенотипу при втором скрещивании:

2 самки красноглазые

1 самец красноглазый

1 самец белоглазый

Практическое расщепление

В первом поколении получено в 17 пробирке 37 самок, 43 самца

	+ W Х X красноглазая	+ X Y красноглазый
p	37	43
q	40	40
d=p-q	-3	3
d^2 q	0,225	0,225

χ^2=∑(d^2)/q χ^2=0,45

Число степеней свободы (n’) = 1

Вероятность в данном случае составляет 0,5, что достаточно высоко.

В 16 пробирке 21 самка 24 самца

	+ W Х X красноглазая	+ X Y красноглазый
p	21	24
q	22,5	22,5
d=p-q	-1,5	1,5
d^2 q	0,1	0,1

χ^2=∑(d^2)/q χ^2=0,2

Число степеней свободы (n’) = 1

Вероятность в данном случае находится в пределах от 0,5 до 0,75.

Второе скрещивание. В пробирке 17.2 было насчитано 6 красноглазых самок, 4 красноглазых самца, 2 белоглазых самца.

Особенностью второго скрещивания является то, что в потомстве будут самки с одним фенотипом и разными генотипами (один тип гомозиготен, второй гетерозиготен). Так как определить генотип в условиях эксперимента не представляется возможным, то в таблице рассматривается фенотип самок.

	Х+ XW красноглазая	Х+ X+ красноглазая	X+ Y красноглазый	XWY белоглазый
p	6		4	1
q	5,5		2,75	2,75
d=p-q	0,5		1,25	-1,75
d^2 q	0,05		0,57	3,06

χ^2=∑(d^2)/q χ^2= 3,68

Число степеней свободы (n’) = 2

Вероятность будет лежать в пределах от 0,10 до 0,25.

По причине технических проблем, возникших в процессе проведения опыта, мухи, находящиеся в пробирке 16.2 погибли и подсчету не подлежали. Повторить опыт не позволили временные рамки.

Вывод

Результаты всех скрещиваний закономерны и неслучайны. Однако, о результатах второго скрещивания нужно говорить с большой осторожностью по двум причинам. Во-первых – отсутствие дублирования эксперимента, а во-вторых малое количество вылупившихся мух, которое могло быть подвергнуто подсчету.