遺伝と生殖・発生の問題
ある植物では、子葉の色を決める遺伝子 (黄色、顕性)と (緑色、潜性)、種子の形を決める遺伝子 (丸形、顕性)と (しわ形、潜性)がある。この 2 組の遺伝子が同じ染色体上にあるかどうかは分かっていない。
遺伝子型 の純系と の純系を交配して を得て、 を自家受粉させたところ、 が 1600 個体得られた。表現型を (黄色・丸形)のように表すと、結果は次のようになった。
| 表現型 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 個体数 | 816 | 384 | 384 | 16 |
次に、 のうち表現型が の個体をすべて選び、それぞれを自家受粉させて次の世代を得た。この世代全体での表現型 と の個体数の比を、最も簡単な整数比で の順に求めよ。
ただし、 の配偶子形成では、もし組換えが起こるなら組換え価は卵(胚珠)と花粉で等しいとする。また、どの遺伝子型の個体も生存率は等しく、選んだ の個体はどれも同じ数の子を残すものとする。
この問題で使うもの
- 連鎖か独立かの判定(説明と入口の問題)
- 組換え価から求める分離比(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(15 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
まず の比が になっているかを確かめ、独立か連鎖かを判断しよう。次に、 の個体が と のどちらかであることに注目し、その比を求めよう。
ヒント 2
の個体は だけで、卵と花粉がどちらも のときに生じる。 がつくる配偶子 の割合を とすると である。 は と の染色体をもつので、 は組換えで生じる配偶子である。
ヒント 3
の割合は 、 の割合は となる。すると は 、 は で、 である。あとはそれぞれを自家受粉したときの子の表現型を合計しよう。
答えと解説
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解説を読む
1. 独立か連鎖かの判断
2 組の遺伝子が独立に遺伝するなら、 の分離比は となり、 は 個体前後になるはずである。ところが実際は 16 個体しかなく、比が大きく異なる。よって と は同じ染色体上にあり(連鎖しており)、組換えが起こっていると考えられる。
2. の配偶子の比を求める
は (配偶子 )と (配偶子 )の子なので、一方の染色体に と 、もう一方に と がのっている。組換え価を とすると、 の配偶子は
となる( と が組換えで生じる配偶子)。
の個体は遺伝子型 だけであり、卵も花粉も のときに生じる。組換え価は卵と花粉で等しいので
したがって配偶子の割合は 、 である。
3. の個体の遺伝子型の比
の遺伝子型は と の 2 種類である。
- :卵・花粉とも のとき。割合は
- :一方が 、他方が のとき。割合は
(確認: で、 となり表と一致する。)
よって であり、 の個体のうち が 、 が である。
4. 自家受粉の結果
どちらの個体も なので、子は必ず であり、 の分離だけを考えればよい( はすべて同じ遺伝子なので組換えが起きても結果は変わらない)。
- の自家受粉:子はすべて 、つまりすべて
- の自家受粉:、つまり
各個体が同じ数の子を残すので、次の世代全体では
したがって である。
(参考:もし独立なら となり、 になる。連鎖していることで答えが変わる。)
別解
F_1 は から生じるので、遺伝子型は (相反配置)である。F_2 の ()は なので、F_1 がつくる配偶子 の割合は である。卵と花粉で組換え価が等しいので、配偶子の割合は 、組換え価は 20% となる。
検算: の割合は と の和で 0.24 となり、 で表と一致する。また は で、 となり、これも表と一致する。
個体の遺伝子型の比は である。つまり が 、 が を占める。
自家受粉の結果は次のとおり。
- の自家受粉:子はすべて で、すべて となる。
- の自家受粉:A 遺伝子座は で固定されており、B 遺伝子座だけが分離する。そのため組換えの有無は関係なく、 となる。 は 3/4、 は 1/4 である。
次世代全体では次のようになる。
-
-
よって である。