Анализирующее скрещивание
Первый выразительный научный шаг в формировании генетики как науки был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который опубликовал в 1866г. статью, которая заложила основы современной генетики - науки о наследственности и изменчивости. Мендель показал, что родительские факторы при их передаче потомству не сливаются, а наследуются дискретно. Позже в 1909 г. датский биолог Иогансен назвал эти факторы генами, а в 1912 г. американский генетик Морган показал, что гены расположены в хромосомах.
Будучи в Вене Мендель заинтересовался гибридизацией, в результате чего он решил выучить деление родительских признаков у гибридов и их количественного соотношения. Для своих опытов Мендель выбрал горох огородной (Pisum sativum), потому что разные сорта этого растения отличались резко выраженными признаками: растение самоопылялось, то есть размножалось в чистоте, и при гибридизации давало многочисленное и плодотворное потомство.
Для первого опыта Мендель выбрал 2 сорта, которые отличаются только по одному признаку. У одних растений были верхушечные цветки, а в других пазушни. Размножая эти сорта отдельно, Мендель убедился, что растения генетически чисты, после чего начал проводить исследование. К началу самоопыления у одного сорта гороха Мендель удалял пыльники, и нанося на их рыльца пыльцу из другого сорта гороха. Мендель проводил реципрокни скрещивание, то есть переносил пыльцу как из "пазушних" растений на "верхушечных", так и наоборот. Во всех случаях из полученных насинь были выращены растения с пазушними цветками. Позже в 1902р. Бетсон и Сондерс стали помечать первое поколение гибридов символом F1.
Дальше Мендель дал растениям поколения F1 самообпилитися, и полученные семена высадил следующей весной. В полученном поколении гибридов F2 наблюдалось проявление признака "верхивковости", причем фенотипово растения разделились приблизительно в отношении 3:1. Таким образом, признак "верхивковости" Мендель назвал рецессивным, что был подавлен доминантным признаком "пазушности" в поколении F1. На основе проведенных опытов Мендель сформировал закон расщепления, в соответствии с которым признаки данного организма, детерминируются парой внутренних генов.
Дальше Мендель взял два сорта гороха, которые отличались по двум признакам. В одном сорте были желтые гладкие семена, а в другое - зелени морщинистые. Скрещивая эти два сорта, Мендель получил гибридов (F1), у которых были желтые гладкие семена. За результатами моногибридного скрещивания Мендель знал, что эти признаки доминантны. Во втором же поколении гибридов (F1) состоялось расщепление признаков и возникновение 2-х новых: зелени гладкие семена и желтые морщинистые, причем соотношение численности растений с разными признаками было 9:3:3:1. Спиввидносячи растения с противоположными фенотипами, вышло соотношение 3:1, как и во втором поколении гибридов моногибридного скрещивания. На основе этих данных был сформулирован второй закон Менделя или закон независимого деления, в соответствии с которым каждый признак из одной пары может злиться с любым признаком из другой пары.
Мендель проводил анализ каждого признака отдельно и вел количественный учет. Мендель осуществлял пидбор родительских пар (чистые, альтернативные признаки), получал F1, F2 и два поворотных скрещивания. С помощью своих опытов Мендель установил три закона:
1) одинаковость гибридов первого поколения (F1).
2) фенотипове расщепление признаков во втором поколении как 3:1.
3) независимое деление признаков.
При скрещивании организмов гомозиготних доминантных по исследуемому признаку образуются гибриды гетерозиготни доминантные. При скрещивании этих гибридов образуются гибриды второго поколения, что: гомозиготни доминантные(1), гетерозиготни(2), гомозиготни рецессивные (1) (1:2:1). Чтобы узнать генотип доминантного организма (гомозиготний или гетерозиготний) проводят поворотное или скрещивание, которое анализирует: берут организм с неизвестным генотипом и организм из гомозиготним рецессивные генотипом того же признака. Получение при скрещивании организмов доминантных по данному признаку, говорит о гомозиготности неизвестный генотип, а получение расщепления признака в соотношении 1:1, говорит о гетерозиготности организме.
При полном доминировании среди особей с доминантными признаками невозможно отличать гомозиготи от гетерозигот, а в этом часто возникает необходимость (например, чтобы определить, чистопородная или гибридная данная особь). С этой целью проводят скрещивание, которое анализирует, при котором исследуемая особь с доминантными признаками скрещивается из рецессивно гомозиготной. Если потомство от такого скрещивания окажется однородным, выходит, особь гомозиготна (ее генотип АА). Если же в потомстве будет 50% особей с доминантными признаками, а 50% — с рецессивными, выходит, особь гетерозиготна.
Промежуточный характер наследования. Иногда у гибридов Fіне наблюдается полного доминирования, их признаки носят промежуточный характер (Аа). Такой характер наследования называют промежуточным или неполным доминированием.
Правило чистоты гамет, установленное Менделем, в первый раз продемонстрировало свойство дискретности гена, не змишуваности аллелей друг с другом и другими генами. Мендель в первый раз показал, что наследственные факторы у гаметах гибрида первого поколения остаются точно такими же, как и у родителей. Они не смешиваются, не перетерплюють изменений после общего пребывания в гибридном организме.