Di truyền liên kết gen và hoán vị gen

Xét đến sự di truyền của hai gen quy định hai cặp tính trạng khác nhau. Quy luật di truyền Men den xét tới sự di truyền của hai tính trạng nằm trên hai NST khác nhau và Menden kết luật sự di truyền các tính trạng là độc lập với nhau. Trong khi đó Mooc gan cũng nghiên cứu sự di truyền của hai cặp tính trạng do hai gen cùng nằm trên 1 NST quy định. Vậy sự di truyền của cặp tính trạng do hai gen cùng nằm trên 1 NST sẽ khác gì với sự di truyền phân li độc lập ?

1. Đối tương nghiên cứu 

Ruồi giấm mang nhiều đặc điểm thuận lợi cho các nghiên cứu di truyền: Dễ nuôi trong ống nghiệm, đẻ nhiều, vòng đời ngắn , có nhiều biến dị dễ quan sát , số lượng NST ít (2n = 8). 

2. Thí nghiệm         

Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

Phép lai xét sự di truyền của các cặp  tính trạng :  màu thân và độ dài cánh => phép lai hai cặp tính trạng  

Số loại kiêu hình xuất hiện ở F 2 : 2 kiểu hình

Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng màu thân : Thân xám : Thân đen = 1 : 1

Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng kích thước cánh : 1 cánh dài : 1 cánh cụt

Tỉ lệ phân li kiểu hình chung : 1 xám, dài : 1 đen, cụt

=> Kết quả phân tích F2 cho thấy màu sắc thân và chiều dài cánh không tuân theo quy lutaaj phân li động lập của Men den

=> Kết quả lai phân tích của Mooc gan giống với kết quả lai phân tích một cặp tính trạng

Giải thích kết quả
- Đời F1 cho kết quả 100% ruồi thân xám, cánh dài => thân xám là trội so với thân đen, cánh dài là trội hơn so với cánh ngắn.
- P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản

=> F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai phân tích thì  sẽ cho tỉ lệ: 1 : 1 : 1 : 1

nhưng F2 cho tỉ lệ 1 : 1 => F1 chỉ tạo 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau

=>  Hai cặp gen cùng nằm trên 1 NST

3. Sơ đồ lai

Quy ước:    A :  thân xám >  a :  thân đen
B :  cánh dài   > b :  cánh cụt
Sơ đồ lai :
Ptc  :   ♀ AB                x              ♂ ab
               AB                                    ab
F1 :                        AB         (100% TX, CD)
                                ab

Pa :      ♂ AB                x                    ♀ ab
                 ab                                          ab

Fa :        AB                                         ab
               ab                                          ab

              (50% TX, CD) : (50% TĐ, CC)

4. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết gen 

Các gen quy định các tính trạng khác nhau (màu thân, dạng cánh) cùng  nằm trên 1 NST và di truyền cùng nhau.

6. Kết luận:

- Liên kết gen là hiện tượng các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau.

- Các gen nằm trên một NST tạo thành một nhóm gen liên kết.

- Số nhóm gen liên kết ở mỗi loài bằng số NST trong bộ đơn bội (n) của loài đó.

II. DI TRUYỀN LIÊN KẾT KHÔNG HOÀN TOÀN

1. Thí nghiệm của Morgan

P tc:                 ♀ thân xám, cánh dài     x   ♂ thân đen, cánh ngắn

            F1:                            100% thân xám, cánh dài

Pa:                   ♀ thân xám, cánh dài     x   ♂ thân đen, cánh ngắn

            F2:            965 con xám, dài  (41,5 %)   :   944 con đen, ngắn  (41,5 %)

                            206 con xám, ngắn (8,5 %)     :   185 con đen, dài (8,5 %)

2. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

Phương pháp thi nghiệm 2 giống với thí nghiệm 1

Tuy nhiên có môt số điểm khác đãn đến kết quả thí nghiệm 1 và 2 khác nhau

Đặc điểm so sánh	Thí nghiệm 1	Thí nghiệm 2
Các thể đem lai phân tích	Đực F 1	Cái F 1
Số loại kiểu hình phép lai phân tích Fa	2 kiểu hình	4 kiểu hình
Tỉ lệ phân li kiểu hình	1 :1	41,5  : 41,5  : 8,5 : 8,5

=>  Kết quả phân tích các thể cái F1 cho thấy  cho thấy  gen quy định màu sắc thân và chiều dài cánh cùng nằm trên 1 NST nhưng ở giải cái đã xảy ra hoán vị gen, giwois đực không xảy ra hiện tương hóa vị gen    

3. Sơ đồ lai

-         Quy ước
A :  thân xám  > a  :  thân đen2015-09-16
B :  cánh dài   > b  :  cánh cụt
-         Sơ đồ lai :
Ptc :          ♀ AB                 x                   ♂ ab
                     AB                                         ab
F1  :               AB (100% TX, CD)
                       ab  

Pa :            ♀ AB                x                    ♂ ab
                      ab                                            ab 

 

Fa :              AB                   :                      ab

                    ab                                            ab
        (41, 5% TX, CD)                    (41, 5% TĐ, CC)

                 :  Ab                     :                     aB
                    ab                                            ab

           (8, 5% TX, CC)                     (8, 5% TĐ, CD)

4. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết không hoàn toàn

- Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước 1 của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau => hoán vị gen.

- Tần số hoán vị:
+ Là tỉ lệ % số cá thể có tái tổ hợp (% các giao tử mang gen hoán vị).

+ Tần số phản ánh khoảng cách tương đối giữa 2 gen không alen trên cùng một NST. Khoảng cách càng lớn thì lực liên kết càng nhỏ và tần số hoán vị gen càng cao. Dựa vào đó người ta lập bản đồ di truyền.
+ Tần số hoán vị gen không vượt quá 50% vì hiện tượng trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa 2 trong 4 crômatit trong cặp NST kép tương đồng.
5. Kết luận:
- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.
- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp.
- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.

III. BẢN ĐỒ DI TRUYỀN.
- Là sơ đồ sắp xếp vị trí tương đối của các gen trong nhóm liên kết.
- Khi lập bản đồ di truyền, cần phải xác định số nhóm gen liên kết, trình tự và khoảng cách của các gen trong nhóm gen liên kết trên nhiễm sắc thể. 
- Khoảng cách giữa các gen trên NST được tính bằng đơn vị cM (centiMorgan).
- Dựa vào việc xác định tần số hoán vị gen, người ta xác lập trình tự và khoảng cách của các gen trên nhiễm sắc thể: 1% HVG xấp xĩ  1cM.

Ý nghĩa:
- Dự đoán trước tính chất di truyền của các tính trạng mà gen được sắp xếp trên bản đồ.
- Giúp nhà tạo giống rút ngắn thời gian tạo giống mới.

IV. Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN LIÊN KẾT
1. Ý nghĩa của liên kết hoàn toàn:
- Nhiều nhóm gen quý cùng nằm trên NST thì di truyền cùng nhau tạo nên nhóm tính trạng tốt giúp cho sự ổn định loài.
- Trong công nghiệp chọn giống, chuyển các gen có lợi cùng trên 1 NST để tạo được các giống như mong muốn.
2. Ý nghĩa của liên kết không hoàn toàn:
- Tăng biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống.
- Các gen quý có cơ hội được tổ hợp lại tạo thành nhóm gen liên kết mới -> Rất có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống.
- Thiết lập được khoảng cách tương đối của các gen trên nhiễm sắc thể -> thiết lập bản đồ gen có thể dự đoán trước tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lai, có ý nghĩa trong chọn giống (giảm thời gian chọn đôi giao phối một cách mò mẫm) và nghiên cứu khoa học.