Genetics and biotechnology of food crops

QUADRATO DI PUNNETT

si usa per prevedere le combinazioni alleliche risultanti da un incrocio

I caratteri dominanti si manifestano sia in omozigosità che in eterozigosità

I caratteri recessivi si manifestano solo in omozigosità

Principio di segregazione→ ciascun individuo aploide possiede 2 alleli che segregano (si separano) durante la

formazione dei gameti e ciascun gamete contiene un allele

Il concetto di dominanza stabilisce che, quando in un genotipo sono presenti 2 alleli diversi, nel fenotipo si

osserva solo un tratto di questi, detto allele dominante

Ogni pianta F2 venne a sua volta autofecondata e nella generazione successiva, la F3, si ottennero i seguenti

risultati:

-​ Ciascuna pianta F2 appartenente al 25% che manifestava il carattere recessivo continuò a dare piante

con lo stesso fenotipo. Queste piante cioè costituirono una linea pura. Il carattere non aveva subito

variazioni ed era passato incontaminato attraverso una generazione F1 durante la quale non aveva

avuto modo di manifestarsi

-​ Tra le piante F2 con il carattere dominante che costituivano il 75%, venivano distinte 2 categorie: a) 1/£

circa (25% di tutte le F2) davano luogo ad una linea pura come il tipo P a cui loro stesse somigliavano,

b) le restanti, circa i ⅔ (cioè il 50% di tutte le F2) continuavano a dare 2 tipi di progenie come la F1

sempre nel rapporto di 3:1

E’ chiaro quindi, che la generazione F2 era composta dal 25% di individui puri ed uguali ad uno dei 2 parentali,

dal 25% di individui puri ed uguali all’altro parentale e dal 50% di individui non puri che per autofecondazione

davano origine a 2 tipi di progenie

Il 75% delle F2 sono fenotipicamente uguali, cioè a cotiledoni gialli, di cui però il 25% è costituito da omozigoti

GG e il 50% da eterozigoti Gg. Per poter distinguere la F2 a cotiledoni gialli omozigoti, da quelle con lo stesso

fenotipo, ma eterozigoti, esse vengono incrociate tutte con la linea pura a cotiledoni verdi gg

→ Si ricorre cioè alla tecnica del reincrocio.

Se nelle discendenze si osservano solo cotiledoni gialli la pianta F2 era omozigote GG, mentre se il 50% della

discendenza ha cotiledoni gialli e il 50% versi, la pianta F2 era eterozigote Gg

A conclusioni analoghe si può arrivare ricorrendo all’autofecondazione; in tal caso le piante omozigoti danno

una discendenza uniforme, quelle eterozigoti invece segregano nel classico rapporto 3:1

SEGREGAZIONE INDIPENDENTE

Mendel fece anche incroci tra 2 linee pure che differivano per 2 coppie alleliche, ossia per 2 caratteri: Forma e

colore del seme

Dall’incrocio liscio e giallo (doppio dominante) per rugoso e verde (doppio recessivo) e cioè per l’incrocio:

LLGG x llgg, ottenne una F1 che aveva tutti semi gialli e lisci LlGg

In F2 si aveva: 423 lisci e 133 rugosi 3:1; 416 gialli e 140 verdi 3:1.

Quando l’F2 veniva classificata simultaneamente in base alla forma e al colore: giallo-liscio, giallo-rugoso,

verde-liscio, verde-rugoso si aveva i fenotipi erano nel rapporto 9:3:3:1

→ ¾ Gialli → 9/16 Lisci Gialli

¾ Lisci → ¼ Verdi → 3/16 Lisci Verdi

→ ¾ Gialli → 3/16 Rugosi Gialli

¼ Rugosi → ¼ Verdi → 1/16 Rugosi Verdi

Il risultato ottenuto nella F2 si può spiegare ammettendo che il diibrido F1 LlGg formi 4 tipi di gameti: LG, Lg,

lG, lg in proporzioni uguali

Nel principio di segregazione indipendente si ha la stessa probabilità che G su trovi insieme a L o l

Le combinazioni gametiche sono quindi: GL 25%, Gl 25%, gL 25% e gl 25%

E’ evidente oggi, che i possibili orientamenti delle coppie di cromosomi omologhi alla metafase I consentono di

ottenere 4 tipi di gameti in proporzioni uguali

Se avviene il crossing over non cambia i risultati

Con il crossing over si formano subito 4 tipi di gameti diversi in rapporto 1:1:1:1

Nel test-cross il fenotipo riflette fedelmente la costituzione del

gamete fornito dal diibrido LlGg

I risultati del test-cross dimostrano che il diibrido LlGg forma 4 tipi di

gameti in proporzioni uguali

SEGREGAZIONE separazione dei cromosomi omologhi durante la

meiosi e, con essi, dei geni

RICOMBINAZIONE formazione di gameti dell’ibrido con nuove

combinazioni di geni, diverse da quelle presenti nei gameti dei suoi

genitori

Independent assortment dei cromosomi materni e paterni alla Metafase I è il meccanismo alla base della

segregazione indipendente e permette la ricombinazione di geni ubicati su coppie diverse di cromosomi

omologhi → ricombinazione intercromosomica Specie prevalentemente

autogame. Autofecondazione e omozigosi

ASSENZA DI DOMINANZA

Quando una pianta omozigote che produce fiori rossi AA è incrociata con un’altra che produce frutti bianchi aa,

tutti gli eterozigoti F1 Pp producono fiori rosa

Quando gli individui F1 sono incrociati tra loro, ¼ degli F2 sono rossi AA, ½ rosa Aa e ¼ bianchi aa

Il rapporto è 1:2:1. I 2 alleli coinvolti nel colore del fiore non sono dominanti l’uno sull’altro

Quando non si ha una dominanza il genotipo non è Aa ma A A . Il fiore rosa segregherà sempre

1 2

Quando c’è un’assenza di dominanza i rapporti genotipici e fenotipici nella prole sono identici, perché ciascun

genotipo ha il proprio fenotipo.

In assenza di dominanza è possibile determinare il genotipo dall’esame del fenotipo

CODOMINANZA

Gli alleli che mancano di relazioni dominanti possono essere definiti “codominanti”. Ciò significa che ogni allele

è in grado di esprimere in una certa misura quando si trova in condizione di eterozigote.

Da ciò deriva che il genotipo eterozigote, che risulta da una codominanza, ha carattere intermedio rispetto a

quelli prodotti dai genotipi omozigoti.

Normalmente il fenotipo eterozigote, che risulta da una codominanza, ha carattere intermedio rispetto a quelli

prodotti dai genotipi omozigoti → Non è rispettata la 1° legge

Il fenotipo può apparire negli eterozigoti come una “miscela”, ma gli alleli mantengono le loro identità individuali

e, al momento della formazione dei gameti si segregano l’uno dall’altro → Rispettata 2° legge

Per indicare gli alleli codominanti si usano caratteri maiuscoli con esponenti diversi. Le lettere maiuscole

richiamano l’attenzione sul fatto che ogni allele può esprimersi in una certa misura perfino in presenza del suo

allele alternativo (negli eterozigoti)