1. Tương tác giữa các gen khơng alen
Tương tác gen là hai hay nhiều gen khơng alen khác nhau tương tác với nhau cùng quy định một tính trạng. Hay nĩi cách khác: Các gen khơng alen và các gen khơng nằm trên cùng một vị trí (locut) của cặp NST tương đồng. Ví dụ, ở Đậu Hà Lan các gen quy định màu sắc và hình dạng hạt là các gen khơng alen. Hai dạng tương tác gen khơng alen cơ bản là tác động bổ trợ và át chế
a) Tương tác hỗ trợ (bổ trợ)
Tương tác bổ trợ là các gen khơng alen (khơng tương ứng) khi cùng hiện diện trong một kiểu gen (KG) sẽ tạo KH riêng biệt. Tương tác bổ trợ biểu hiện ra nhiều dạng với những tỉ lệ KH ở F2 khác nhau.
* Tỉ lệ F2 là 9 : 7
Khi lai 2 thứ đậu thơm (Lathyrus odoratus) thuần chủng hoa đỏ thẫm và hoa trắng với nhau F1 đồng loạt hoa đỏ; F2 thu được kết quả được tỷ lệ 9 đỏ:7 trắng
F2 cĩ tỷ lỉ lệ KH : 9 + 7 = 16 được hình thành từ 16 tổ hợp giao tử (hợp tử) ở F2. 16 tổ hợp này được tạo thành do sự kết hợp của 4 loại giao tử đực với 4 loại giao tử cái của F1.
Như vậy, F1 phải dị hợp về 2 cặp gen chúng phân li độc lập với nhau trong q trình phát sinh giao tử. Kí hiệu KG của F1 được tạo thành là AB, Ab, aB, ab với xác suất đều bằng 1/4
Sự kết hợp của 4 loại giao tử với 4 loại giao tử cái: AB+ Ab+ aB+ ab 4 1 4 1 4 1 4 1 AB+ Ab+ aB+ ab 4 1 4 1 4 1 4 1
Cho F2 cĩ tỉ lệ KG : 1AABB : 2AABb: 2AaBB : 2Aabb : 2aaBb : 1Aabb : 1aaBB : 1aabb.
Rút gọn về các tổ hợp cĩ mặt trong 2 loại gen trội, một loại gen trội và tồn gen lặn thì F2 cĩ: 9(A – B – ) : 3(A – bb): 3(aaB – ) : 1aabb
Đối chiếu tỉ lệ KG với tỉ lệ KH cho thấy: 9(A – B –) ≈ 9 hoa đỏ
3(A – bb) + 3(aaB –) + 1aabb ≈ 7 hoa trắng
Như vậy, màu đỏ thẫm của hoa là kết quả tương ứng tương tác bổ trợ của 2 gen khơng alen. Sự phân tích trên cho thấy nếu KG
- Cĩ mặt 2 loại gen trội A và B cho màu đỏ
- Cĩ mặt một loại gen trội A hoặc B hay tồn gen lặn (aabb) cho màu trằn.
Hai cặp alen Aa và đột biến phân li độc lập với nhau nhưng khơng tác động riêng rẽ mà cĩ sự tác động qua lại để xác định màu hoa
Tỉ lệ F2 là 9 : 7 cịn cĩ thể giải thích như sau:
Sắc tố đĩ được tạo ra nhờ 2 yếu tố: tiền chất A do enzim B xúc tác phản ứng đã biến thành sắc tố đỏ ở hoa. Vì vậy, KG A – B – cho hoa đỏ. Các kG A – đột biến và aaB – đều thiếu một yếu tố, cịn aabb thiếu cả hai yếu tố nên hoa cĩ màu trắng.
Sự hỗ trợ hoặc làm giám đoạn chuỗi phản ứng cho hiệu quả tương tác gen. Nếu cá gen gĩp thêm cho đủ phản ứng thì cĩ tác động bổ trợ (ví dụ như tỉ lệ 9 : 7 nĩi trên), cịn thiết gián đoạn thì gây át chế.
Tie lệ 9 : 7 nĩi trên cĩ thể giải thích bằng tác động át chế : aa át chế B – cịn A khơng cĩ vai trị át chế; hoặc A tổng hợp sắc tố đỏ và a cho màu trắng, cịn B khơng át chế A và đột biến át chế A.
* Tỉ lệ F2 là 9 : 3 : 3 : 1
Sự di truyền hình dạng mào gè là một điển hình cho tỉ lệ này Sơ đồ lai như sau: P (tc): Mào hình hạt đậu x Mào hình hoa hồng
F1: Mào hình quả ĩc chĩ (mào hồ đào)
F2: 9/16 quả ĩc chĩ (mào hồ đào): 3/16 hình hoa hồng: 3/16 hình hạt đậu : 1/16 mào đơn (mào lá)
Bằng lập luận như ở tỉ lệ 9 : 7, sự di truyền hình dạng mào gà bị chi phối bởi sự tương tác bổ trợ, cụ thể như sau:
- 9 A – B – : Mào hình quả ĩc chĩ (mào hồ đào) do gen A và gen B tác động bổ trợ cho nhau.
- 3 A – bb : Mào hình hoa hồng do sự biểu hiện riêng của gen A - 3 aaB – : Màu hình hạt đậu do sự biểu hiện riêng của gen B - 1aabb: Mào đơn do tác động của các alen lặn.
* Tỉ lệ F2 là 9 : 6 : 1
Sự di truyền của quả bí ngơ (bí đỏ)
Bằng lập luận như ở tỉ lệ 9 : 7, người ta cũng xác định được hình dạng quả bí cũng chịu sự chi phối bởi sự tác động giữa 2 loại gen trội
b) Tương tác át chế
Khi một gen (trội hoặc lặn) làm cho một gen khác (khơng alen) khơng biểu hiện KH gọi là át chế. Át chế trội diẽn ra khi A > B (hoặc ngược lại B > A) và át chế lặn xảy ra khi aa > B (hoặc đột biến > A). Tùy theo từng kiểu át chế mà F2 cĩ tỉ lệ KH cụ thể.
* F2 cĩ tỉ lệ là 13 : 3
Sự di truyền màu lơng ở gà được phản ánh ở sơ đồ lai hình IV.15 Kết quả phép lai được giải thích như sau:
- Gen C tạo màu đen, cịn gen c xác định màu lơng trắng
- Gen I cĩ tác động át chế gen C (I > C) khi chúng diện diện ở KG, làm cho gen C khơng tạo được màu đen, cịn gen I khơng cĩ vai trị át chế.
Như vậy, nếu trong KG
- Cĩ mặt gen I hoặc tồn gen lặn (ccii) cho màu lơng trắng - Cĩmặt gen C (C – ii) tạo màu lơng đen.
* Tỉ lệ F2là 12 : 3 : 1
Sự di truyền màu hạt ngơ (bắp). Kết quả phép lai được giải thích như sau: - Gen Y xác định màu vàng, cịn gen Y khơng tạo màu (màu trắng)
- Gen R vừa xác định màu đỏ vừa át chế gen Y (R > Y) khi chúng ở cùng một KG, làm cho gen Y khơng tạo màu. Gen r khơng tạo màu và khơng cĩ vai trị vào át chế.
Như vậy, nếu trong KG :
- Cĩ gen R sẽ xác định hạt màu đỏ. - Cĩ gen Y (rrY – ) sẽ cho hạt màu vàng.
- Cĩ tồn gen lặn (rryy) sẽ khơng tạo màu (trắng).
* Tỉ lệ F2 là 9 : 3 : 4
Khi lai 2 giống chuột thuần chủng lơng đen và lơng trắng với nhau được F1 cĩ lơng
màu xám nâu aguti (sợi lơng cĩ hai đầu màu đen, đoạn giữa màu vàng). Cho chuột F1 giao phối với nhau được F2
Kết quả phép lai cho thấy nếu trong kiểu gen :
- Cĩ mặt 2 loại gen trọi (A – B – ) xác định màu aguti - Cĩ mặt gen trội A (A – bb ) cho màu đen
- Cĩ mặt gen trội B (aaB – ) hoặc tồn gen lặn (aabb) quy định lơng trắng.
Như vậy, gen A vừa cho màu đen (khi đứng riêng) vừa tương tác bổ trợ với gen B cho màu aguti. Cịn gen a ngồi chức năng xác định màu trắng cịn cĩ tác dụng át chế gen B khi ở thể đồng hợ (aa > B).
2. Tác động cộng gộp 15:1
Cho phép lai giữa hai thứ lúa mì thuần chủng hạt đỏ đậm và hạt trắng. F2 cĩ tỉ lệ 15
Màu hạt đỏ đậm nhạt khác nhau tùy thuộc vào số lượng gen trội, khi số lượng gen trội trong kiểu gen càng nhiều thì màu đỏ càng đậm. Hiện tượng này được gọi là tác động cộng gộp của các gen khơng alen hay tác động đa gen, nghĩa là một tính trạng bị chi phối bởi 2 hoặc nhiều cặp gen, trong đĩ mỗi một gen cùng loại (trội hoặc lặn) gĩp phần như nhau vào sự biểu hiện tính trạng.
Một số tính trạng cĩ liên quan tới năng suất của nhiều vật nuơi, cây trồng như số lượng hạt trên bắp ngơ, sản lượng trứng ở gia cầm …cũng như các tính trạng màu da (do 3 cặp gen), chiều cao ở người bị chi phối bởi sự tác động cộng gộp của nhiều gen khơng alen.