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Genética 1º Grado en Biología
Análisis de segregación de fenotipos en el maíz
Introducción
El maíz ( Zea mays ) es una de las especies elegidas por los genéticos como modelo. El maíz ha sido cultivado por el hombre durante miles de años, ha evolucionado junto con nuestra especie y es de gran importancia económica en la actualidad. Su facilidad de manejo lo ha convertido en uno de los organismos privilegiados en la investigación genética.
En esta práctica vamos a estudiar la segregación de varios caracteres del grano de maíz. En una mazorca cada grano representa un individuo de la generación siguiente a la de la planta donde reside, y es genéticamente diferente de los granos vecinos. El elevado número de semillas por mazorca permite obtener valores próximos a las proporciones teóricas, por lo que su análisis brinda una demostración convincente de la Genética mendeliana.
El grano de maíz está formado por el endospermo , que constituye el interior del grano y se encuentra rodeando al embrión, y por la aleurona , o membrana externa que envuelve el endospermo.
Caracteres a estudiar en esta práctica
1. Textura del endospermo: el tipo de endospermo en el maíz está regulado por un locus con dos alelos:
-‐ grano liso: Su -‐ grano rugoso: su
2. Color del grano: el color que se observa en el grano se debe al conjunto endospermo y aleurona. Al ser la aleurona la cubierta más externa de la semilla, si presenta color enmascara el del endospermo.
2.1. -‐ El color de la aleurona está determinado por cuatro loci. Dos de ellos actúan permitiendo o no la aparición de color en la aleurona, mientras que los otros dos determinan el color concreto que presenta. El color púrpura, más oscuro, enmascara el color rojo.
a) Manifestación del color:
- coloreada: C • inhibidor (de color púrpura): I
- no permite color : c • coloreada: i
b) Color concreto:
- púrpura: P • roja: R
- sin color: p • sin color: r
El alelo recesivo del gen C en homozigosis ( cc ) no permite la aparición de color púrpura (alelo P ) ni rojo (alelo R ). El alelo dominante I , por el contrario, inhibe la aparición de color púrpura, pero no de rojo.
2.2.-‐ El color del endospermo está bajo control genético de un locus, denominado Y/y (que sólo se manifiesta cuando la aleurona es incolora):
Su > su
C > c
I > i
P > p
Y > y
R > r
Epistasias:
cc > P_ , R_
I_ > P_ (epistáticos) (hipostáticos)
Epistasia:
P_ > R_
ENDOSPERMO
EMBRIÓN
ALEURONA
PERICARPIO
Total: 6 genes
Epistasia:
P_ , R_ > Y_ , yy
Procedimiento
1. Escoger una mazorca problema. Hay 16 mazorcas problema diferentes, y sus granos pueden ser de la F 1 o de la F (^2) (ver tabla). 2. Estudiar los fenotipos presentes en los ascendientes de la mazorca problema: observar los parentales (P) y, en su caso, la F 1. Comparar dichos fenotipos con los presentes en la mazorca problema. Determinar el número de fenotipos presentes y el posible número de genes implicados. Este último será como máximo de 2. 3. Asignar una posible segregación a la mazorca problema. Para ello contaremos al menos 100 granos de maíz para los cruzamientos monohíbridos, o 300 para los dihíbridos. Es mejor contar los granos por filas, con cuidado de no establecer una selección subjetiva de las filas, que nos introduciría un sesgo considerable. Después de obtener el número de descendientes de cada fenotipo, intentar asignarles una proporción fenotípica determinada. Debemos tener en cuenta la posibilidad de epistasias (ver tabla en la pág. siguiente). 4. Comprobar la proporción fenotípica asignada mediante el test χ^2. Si no se acepta la hipótesis, asignar otra segregación. También es posible que necesitemos contar más semillas para encontrar una hipótesis estadísticamente aceptable. 5. Asignar genotipos para los genes que segregan en el cruzamiento (y alguno más que sea relevante) a los individuos de la descendencia, de la generación parental y, en su caso, de la F 1. Asignar también un modo de herencia de los caracteres en cuestión y, si existe algún tipo de interacción génica (epistasia), indicarla.
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Las mazorcas
Es importante destacar que las mazorcas ascendientes (P o F 1 ) de las mazorcas problema pueden no tener el mismo genotipo en todos los cruzamientos. Su utilidad es únicamente observar sus fenotipos y anotarlos. Sin embargo, las mazorcas problema sí tienen un genotipo fijo determinado, y los caracteres, genes, alelos y modo de herencia deben ser consistentes entre diferentes mazorcas problema.
Cada mazorca tiene un número. Las mazorcas problema tienen una cinta celeste y las parentales una cinta roja. En las tablas adjuntas se debe anotar el resultado de los conteos y del test estadístico. Se pueden resolver más problemas en hojas adicionales proporcionadas por el profesor.
Mazorca problema
Fenotipo mazorcas parentales
Fenotipo generación F (^1)
Fenotipo generación F 2 (F (^) 1 x F 1 ) 3 1 × 2 1? 4 1 × 2? (^6) 5 × 23 5?
7 5 × 23? (^8) 1 × 5 5?
9 1 × 5? (^12) 10 × 11 10?
13 10 × 11? (^14) 11 × 11 10?
15 2 × 5 5? 16 5 × 11 5? (^17) 1 × 5 1?
18 1 × 5 1? (^19) 2 × 5?
20 y 21 1 × 5 1? (^22) 5 × 10 10?
Cada alumno deberá analizar los resultados de un cruzamiento monohíbrido y de
un cruzamiento dihíbrido. Este último puede implicar epistasia.
MONOHIBRIDISMO
Mazorca nº: 3 4 8 9 12 13 17 Carácter:
Fenotipo P 1 :
Genotipo P 1 :
Fenotipo P 2 :
Genotipo P 2 :
Fenotipos F 1 Genotipos F 1 Segregación VO VE VO-‐VE (VO-‐VE) 2 (VO-‐VE) 2 /VE
Grados libertad: χ^2 (0,05)= Total = χ^2 exp = ∑[(VO-‐VE) 2 /VE]=
Modo de herencia: Nº genes: ¿Se acepta la hipótesis?
DIHIBRIDISMO
Mazorca nº: 6 7 14 15 18 19 20 21 22 Carácter:
Fenotipo P 1 :
Genotipo P 1 :
Fenotipo P 2 :
Genotipo P 2 :
F 1 Fenotipo: Genotipo:
Fenotipos F 2 Genotipos F 2 Segregación VO VE VO-‐VE (VO-‐VE) 2 (VO-‐VE) 2 /VE
Grados libertad: (^) χ^2 (0,05)= Total = (^) χ^2 exp = ∑[(VO-‐VE) 2 /VE]=
Modo de herencia: Nº genes: ¿Se acepta la hipótesis?
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HOJA DE SOLUCIONES
PROBLEMA Nº APELLIDOS NOMBRE GRUPO:
