Frederiksen

To-gen spaltning i byg
01.05.01 Aa 7791.00
Indhold
Materialet indeholder frø til 1 forsøg. Ca. 200 frø.
Formål
Forsøget har til formål at vise, hvordan klorofylmutanter ser
ud, hvorledes hvert enkelt mutantgen nedarves (3:1 spaltning),
og hvorledes to mutantgener nedarves samtidigt (9:3:4
spaltning).
LÆRERVEJLEDNING
Om det tilsendte materiale
De tilsendte frø er høstet, efter naturlig selvbestøvning på bygplanter,
som var heterozygotiske (genotype AaBb) for to recessive,
af hinanden uafhængigt nedarvede gener. (Ikke-koblede
gener)
Det ene mutantgen kaldes a og det andet b. Kimplanter med
genotypen aaBB vil være hvide klorofylmutanter (Albina), og
kimplanter med genotypen AAbb vil være gule klorofylmutanter
(Xanta). Da klorofylmutanterne dør på kimplantestadiet,
må mutantgenerne videreføres i heterozygotiske planter med
genotypen AaBb. Disse planter vil være grønne og derfor
overleve frem til frøsætning og modning.
Baggrunden for forsøget
De dobbelt-heterozygotiske planter med genotypen AaBb er
oprindeligt fremstillet ved at krydse en plante heterozygotisk
for det ene gen (AaBB) med en plante heterozygotisk for det
andet gen (AABb). En fjerdedel af de F1-planter, som blev
dannet ved denne krydsning af enkelt-heterozygoter, vil være
dobbelt-heterozygoter (AaBb). Disse dobbelt-heterozygoter
er identificeret ved at lade hver F1-plante selvbestøve naturligt,
og udså 25 stk. af de herved fremkomne F2-frø (hver
plante kan give 300-500 frø). Ved hjælp af spaltningen i F2
kan genotyperne i F1 bestemmes. Denne del af fremstillingsprocessen
kan skematiseres således:
F1-planterne med genotypen AaBb er nu identificeret. Resten
af de 300-500 frø fra netop disse planter er herefter anvendt
til dyrkning af dobbelt-heterozygoter. Det sker ved at så frøene.
Blandt de fremspirede frø vil de grønne planter (9 ud af 16)
overleve til modenhed og blive høstet. Af disse vil 4 være
dobbelt-heterozygoter, som identificeres ved afkomsprøve
(som vist ovenfor). Restfrøet fra dem anvendes til skoleforsøg,
hvor de bruges til ny opformering.
ELEVVEJLEDNING
1. dag: Såning og dyrkning.
6-10. dag: Observationer.
Såning og dyrkning
De ca. 200 frø sås, f.eks. i en plantekasse eller i urtepotter i
et lag jord eller grus, mindst 1-2 cm dybt. Frøene dækkes
med ca. 1 cm grus, og jorden/gruset fugtes med vandhanevand.
Materialet sættes til spiring i en lys vindueskarm ved
17-23°C. Direkte sol bør undgås. Under spiringen holdes jorden/gruset
fugtigt. Efter spiring ved h.h.v. 17, 20 og 23°C er
materialet klar til observation efter h.h.v. 10, 8 og 6 døgn, når
første blad er passende udviklet (6-9 cm højt). Da planterne
efter dyrkning under dårlige lysforhold kan være lidt vanskelige
at bedømme, ar det vigtigt, at lysforholdene er i orden.
Observationer
Antallet af kimplanter med de tre forskellige fænotyper, grøn,
gul og hvid, optælles. Optællingen går nemmest, hvis planterne
trækkes op (bladene plukkes af) og sorteres i tre bunker
(grønne, gule, hvide). Antallet skrives ind i følgende skema
Krydsning af to enkelt-heterozygoter: AaBB x AABb
F1-genotyper: AABB : AaBB : AABb : AaBb
→
→
→
→
F1-spaltning: alle grønne 3 grøn 3 grøn 9 grøn
1 hvid 1 gul 3 gul
4 hvid
Frederiksen
Viaduktvej 35 – 6870 Ølgod – Tlf. 75 24 49 66 – Fax 75 24 62 82
e-mail: sflab@sflab.dk – www.sflab.dk

SKEMA TIL OPTÆLLING:
Grønne Gule Hvide I alt
Fundet antal (grøn:gul:hvid) : : =
{
Fundet antal (ikke-hvid:hvid) : =
Fundet antal (grøn:gul) : _ =
TEORETISK BAGGRUND
Følgende 9 genotyper, 3 fænotyper og spaltningsforhold forventes:
Genotype Fænotype grøn gul hvid
AABB grøn 1 – –
AABb grøn 2 – –
AAbb gul – 1 –
AaBB grøn 2 – –
AaBb grøn 4 – –
Aabb gul – 2 –
aaBB hvid – – 1
aaBb hvid – – 2
aabb hvid – – 1
Teoretisk spaltning, grøn:gul:hvid 9 : 3 : 4 = 16
Teoretisk spaltning, ikke-hvid:hvid 12 : 4 = 16
Teoretisk spaltning, grøn:gul 9 : 3 - = 12
To forskellige mutanttyper i byg
De to forskellige klorofylmutanttyper kan ses direkte. Klorofyldefekterne
skyldes tilstedeværelsen af det ene eller det andet
af de to recessive mutantgener. Kun når disse gener er homozygotisk
til stede (aa eller bb), hæmmes den normale udvikling
af kloroplasterne. Klorofylmutanterne er i stand til at spire
frem, men når oplagsnæringen i frøet er brugt, dør de, fordi
de mangler klorofyl til fotosyntesen.
Hvorfor har genotypen aabb hvid fænotype?
Den dobbelt-recessive genotype aabb betinger både hvid og
gul fænotype samtidig. Kloroplasterne udvikles imidlertid
igennem en lang række trin, hvert styret af et eller flere gener:
gen A gen ? gen B gen ? gen ?
→
→
→
→
{
→
→ → → → → →
færdig
kloroplast
I genotypen aa (Albina) er dette gen bestemmende for fænotypen,
uanset om genet bb (Xanta) er til stede eller ej. Genotypen
aa standser udviklingen af kloroplasterne på et tidligere
stadie, end bb gør det. Genotypen aa "undertrykker"
fænotypen betinget af gen bb (gen a er epistatisk).
Spaltningsforholdet 3:1 for hvert af de to recessive gener
a-genet: Antallet af grønne og gule planter (genotyperne AA
og Aa) vil forholde sig til antallet af hvide planter
(genotype aa) som 3:1.
b-genet: Da de hvide planters fænotype "skjuler" fænotyperne
betinget af genotyperne BB, Bb og bb, må de
hvide planter udelades fra optællingen. Dette vil
dog ikke ændre resultatet, da de ikke-hvide planter
vil spalte i et forhold, der forventes at være 3:1 (for
henholdsvis grønne og gule).
Spaltningsforholdet 9:3:4 for to recessive, ikke-koblede
gener
Spaltningsforholdene i dette forsøg forudsætter, at generne er
uafhængigt nedarvede, dvs. at de ikke er koblede.
Spaltninger for begge gener under et vil, på grund af a-genets
epistasi over b-genet, være en modificeret 9:3:3:1 spaltning.
Antallet af planter med de tre fænotyper, grøn, gul og hvid, vil
forekomme i et forhold, der forventes at være 9:3:4.
Spaltningerne er underkastet tilfældighedernes love, så det er
normalt at finde afvigelser fra de teoretisk forventede spaltninger.
Spirer 192 frø (96% af 200 frø), vil det forventede antal
være 108 grønne (9/16) , 36 gule (3/16) og 48 hvide (4/16).
Antallet af hvide planter vil kunne afvige med indtil 12, og de
gule planter afvige med indtil 10 på grund af tilfældige afvigelser.
Ved en χ 2
-test kan man undersøge, om de fundne tal afviger
statistisk signifikant fra de forventede tal.
Frøene er fremstillet på Forskningscenter Risø 4000 Roskilde.
Frederiksen
Viaduktvej 35 – 6870 Ølgod – Tlf. 75 24 49 66 – Fax 75 24 62 82
e-mail: sflab@sflab.dk – www.sflab.dk