Departament de Genètica TÉCNICAS MOLECULARES EN MEJORA GENÉTICA Curso 2022-23 PROBLEMAS BLOQUE I 1 Bases genéticas del fenotipo 1. Se cruzaron plantas de pimiento picante con plantas de pimiento dulce. La F1 fue de frutos picantes y en la F2 se obtuvieron 32 plantas de pimientos picantes y 10de pimientos dulces. ¿Cuántas de las plantas picantes se espera que sean homocigóticas y cuantas heterocigóticas? ¿Cómo averiguar cuáles de las 32 plantas picantes son heterocigóticas? 2. En el ganado vacuno la falta de cuernos es dominante sobre la presencia de cuernos. Se cruzó un toro sin cuernos con tres vacas. Con la vaca A, que tenía cuernos, tuvo un ternero sin cuernos; con la vaca B, también con cuernos, tuvo un ternero con cuernos; con la vaca C, que no tenía cuernos, tuvo un ternero concuernos. ¿Cuáles son los genotipos de los cuatro progenitores? ¿Qué otra descendencia, y en qué proporciones, cabría esperar de estos cruzamientos? 3. Al cruzar ratones de color normal con otros albinos, todos los ratones de la F1 eran normales, y en la F2, 330 normales y 126 albinos. Compruébese el ajuste con la proporción teórica por el método de la ji cuadrado. 4. Un alelo dominante (L) determina el pelo corto en el conejillo de Indias, y el recesivo (l) el pelo largo. Alelos con herencia intermedia en un locus independiente determinan el color, siendo: cycy= amarillo; cycw = crema; cwcw = blanco. Del cruzamiento de dos conejillos dihíbridos de pelo corto y color crema,predecir la razón fenotípica esperada en la descendencia. 5. En la raza de ganado lechero Holstein-Friesian, un alelo recesivo r produce pelo rojo y blanco y el alelo dominante R produce pelo blanco y negro. Si se cruza untoro portador con vacas portadoras, 1) Determine la probabilidad de que a) el primer descendiente que nazca sea rojo y blanco; b) los primeros cuatro descendientes sean blanco y negro. 2) ¿Cuál es la proporción fenotípica esperada entre la progenie resultante de retrocruzar vacas F1 blanco y negro con el toro portador? 3) Si el toro portador se cruza con vacas blanco y negro, homozigóticas, ¿qué proporción fenotípica puede esperarse entre la progenie resultante de retrocruzar las vacas de la F1 por el macho portador? 6. En las gallinas de raza andaluza la combinación heterocigótica de los alelos que determinan el plumaje negro y el plumaje blanco da lugar a plumaje azul. ¿Qué descendencia tendrá una gallina de plumaje azul, y en que proporciones, si se cruza con aves de los siguientes colores de plumaje: a) negro, b) azul; c) blanco? 7. Mendel descubrió que el color amarillo de la semilla de los guisantes es dominante 2 sobre el color verde. En los siguientes experimentos, plantas con fenotipos conocidos, pero con genotipos desconocidos, dieron lugar a la siguiente descendencia: Amarillas Verdes Amarilla x verde 82 78 Amarilla x amarilla 118 39 Verde x Verde 50 Amarilla x Verde 74 Amarilla x Amarilla 90 Según la proporción de descendientes, indíquense los genotipos más probables de cada progenitor. 8. Baur cruzó una planta de flores blancas de forma normal de Antirrhinum majus con una planta de flores rojas de forma pelórica. La F1 de dicho cruzamiento erarosa y de forma normal. Al autofecundar la F1 se obtuvo la siguiente descendencia: a) Rosa normal 94 plantas Rojo normal 39 plantas Blanco normal 45 plantas Rosa pelórico 28 plantas Rojo pelórico 15 plantas Blanco pelórico 13 plantas Explicar dichos resultados b) Comprobar estadísticamente la hipótesis. 3 9. ¿Cómo será la descendencia de los siguientes cruzamientos entre conejos, teniendo en cuenta que cchcch produce fenotipo chinchilla, chch y chca fenotipo himalaya, cchch y cchca fenotipo gris claro y sabiendo que el alelo C es responsable del pelaje normal y dominante sobre el resto de alelos de la serie yel alelo ca responsable del pelaje albino y es el recesivo de la serie? a) Ccch x Cca. b) cchcch x chch. c) chca x cchcch. d) Cch x cchca. 10. El gen que determina el color amarillo del pelaje del ratón doméstico es dominante sobre su alelo normal salvaje. El gen que determina la cola corta (braquiuria), que se transmite con independencia del anterior, también es dominante sobre su alelo normal salvaje. Los embriones homozigóticos para cualquiera de estos dos genes mueren en fase embrionaria. ¿Qué proporciones fenotípicas se esperaría entre los descendientes de un cruzamiento entre dos individuos de color amarillo y de cola corta? Si el tamaño normal de la camada en el ratón es de 8 crías, ¿qué número medio de crías cabría esperar en tales cruzamientos? 11. En cierta planta, los pétalos de las flores son generalmente granates. Dos mutaciones situadas en loci génicos distintos provocan cuando están presentes en homozigosis que los pétalos sean azules (aa) o rojos (bb), respectivamente. El estudio metabólico de la ruta permitió determinar que transcurría según el siguiente esquema: a) b) ¿Qué mutante será deficiente par el enzima X? ¿Y para el enzima Y? ¿Qué proporciones fenotípicas obtendrías, 4 suponiendo transmisión independiente, en la descendencia de plantas de genotipo a+a b+b? c) 12. ¿Por qué las mutaciones a y b son recesivas? A, B, C, y D son genes de transmisión independiente los cuales controlan la producción de un pigmento negro en un organismo eucariota. Los alelos alternativos que producen la pérdida de función del gen son a, b, c y d. Un individuo negro de genotipo AABBCCDD es cruzado con otro incoloro de genotipo aabbccdd. La F1 resultante presenta color negro y se deja que se cruceal azar. Asumiendo que los genes A, B, C y D. actúan en la siguiente ruta de síntesis del pigmento negro: (a) ¿Qué proporción en la F2 es incolora? (b) ¿Qué proporción en la F2 es marrón? 13. Los mutantes A a G de clavel presentan el mismo fenotipo, ausencia de pigmento rojo. Un experimento de complementación produjo el siguiente resultado: A B C D E F G A B + - C + + - D - + + - E + + - + - F - + + - + - G + - + + + + 5 ¿Cuántos grupos de complementación hay? ¿Qué mutaciones pertenecen almismo grupo? 14. Sabiendo que las seis mutaciones A, B, C, D, E y F están repartidas en tres grupos de complementación, completar los datos de complementación del siguiente cuadro ( + = complementación, - = no complementación): PROBLEMA A B C D A B C D E F - + ? + + + - + ? ? + - - ? ? - ? ? - + E F - 6 15. Dar los genotipos más probables de los padres en los siguientes cruzamientos entre conejos: 16. CRUCES N Him. Gris Alb. Ch. 1NxN 3/4 1/4 - - - 2NxN 3/4 - 1/4 - - 3 N x Him. 1/2 1/4 - 1/4 - 4 N x gris 1/2 1/4 1/4 - - 5 N x Him. 1/2 - 1/2 - - 6 Him. x Him. - 3/4 - 1/4 - 7 gris x Alb. - 1/2 1/2 - - 8 gris x gris - - 1/2 1/4 1/4 Al cruzar dos razas puras de cobayas, una de pelaje gris y la otra pardo, se obtuvo una F1 toda de pelaje gris y una F2 con las siguientes proporciones: 48 grises, 12 negros, 3 azules y 1 pardo. Explicar mendelianamente estos resultados. 17. Una variedad de pimientos de fruto pardo fue cruzada con una variedad de fruto amarillo. Las plantas resultantes de la F1 tenían todas el fruto color rojo. Con esta sola información dar dos explicaciones posibles para la herencia del color del fruto en los pimientos. ¿Qué información complementaria se necesitaría paradecidir entre ellas? 7 18. Cuando las plantas de la F1 de frutos rojos dieron lugar a la F2 se obtuvo un conjunto de: 182 plantas de fruto rojo 59 plantas de fruto pardo 81 plantas de fruto amarillo ¿Cuál será, según estos datos, la base genética de la herencia del color del frutoen los pimientos? Comprueba tu hipótesis mediante la prueba de X2. 19. Tres plantas de semillas verdes (cepas X, Y, Z) se cruzan individualmente con plantas homozigóticas de semillas amarilla (cepa Q). La F1 de cada cruce fue decolor amarillo y se autopolinizó para obtener la F2. Los resultados fueron los siguientes: Cruce Fenotipo F1 Fenotipo F2 Amarillo Verde 37/64 XxQ amarillo 27/64 YxQ amarillo 3/4 ZxQ amarillo 9/16 1/4 7/16 a) ¿Cuántos pares de genes están implicados en el color de la semilla? b) ¿Cuántos pares de genes están segregando en el cruce X x Q? ¿Y en el Y x Q? ¿Y en el Z x Q? c) ¿Cuál será el fenotipo de la F1 producida por un cruce entre las cepas X e Y? Si esta F1 se autopolinizará ¿qué proporción de la F2 sería verde? d) ¿Cuál sería el fenotipo de la F1 producida por un cruce entre las cepas X y Z ?. Si esta F1 se autopolinizará ¿Qué proporción de la F2 sería amarilla? 8 20. Entre los distintos colores del pelaje del zorro se encuentran el platino, el plateado, el blanco y el gris. En ciertos cruces se obtuvieron los siguientes resultados: a) platino x plateado 438 platino + 418 plateado b) platino x platino 215 platino + 111 plateado c) blanco x plateado 186 blanco + 178 plateado d) blanco x blanco 210 blanco + 72 plateado e) platino x blanco 90 gris + 89 blanco + 92 platino + 88 plateado f) gris x plateado 150 platino + 148 blanco Plantea una hipótesis genética que explique los cruces anteriores, indicando cuantos genes y alelos están implicados en el control del color. Indicael genotipo de los parentales y de los descendientes de cada uno de los cruces. 21. Las hojas de piña pueden clasificarse en tres tipos: espinosas, de punta espinosay agudas (no espinosas). En los cruzamientos llevados a cabo por Collins y Kems, se obtuvieron los siguientes resultados: Fenotipos paternos Fenotipos F1 Fenotipos F2 a) punta esp. x esp. Punta espin. 3 punta espin.: 1 espin. b) aguda x punta esp. Aguda 3 aguda: 1 punta espin. c) aguda x esp. Aguda 12 aguda: 3 punta espin.: 1 espin. Explicar los resultados obtenidos, indicando los genotipos de los individuos implicados. ¿Qué resultados se esperarían si se cruzase, a) la F1 del tercer cruzamiento con la cepa paterna espinosa, b) la F1 del tercer cruzamiento con la F1 del primer cruzamiento? (UV) 9 22. Dense los genotipos más probables de los padres en los siguientes cruzamientos de cobayas, que se diferencian en el color del pelaje. Cruce negro sepia crema albin o 1 negro x negro 22 - - 7 2 negro x 10 9 - - - - 34 - - 24 11 11 13 - 12 12 19 20 - - 18 20 - - albino 3 crema x crema 4 sepia x crema 5 negro x albino 6 negro x crema 7 negro x sepia 8 sepia x sepia - 26 9 - 9 crema x - - 15 17 albino 23. Los rábanos pueden tener forma alargada, redonda u oval. El color puede ser rojo, 10 blanco o púrpura. Se cruzó una variedad larga y blanca con otra redonda y roja y dio lugar una F1 oval y púrpura. En la F2 se segregan nueve clases fenotípicas, con las proporciones siguientes: a) ¿Cuántos pares de alelos están implicados? ¿Segregan independientemente? ¿Qué proporciones fenotípicas se esperarían en los cruces de la F1, con cada una de las cepas paternas? b) Dar las proporciones genotípicas y fenotípicas esperadas en la descendencia de los siguientes cruzamientos: 1) larga, púrpura x oval, púrpura 2) oval, púrpura x oval, blanca c) ¿Cuántas variedades puras de rábanos pueden establecerse? d) Si los rábanos ovales, púrpura fueran los preferidos comercialmente, indicar qué líneas tendrán que mantenerse para producirlos con más aprovechamiento y porqué. 24. La siguiente genealogía corresponde a la capacidad resistencia a un herbicida en plantas de tomate. Indica el modo de herencia más probable, razonando la respuesta. ¿Qué genotipos y con qué probabilidad tendrían los individuos III-3 iIII-9? 25. Las siguientes genealogías corresponden a dos enfermedades en gatos, donde los individuos sombreados presentan la enfermedad. Indica el modo de herenciamás probable 1 1 en cada caso, razonando la respuesta. A) B) 26.- Supongamos que la diferencia entre una raza de cebada que produce cuatro granos por planta y una que produce diez se debe a tres factores múltiples iguales y de acción acumulativa, AABBCC. Al cruzar las dos razas, ¿cómo serán los fenotipos de la F1 y de la F2? 27.- Una determinada especie vegetal presenta variabilidad para el carácter altura del tallo medio a los 15 días de iniciarse la germinación. En una población se hizo una generación de selección para aumentar el tamaño medio del tallo ¡, eligiéndose como progenitores el 10% de los individuos de mayor altura. En la tabla se muestra la composición de la población original y la descendencia obtenida por selección: ALTURA DEL TALLO EN CM Población 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 16 20 25 30 28 22 8 6 1 1 4 15 19 26 31 27 23 7 13 14 5 2 original F1 a) Calcular el valor de la heredabilidad del carácter altura del tallo en esa población. 12 b) ¿Se puede predecir la altura media del tallo en la f2 obtenida por el mismo sistema de selección que el empleado para obtener la F1? 1 3 EL TEST JI CUADRADO Si nos fijamos en las proporciones de la descendencia de un cruce, veremos queno obtenemos siempre el mismo resultado, encontrándonos con diferencias frente a la proporción teórica exacta. Estas diferencias serán en la mayoría de los casos pequeñas.Ya que las discrepancias grandes son raras, su presencia en un experimento puede indicar que los resultados no se ajustan a una supuesta proporción teórica, sino a otras explicaciones. Según este razonamiento, podemos decir que las discrepancias pequeñas son "no significativas" y que las grandes son "significativas" (o sea, significativamente distintas de la hipótesis planteada). El límite entre las desviaciones (o diferencias) significativas y las no significativas, es arbitrario, si bien normalmente se suele tomar el nivel del 5%. Entre los factores que pueden influir en la magnitud de la desviación (proporciones observadas frente a proporciones esperadas) está el número de clases variables independientes o grados de libertad. Para la mayor parte de experimentos, el número de grados de libertad es "n-1", siendo "n" el número de clases fenotípicas de ladescendencia. Una vez que hemos determinado los grados de libertad y se ha establecido el nivel de significación, tenemos que medir la magnitud de la discrepancia. Una medida ala que se recurre habitualmente es la prueba de la ji-cuadrado (X2): Siendo Obs. el número de casos observados, y Esp. el número de casos esperados según la hipótesis en cuestión, n el número de clases y n-1 el número de grados de libertad. 14 Estadísticamente, en función de los grados de libertad, cada valor de la X2 tieneuna cierta probabilidad de producirse. Cuanto más alto sea el valor obtenido de la X2, mayor será la diferencia entre nuestros datos y los resultados esperados. Análogamente, a menores diferencias corresponden valores menores de la X2. Los valores superiores a la probabilidad 0.05 de las tablas son aquellos en los que nuestrosdatos son tan diferentes de los esperados que hay una probabilidad menor del 5% de que los datos se hayan desviado simplemente por azar. Cuando el número de grados de libertad es 1, y/o el número de datos es pequeño, hay que aplicar la corrección de Yates al cálculo de la X2: Hay una restricción en la prueba de X2: el número esperado para la clase menosfrecuente debe ser 5 o superior. El número total de individuos debe ser superior a 80. 1 5 PROBABILIDAD DE DISTINTOS VALORES DE X 2 . Probabilidad df 0.95 0.90 0.70 0.50 0.30 0.20 0.10 0.05 0.01 0.001 1 0.004 0.016 0.15 0.46 1.07 1.64 2.71 3.84 6.64 10.83 2 0.10 0.21 0.71 1.39 2.41 3.22 4.61 5.99 9.21 13.82 3 0.35 0.58 1.42 2.37 3.67 4.64 6.25 7.82 11.35 16.27 4 0.71 1.06 2.20 3.36 4.88 5.99 7.78 9.49 13.28 18.47 5 1.15 1.61 3.00 4.35 6.06 7.29 9.24 11.07 15.09 20.52 6 1.64 2.20 3.83 5.35 7.23 8.56 10.65 12.59 16.81 22.46 7 2.17 2.83 4.67 6.35 8.38 9.80 12.02 14.07 18.48 24.32 8 2.73 3.49 5.53 7.34 9.52 11.03 13.36 15.51 20.09 26.13 9 3.33 4.17 6.39 8.34 10.66 12.24 14.68 16.92 21.67 27.88 10 3.94 4.87 7.27 9.34 11.78 13.44 15.99 18.31 23.21 29.59 11 4.58 5.58 8.15 10.34 12.90 14.63 17.28 19.68 24.73 31.26 12 5.23 6.30 9.03 11.34 14.01 15.81 18.55 21.03 26.22 32.91 13 5.89 7.94 9.93 12.34 15.12 16.99 19.81 22.36 27.69 34.53 14 6.57 7.79 10.82 13.34 16.22 18.15 21.06 23.69 29.14 36.12 15 7.26 8.55 11.72 14.34 17.32 19.31 22.31 25.00 30.58 37.70 20 10.85 12.44 16.27 19.34 22.78 25.04 28.41 31.41 37.57 45.32 25 14.61 16.47 20.87 24.34 28.17 30.68 34.38 37.65 44.31 52.62 30 18.49 20.60 25.51 29.34 33.53 36.25 40.26 43.77 50.89 59.70 50 34.76 37.69 44.31 49.34 54.72 58.16 63.17 67.51 76.15 86.66 16