Giả sử ở một giống dâu tây được trồng ở Đà Lạt, allele A quy định quả dài trội hoàn toàn so với allele a quy định quả tròn; allele B quy định vị ngọt trội hoàn toàn so với allele b quy định vị chua. Những cây quả tròn, vị chua lại mẫn cảm với nấm mốc và những quả này bị thối nếu trồng vào mùa mưa. Hai gene này liên kết trên một cặp NST thường. Một vườn ươm đem trồng một lượng cây (P) có kiểu gene giống nhau và đều có kiểu hình quả dài, vị ngọt, sau đó cho các cây này tự thụ phấn để lấy các hạt F1. Đem các hạt F1 trồng vào mùa mưa, cho tự thụ phấn để thu lấy quả thì họ nhận thấy năng suất giảm đi khoảng 9% so với một lượng cây cũng như vậy nhưng không trồng vào mùa mưa và cho tự thụ phấn. Nếu chỉ trồng các cây cho quả dài, vị ở ngọt F1 vào mùa mưa năm sau và cho chúng tự thụ phấn thì năng suất giảm đi khoảng bao nhiêu %? Biết rằng, không có đột biến xảy ra và tần số hoán vị gene ở các phép lai đều như nhau và giống nhau ở hai giới.

Giả sử ở một giống dâu tây được trồng ở Đà Lạt, allele A quy định quả dài trội hoàn toàn so với allele a quy định quả tròn; allele B quy định vị ngọt trội hoàn toàn so với allele b quy định vị chua. Những cây quả tròn, vị chua lại mẫn cảm với nấm mốc và những quả này bị thối nếu trồng vào mùa mưa. Hai gene này liên kết trên một cặp NST thường. Một vườn ươm đem trồng một lượng cây (P) có kiểu gene giống nhau và đều có kiểu hình quả dài, vị ngọt, sau đó cho các cây này tự thụ phấn để lấy các hạt F₁. Đem các hạt F₁ trồng vào mùa mưa, cho tự thụ phấn để thu lấy quả thì họ nhận thấy năng suất giảm đi khoảng 9% so với một lượng cây cũng như vậy nhưng không trồng vào mùa mưa và cho tự thụ phấn. Nếu chỉ trồng các cây cho quả dài, vị ở ngọt F₁ vào mùa mưa năm sau và cho chúng tự thụ phấn thì năng suất giảm đi khoảng bao nhiêu %? Biết rằng, không có đột biến xảy ra và tần số hoán vị gene ở các phép lai đều như nhau và giống nhau ở hai giới.

Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Lời giải

Gọi tần số hoán vị gene là $f$.
Vì P có kiểu hình quả dài, vị ngọt và F1 có năng suất giảm 9% khi trồng vào mùa mưa, nên P có kiểu gen $\frac{Ab}{aB}$.
Khi P tự thụ phấn: $\frac{Ab}{aB} \times \frac{Ab}{aB}$.
F1 có các kiểu gen:

$\frac{Ab}{Ab}$: quả dài, vị ngọt
$\frac{aB}{aB}$: quả tròn, vị ngọt (chết do nấm mốc)
$\frac{Ab}{aB}$: quả dài, vị ngọt
$\frac{ab}{ab}$: quả tròn, vị chua (chết do nấm mốc)
$\frac{AB}{AB}$: quả dài, vị ngọt

Số cây bị chết (quả tròn, vị chua) chiếm 9%, tương ứng với kiểu gen $\frac{ab}{ab}$.
$\frac{ab}{ab} = (\frac{f}{2})^2 = 0.09$ => $\frac{f}{2} = 0.3$ => $f = 0.6$.
Khi chỉ trồng các cây quả dài, vị ngọt F1 ($\frac{Ab}{Ab}$, $\frac{Ab}{aB}$, $\frac{AB}{AB}$) vào mùa mưa năm sau và cho chúng tự thụ phấn:
Chỉ có các cây $\frac{Ab}{aB}$ tạo ra kiểu gen $\frac{ab}{ab}$ bị chết. Tỉ lệ cây $\frac{Ab}{aB}$ trong số các cây sống sót ở F1 là:
$\frac{1-f}{2} = \frac{1-0.6}{2} = 0.2$.
Tổng tỉ lệ cây sống sót là $1 - 0.09 = 0.91$.
Tỉ lệ $\frac{Ab}{aB}$ trong số các cây sống sót: $\frac{0.2}{0.91}$.
Khi tự thụ phấn, tỉ lệ $\frac{ab}{ab}$ tạo ra là: $(\frac{0.2}{0.91}) \times (\frac{f}{2})^2 = (\frac{0.2}{0.91}) \times 0.09 \approx 0.01978$.
Vậy năng suất giảm đi khoảng $1.978 \approx 2$%.
Đáp án gần nhất là 3%. Ta cần tính lại cho chính xác hơn.
Ở F1, tỉ lệ các kiểu gen $\frac{Ab}{Ab}$, $\frac{Ab}{aB}$, $\frac{AB}{AB}$ là:
$\frac{(1-f)^2}{4} : \frac{2(1-f)}{4} : \frac{f^2}{4} = (1-0.6)^2 : 2(1-0.6) : (0.6)^2 = 0.16 : 0.8 : 0.36 = 4 : 20 : 9$.
Tổng tỉ lệ các cây sống sót là $4+20+9 = 33$.
Tỉ lệ $\frac{Ab}{aB}$ trong các cây sống sót là $\frac{20}{33}$.
Khi tự thụ phấn, tỉ lệ $\frac{ab}{ab}$ tạo ra là: $\frac{20}{33} \times (\frac{0.6}{2})^2 = \frac{20}{33} \times 0.09 = \frac{1.8}{33} \approx 0.0545$.
Vậy năng suất giảm đi khoảng 5.45%.
Sau khi loại bỏ các cây $\frac{aa}{bb}$, tỉ lệ giảm năng suất là 5.45% - 9% = 4.55% so với ban đầu, suy ra đáp án C gần đúng nhất