Установление равновесного состояния в растительных популяциях при сцеплении с полом

Система Х и У хромосом позволяет поддерживать равенство полов в популяции. При детерминации пола цветков у растений с Х и У хромосомами, растения с пестичными цветками, как правило гомогаметны (ХХ), а с тычиночными гетерогаметны (ХУ).

В популяции раздельнополых растений (конопля, спаржа, шпинат и др.) скрещиваются растения противоположных фенотипов (диссортативное скрещивание).

У растений с тычиночными цветками (ХУ) частоты аллелей и генотипов совпадают, если рассматриваемые гены локализованы в Х хромосоме (аллели генов находятся в гемизиготном состоянии):

Для растений с пестичными цветками (ХХ) частоты генов и генотипов записываются как обычно (каждый ген в Х хромосоме имеет по два аллеля):

При случайном переносе пыльцы и случайном оплодотворении частоты генов и генотипов находятся в равновесии, т.е. закон Харди-Вайнберга выполняется и для генов, сцепленных с половыми хромосомами.

Однако, в случае сцепления с полом пестичные растения несут две дозы генов, а тычиночные – одну, поэтому равновесие частот генов и генотипов достигается только после нескольких поколений свободного размножения.

Приближение к равновесию носит колебательный характер. Это связано с тем, что тычиночные растения получают Х хромосому от пестичного растения, а пестичные – от обоих родительских растений.

Равновесная частота аллеля () зависит от исходных частот в мужской () и в женской

() частях популяции следующим образом:

Пример

Популяция состоит из мужских и женских особей с контрастными частотами аллеля А:

В результате первого свободного скрещивания

А//А х а/ → А//а + А/

генетическая структура женской части популяции потомства определяется в равной степени частотами аллелей в обеих исходных частях:

После второго свободного скрещивания:

И тд.