Bài 39. Di truyền liên kết và cơ chế xác định giới tính

I. Di truyền liên kết

1. Khái niệm di truyền liên kết

- Trong thí nghiệm nghiên cứu sự di truyền của tính trạng màu sắc thân, hình dạng cánh ở ruồi giấm, Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945) phát hiện rằng:

• Hai tính trạng này do các gene nằm trên cùng một nhiễm sắc thể thường quy định.
• Màu thân xám trội so với thân đen và cánh dài trội so với cánh ngắn.

- Sự di truyền đồng thời của tính trạng màu sắc thân và chiều dài cánh ở ruồi giấm trong thí nghiệm trên là do hiện tượng di truyền liên kết.

⇒ Di truyền liên kết là hiện tượng các tính trạng được quy định bởi các gene trên cùng một nhiễm sắc thể có xu hướng di truyền cùng nhau.

2. Ứng dụng di truyền liên kết trong thực tiễn

- Các nhà chọn tạo giống có thể chọn các gene quy định những tính trạng tốt đi cùng với nhau.

Ví dụ:

• Từ phép lai giữa lúa mì và lúa mạch đen thu được dòng con lai có sự chuyển đoạn nhiễm sắc thể mang những đặc tính tốt như kháng bệnh gỉ sắt, kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao.

- Các nhà khoa học đang nghiên cứu phát triển các công nghệ như chỉnh sửa hệ gene để đưa các gene có lợi vào cùng một nhiễm sắc thể.

- Các trình tự nucleotide đặc biệt di truyền liên kết với các gene liên quan đến đặc tính nào đó của sinh vật được dùng để làm chỉ thị cho đặc tính ấy, để phát hiện ra cá thể mang đặc tính quan tâm ở giai đoạn sớm.

Ví dụ:

• Trong lai tạo giống lúa, những cây kháng bệnh đạo ôn có thể được phát hiện nhờ chỉ thị DNA liên kết với gene kháng bệnh đạo ôn ở giai đoạn cây non.

- Phương pháp phân tích dựa vào các chỉ thị DNA cho độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian và chi phí nghiên cứu.

II. Cơ chế xác định giới tính và yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính

- Có nhiều cơ chế xác định giới tính khác nhau, trong đó giới tính có thể được xác định bởi gene trên nhiễm sắc thể giới tính.

Ví dụ:

• Ở người: cặp nhiễm sắc thể giới tính ở nam là XY, ở nữ là XX và nhiễm sắc thể Y mang gene SRY quy định giới tính nam (yếu tố quyết định sự phát triển của tinh hoàn). Sự phân li và tổ hợp tự do của cặp nhiễm sắc thể giới tính trong giảm phân và thụ tinh giải thích tỉ lệ nam : nữ theo lí thuyết là 1:1.

• Ở các loài ong, kiến,... không có cặp nhiễm sắc thể giới tính. Con cái được phát triển từ trứng được thụ tinh, có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n). Con đực phát triển từ trứng không thụ tinh, có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).

- Sự phân hoá giới tính thường do yếu tố di truyền chi phối nhưng ở một số loài sự phân hoá giới tính còn chịu ảnh hưởng của yếu tố môi trường.

Ví dụ:

• Rùa tai đỏ (Trachemys scripta elegans), nhiệt độ ấp trứng trong khoảng 25 – 26 °C nở ra toàn rùa đực, trong khoảng 28 – 29 °C nở ra số lượng con đực và con cái tương đương nhau, trên 30 °C nở ra toàn rùa cái.

• Hoa lan (Catasetum viridiflavum) sinh trưởng và phát triển trong điều kiện có ánh sáng mạnh tạo hoa cái, ngược lại trong điều kiện có ánh sáng yếu tạo hoa đực.