Ses expérimentations ont également conduit Mendel à l’étude de la fleur
du haricot (Phaseolus nanus et Phaseolus multiflorus) dont il publia les
résultats, très difficiles à interpréter en raison des petits nombres de descendants,
comme une généralisation audacieuse de ceux obtenus chez Pisum
sativum, faisant aussi de lui, un précurseur de la génétique quantitative.
Pour ne pas buter sur les mêmes obstacles que Mendel, l’exercice suivant
porte sur des effectifs théoriques ne correspondant pas à l’étude de
Mendel.
On croise deux souches pures de haricot, l’une à fleurs blanches (sans
pigments), l’autre à fleurs pourpres.
1. Tous les descendants F1 ont des fleurs d’un rouge nettement différent du
pourpre parental.
Que peut-on en déduire ?
2. Les croisements F1 × F1 donnent des descendants F2 présentant une
multitude de coloris allant du pourpre au blanc en passant par toutes les
gradations entre le rouge déjà observé chez la F1 et le blanc ou le pourpre.
Que peut-on en déduire ? Que peut-on prévoir dans l’hypothèse la plus
simple ?
3. En essayant de mettre un peu d’ordre dans le degré de coloration, on
peut classer les descendants F2 en sept classes allant du pourpre au blanc
en passant par cinq intermédiaires, notés rouge foncé, rouge soutenu,
rouge (type F1), rouge clair, rouge pâle, avec des fréquences respectives
égales à 1/64, 6/64, 15/64, 20/64, 15/64, 6/64, 1/64.
Définition des objectifs :
– Montrer que la combinatoire de facteurs (gènes) différents mais responsables, à
parts égales, du même phénotype permet, déjà chez Mendel, de poser les bases
de la génétique quantitative.
– S’entraîner avec les combinaisons et les puissances de 1/2.
Solution
:
1. Les croisements entre les deux souches pures donnent des descendants F1 de phénotypes
différents des phénotypes parentaux.
Il n’y a donc dominance d’aucun des deux phénotypes
parentaux; le phénotype de « l’hybride » étant intermédiaire, on dit qu’il y a semidominance
ou codominance.
2. Si les souches pures parentales ne différaient que pour un couple de facteurs A et a, réunis
chez les F1, la pureté des gamètes F1, leur équifréquence et leur union aléatoire conduiraient,
selon le tableau classique de la ségrégation mendélienne pour un couple de facteurs à 1/4
de AA + 1/2 de Aa + 1/4 de aa, soit 1/4 de pourpre + 1/2 de rouge + 1/4 de blanc.
Or, on observe beaucoup plus que trois classes de descendants, ce qui peut s’interpréter,
comme le fit Mendel, par le fait que les souches parentales diffèrent pour plusieurs couples
de facteurs (gènes !) chacun étant impliqué dans la pigmentation de la fleur (contrairement
aux expériences de dihybridisme chez le pois, où chaque couple de facteur « gouvernait » un
caractère morphologique différent).
Si l’on considère, comme Mendel, que les effets de ces facteurs sont égaux et additifs, les
diverses combinaisons obtenues en F2 rendront compte de la gradation des coloris.
L’hypothèse la plus simple est alors celle de deux couples de facteurs (deux gènes tous les
deux impliqués à parts égales dans la pigmentation), ce qui permet de prévoir les observations
en F2, sous cette hypothèse.
Supposons que le pourpre résulte de l’effet additif de deux facteurs A1 et A2, la souche blanche
ne possédant que les « facteurs différentiels » (allèles) a1 et a2, la rendant dépourvue de
pigments, l’« hybride » F1 s’écrit (A1/a1; A2/a2), et la couleur rouge, intermédiaire entre le
pourpre et le blanc, s’explique alors par un effet de dilution de A1 et A2 face à a1 et a2.
La méiose
chez la F1 doit produire, selon l’hypothèse mendélienne de
répartition aléatoire de deux couples de facteurs différentiels,
quatre types de gamètes, et six types de
descendants F2.
Si on considère que l’intensité de la couleur est fonction du nombre de facteurs A réunis chez
la F2, par la fécondation des gamètes F1, on s’attend à cinq coloris (tableau 4) allant du
pourpre (pour 1/16) au blanc (1/16) en passant par le rouge intermédiaire (6/16) et deux
autres coloris intermédiaires entre le pourpre et le rouge (rouge foncé pour 4/16) d’une part,
entre le rouge et le blanc (rouge clair pour 4/16) d’autre part.
