Monohybridisme

Le monohybridisme est utilisé pour désigner une expérience de croisement entre des organismes de génération P (génération parentale) qui ne sont dissemblables l'un de l'autre que par un seul trait.

Dans le monohybridisme, un seul gène peut avoir plusieurs allèles au sein d’une population donnée. Il peut s’agit par exemple du groupe sanguin : chaque parent aura de ce fait un groupe sanguin différent, l'un étant par exemple homozygote AA, et l'autre homozygote BB. Il peut s’agit également de la couleur d’une fleur, où on aura des parents homozygotes RR (fleurs rouges) et des parent homozygotes bb (fleures blanches). Les organismes de génération P étant homozygotes pour le caractère considéré, 100 % de la descendance aura un génotype hétérozygote formé par ½ lot du chromosome issue de chacun des parents.

Chaque parent possédant différents allèles pour ce trait particulier, on peut utiliser le carré de Punnett ou tableau de croisement  pour prédire les résultats des génotypes possibles et de la fréquence des gènes issus de ce croisement monohybride. Cette technique peut aussi être utilisée pour prédire le résultat d'analyse génétique dans le cas d’un dihybridisme avec indépendance ou liaison des caractères (croisement génétique entre générations parentales qui diffèrent sur deux traits).

Les traits qui sont des caractères observables sont codés par un fragment d’ADN appelé gène. Le gène occupe un point bien précis sur les chromatides de chaque chromosome homologue appelé locus. Chaque individu hérite généralement de deux allèles (un de chaque parent) pour chaque gène. Un allèle est une version alternative d'un gène hérité  pendant la reproduction sexuelle. Les gamètes mâles et femelles, produits par méiose, ont un seul allèle pour chaque trait et sont unis au hasard à la fécondation.

Dominance des allèles

Supposons une étude sur la variabilité de la couleur des graines d’une espèce donnée. On dira que le caractère étudié est la couleur des graines. Supposons également deux parents homozygotes pour le caractère couleur de la graine : un des parents aura un génotype RR pour les graines rouges et l’autre parent aura le génotype rr pour les graines blanches. On dira que les deux parents sont homozygotes pour le caractère couleur de la graine car chacun possède une seule version d’allèle du gène (R) qui code pour ce caractère. Un croisement entre c’est deux parents sera appelé monohybridisme car le résultat attendu sera basé sur un seul gène. Les organismes de ce croisement monohybride se reproduisent véritablement pour la couleur des graines. Les organismes reproducteurs souche auront des allèles homozygotes pour des caractères spécifiques. Dans ce croisement, l'allèle pour la couleur de la Graine rouge (R) est complètement dominant sur l'allèle récessif pour la couleur de la graine blanche (r). Le génotype de la plante à graine rouge est (RR) et le génotype de la plante à graine blanche est (rr). Le croisement (pollinisation) entre la plante à graine rouge homozygote à dominance vraie et la plante à graine blanche récessive homozygote à reproduction vraie donnera une descendance avec des phénotypes de couleur de à graine rouge. Tous les génotypes seront (Rr). La progéniture ou génération F1 est entièrement rouge parce que l’allèle dominante de la graine rouge masque l’expression de l’allèle de la couleur récessive de la graine blanche dans le génotype des progénitures hétérozygotes (Rr).

à Croisement : P1 (RR) * P2 (rr)

à Gamètes des parents : P1 (R) ; P2 (r)

à Génotype de F1 : (Rr)

à Phénotype de F1 : Rouge

En F1 100% des plantes auront des fleurs de couleurs rouge.

Monohybridisme: génération F2

Si on croise les plantes de la génération F1 entre elles, les combinaisons d'allèles potentielles seraient différentes dans la prochaine génération (génération F2). De nouveau couple d’allèles (génotypes) seront observés en F2. La génération F2 aurait des génotypes de RR, Rr et rr qui formeront un rapport génotypique de 1: 2: 1 (25 % RR, 50% Rr et 25% rr). Un quart de la génération F2 serait homozygote dominant (RR), un demi serait hétérozygote (Rr) et un quart serait homozygote récessif (rr). On obtient donc un rapport phénotypique serait de 3: 1 : à savoir trois quarts ayant une couleur de graine rouge (RR et Rr) et un quart ayant une couleur de graine blanche (rr).

à Croisement des F1 : (Rr) * (Rr)

à Gamètes des F1 : R ; r

à Génotype de F2 : RR ; 2Rr ; rr

à Phénotype de F1 : ¾ Rouge et ¼ blanche

	R	r
R	RR	Rr
r	Rr	rr

 

Le croisement test (test cross)

On peut se trouver dans une situation où on veut déterminer si le génotype d'un individu exprimant un trait dominant est hétérozygote ou homozygote. Pour cela, nous pouvons procéder par la réalisation d’un test cross. Ce type de croisement permet de déterminer le génotype d’un individu en le croisant avec un autre individu homozygote et récessif pour un trait spécifique. En analysant le résultat des phénotypes observés chez la progéniture, on peut aisément définir le génotype de l’individu dont le génotype n’était pas connu.

En utilisant une table de croisement ou le carré de Punnett, nous déterminerons les proportions des génotypes obtenus dans la progéniture.

·         Si le génotype inconnu est hétérozygote, alors le croisement avec un autre individu récessif et homozygote se traduirait par l’obtention d’un rapport de 1: 1 des phénotypes chez la progéniture.

à Croisement des : (Rr) * (rr)

à Gamètes des parents : (R ; r) et (r)

à Génotype obtenu : 2Rr ; 2rr

à Phénotype de F1 : 1/2 Rouge et 1/2 blanche

	R	r
r	Rr	rr
r	Rr	rr

·         Si le génotype inconnu est homozygote et dominant, alors le croisement avec un autre individu récessif et homozygote se traduirait par l’obtention d’un rapport de 100% des plantes à fleurs rouge chez la progéniture tel que présenté dans le monohybridisme.

 

	R	R
r	Rr	Rr
r	Rr	Rr

Un croisement génétique entre une plante à couleur de gousse jaune récessive (gg) et une plante à dominante homozygote pour la couleur de gousse verte (GG) produit tous les descendants verts à génotype hétérozygote (Gg). (Test Cross 2).