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12.3: 单杂交组合
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12.3: 单杂交组合

在19世纪50年代和19世纪60年代,孟德尔通过在豌豆植株中进行单杂交来研究遗传。他杂交了两种真正能培育出不同性状的植物。根据他的观察,孟德尔提出有机体遗传每个性状的两个副本,每个父母一个,显性性状可以隐藏隐性性状。这些结果构成了遗传学两个基本原则的基础:均匀性原则和分离规律。”

单杂交组合具有显性和隐性性状。

在18世纪50年代到19世纪60年代的8年间,一位名叫Gregor Mendel的奥地利僧侣用豌豆植物进行了种子繁殖试验。这些实验证明了遗传的基本原理,为他赢得了“现代遗传学之父”的称号。 Mendel的实验集中在七种豌豆植物的特征上,每种特征都表现为由单个基因位点决定的两种特征之一。

Mendel注意到,当他的一些豌豆植株通过自我受精繁殖时,它们的后代总是表现出相同的特性。换句话说,它们是真正的繁衍后代。例如,有些黄荚植物只产生黄荚后代。当与其他为黄荚繁殖的植物杂交时,这些植物也只产生黄荚后代。同样地,Mendel观察到真正的豌豆育种植株只会产生绿荚的后代。

当时,遗传特征被认为是父母特征的混合体。相反,Mendel观察到了离散的表型,如绿色和黄色的豆荚。他建议,不在后代中混合性状,而是将离散因子(现在称为基因)从父母遗传并在后代中保持分离。在一个性状跳过一代的情况下,Mendel提出,可见性状仅仅掩盖了其他遗传性状的存在。换句话说,遗传是微粒的,显性性状隐藏隐性性状。为了确定哪个性状是显性的,Mendel进行了单杂交。单杂交组合结合了两个真正的繁殖有机体,它们因单个性状不同而不同。所有这些杂交后代都是单杂交或杂合子,并显示出显性性状。

例如,Mendel杂交豌豆植株,用真豌豆培育黄色豆荚,用真豌豆培育绿色豆荚,以确定豆荚的主要颜色。这一亲本世代(P0) 产生的后代,即第一子代 (F1)均为绿荚单杂交后代。反复观察这些发现,确定绿荚为显性性状,并证明了Mendel的一致性原则:单基因性状的杂合子表现出相同的表型。

亲本等位基因随机分配给配子

然后Mendel在F1 植株中诱导自交,产生F2代。 F2 绿荚豌豆植株数量比黄荚豌豆植株多3:1。 Mendel反复观察了这7个豌豆植株性状的3:1遗传模式。

Mendel分离定律解释了这种反复出现的比率。分离法则规定一个有机体将其两个基因拷贝中的一个分配给每个配子(卵子或精子细胞)。重要的是,这种分布是随机的,因此杂合子 ( Gg ) 同样可能产生具有显性 ( G ) 和隐性 ( g ) 等位基因的配子。

如果杂合子自受精 ( Gg x Gg ),亲本等位基因可以通过四种可能的方式结合:父本的 G 与母本的 G ( GG )、父本的 G 与母本的 g ( Gg )、父本的 g 与母本的 G ( Gg )、父本的 g 与母本的 g ( gg )。三种结果产生绿色荚果(分别为 GG 和 Gg 基因型) 和一种产生黄色荚果 ( gg 基因型),比例为3:1。因此,如果所有的结果都是同样可能的,自受精杂合子将产生三个绿色豆荚的后代,每一个黄色豆荚。这与Mendel观察到的表型比率非常接近,证实了他提出的分离规律。

显性特征并不总是常见的

与绿荚不同,绿豌豆是隐性的,而黄豌豆是显性的。那么,为什么我们经常遇到的豌豆是绿色的呢?简而言之,人们喜欢绿豌豆胜过黄豌豆。正如Mendel的实验所证明的那样,纯合子在自我受精或与其他纯合子杂交时会产生具有相同性状或表型的后代。如果农民继续将黄豌豆排除在作物杂交种之外,他们将继续只生产绿豌豆。这个例子说明了另一个重要的观点:显性特征不一定是最常见的特征。例如,有害的显性性状可能会被选择来反对。


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