甲monohybrid交叉,在遗传学,是指在一个单独的字符或性状不同的两个个体的交叉。更确切地说,个体具有待研究特征的两个变异或“等位基因”。
奥地利博物学家和尚格列戈·孟德尔(Gregor Mendel)曾以遗传学之父的身分阐明了预测这种杂交比例的法律。
来源:Alejandro Porto,通过Wikimedia Commons
第一代单杂交杂交的结果提供了推断亲本生物体基因型的必要信息。
历史的角度
遗传的规则是格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)建立的,这要归功于他以豌豆(Pisum sativum)为模型生物的著名实验。孟德尔(Mendel)在1858年至1866年间进行了实验,但几年后又重新发现了它们。
孟德尔之前
在孟德尔之前,当时的科学家们认为遗传的粒子(现在我们知道它们是基因)的行为像液体一样,因此具有混合的特性。例如,如果我们喝一杯红酒并将其与白葡萄酒混合,就会得到桃红葡萄酒。
但是,如果我们想恢复父母的颜色(红色和白色),就不能。该模型的内在后果之一是变化的损失。
孟德尔之后
在发现孟德尔的作品后,这种关于遗传的错误观点被废弃了,分为两个或三个定律。第一定律或种族隔离定律是基于单杂交杂交。
在豌豆的实验中,孟德尔考虑到七个不同的特征,制作了一系列单杂种杂交:种子的颜色,豆荚的质地,茎的大小,花的位置等。
在这些杂交中获得的比例导致孟德尔提出以下假设:在有机体中,有几个控制某些特征出现的“因素”(现为基因)。身体能够以谨慎的方式世代相传。
例子
在以下示例中,我们将使用遗传学的典型命名法,其中优势等位基因用大写字母表示,隐性等位基因用小写字母表示。
等位基因是基因的替代变体。它们在染色体上的固定位置,称为基因座。
因此,具有两个用大写字母表示的等位基因的生物是纯合子显性的(例如,AA),而两个小字母表示纯合的隐性。相反,杂合子由大写字母表示,后跟小写字母Aa。
在杂合子中,我们可以看到的特征(表型)与显性基因相对应。但是,某些现象不遵循该规则,称为共性和不完全优势。
有白色和紫色花朵的植物:第一代孝顺
单杂交杂交始于在一个特征不同的个体之间的繁殖。如果是蔬菜,则可以通过自体受精发生。
换句话说,杂交涉及具有两种替代性状的生物(例如红色与白色,高与短)。参加第一次过境的个人被分配为“父母”名称。
在我们的假设示例中,我们将使用两种花瓣颜色不同的植物。PP(纯合子显性)基因型转化为紫色表型,而pp(纯合隐性)基因型代表白花表型。
具有PP基因型的亲本会产生P配子。同样,pp个人的配子将产生p个配子。
杂交本身涉及这两个配子的结合,其后代的唯一可能性将是Pp基因型。因此,后代的表型将是紫色的花。
第一杂交的后代被称为第一孝顺世代。在这种情况下,第一代孝子仅由杂花生物与紫色花朵组成。
通常使用称为Punnett平方的特殊图表以图形方式表示结果,在该图中可以观察到等位基因的每种可能组合。
白色和紫色花朵的植物:第二代孝顺
后代产生两种配子:P和p。因此,合子可以根据以下事件形成:P精子与P卵相遇。合子将是纯合PP显性的,表型将是紫色的花。
另一种可能的情况是P精子与P卵相遇。如果P精子与P胚珠相遇,杂交的结果将是相同的,在两种情况下,产生的基因型都是具有紫色花表型的Pp杂合子。
最后,精子p可能会遇到卵子p。后一种可能性涉及纯合的隐性pp合子,并且将表现出白花表型。
这意味着,在两个杂合花之间的杂交中,所描述的四个可能事件中的三个包括显性等位基因的至少一个副本。因此,在每次施肥中,后代有四分之三的概率会获得P等位基因,并且由于其占主导地位,因此花朵会变成紫色。
相反,在受精过程中,合子有四分之一的机会遗传产生白花的两个p等位基因。
遗传学中的效用
单杂交杂交通常用于建立目标基因的两个等位基因之间的优势关系。
例如,如果生物学家想研究在一群兔子中编码黑色或白色毛皮的两个等位基因之间的优势关系,他可能会使用单杂交杂交作为工具。
该方法包括父母之间的杂交,其中每个个体对于所研究的每个特征都是纯合的,例如一只AA兔和另一只AA。
如果在这个杂交中获得的后代是同质的并且仅表达一个性状,那么可以得出结论,该性状是主要性状。如果继续杂交,则第二代孝子个体将以3:1的比例出现,即3个个体表现出显性vs. 1具有隐性特征。
这个3:1的表型比率被称为“孟德尔”,以表彰其发现者。
参考文献
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