第二節 對基因型進行分析
第一步:性狀是隱性還是顯性?

上一節,我們詳細介紹了如何製作遺傳圖。這一節,讓我們一起來應用遺傳圖,去測定一個生物個體的基因型。

如果已知道哪個對比性狀是顯性,哪個是隱性,從表達型中,我們可以作以下推斷:

觀察到的表達型 可能的基因型(二倍體生物)
隱性 aa(隱性純合)
顯性 AA(顯性純合)
Aa(雜合)

表達型與可能基因型的關係

如何知道一對對比性狀中,哪個是顯性,哪個是隱性呢?


單憑外表是無法推斷的,因為「高」、「多」和「大」等特徵不一定是顯性的。例如,人類有一種遺傳病,其侏儒性狀就是由顯性等位基因表達的。

最準確的辦法,就是觀察兩種等位基因一同表達時的表達型——亦即雜合基因型個體的性狀。能夠表達的等位基因,就是顯性。

第二步 (1):自花傳粉

判定不同性狀的顯/隱性後,從隱性表達型中,我們可以推斷其個體基因型是隱性純合;而顯性表達型個體,則要觀察其子代的表達型。

如果生物個體的雌雄配子能自行結合,例如是自花傳粉植物(包括豌豆、水稻、小麥、番茄等),則顯性表達型親代可能有兩種子代:


可能性 1:子代全部是顯性表達型——那代表子代只遺傳了親代的顯性等位基因,所以親代是顯性純合體。

可能性 2:子代大部份表達顯性性狀,少部份表達隱性性狀,比例為 3∶1 ——那代表親代帶有隱性等位基因,出現單基因雜種雜交,所以親代是雜合體。


你能畫出相應的遺傳圖嗎?如果沒有水稻的糯性等位基因的顯 / 隱性資料,你能從以下提供的表達型資料推斷嗎?

(提示:拖動以下素材,完成非糯性水稻自花傳粉的兩種遺傳圖。)

水稻可以進行自花傳粉

第二步 (2):測交

大部份植物的雌蕊和雄蕊會在不同時間成熟,能夠自花傳粉的只佔少數;而動物個體更絕大部份屬於單一性別,屬雄、或屬雌均不能自體受精。遇到這些情況,要靠測交來產生能確定基因型的子代,以推斷親代的基因型。

最常用的測交品系,是隱性純合個體,因為其雜交對象的基因型,會反映於子代的表達型。


以下兩個自畫遺傳圖,展示了對黑色老鼠基因型的測交檢定:

(提示:完成黑鼠與棕鼠交配的測交實驗的兩種遺傳圖——用箭咀連接親本和配子、配子和子代,並填充子代的表現型)。

留意:在動物繁殖實驗中,如果子代樣本數量少,子代表達型分佈理論的預測 (例如 3∶1) ,可能跟實際結果有較大差異。子代樣本數量越多,差異通常越小,結論便越可靠,其可靠度甚至可以用統計方法估算。

檢定人類的基因型時,道德規範令測交不能被使用。檢定方法因此倚重譜系分析。

大多數植物和動物不能自體受精

小結
  • 遺傳分析的第一步,通常是判斷哪性狀是顯性,哪性狀為隱性
  • 如果一個生物徵狀只由 1 個基因控制,而該基因有 2 個等位基因,等位基因之間又呈顯/隱性互動的話,則:
    • 「表現型:隱性性狀」可推斷為「基因型:隱性純合」
    • 「表現型:顯性性狀」可推斷為「基因型:顯性純合或顯 / 隱雜合」

    (請留意以上推論的前提假設)

  • 在後者情況,親代的基因型可以用子代的表達型推斷;透過以下 3 種方法:
    • 自花傳粉
    • 測交
    • 譜系分析 (特別是人類)
  • 測交品系通常用隱性純合個體進行
  • 如果測交產生的子代沒有性狀分離,那麼受檢親本是顯性純合體;如果子代有性狀分離,則受檢親本是雜合體
  • 子代表達型的數量分佈預測,跟實際結果常有出入。這是由於樣本數量並非無限大,所以會出現統計誤差。故此,樣本數量越多,結論越可靠
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