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测交:读出隐藏的基因型

一株紫花豌豆可能是 PP,也可能是 Pp——光看是分不出的。测交是孟德尔逼出隐藏基因型的优雅手法,它也把整个系列串了起来。

问题:显性表型,未知基因型

这就是我们在第二篇里点出的那道鸿沟。一个表现出显性表型的生物体,有两种可能的基因型:它可能是纯合显性(PP),也可能是杂合(Pp)。两者看上去都是紫色。如果你是需要纯系的育种者,或是正在定位某性状的遗传学家,这种含糊就很要紧——而无论怎么盯着植株看都解决不了。

相比之下,隐性的情形很简单:一株白花植物必然是 pp,因为表现出隐性表型的唯一途径,就是携带两个隐性等位基因。所以谜题永远出在显性这一边。测交正是为破解它而设计的。

诀窍:与纯合隐性者杂交

测交让那个身份不明的个体,与一个已知的纯合隐性伙伴(pp)交配。其逻辑很巧妙:pp 伙伴只能贡献一个隐性等位基因,因此它不会带来任何能掩盖什么的东西。于是后代中出现的一切,都直接反映了那个未知亲本传下了哪些等位基因。隐性伙伴就像一扇干净的窗。

Mystery purple plant is either PP or Pp.
Test-cross partner: white (pp).

Case A — mystery plant is PP:
   PP x pp
         p       p
      +------+------+
   P  |  Pp  |  Pp  |
      +------+------+
   P  |  Pp  |  Pp  |
      +------+------+
   ->  ALL purple (Pp).  0 white.

Case B — mystery plant is Pp:
   Pp x pp
         p       p
      +------+------+
   P  |  Pp  |  Pp  |
      +------+------+
   p  |  pp  |  pp  |
      +------+------+
   ->  1 purple : 1 white.  Half white!

Read the offspring:
   any white child  ->  parent was Pp (heterozygous)
   all purple kids  ->  parent was PP (homozygous)
测交把看不见的基因型,转化为可以直接清点的、看得见的表型比例。

解读结果

  1. 如果未知植株是 PP,每个配子都携带 P,于是所有后代都是 Pp、紫色——一株白花也不会出现。
  2. 如果未知植株是 Pp,依据分离定律,它一半的配子携带 p,于是大约一半后代是白色——比例为 1:1。
  3. 因此这条经验法则直截了当又可靠:哪怕只有一个隐性(白花)后代,就足以证明亲本是杂合的。

用测交收尾本系列再合适不过,因为它用上了此前的一切。它建立在离散因子之上,建立在显性掩盖隐性之上,建立在分离定律产生等量配子类别之上,也建立在用庞纳特方格预测结果之上。从一位修道士清点豌豆,到一件能读出隐形基因型的工具——这正是孟德尔遗传五步走完的全程。