從未知到已知系列之六:「被果蠅搶了風頭的摩爾根」

2021-01-20 盧鎮嶽齋聊生物學


這一圈下來才十來天


聊完豌豆和孟德爾,今天聊一下果蠅和摩爾根,跟此前一樣,先來一個實驗分析。


提出問題:連鎖是如何在果蠅中被識別出來的?


作出假說:當進行兩對相對性狀的雜交實驗時,若後代中產生的與雙親類型一致的後代比例明顯高於重組型後代時,即可以識別控制這兩對相對性狀的基因存在連鎖。


進行實驗: 以灰體正常翅純系(BBVV)和黑體殘翅純系(bbvv)(P代)為材料進行雜交。然後,將灰體正常翅雜合子F1果蠅(BbVv)與黑體殘翅純系的果蠅(bbvv)雜交。如果體色和翅形的等位基因沒有連鎖(即等位基因獨立遺傳),則後代中,四種表現型後代的所佔比例應該一致。


結果結論:在實際雜交所得的1268個子代(第二行)中,共有1051個子代與兩個親本的其中一個一致(83%),217個屬於兩個重組類型中的其中一個(17%)。因此,控制體色和翅型的相關基因位於同一對同源染色體上。


結果統計表格如下:



以上實驗的研究原文為下面這篇:



細心的讀者可能發現,這個標題關注的點似乎不僅僅是連鎖現象,而是連鎖互換在不同性別中似乎有差異,在我們剛才介紹的實驗中和原論文的上示表格中可以看到,出現當前子代比例的F1選取的是雌蠅,而測交對象選取的隱形純合子是雄蠅。


實驗選取的雌雄配對反過來會是什麼結果呢?摩爾根原論文給出的是下面這個表格:



所以這篇論文的標題是「第二和第三對染色體上的基因,在雄性果蠅體內不會出現交叉互換。」(摩爾根還做了其他幾組實驗來證明這個觀點,關於這些結果我本人也很意外,對此感興趣並有更深了解的朋友不妨留言交流。)


在論文最後,摩爾根在討論中寫到——可能在某些動物和植物中,兩性中形成配子時的相應的連鎖基因交換頻率是相同的,而另一些物種中,可能存在交換頻率不同的現象。至於這些現象的普遍性,只能通過做更多的這樣的測試來進一步確定。在完成更多的類似測試之前,我們不能確定當前的解釋可以延伸到什麼程度。


從這項研究中,我所感受到的是當科學家真的在研究一個全新的領域的時候,大量、全面、嚴謹、細緻的研究工作是帶來偉大發現的關鍵,真的沒有人能隨隨便便成功。而且,尊重實驗事實這點至關重要,要隨時準備接受顛覆已有框架的意外事實。



基於摩爾根關於染色體在遺傳中的作用的一系列工作,他獲頒1933年的諾貝爾生理學或醫學獎。



諾獎官網上對摩爾根工作的總結如下:託馬斯·亨特·摩根(Thomas Hunt Morgan)通過對果蠅遺傳特徵的傳遞方式進行統計研究,在20世紀的頭十年,在遺傳學研究上開闢了全新的天地。他的研究證實,基因儲存在細胞核內的染色體中。他逐漸了解到,基因在染色體內排成一長列,還發現了彼此相關的性狀如何對應於染色體上彼此接近的基因。他還發現了「交叉互換」現象,即同源染色體的對應部分可以相互交換位置。


通過統計互換概率確定基因相關位置的理論示意圖


祝春安。


本系列靈感及主題插圖源自:



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