实验目的

1.加深对孟德尔定律及其扩展的理解。

2.了解两对非等位基因在决定同一遗传性状时发生的基因互作现象及其对孟德尔比数的修饰。

实验原理

遗传学第二定律中两对基因的自由组合并不意味着它们在作用上没有关系，当两对处于不同染色体上的等位基因影响同一性状时，也能产生基因间的相互作用——孟德尔9∶3∶3∶1比率的修饰。生物的多数性状几乎都是基因相互作用的结果。所谓基因的相互作用，实质上是指基因代谢产物间的互作，少数情况涉及基因的直接产物，即蛋白质之间的相互作用。影响同一性状的两对非等位基因中的一对基因（显性或隐性）掩盖另一对显性基因的作用时，所表现的遗传效应称为上位效应（epistatic effect）。其中的掩盖者称为上位基因（epistaticgene），被掩盖者称为下位基因（hypostaticgene）。一对隐性基因对另一对显性基因起掩盖作用时叫作隐性上位。

在果蝇杂交实验过程中，我们观察到果蝇翅膀的形状有3 种类型:长翅、小翅和残翅。控制果蝇长翅（Vg）和残翅（vg）的基因是一对等位基因，位于第二对常染色体上（ⅡR 67.0），长翅基因对残翅基因为显性；果蝇的小翅性状是由另一对等位基因控制的，其位于X染色体上（X 36.1），长翅基因（X＋）对于小翅基因（Xm）为显性。由于果蝇控制翅型的两对基因是位于不同的染色体上的，属于非等位基因之间的相互作用，从而产生了修饰的孟德尔比数。Vg和vg这对等位基因中的隐性基因vg可遮盖另一对非等位基因X＋和Xm的表现，即为隐性上位性基因互作。在正交组合中，孟德尔比率被修饰为9∶3∶4（表2-Ⅳ-1），在反交组合中孟德尔比率被修饰为6∶6∶4。

表2-Ⅳ-1　果蝇的基因互作遗传分析（长翅-小翅-残翅）

实验用品

1.材料

黑腹果蝇残翅品系（vg∥vg）、小翅品系（Xm∥XmXm∥Y）。

2.试剂

同实验二-Ⅰ。

3.器材

同实验二-Ⅰ。

实验操作程序

具体实验操作程序详见实验二-Ⅰ。

1.原种果蝇培养

2.挑选杂交亲本果蝇

3.麻醉接种(www.daowen.com)

4.去亲本

5.观察杂种F1代

6.培养杂交F2代

7.统计检验。

预期实验结果与分析

1.正交实验的F1代表型都为长翅，表明野生型长翅基因相对于残翅基因和小翅基因是完全显性的。但在反交实验中，F1代的性状分离与性别相关联，雄性子代表现为母本的小翅性状，即表现不典型的交叉遗传现象。

2.正交F2代雌性果蝇表型分离比为长翅∶残翅=3∶1，不出现小翅类型；雄性果蝇表型分离比为长翅∶小翅∶残翅=3∶3∶2。如果不考虑性别的差异，正交F2代表型分离比将出现长翅∶小翅∶残翅=9∶3∶4，即表现非等位基因间的隐性上位互作（表2-Ⅳ-2）。

3.反交实验中，无论雌雄，F2代表型分离比都应该为长翅∶小翅∶残翅=3∶3∶2。这是因为控制果蝇小翅的基因是位于果蝇的X性染色体上，但是同样符合隐性上位基因互作。

表2-Ⅳ-2　正反交F1代和F2代果蝇翅型观察记录表

4．观察和统计正反交F1代和F2代果蝇不同性别、性状组合的个体数，就性别和性状计算分离比例，做χ2检验（表2-Ⅳ-3）。理论上，正反交的F1代和F2代性别预期值都为♀∶♂=1∶1；正交F2代表型预期分离比为9∶3∶4，反交F2代表型预期分离比为6∶6∶4。

表2-Ⅳ-3　实验结果χ2检验表

自由度＝n－1　χ2＝∑（O－E）2/E

作业与思考题

1.回顾非等位基因间相互作用的主要方式，并解释各自修饰后的孟德尔比率。

2.如果χ2检验结果表明实验观察数与预期数差异显著，不符合非等位基因间的隐性上位互作假设，分析其可能原因。