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等位基因间的相互作用有哪些

生物100 2023-02-13
等位基因间的相互作用

等位基因间的相互作用主要表现为显、隐性和共显性的关系。孟德尔研究过的豌豆7对性状表现为完全显性。但后来发现由一对等位基因决定的相对性状中,显性有的是不完全的,或是出现其他遗传现象。但这并不有悖于孟德尔定律,而是其进一步的发展和扩充,现介绍几种。

1.不完全显性(incomplete dominance )
把紫茉莉开红花(CC)的品种与开白花(cc)的品种杂交,F1杂合子(Cc)的花为粉红色, 是双亲的中间型。这似乎违背了孟德尔颗粒遗传原理。事实却不然,当F1杂合子自交时,F2中 有1/4红花,2/4粉红花,1/4白花。杂合子F1中的白花基因c在F2又按原样分离出来。F1和F2的中间型是C基因对c基因不完全显性所造成的,粉红色是C基因与c基因共同作用的结果。

人的天然卷发也是由一对不完全显性基因决定的,其中卷发基因W对直发基因w是不完全显性。纯合子WW的头发十分卷曲,杂合子Ww的头发卷曲程度中等,ww则是直发。

2.共显性(codomincince )
一对等位基因的两个成员在杂合子中都表达的遗传现象叫共显性。人类的MN血型是继ABO血型后被检出的第二种血型,首先由兰德施泰纳( Landsteiner, 1868—1943 )和莱文 (Levine, 1900—1987 )发现。由于MN血型是使用免疫血清检岀的,故取M和N两个字母作为MN血型的符号。它的遗传是由一对等位基因决定的,为纪念上述两位科学家,故以LMLN表示这一对等位基因。MN血型分为M型、MN型和N型3种表型。M型个体的红细胞表面有M抗原,由LM基因决定,N型有N抗原,由LN基因决定,MN型既有M抗原又有N抗原,LMLN基因并存,它们互不遮盖。3种表型的基因型分别为LMLMLNLN和LMLN。MN血型表明LM和LN这 一对等位基因分别控制不同的抗原物质,这两种物质在杂合子中同时表现岀来。就这种血型而言,在人类中可能有6种婚配方式。下表表示系谱分析后不同婚配方式和其子女的血型分布(表1-4 )。MN血型遗传同样说明分离定律的普遍性。

镰状细胞贫血也是共显性的一个例子。正常人红细胞呈碟形,镰状细胞贫血患者的红细胞呈镰刀形。正常人与镰状细胞贫血患者结婚所生子女,红细胞既有正常碟形的,又有镰刀形的,平时并不表现严重的病症,只有在缺氧条件下才发病。

3.镶嵌显性(mosaic dominance )
在F1个体上,双亲的性状在不同部位镶嵌存在,称为镶嵌显性。这是我国著名遗传学家谈家桢(1909—2008 )教授于1946年在研究异色瓢虫鞘翅色斑的遗传时发现的。
异色瓢虫有很多鞘翅色斑的变异。鞘翅底色为黄色,不同类型在底色上呈现不同的黑色斑纹。黑缘型鞘翅的前缘呈黑色,均色型的后缘呈黑色。纯种黑缘型与纯种均色型个体杂交,F1个体上既不表现黑缘型,也不表现均色型,而出现了一种新的色斑类型,好像双亲的鞘翅叠起来了,其黑色部分都表现出来,呈镶嵌现象。当把子一代个体再相互交配,F2中1/4是黑缘型,2/4新类型即镶嵌型,1/4为均色型(图1-4)。异色瓢虫镶嵌显性的实质是:在个体发育过程中,一对基因的表达时间不同,黑缘型基因只在鞘翅前缘体细胞内合成黑色素,在其他细胞中呈抑制状态;均色型基因只在鞘翅后缘的体细胞中发挥作用,在其他细胞中不表达。


4.致死基因(lethal gene)
1904年,法国遗传学家库埃诺(L.Cuenot, 1866—1951 )在小鼠中发现黄色的品种不能真实遗传。即黄色小鼠与黄色小鼠交配,其后代总会岀现黑色小鼠,而且黄色、黑色的比例往往是2:1,而不是通常3:1的分离比。上述后代中黑色小鼠能够真实遗传,证明它是隐性纯合子,而黄色小鼠与黑色小鼠杂交的子代则是黄色:黑色为 1 : 1,则说明黄色小鼠为杂合子,纯合黄色个体可能在胚胎发育过程中死亡。遗传图解见图1-5。
 


后来的研究进一步证明:母鼠(AYa)的子宫中,确实发现有一部分(大约1/4)胚胎死亡在囊胚期。其原因是单个基因AY产生一种可识别的黄色表型,在杂合状态时无害。AY纯合 AYAY)时具有影响胚胎活力致死的作用。

像上述隐(或显)性基因在杂合时不影响个体的活力,但在纯合时有致死效应的叫作隐性致死基因。杂合状态即表现致死作用的基因为显性致死基因,如由显性基因Rb引起的视网膜母细胞瘤是一种眼科致死性遗传病,该病常在幼年发病最终导致死亡。所以致死基因的作用可以发生在个体发育的各个时期,且致死效应往往与个体所处的环境有关。

5.复等位基因' (multiple alleles)
所谓复等位基因是指在种群中,同源染色体的相同位点上,可以存在两个以上的等位基因, 遗传学上把这种等位基因称为复等位基因。人类的ABO血型遗传就是复等位基因遗传现象的典型例子。
人类的ABO血型有A、B、AB、O四种类型,这四种表型的基因型相应为IAIA IAi IBIBIBi ; IAIB ; ii IAIB对i为显性, IA与IB为共显性。显然,在上述基因型中涉及三个基因 IA、IB和i,这就是一组复等位基因。应当指出,在一个正常二倍体的细胞中,在同源染色体的相同位点 上,只能存在一组复等位基因中的两个成员,只有在群体中不同个体之间,才有可能在同源染色体的相同位点上出现三个或三个以上的成员。根据父母的血型及分离定律,可以推测出子女中可能出现的血型和不可能出现的血型(表1-5)。

在高等植物中,烟草是自交不育的,已知至少有15个自交不亲和基因,它们分别是S1、S2……S15,构成了一个复等位基因系列,相互间没有显隐性关系。

摘自:人教版新教材必修2教师用书

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