林木遗传育种学实验指南

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1、林木遗传育种学实验指南(林学游憩专业)北京林业大学生物科学与技术学院安新民2010-3-112实验一孟德尔遗传规律的验证一、实验目的通过观察具一对相对性状差异的亲本杂交，其F2代表现的分离现象，验证分离定律的存在；通过观察具二对相对性状差异的亲本杂交，其F2代表现得分离现象，验证自由组合定律的存在。二、实验原理1858年，孟德尔（GregorJohannMendel)以豌豆为主要材料，并辅以菜豆、石竹等材料进行杂交实验，于1865年提出遗传的分离定律(Lawofsegregation)和自由组合定律(Lawofindependentassortment)。孟德尔分离定律认为：具一对

2、相对性状差异的亲本杂交（单因子杂交），F1代为一对基因的杂合体，它们表现显性性状。杂合体中来自父本雄性生殖细胞和母本雌性生殖细胞的等位基因相互独立，在形成配子过程中，它们相互分离，分别进入到不同的配子中，从而产生两种类型不同、数目相等的配子(不同配子的比例为1：1)F1自交或互交时，由于雌雄配子的随机结合，F2代基因型比例为1：2：1，在显性完全时，表型分离比例为3：1。孟德尔自由组合定律认为：具两对或两对以上相对性状差异的亲本杂交(双因子或多因子杂交)，F1代形成多对基因的杂合体，它们表现多种显性性状，F1代杂合体形成配子的过程中，一对等位基因按分离定律的彼此分离与另一对(或几对

3、)等位基因的彼此分离是相互独立的，即不同对的等位基因是以自由组合的方式进入配子的。这样两对基因的杂合体可产生四种类型不·同、数目相等的配子(四种类型的配子比例为1：1：1：1)，F1自交或互交时，由于精子、卵子的随机结合。F2代产生九种基因型，若显性完全则出现四种表现型，它们的比例为9：3：3：1。孟德尔分离规律和自由组合规律的实验不仅可以被重复而且在选用多种动、植物材料进行的杂交实验中都可看到分离和自由组合规律的广泛存在。我们知道，单因子杂交的F2代表现3：1分离的关键是F1代等位基因的分离，产生了1：1两种配子；两对因子杂交的F2代表现9：3：3：1分离的关键是F1代不同对的等

4、位基因的自由组合产生了1：1：1：1四种配子。那么要证明分离规律和自由组合规律的正确，就必须证明一对基因杂合体的F1代确实产生1：1的配子；而两对基因杂合体的F1代确实产生1：1：1：1四种配子，即可达到目的。为此可利用测交法和F3测验法来对这两个规律进行检验。另外若研究的等位基因所控制的性状可以直接从配子(成熟花粉粒)表现上观察到，则可采用配子的直接观察法来证明分离规律的正确。本实验选用玉米为材料来验证孟德尔的分离和自由组合规律1.玉米的单、双因子杂交实验玉米籽粒胚乳的黄色和白色是由第6号染色体上的一对等位基因Y-y控制，Y对y完全显性。以黄胚乳玉米和白胚乳玉米进行正、反交时，F

5、1玉米籽粒（亲本植株果穗上的籽粒）均为籽粒，F2玉米籽粒（F1植株果穗上的籽粒）有黄色和白色两种，他们比例为3：1。12玉米胚乳的非糯和糯是由第9号染色体上的一对等位基因Wx-wx控制，Wx对wx完全显性。用非糯和糯玉米的正、反交同样可以验证孟德尔的分离规律。当同时选用位于非同源染色体上的两对等位基因控制的亲本(黄色非糯YYWxWx和白色糯性yywxwx)进行正反交时，F1代玉米籽粒均表现显性性状，为黄色非糯，F2代玉米籽粒，有四种表现型，黄色非糯、黄色糯性、白色非糯、白色糯性，比例为：9：3：3：1.2.分离规律的直接证明—糯与非糯玉米杂交F1代花粉粒观察淀粉有糯性和非糯性之分,

6、其非糯性是由淀粉的直链结构决定的，显性基因Wx控制直链淀粉的合成；糯性是由淀粉的支链结构决定的，隐性基因wx控制支链淀粉的合成。该对等位基因位于玉米的第9号染色体上，WX对wx显性。淀粉除大量贮存在玉米的籽粒中外，在成熟花粉粒中也有大量存在。当选用非糯玉米(WxWx)和糯玉米(wxwx)杂交，其F1代杂合体(Wxwx)产生配子时，按分离规律必定产生一种含有支链淀粉的花粉和另一种含有直链淀粉的花粉，它们的比例为’1：1.为证明这一假设的正确，用碘的碘化钾溶液对花粉进行染色时，由于含有支链淀粉的花粉遇碘液被染成红褐花，含有直链淀粉酌花粉遇碘液被染成蓝黑色，这样F1代杂种的蓝黑色花粉和红

7、褐色花粉即可呈现出1：1的分离。由此通过肉眼直接观察到了Wx和wx基因的分离，从而得到了等位基因在形成配子时必然分离的直接证据。三、实验用品1.实验材料玉米品质：黄色非糯(YYWxWx)、白色糯性(yywxwx)三种类型的成熟玉雄穗：糯性品系、非糯品系、杂种F1代2.玉米的单、双因子杂交实验（1）种植黄色非糯(YYWxWx)和白色糯性(yywxwx)玉米植株，当雌穗花丝未抽出前用纸袋将其套住，雌穗抽出后采集父本株花粉授粉进行杂交。（2）收获F1代果穗，进行表现观察。1