淺析測交檢測法

在一節“孟德爾的豌豆雜交實驗(一)”的課上，教師引導學生分析孟德爾一對相對性狀雜交實驗的過程，并組織學生討論孟德爾的解釋、講解其測交驗證。然后組織學生分析假說一演繹法及其應用，并鼓勵學生提出問題。這時一個學生問道:“F₂代自交的結果也遵循分離定律。如果F₃代出現5:3的比例，豈不是也能證明假說正確嗎?為什么孟德爾不用F₂代自交，而要用F₁代與矮莖豌豆進行測交來驗證呢?還是二者都可以驗證假說正確呢?”

“自交”還是“測交”，這的確是一個很基本又很引人深思的問題。那究竟是什么原因?歷史局限的原因，思維方式的原因，還是另有玄機?

仔細分析其原因，應該包括以下幾方面:

其一，是孟德爾假說一演繹法思維上的原因。

假說一演繹法是指在觀察和分析基礎上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結果相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。孟德爾的豌豆實驗過程是這樣的:純種的高莖豌豆和矮莖豌豆無論正交還是反交，雜交后產生的F₁代總是高莖的，而F₁代自交得F₂代中高莖豌豆和矮莖豌豆的比例是3:1。孟德爾通過對第二代豌豆的性狀的觀察和統計分析，通過嚴謹的推理和大膽的想象，提出了遺傳因子的分離假說。一個正確的假說應該不僅能解釋兩個或更多個已知事實，還應該能預言與構思假說是不同類的事實，能預言或解釋背景知識預想不到的現象或事實。所以要驗證其假說的正確性，孟德爾如果再用自交的辦法，就是用一種現象來驗證同一個現象，屬于重復實驗。即使實驗現象與假說相符，說服力也不強。于是，他就另辟蹊徑，采用F₁代測交的實驗來證明親代雜交和F₁代自交得來的假說。如果實驗結果與預期結果相符，就足以證明其假說的正確性了。

其二，測交能更好的反應F₁的基因型及產生的配子類型。

孟德爾的假說提到遺傳因子是獨立的、不融合的，在體細胞中是成對的，則雜合子的細胞中應該是顯性遺傳因子和隱性遺傳因子并存，其形成的配子中只含有一個顯性遺傳因子或者一個隱性遺傳因子。如果能通過直接觀察或檢測的手段判斷，那當然最好。但就當時的技術條件和遺傳學發展的水平來看，是不可能通過“觀察”來真實的看到或檢測到這個現象的。怎樣才能形象地證明這個推斷呢?測交即可做到這點。 測交就是讓F₁與隱性純合子雜交。由于隱性純合子形成的配子中只含一種隱性遺傳因子，對其他遺傳因子無遮蓋作用，不影響其他遺傳因子表達性狀，所以從它與別的配子結合得到后代的表現型，就可以得知F₁中一對遺傳因子的類型。這樣，孟德爾從測交的后代結果(高莖豌豆和矮莖豌豆的比例是1:1)中，就能直觀地證明F₁的遺傳因子組合(基因型)及產生的配子類型。

其三，測交實驗得隱性純合子后代的概率更高，能比較容易觀察和統計，實驗結果更準確科學。

通過計算可以知道，F₁自交得隱性純合子的概率是1/4，F₂自交則是3，8，而F₁測交得隱性純合子的概率是1/2，比其他二者的概率高。一個事件出現的概率越高，它受到偶然因素的影響就越小，這些方面測交的概率優勢很明顯。另外要收獲一季豌豆需要一年的時間，而孟德爾的菜園不是很大，工作人員又少，選擇一個隱性純合子出現概率高的雜交方式很重要，它可以使實驗數據的統計結果更科學，實驗的說服力更強，也可以節省大量的人力物力。

在實際應用中，要鑒別一個顯性個體是否是純合子，可以通過更多先進的技術來完成，比如鏡檢、基因檢測等。但在技術條件還達不到的情況下，通常也會用測交的方式，其主要原因偏重于測交后代的隱性純合子的概率更高。與自交相比，測交更簡便，易出效果，尤其是對生殖周期長或者后代個體少的生物。當然如果隱性純合子個體少，很難尋找，自交也不失為一個好辦法，一樣可以來鑒別顯性個體是否是純合子。總之，只要適時適事，就是好方法。