基因分離定律的驗證

實驗概要

通過一對相對性狀雜交實驗，驗證基因分離原則。

實驗原理

植物在減數分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因隨著所在染色體的分離，形成帶有不同基因的孢子，進而產生不的配子。因此，將一對相對性狀的親本雜交，如果這一對相對性狀受一對基因控制，且存在于同源染色體上，具有顯隱性關系，那么F1產生的雌雄配子，各有兩種。理論上數量相等，各種雌雄配子的結合機會是均等的，因此F2中有三種基因型，按表現型歸納為兩種，比例是3：1。按F1與隱性材料測交，后代分離比例為1：1。按F1形成配子時基因的分離，是難以觀察的，而F1產生的花粉粒的某些性狀是可以觀察的。通過花粉粒即配子性狀的分離，提供了在形成配子的過程中，等位基因發生分離的證據。
  由于淀粉存在于植物體的許多細胞中，花粉粒中也有淀粉粒。如果把非糯與糯性的玉米自交系雜交，F1是非糯的雜合體，Wxwx，形成配子時，花粉母細胞進行減數分裂時，等位基因發生分離，結果形成兩種不同的孢子，發育成不同的花粉粒。一部分是帶非糯基因（Wx）產生直鏈淀粉，遇碘液呈藍色，一部分帶糯性基因（wx）產生支鏈淀粉，遇碘液呈棕色（或黃色）。這兩種花粉粒理論上數量相等，其比例為1：1。  

主要試劑

藥品配制：1%I-KI（碘-碘化鉀溶液）：取2克碘化鉀溶于5ml蒸餾水中，加入1克金屬碘，待其溶解后再加入295ml蒸餾水，保存于棕色瓶中。

主要設備

    顯微鏡、計算器、載玻片、蓋玻片、燒杯、培養皿、皮頭玻棒（或帶橡皮頭鉛筆）、金屬碘、碘化鉀、鑷子、解剖針、吸水紙等

實驗材料

以臘質（非糯）與粉質（糯性）玉米或水稻雜交種子F1的花粉為材料。 第一年將臘質（非糯）與粉質（糯性）玉米或水稻雜交，次年種植F1及兩親本。穗時，于前一天將雄花套袋，次日上午9—11時在開花最盛時抖落其花粉，分藏于冷涼干燥處備用，或于頭一天取將要開花而未開花散粉的雄花序，放入固定液中保存備用。     

實驗步驟

1、鏡檢 先鏡檢親本，再鏡檢雜種的花粉粒，方法如下：
  挑出少量的花粉于載玻片上，或取一個花藥置載玻片上用鑷子夾破花藥壁，讓花粉粒充分釋放出來，置低倍鏡下觀察（注意調節顯微鏡的光線，可稍為暗一點），花粉呈現亮晶乳白色光澤。滴一小滴I-KI溶液，蓋上蓋玻片，靜觀花粉粒顏色變化。可見有的花粉粒染成藍天色，是非糯花粉粒，有的花粉粒染成棕色（或黃色），是糯性花粉粒。對雜種材料每張玻片按5點取樣，即取5個視野進行觀察，記錄各種顏色的花粉粒數量。檢查的花粉總數要在5000個以上，才能進行適合性測驗。
  鏡檢時應注意：1、解剖用具如：解剖針、鑷子等每次用后隨時洗去粘附的花粉，以免混雜，干擾檢查結果；2、調節照明，不要用強光以及直射光，調節光柵，直至兩種花粉粒的顏色能明顯地區別開，先在100倍下觀察，再在200倍下計數；3、必須仔細鑒別花粉粒的顏色，準確地歸納，凡畸形癟皺，特小，發育不良的花粉粒，不能作為鑒別糯與非糯的依據，不能計數。
  2、適合性測驗 用卡平方法（X2-test）測驗實際分離比例是否與理論預期相符，將各觀察數據填入下表：  
玉米糯與非糯F1花粉粒分離的卡平方測驗

 X2 = ∑[D2/C]     自由度  n = 2-1  查 X2表可知：n=1時，P0.05=3.841，即：如所得的X2＜P0.05，則表示符合，即實際所得的結果符合1:1比例；如果得的X2＞P 0.05，則表示不符合，即實際所得的結果不符合1：1比例。