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性状的多基因决定和基因的多效性

我们常常说一个性状是由一对等位基因决定的,也常常说一对基因只可以影响一个性状,也就是说基因与性状之间是“一对一”的关系。实际上,基因与性状之间并不是简单的“一对一”的关系,这就是遗传学中所说的性状的多基因决定和基因的多效性。

性状的多基因决定  性状的多基因决定是指一个性状不只涉及两个等位基因,而是可以涉及几对或几十对基因。如玉米叶绿素的形成至少涉及50个不同位置的基因玉米糊粉层的颜色涉及7对等位基因。又如果蝇眼睛的颜色,至少受到40个不同位置基因的影响果蝇翅的大小,至少受到34个不同位置基因的影响。一些性状虽然受到多个基因控制,但是各个基因起的作用是不一样的。例如,玉米中A₁和a₁、A₂和a₂这两对基因决定花青素的有无,C和c这对基因决定糊粉层的有无,R和r这对基因决定糊粉层和植株颜色的有无……当A₁、A₂、C和R这4个显性基因都存在时,胚乳是红色的。但是,这时如果有另一个显性基因Pr存在,胚乳则成为紫色。所以我们常常说胚乳的紫色和红色是由Pr和pr这对基因决定。但事实上,至少A₁、A₂、C和R这4个显性基因都必须存在,胚乳才表现为紫色。虽然生物的一个性状可以由很多个基因决定,可是在针对某一性状书写某一个个体的基因型时,只要写出与分离比有关的那些基因就可以了。

基因的多效性  一个性状可以受到多个基因的影响,一个基因也可以影响若干个性状。如家鸡有一种卷羽(翻毛)基因,是不完全显性基因。这样的基因单个存在时,家鸡的羽毛卷曲,并且容易脱落。当这种基因纯合时,不仅羽毛严重卷曲,甚至整个身体的羽毛全部脱落。卷毛鸡的体温一般比正常鸡低,这是由于保持体温的羽毛脱落后,体内热量容易散失的缘故。又由于体内热量容易散失,需要加速代谢作用来补充消耗,于是家鸡的心跳加快,心脏扩大,血量增加,继而又使与血液有重大关系的脾脏扩大。同时,代谢作用的加强,食量必然增加,这又使消化器官、消化腺和排泄器官都发生变化。代谢作用还影响肾上腺、甲状腺等内分泌腺体,使生殖力降低等。由此可见,卷毛基因引起了一系列的连锁反应。也就是说,卷毛基因影响了家鸡的多个性状,具有多效性。基因的多效性是生物界普遍存在的一种现象。