Y染色体

支持Y染色体上有孟德尔式因子的证据分为两类。在两科鱼类里,Schmidt、会田龙雄和Winge证明了Y染色体上有一些基因。在毒蛾科里,Goldschmidt分析了种间杂交的结果,并作出了同样的解释(这里是W染色体)。毒蛾实验结果将于性中型一章中予以考虑,现在只讨论鱼类实验结果。

有一种小型缸养鱼虹Y染色体 - 图1 Lebistes reticulatus原产于西印度和南美北部。雄鱼色彩鲜艳,与雌鱼显然不同(图128)。异族雌鱼很类似,异族雄鱼则各有不同的特种色彩。Schmidt曾经发现,某一族雄鱼同另一族雌鱼交配,则子代雄鱼同父型相似。子代(F1 )杂种自交,孙代雄鱼也同父型相似,没有一只表现出母系方面祖母的特性的。所有F3 和F4 的雄鱼也都和父系方面的祖父相似。这里,对于任何可能由母系祖母方面传递来的性状来说,似乎是没有一点孟德尔式分离现象的。

Y染色体 - 图2

图128 示虹Y染色体 - 图3 中一种性连锁性状的遗传,这种性状的基因位于X和Y染色体上面(仿Winge)

正反交(注:正反交:即在杂交中父母两方的性状与原来父母两方的性状刚好相反。——译者注。)的结果也是一样;子孙两代的雄鱼都和父系雄鱼相似等等。

在日本的小溪和稻田内找到另一种鱼Aplocheilus latipes有几个类型各有不同的色彩。在人工饲养下,也出现了另一些类型。在这些鱼里,每一个类型的雌鱼和雄鱼都有。会田龙雄证明:有几种差异是通过性染色体(X和Y)传递的。这些性状的遗传情况,可用下一假设来解释,即假设有关基因有时位于Y染色体上,有时又位于X染色体上,而且两染色体之间又可以发生交换。

例如鱼体的白色是性连锁遗传。其等位性为红色。纯白的雌鱼同纯红的雄鱼配合,子代的雌鱼和雄鱼完全是红色。子代自交,产生

Y染色体 - 图4

假设白色基因位于雌鱼的两条X染色体上,用XW 代表(图129),又假设红色基因位于雄鱼的X和Y上面,用Xr 和Yr 代表,则上述杂交按照XX—XY公式推演,应该得出图129的结果。如果红色(r)是显性,白色(w)是隐性,则子代雌性和雄性杂种全是红色。子代雌雄自交,结果如图130。孙代雌鱼一半红色,一半白色,所有雄鱼完全是红色,雄鱼条数,等于两种雌鱼条数的总和。

因此,除非子代(F1 )Xw Yr 红色雄鱼的X和Y之间发生交换,从而产生一条Yw 染色体(图131),否则根据上述公式,纯红雄鱼同纯白雌鱼交配,是没有产生孙代白色雄鱼的希望的。只有当这种染色体[即Yw ]的精子同Xw 的卵子结合时,才会产生Xw Yw 的白色雄鱼。事实上,在子代杂合子Xw Yr 的红色雄鱼(从上述实验得来)回交纯白雌鱼的一个实验中,已经出现过一条白色雄鱼。实验结果是这里两条红色雌鱼和一条白色雄鱼的出现,在子代雄鱼的Xw 和Yr 的交换率为1/451的假设下,是可以得到解释的(图131)。白色(注:原文中的“白色”也许指白色雌鱼。——译者注。)同褐色雄鱼杂交,也得出同一结果,不过没有交换型。红斑雌鱼同白色雄鱼杂交,结果仍然是一样的,从回交所产生的172条孙代中,有11条为交换型。

Y染色体 - 图5

图129 X染色体和Y染色体同有一个基因。图示该有关性状的遗传情况

Y染色体 - 图6

图130 F1 杂合子的雌鱼和雄鱼自交。图示其红白两色的遗传情况,Y染色体和X一样也有红色基因(r)

Y染色体 - 图7

图131 子代雄鱼的X染色体和Y染色体分别含有红基因和白基因,两个基因被认为是等位基因。图示两基因之间的交换作用

Winge(1922—1923)把Schmidt对于虹Y染色体 - 图8 的实验更推进一步,并且独立地达到了会田龙雄所作出的关于Y染色体的同一结论。图128示某一族的Xo Xo 雌鱼同另一族的Xe Ym 雄鱼杂交的结果。上述杂合子雄鱼的成熟生殖细胞分为Xe 和Ym 两种非交换型以及Xo 和Yem 两种交换型。相应地也就有了Xo Ym 和Xo Yem 两种雄鱼。后一种少见,占子代雄鱼1/73(注:另一实验交换型占雄鱼4/68。)。

Winge的报道中没有提到Xe Xm 型的雌鱼,所以不能根据他的材料来决定雌鱼中是否也发生了交换。其次,Winge用Xo 代表一个类型的雌鱼,意思是说Xo 染色体上缺少了某些基因。必须有两对基因,才能表示出两条X染色体之间的交换。事实上,Winge用Xo 代表同Ym 发生了交换之后的Xe ,但没有指明e和m的等位因子的变化。完全公式中应该有一条具备M基因和e基因的X染色体,以及一条具备m基因和E基因的Y染色体。交换以后,X上势必有E和M,而Y上势必有e和m,如图132所示。交换以后,X染色体不是X,而是XME ,Y染色体是Yme 。如果me是显性而ME是隐性,那么,除了应该得出另一种交换型XM E(注:原文中XME 可能是Xme 的误写。因为除图132的交换方式外,还可能发生另一种方式的交换,例如Xme 和YME 两个交换型。

Y染色体 - 图9

但如作者所说的,这种交换并未发生,理由详见原文。——译者注。)以外,便会得到报道里的结果。如果X染色体上在M左侧的那一部分,有性别决定基因(即图中X的粗线部分),那么,这个实验之所以没有这种交换,便可以用M和X部分的接近这点来解释了。

Y染色体 - 图10

图132 雄鱼中并联X染色体的常染色体部分同另一条常Y染色体发生交换。图示附着的X染色体同这个交换的可能关系

1927年Winge发表了:在虹Y染色体 - 图11 Y染色体上的九种基因与X染色体上的三种基因之间,一直没有发生交换。Winge认为这是因为这些基因同雄性决定基因互相接近,或者是因为这些基因和雄性决定基因是同一样的东西。X和Y上面的其他五种基因,表现出有交换,其中一个基因位于常染色体上。Winge把雄性决定基因看成是单一的、显性的,而把X染色体上等位基因的性质却当做一个悬而未决的问题,用O代表。