三杂交杂种计算器 - 免费庞氏方阵生成器

什么是三因子杂交计算器？

三杂交计算器可预测两个亲本在三个不同基因上存在差异时，子代的基因型和表型。它会为该杂交组合建立完整的 8×8 潘尼特方格，并汇总所得的表型比例；这些工作手算需要很长时间。

三因子杂交同时追踪三对基因，不同于单因子杂交（一个基因）或双因子杂交（两个基因）。由于每个基因都是独立遗传的，三个基因产生的子代组合远多于一个或两个基因。

基础遗传学术语

• 基因：携带一种性状指令的 DNA 片段，例如种子颜色。
• 等位基因：基因的一种形式。一个基因可以有显性等位基因和隐性等位基因。
• 显性等位基因：用大写字母表示（A、B、C）。一个拷贝就足以产生显性性状。
• 隐性等位基因：用小写字母表示（a、b、c）。必须有两个拷贝，隐性性状才会表现出来。
• 基因型：生物体在每个基因上携带的等位基因对，例如 AaBbCc。
• 表型：实际表现出来的性状，由基因型决定。
• 纯合子：某个基因的两个等位基因相同，例如 AA 或 aa。
• 杂合子：某个基因的两个等位基因不同，例如 Aa。

如何为计算器设置基因型格式

每个基因型必须恰好包含六个字母：三对基因，每对包含两个字母。每一对必须使用同一个字母，形式为一个大写字母和一个小写字母，或两个相同大小写的字母。

在一对字母中，大写字母必须位于前面。计算器接受 Aa，但会将 aA 判定为无效格式，因为它会检查大小写顺序，并将隐性字母在前的组合标记为无效。如果任一亲本的基因型未通过检查，工具就会显示错误，不生成潘尼特方格。

有效示例：AaBbCc、AABBCC、aabbcc、AABbcc。 无效示例：aAbBcC（字母顺序错误）、AaBb（只有两个基因）、AaBbCcDd（四个基因）、AbCdef（一对中的字母不匹配）、AaBb1c（数字不是等位基因符号）。

字母的选择不受限制。A、B 和 C 是教材中常用的符号，但 RrYyGg 的用法完全相同，结果也会使用所输入的字母进行标注。双亲必须以相同顺序表示同样的三个基因，因为方格会将第一个基因与第一个基因配对、第二个与第二个配对、第三个与第三个配对。AaBbCc 与 DdEeFf 杂交时列出了六个不同的基因，因此工具会报告错误，而不是绘制方格。

如何计算三因子杂交

1。找出每个亲本的配子。 具有三对杂合基因（AaBbCc）的亲本可从每一对中传递一个等位基因。因此有 2 × 2 × 2 = 8 种可能的配子组合：ABC、ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC 和 abc。

2。建立潘尼特方格。 将一个亲本的 8 种配子排列在顶部，将另一个亲本的 8 种配子排列在侧边。这样会形成一个 8×8 的网格，其中有 64 个单元格，每个单元格对应一种可能的子代基因型。

3。读出表型。 对于单元格基因型中的每个基因，只要该基因对中至少有一个等位基因为大写，子代就表现出显性性状；否则表现出隐性性状。表型使用与杂交组合相同的基因字母表示：AaBbCc 的子代可标记为 ABc，而 DdEeFf 的子代可标记为 DEf。

4。汇总表型。 统计 64 个单元格中分别属于 8 种可能表型组合（ABC、ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc）的数量。

这种方法依赖于独立分配：三个基因必须位于不同染色体上，或位于同一染色体上相距足够远，从而能够彼此独立地遗传。位于同一染色体且彼此接近的基因（连锁基因）不遵循这些比例。

三因子杂交公式

由于三个基因独立分配，任何特定性状组合出现的概率，等于每个基因分别出现相应性状的概率之积：

$P(A \cap B \cap C) = P(A) \times P(B) \times P(C)$

其中 A、B 和 C 是三个性状，P 是某一性状出现的概率，左侧表示三个性状同时出现的概率。

对于两个三基因杂合子之间的杂交（AaBbCc × AaBbCc），每个基因单独进行杂交时都产生标准的单因子杂交比例：显性 3：隐性 1。组合三个基因就需要将该比例取三次方：

（3：1）³ = 27：9：9：9：3：3：3：1

这八个数字相加为 64，与潘尼特方格中的 64 个单元格相对应。在这 64 个子代中：

• 27 个子代表现出三种显性性状（42.19%）
• 9 个子代分别表现出三种含有一个隐性性状的组合（每种组合占 14.06%）
• 3 个子代分别表现出三种含有两个隐性性状的组合（每种组合占 4.69%）
• 1 个子代表现出三种隐性性状（1.56%）

示例：AaBbCc × AaBbCc

让两个在三个基因上都为杂合子的亲本进行杂交。两个亲本产生相同的 8 种配子类型（ABC、ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc），因此潘尼特方格包含 64 个单元格，由这些配子的所有配对构成。

统计全部 64 个单元格中的表型可得：

这就是经典的 27:9:9:9:3:3:3:1 比例。只有当两个亲本在三个基因上都为杂合子，且每个基因都表现完全显性时，该比例才成立。

该比例不适用的情况

以下几种情况会使标准的 27:9:9:9:3:3:3:1 比例不成立：

• 连锁基因：同一染色体上彼此接近的基因，比随机情况下更常一起遗传。
• 不完全显性或共显性：某些基因不遵循简单的显性—隐性模式，因此表型类别会发生变化。
• 上位性：一个基因可能掩盖或改变另一个基因的作用。
• 样本量较小：实际的窝产仔数或种子批次远少于 64，因此观测数量可能因随机性而偏离理论比例。

背景

潘尼特方格以英国遗传学家雷金纳德·潘尼特命名。他与威廉·贝特森合作期间，在约 1905 年提出了这种网格方法。该方法将格雷戈尔·孟德尔最初以数学方式描述的杂交过程直观呈现出来；孟德尔在 1866 年发表的豌豆研究论文阐明了本计算器所应用的遗传规律。

常见问题

什么是三杂交？ 同时追踪三个不同基因的两个生物体之间的杂交，其中每个基因都有一个显性等位基因和一个隐性等位基因。

三重杂合子会产生多少种配子？ 八种。基因型为 AaBbCc 的亲本会产生 2³ = 8 种配子类型，因为三对基因中的每一对都可以彼此独立地贡献任一等位基因。

AaBbCc × AaBbCc 的表型比例是多少？ 27:9:9:9:3:3:3:1，在总共 64 个子代中。这里假定三个基因均发生独立分配并表现完全显性。

在计算器中应如何书写基因型？ 必须使用恰好六个字母，并且每一对中大写字母在小写字母之前，例如 AaBbCc。计算器会拒绝 aAbBcC 这样的基因型，因为在该对中隐性字母出现在显性字母之前。

可以使用 A、B 和 C 以外的字母吗？ 可以。只要两个亲本使用相同的三个字母，且顺序相同，任何字母都可以使用。因此，表型标签也会使用这些字母，所以 RrYyGg 杂交会报告 RYG、RYg、RyG 等。

对于位于同一条染色体上的连锁基因，这种方法有效吗？ 无效。计算器假定基因进行独立分配。连锁基因共同遗传的频率高于标准比例的预测值，因此需要使用不同的计算方法。

什么是测交？ 将表现显性表型的生物体与三对基因均为隐性纯合的个体（aabbcc）杂交，以确定未知亲本在每个基因上是纯合子还是杂合子。杂合亲本会产生具有多种不同表型的子代；显性纯合亲本产生的子代则全部表现显性表型。