検定交雑と組換え価

連鎖している 2 組の遺伝子の検定交雑の結果から、組換えで生じた個体の割合として組換え価 $\frac{組換えで生じた個体数}{全個体数} \times 100$ （%）を求められ、親の組み合わせ（相引・相反）から、どの表現型が組換え型かを判断できる

前提

独立の法則と 2 組の遺伝子の遺伝（高校生物遺伝と生殖・発生）
連鎖と組換え・遺伝的多様性（高校生物遺伝と生殖・発生（知識））

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独立の法則と 2 組の遺伝子の遺伝（高校生物遺伝と生殖・発生）
連鎖と組換え・遺伝的多様性（高校生物遺伝と生殖・発生（知識））

説明

同じ染色体上にある（連鎖している）2 組の遺伝子では、減数分裂のときの乗換えによって、親とは違う遺伝子の組み合わせをもつ配偶子（組換え型の配偶子）がある割合で生じます。その割合を百分率で表したものが組換え価です。この技能では、検定交雑の結果から組換えで生じた個体を見分け、組換え価 $\frac{組換えで生じた個体数}{全個体数} \times 100$ （%）を求めます。親の組み合わせが相引か相反かによって、どの表現型が組換え型になるかが変わる点がポイントです。

なぜそうしてよいのか

検定交雑では、調べたい個体（たとえば $F_{1}$ の AaBb）に潜性ホモ接合体 aabb を交配します。aabb がつくる配偶子はすべて ab なので、子の表現型はそのまま $F_{1}$ がつくった配偶子の遺伝子の組み合わせを表します（配偶子 AB → [AB]、Ab → [Ab]、aB → [aB]、ab → [ab]）。つまり、検定交雑の子の数の比は $F_{1}$ の配偶子の比と同じです。

$F_{1}$ の 1 本の染色体に A と B、もう 1 本に a と b が乗っている場合（AB/ab、相引という。AABB × aabb の子がこうなる）、乗換えが起こらなければ配偶子は AB と ab だけです。乗換えが起こったときにだけ Ab と aB ができるので、Ab と aB が組換え型です。反対に、1 本に A と b、もう 1 本に a と B が乗っている場合（Ab/aB、相反という。AAbb × aaBB の子がこうなる）は、Ab と aB がもとの組み合わせ（非組換え型）で、AB と ab が組換え型になります。

組換え型は乗換えが起きたときにしか生じないので、ふつうは非組換え型より少なくなります。検定交雑の子のうち組換え型の表現型の個体数を全体で割り、100 を掛けたものが組換え価で、 $F_{1}$ がつくった配偶子のうち組換え型の配偶子の割合（%）を表します。

手順

親の遺伝子型から $F_{1}$ の染色体上の組み合わせを決める：AABB × aabb なら相引（AB/ab）、AAbb × aaBB なら相反（Ab/aB）
検定交雑の子の表現型は、 $F_{1}$ の配偶子の遺伝子の組み合わせと一致することを使い、表現型ごとの個体数を配偶子の数とみなす
相引なら [Ab] と [aB]、相反なら [AB] と [ab] を組換え型とする（数の少ない 2 つの表現型になっているかも確かめる）
組換え価 $= \frac{組換え型の個体数の合計}{全個体数} \times 100$ （%）を計算する

例題

ある植物で、遺伝子 A（顕性）と a（潜性）、遺伝子 B（顕性）と b（潜性）は同じ染色体上にある。遺伝子型 AAbb の個体と aaBB の個体を交配して $F_{1}$ （AaBb）を得た。この $F_{1}$ に aabb の個体を交配したところ、子の表現型と個体数は次のようになった。

表現型	[AB]	[Ab]	[aB]	[ab]
個体数	40	160	160	40

A と B の間の組換え価は何 % か。

例題の解答

手順 1：親が AAbb と aaBB なので、 $F_{1}$ は A と b が同じ染色体に、a と B がもう一方の染色体に乗っている（相反、Ab/aB）。

手順 2：検定交雑の相手 aabb の配偶子はすべて ab なので、子の表現型の個体数は $F_{1}$ の配偶子 AB:Ab:aB:ab の数と同じである。

手順 3：相反なので、もとの組み合わせは Ab と aB で、組換え型は AB と ab。表現型では [AB] 40 と [ab] 40 が組換え型で、確かに数の少ない 2 つになっている。

手順 4：全個体数は $40 + 160 + 160 + 40 = 400$ 。組換え価は
$\frac{40 + 40}{400} \times 100 = 20$
より 20 %。

答え: $20$

よくある誤り

親の組み合わせを確かめずに、いつも [Ab] と [aB] を組換え型としてしまう誤り。正しくは、相引（AB/ab）なら [Ab]・[aB]、相反（Ab/aB）なら [AB]・[ab] が組換え型（例題では $\frac{160 + 160}{400} \times 100 = 80$ % ではなく $\frac{40 + 40}{400} \times 100 = 20$ %）
組換え型の 2 つの表現型のうち 1 つだけを数えてしまう誤り。正しくは両方の和を使う（ $\frac{40}{400} \times 100 = 10$ % ではなく $\frac{40 + 40}{400} \times 100 = 20$ %）
組換え型の個体数を非組換え型の個体数で割ってしまう誤り。分母は全個体数（ $\frac{80}{320} \times 100 = 25$ % ではなく $\frac{80}{400} \times 100 = 20$ %）
$F_{1}$ どうしを交配した $F_{2}$ の表現型の数をそのまま組換え価の式に入れてしまう誤り。表現型がそのまま配偶子の組み合わせを表すのは潜性ホモ接合体 aabb との検定交雑の子だけなので、組換え価は検定交雑の結果から求める

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

難易度 1（教科書の例題レベル）
ある昆虫では、体色を灰色にする遺伝子 $A$ は黒色にする遺伝子 $a$ に対して顕性であり、触角を長くする遺伝子 $B$ は短くする遺伝子 $b$ に対して顕性である。遺伝子 $A, a$ と $B, b$ は同じ染色体上にあり、連鎖している。
遺伝子型 $AA B B$ の個体と $aabb$ の個体を交配して得た $F_{1}$ （ $A a B b$ ）に、 $aabb$ の個体を交配（検定交雑）したところ、次の結果が得られた。
表現型灰色・長触角灰色・短触角黒色・長触角黒色・短触角
個体数 172 28 28 172
このとき、遺伝子 $A, a$ と $B, b$ の間の組換え価は何 % か。

表現型	灰色・長触角	灰色・短触角	黒色・長触角	黒色・短触角
個体数	172	28	28	172

この技能を使う問題

表現型	[AB]	[Ab]	[aB]	[ab]
個体数	455	45	45	455

表現型	[BC]	[Bc]	[bC]	[bc]
個体数	376	24	24	376

表現型	紫花・丸葉	紫花・細葉	白花・丸葉	白花・細葉
個体数	45	205	195	55

表現型	個体数
$[P q R]$	408
$[pQ r]$	402
$[P Q r]$	56
$[pq R]$	54
$[P QR]$	36
$[pq r]$	34
$[P q r]$	5
$[pQR]$	5

表現型	紫・丸	紫・長	白・丸	白・長
個体数	60	240	240	60

表現型	紫・高い	紫・低い	白・高い	白・低い
実験 1 の個体数	400	100	100	400
実験 2 の個体数	104	396	404	96

雄の子の表現型	個体数
$[A B c]$	806
$[ab C]$	814
$[a B C]$	112
$[A b c]$	108
$[A B C]$	72
$[ab c]$	68
$[a B c]$	9
$[A b C]$	11

この技能の次に学べること

組換え価から求める分離比（高校生物遺伝と生殖・発生）
三点交雑と染色体地図（高校生物遺伝と生殖・発生）
乗換えと配偶子の種類（高校生物遺伝と生殖・発生）