Năm 1908, hai nhà sinh học người Anh là William Bateson và Reginald Punnet (người sáng lập ô Punnet) đă phát hiện phương thức di truyền không phù hợp với quy luật Mendel. Trên đối tượng cây đậu ngọt với các cặp tính trạng màu hoa (tím - đỏ) và dạng hạt phấn (dài - tròn), các ông thấy ở thế hệ F2 không phân ly theo tỷ lệ 9:3:3:1 như thí nghiệm của Mendel, mà theo tỷ lệ khác trong đó dạng pha trộn (khác bố, mẹ là dạng hoa tím- hạt tròn và hoa đỏ - hạt dài) có tỷ lệ ít hơn nhiều (21+21 so với 71+71 trên 381 cây).
Nhà di truyền học người Mỹ Thomas Hunt Morgan vào năm 1910 đã làm thí nghiệm trên đối tượng ruồi quả (Drosophilamelanogaster) khi lai với 2 cặp tính trạng tương phản là thân xám – thân đen và cánh dài-cánh cụt ông thu được ở F1 toàn ruồi thân xám-cánh dài, chứng tỏ các alen quy định thân xám và cánh dài là trộị Khi ông tiến hành lai phân tích dùng ruồi đực F1 lai với ruồi cái đồng hợp lặn thân đen – cánh cụt, ông thu được 1/2 số ruồi có thân xám cánh dài và 1/2 số ruồi có thân đen cánh cụt. Điều này chứng tỏ rằng hai cặp gen-alen
trên không phân ly độc lập như qui luật Mendel vì nếu chúng phân ly độc lập sẽ tạo thành các dạng giao tử hỗn hợp và sẽ tạo các con lai hỗn hợp là thân xám - cánh cụt và thân đen – cánh dài (hình 4.3).
Hình 4.3
Sơđồ lai so sánh phân ly độc lập (A) và liên kết (B) (A)- Gen B, V và b, v ở 2 thể nhiễm sắc sẽ phân ly độc lập
(B) - Gen B, V cùng ở trong 1 thể nhiễm sắc và b, v cùng ở trong 1 thể nhiễm sắc sẽ phân ly liên kết
Morgan và học trò của ông đã giải thích hiện tượng liên kết gen ở cây đậu ngọt cũng như ở ruồi quả là gen B quy định thân xám - trội và gen V qui định tính trạng cánh dài - trội cùng
định khu trong cùng một thể nhiễm sắc và các gen b (qui định thân đen - lặn) và v (qui định cánh cụt lặn) cùng định khu trong một thể nhiễm sắc (hình 4.3. B). Còn khi xảy ra hiện tượng phân ly độc lập thì các gen B và V cũng như các gen b và v phải ở trong các thể nhiễm sắc khác nhau (hình 4.3. A).
Gen B và V cùng ở trong 1 thể nhiễm sắc (và gen b, v cùng ở trong 1 thể nhiễm sắc tương đồng) được gọi là gen liên kết và khi phân ly vào giao tử chúng sẽ phân ly cùng nhau và sự di truyền các tính trạng do các gen đó qui định được gọi là di truyền liên kết. Do số thể nhiễm sắc trong cơ thể thì ít và số gen thì rất nhiều, cho nên mỗi một thể nhiễm sắc chứa rất nhiều gen, chúng tạo thành nhóm liên kết. Ví dụ, ở ruồi quả có n = 4 có 4 nhóm liên kết.