Cũng chính T. H. Morgan khi thí nghiệm với ruồi quả, ông cho ruồi đực F1 thân xám - cánh dài lai với ruồi cái thân đen - cánh cụt thuần chủng (lai phân tích) (hình 4.4).
Hình 4.4
Sơđồ lai phân tích khi có hoán vị gen và cơ sở thể nhiễm sắc
Khi phân tích con lai ông thu được kết quả với 4 kiểu hình khác hẳn so với trường hợp liên kết gen và phân phối theo tỷ lệ sau:
Ruồi thân xám - cánh dài = 0,41 Ruồi thân đen - cánh cụt = 0,41 Ruồi thân xám - cánh cụt = 0,09 Ruồi thân đen - cánh dài = 0,09
Kiểu phân ly này giống với trường hợp phân ly độc lập vì xuất hiện kiểu hình hỗn hợp khác bố, mẹ là ruồi thân xám - cánh cụt và ruồi thân đen - cánh dài nhưng với tỷ lệ ít hơn nhiều (0,9). Trong trường hợp này khi tạo giao tử ruồi cái F1 BV
bv
⎛ ⎞ ⎜ ⎟
⎝ ⎠đã cho ra 4 loại giao tử là
BV, bv, Bv, bV nhưng không theo tỷ lệ 1:1:1:1 mà theo tỷ lệ 0,41: 0,41: 0,09 : 0,09. Morgan cho rằng trong trường hợp này các gen B và V cũng như b và v đã liên kết không hoàn toàn là do có sự trao đổi chéo dẫn đến hoán vị gen qua phân bào giảm nhiễm tạo giao tử giữa hai gen tương ứng B và v, cho nên mới xuất hiện hai loại giao tử hỗn hợp là Bv và bV (mỗi loại chiếm 9%))
Sự trao đổi chéo và hoán vị gen xảy ra trong qúa trình phân bào giảm nhiễm ở mức giữa các nhiễm sắc tử không phải chị em của cặp tương đồng dẫn đến sự biến đổi trong ADN và thể nhiễm sắc, được gọi là biến dị tổ hợp vào tạo nên tính tổ hợp di truyền (xem phần trên). Trong trường hợp trên đây hoán vị gen chỉ xảy ra trong qúa trình tạo giao tử cái và chỉ xảy ra giữa một cặp nhiễm sắc tử cho nên tạo ra hai loại giao tử hoán vị là Bv và bV, còn hai loại giao tử kia vẫn là giao tử liên kết là BV và bv. Tỷ lệ % các loại giao tử phụ thuộc vào tần số hoán vị. Tần số hoán vịđược tính bằng tỷ lệ % các cá thể mang giao tử hoán vị. Ví dụ trong thí nghiệm trên các cá thể ruồi thân xám-cánh cụt (9%) và ruồi thân đen-cánh dài (9%) thì tần số hoán vị =
9% + 9% = 18%. Hoán vị gen có thể xảy ra trong qúa trình tạo giao tửđực hoặc có thể xảy ra cả ởđực và cáị
Trong trường hợp thí nghiệm với cây đậu vườn của Bateson và Punnet sự liên kết gen không hoàn toàn là do có hoán vị gen với tần số 11%,⎢⎣⎡ 381+ ⎥⎦⎤
) 21 21 (
.
Căn cứ vào hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen, T. H. Morgan cùng với học trò của ông là Alfred H. Sturterant là những người đầu tiên xác định được các locut gen trong thể
nhiễm sắc và đề xuất cách thức xây dựng bản đồ gen được gọi là bản đồ liên kết (Linkage map) (hình 4.5), trong đó thể hiện vị trí tương đối của các gen trong thể nhiễm sắc của nhóm liên kết. Đơn vị bản đồ là 1% hoán vị gen hoặc được biểu thị bằng đơn vị Morgan. Một đơn vị
Morgan biểu thị 100% hoán vị gen, như vậy 1% hoán vị gen được tính bằng 1 centiMorgan (1cM), và 10% hoán vị gen = 1dM.
Hình 4.5
Dùng tần số hoán vịđể lập bản đồ của 3 gen lặn liên kết là gen g (thân
đen) gen c (mắt đỏ tía) và gen l (cánh cụt) ở ruồi quả.
Ngày nay với kỹ thuật lai tế bào soma và kỹ thuật gen để lập bản đồ gen đã xác nhận cách lập bản đồ của Morgan là đúng đắn.