父本 - 農業知識入口網

經人工操作的植株在遺傳雜交實驗中被稱為父本或母本或是親代。

父本與一代雜種依不同比例的葉圓片混合樣品同樣有可目視的強度變化。利用此研究結果對上述三個一代雜種種子進行純度檢定時，除可作為未知樣品檢出親本混雜的識別標準，而且可同時檢定父、母本混雜之比率。當應用在大量樣品種子純度檢定時，混合樣品檢查方法更可在檢定成本的支出節省達8倍、9倍之多。

孟德爾碗豆雜交實驗
1.單一性狀的雜交實驗


孟德爾利用人工授粉的方式將碗豆一共七種不同的性狀（見下圖）進行單一的雜交實驗。他先將具某種特徵（比如說是開白花的碗豆）的植株的雄蕊用剪刀除去，再用水彩筆將具另一相對遺傳特徵植株的花粉傳至去雄蕊的白花的柱頭上（與白花做雜交實驗的植株為開紫花的植株），由於白花中的雄蕊已經除去，所以開白花的植株接受開紫花的植株的花粉，完成授粉。經人工操作的植株在遺傳雜交實驗中被稱為父本或母本或是親代( parental generation )，一般用P來代表。由母本所結的種子長出來的植株為第一子代(first filial generation)的植株，一般用F1來代表。以F1為父母本再進行雜交實驗所得的子代則稱為第二子代 ( second filial generation)，以F2表之。孟德爾觀察的七種碗豆特徵分別為：白花與紫花(white and purple flowers)，高植株與矮植株(tall and dwarf stem)，黃色種皮與綠色種皮(yellow and green seeds)，皺種皮與光滑種皮（wrinkled and round seeds），飽滿豆莢與乾癟豆莢(smooth and constricted pods)，綠豆莢與黃豆莢(green and yellow pods)，花開於莖頂或開於莖間(terminal and axial flowers)。

孟德爾從他的一種特徵的雜交實驗中發現，在第一子代中，兩兩相對的外表型只有其中的一種會出現，而且七種不同的特徵無一例外。當他把第一子代當成父、母本讓他們自花授粉，再分析他們子代的外表特徵時，他發現了兩件事，一是在第一子代中消失的外表型又出現了，第二是在這兩兩相對的七種特徵中，每一種特徵的兩種外表型間都出現一近於3:1的個體數目比的關係。這些實驗結果有什麼意義呢？這簡單的比值又代表什麼？孟德爾又用什麼簡單的數學觀念來解釋這個生命現象呢？
孟德爾為了解釋他所觀察到的結果，他先做了幾個基本的假設。這幾個基本假設不論是在當時或是這個世紀的初期都為生物遺傳的全新觀念，但以現在對生物的瞭解，這些已經是生物學的普通常識了。

這些假設如下：
第一、他認為生物的每一個遺傳特徵是由生物體內的一成對因子（這個因子即為現在所稱的遺傳基因）所決定的，在生物體內的這對因子可以為同型的，這種具同型基因的個體被稱為同基因型的(homozygous)個體；或為不同型的，具不同型的個體則稱為異基因型(heterozygous)個體。
第二、這些遺傳的因子在遺傳的過程中始終為一個獨立並保持不變的遺傳單位，由親代傳至子代（這個觀念與前面介紹過的生物遺傳上的blending theory所說的遺傳原則是完全相反的，在blending theory 中遺傳的因子在由父本傳至子代時是重新分解再混成一氣的，而不會始終是一獨立並保持不變的遺傳單位）。
第三、他由實驗的結果發現，雜交後的第一子代只有一種外表型會出現，所以他說碗豆中兩兩相對的外表型的決定因子之間，有一個對表型具操縱與決定的力量，他稱之為顯性（dominant）因子，另一個決定不同表型的因子則相對於顯性因子被稱為隱性（recessive）因子。
分離律（Law of segregation）的提出
在這基本的假設之下，孟德爾為了解釋他所觀察到的3:1的關係，他提出了他的第一個定律，也是遺傳學上的第一定律，分離律（Law of segregation）。分離律是他為了能說明上述比值所提出的，我們先來瞭解分離律後再來瞭解在孟德爾的時代，分離律所代表的意義。分離律是說，在一生物中，決定生物一遺傳特徵的成對基因在由父本傳至子代時會分開，分開的基因會各自進入一個配子（gamete）中，在授粉時，由父、母本所來的配子結合，而會有基因的重新的組合發生。孟德爾如何利用此定律解釋3:1比值的實驗結果呢？以紫花與白花的雜交為例，由表一中的結果可以看出，紫花對白花為顯性，一般在植物學遺傳學家的表示法中，顯性的基因以大寫英文字母來表示，隱性的基因則以小寫的英文字母來表示。所以可以以PP來表示開紫花的碗豆的基因型，其中的兩個P是表示決定碗豆花色的成對基因所以寫兩個字母，又因為為純系品種故為兩個相同的大P；以相同的原則則可以以pp來表示開白花碗豆的基因型，因為為純系品種，故為兩個小p表其基因型。當以開紫花的碗豆與開白花碗豆進行雜交實驗時，就可以用下面的表示法來表示整個雜交的過程，其中的 x 表示雜交。

在此雜交過程中，父本中的紫花的碗豆因為其為PP的基因型故其所產生的配子100%都為擁有P基因的配子，開白花的父本碗豆則因其基因型為pp故其產生的配子100%是擁有p基因的配子，當這P的配子與p的配子相遇結合時，子代的基因型就是100%為Pp，又因為P對p為顯性，故第一子代的表現型為紫花。當第一子代形成配子時，因其基因型為Pp，故當此成對的因子依分離律的原則相互分離各自進入配子時，其所產生的配子中就會有50%的機會是為擁有P的基因，而另外的50%的配子則只擁有p的基因。當F1自花授粉時，擁有P的配子就有50%的機會會遇到另一個擁有P的配子，另外有50%的機會會遇到擁有p的配子。擁有p的配子就與擁有P的配子一樣有50%的機會會遇到一個擁有P的配子，另外有50%的機會會遇到擁有p的配子。所以在F2中，將有25%機會其基因型會是PP，50%的機會基因型是Pp，另有25%的機會為pp。由於紫花為顯性，所以擁有PP與Pp的個體都擁有紫花的表現型，總共為75%的出現機會。擁有基因型pp的個體則為白花的表現型，其出現的機率為25%。由這個計算，開紫花與開白花的植株在第二子代中數目的比值就為3:1。這種計算出來的數值比與孟德爾雜交實驗的結果一致，所以咯，孟德爾所提出的假設與第一定律必為真。第二子代的表現型雖然只有兩種，開紫花的與開白花的，但是由上述的假說與分離律的計算下可以知道，在第二子代中的基因型卻應有三種，分別為PP、Pp、與pp，其間的比值以出現的機率來算應為1:2:1。但是因為PP與Pp的表現型皆為紫花，由實驗雜交子代的外表型的觀察並不能證明真的有如理論推導的各有25%（PP）與50%（Pp）的出現機率，所以孟德爾設計了一個測試雜交(test cross)的實驗來印證他的推論。依據孟德爾的假說與分離律，我們可以預知在開紫花的F2子代中，有兩種基因型分別為PP與Pp，如何證明真的有這兩種基因型存在，並且其間的數目比真為1:2呢？。他的作法是將開紫花的植株與開白花的植株雜交，因為紫花對白花為顯性，所以當P遇到p時，p對外表型的影響可以不於以考慮，因為外表型只由顯性基因決定，也就是因為外表型只由顯性基因決定，所以外表型如何即表示來自測試植株配紫的基因型為何。所以如果要分析的植株只知其表型為開紫花，而其基因型未知，可以將其與開白花的植株雜交，其雜交子代如為50%為紫花，50%為白花，則原測的開紫花的植株其基因型應為Pp，因為只有當其基因組合為Pp時，其配子50%為P，50%為p;如果其雜交後子代的結果為100%的開紫花碗豆個體，則表示原測試雜交的開紫花的植株應為PP的基因型，因為只有當其基因型為PP時，其所產生的配子100%為擁有P的基因型。

P PP x pp Pp x pp

F1 100% Pp 50% Pp 50%pp
全為開紫花的子代 子代中有50%為開子花的
另50%為開白花的
孟德爾就用這種測試雜交證明在第一子代的開紫花碗豆都為異基因型的個體，即Pp的個體;第二子代中開紫花的碗豆中一共有兩種基因型，分別為PP，Pp與其間的數目比為1:2的關係,這與上述的理論推導值完全一致。


2.兩種性狀的雜交實驗
孟德爾在瞭解了一種遺傳特徵的遺傳法則之後，接著他又提出了新的問題，他的新問題就是：如果是兩種不同的遺傳特徵在世代間傳遞，則這兩種遺傳特徵是會相互干擾呢或是各自獨立各行其是呢？為了回答這個問題，孟德爾設計了新的實驗。在新的實驗中，他將上述的七種不同的遺傳特徵兩兩配對進行新的雜交過程，觀察F1、F2子代的外表型，由外表型的數值結果來尋找新的通則，並希望由此瞭解更多有關遺傳特徵在世代間傳遞的規律。現在就來看一看他如何設計這個新的雜交實驗。
他將擁有黃色種皮與光滑種皮（基因型為RRYY）的純系碗豆與擁有綠色種皮與皺種皮（基因型為rryy）的純系碗豆進行雜交實驗，這種同時對兩種不同的遺傳特徵進行遺傳實驗的雜交過程被稱為兩種遺傳特徵的雜交（dihybrid cross）。整個的實驗過程可以用外表型表示如下：
P 黃色種皮與光滑種皮 x 綠色種皮與皺種皮
F1 全為黃色種皮與光滑種皮
F2 黃色與光滑種皮，黃色與皺種皮，綠色與光滑種皮和
綠色種皮與皺種皮 四種

觀察F1子代的外表型全都為擁有黃色光滑皮的種子的碗豆。由表一我們可以知道黃色對綠色為顯性，光滑種皮對皺種皮為顯性，所以第一子代的所有個體都為顯性的外表型，非常合理。孟德爾讓F1進行自花授粉，則第二子代的外表型就不單純了，第二子代的外表型一共有四種，黃色光滑皮種子的、綠色光滑皮種子的、黃色皺種皮種子的與綠色皺種皮的。在第二子代中，碗豆個體的外表型出現了與F1完全不同的結果，除了有當成父、母本的黃色光滑皮的與綠色皺皮的外表型外，還出現了新的排列組合，這個新的組合就是黃色皺皮的與綠色光滑種皮的外表型。在這個實驗的結果分析中孟德爾當然沒有忘記他的特長，他將這四種的外表型的碗豆加以計數並求算他們之間的比值，他得到的數字是：315個擁有黃色光滑皮的碗豆，101個擁有黃色皺種皮的碗豆，108個擁有綠色光滑皮的碗豆，32個擁有綠色皺種皮的碗豆。他在這些數值中找到的最簡約的比值是9:3:3:1。他也將其他的遺傳特徵兩兩的配對進行上述相同的實驗，他都找到了第一子代中都是顯性的外表型的結果，並在第二子代中發現除父本母本的外表型外還有新的基因組合發生，並由此產生四種不同的外表型，而且這四種外表型的數值間都有如上述的比值關係存在。

二品種雜交，第一代雜種之半數染色體來自雄親(父本)，半數來自雌親(母本)，親本選優良性狀較少之品種為父本,欲轉移之性狀為顯性者，該品種用為父本。