谈家桢与大学科研-第1章

第1章 生命进化与遗传 嵌镶显性求真知

　　1944年春天的一个普通傍晚，雨淅淅沥沥地下个不停，谈家桢心无旁鹜地在贵州、遵义湄潭的唐家祠堂里[1]，照例通过微弱的煤油灯光，仔细地观察着瓢虫的杂交后代。突然，他在显微镜里看到：在瓢虫的鞘翅上，有黄色和黑色所组成的不同斑点类型，在它们的第二代身上，其父体和母体所显示的黑色部分均能显示出来，而黄色部分却被掩盖住了。这种现象在以往的实验观察中是不曾出现的。
　　经反复证实后，谈家桢兴奋之极，并将这一事实告知时任浙江大学生物系主任的贝时璋教授，贝先生也为之高兴并建议将此种现象命名为“嵌镶（mosaic）显性现象”。以此为基础．谈家桢又申请到了洛氏基金会[2] 的资助， 扩建实验室一间，展开了更为广泛的杂交试验，试图寻找实验重复性并进一步论证、探讨这些现象的机理。
　　谈家桢将瓢虫四种基本型，再细分为11种黄底型（勒翅以黄色为J点色，上面分别带有0-19 个黑色随点）和1 2 利l黑）！汇型（制翅以鼎色为底色， 上ID1街大小、位霞、数目不同的橙色色斑）。然后， 在相同类型韧不同类型的瓢虫之间进行杂交实验，记录杂交结果． 梳理并分析发现，或是再次确认了一个事实： 黄！底型都是纯合个体． 由隐性等位基因S控制；而1 2 种黑底型由相同基因靡的另外1 2 个复等位基因控制。
　　在千百次反复枯燥的实验与观察以及大量采集瓢虫并饲养的工作中，谈家桢终于－步步地授’捕了嵌镶显性现象的规律： 销翅色斑遗传至少是由30个以｜工的复等位基因所控制， 有一些变异类型实际上是嵌镶杂合休， 它们不能稳定地传下去． 无例外地显示愤愤旦｜虫的作用，表现一种特异的嵌镶显性现象。

[1] 因日本发动侵华战争，浙江大学于1937年9月开始西迁，历经艰苦辗转，于1940年初到贵州遵义、湄潭、永兴。生物系于1940年秋搬至湄潭的唐家祠堂，直到1946年5月抗战胜利后迁回杭州。
[2] 洛氏基金会的全称是洛克菲勒基金会（美国）。

　　综合这些研究与发现，谈家桢提出f 股停飞显性现象的两种形式即“包括式” 和“重叠式”。
　　包括式即一种等位基因的表现性状（色斑）完全被另一种等位基因的性状（相同位置不问大小的色斑）“包ti ·，了。例如、二窗薄黑缘型（后定义为一窗型S\S”＇） 与二窗厚黑缘型（ Jβ定义为二街型scsc ） 杂交． 得到Fl 代有15赴s’s ， 表现型都是二窗型． 因为这种类型的黑底区域包括f 另一种类型的黑底区域，而Fl 代向交得到F2 代会出现二窗’且（ SS 、sisc ）和黑缘型（ γgt ）两种类型． 比例为3:1。
　　重叠式即杂交个体的性状（色斑）表现为两种等位基因所拍制的色斑垂在结果c 如： 黑缘电（ Sγ ）丰u均色型（ S”SE）瓢虫鞘翅的黑底部分． 分别集巾在稍翅的前端相后端． 杂交们的表现型是在制翅的前、后端都是黑底的新类型， 表现为恢i种亲本性状的嵌俞体． 而fl 代白交得到的F2 代发生分离，出现黑缘型、新类型租均色型． 比例为l : 2 : I 。
　　这个研究的发现与结论．无疑是重要的。
　　谈家桢根据己出的成果，用了不长的时间，做了一目了然的瓢虫实物研究简易模型． 以方便进一步地总结． 并于1944 年在国内专业杂志《实验生物》（ Chinese Jour. of Experinzenral Biology. 2: IO←－ 132 . ） 上， 发表了《I nheritance of the E协rat Color Patterns of Hαrrnonia axyridis and a New Phenomenon of Do1ninance （在异色瓢虫Harmonia a.xyridis 鞘翅色斑的遗传中的一种新血性现象）》的报告。
　　对异色瓢虫长达1 5 年、跨越不同地域和时间的累进研究． 使谈家桢已然成为这一领域的杰出学者。
　　在嵌镶思性的机理探讨七谈家桢大胆地提出了这样一个假设： 异色瓢虫鞘翅色斑的变化是黑色部分和非黑色部分的分布范罔与布局的更动，而这又与辅翅的黑化过程（羽化后开始，约历经6小时）中． 鞘翅内部体液中的酶系有关。嵌馈显性就是控制形成黑色素酶的基因起着支自己作用。发育的结果， 制翅的黑色部分成为非黑色部分的显性。谈家桢感到， 对异色瓢虫包班的嵌镶现象从发育、生化遗传学角度作进一步深入的研究，对于揭示真核生物基因的表达过程和发商过程中基因与环境条件的关系， 具
有十分重要的价值。
　　通过对许多嵌镶杂舍体的测验， 他又发现了一种例外情况： 在橙红色斑点中有一个黑斑点，并且以“三体性遗传原理．． 对这一例外现象， 做了完美的解释。
　　1945 年秋， 谈家桢应哥伦比亚大学之邀1 11 ， 自偏僻的贵州湄潭启程． 赴美担任客座教授。这一去横跨两个年头， 在美国除了讲学之外，他潜心著述，整理完成了一篇极为重要的学术论文《异色瓢虫色斑嵌镶显性遗传理论》［2J ，在1946年发表于美国的《遗传学》杂志上。
　　文章主旨是谈家桢从1930年师从李汝祺开始且到1945 年间，对亚洲瓢虫逃行系列研究后得到的精彩井归纳成系统的部分结论或瓢虫色斑变异现象之普遍规律， 是生物学科或遗传学本身的“进化”中阶段性、过程性的一篇有代表性的论文。

[1] 1945 年秋至1 946 年间个学期， i炎家也!in’l 已到哥伦比illi. 大学工作的校布赞斯基之邀请． 通过洛氏基金会.ti:!侃了哥伦比亚大学客座教授。
　　此次成行另一个ill要原因是谈家桢的博士ll:.导师， 1933 年il}.!fl 尔奖获得者摩尔根（ Thomas Hunt Morgan. l 866一1946 ）先生． 在弥留之际挝H:1￥与他自己的学生谈家桢见回. j:f：通过杜布赞斯基的邀尚而达成Jt愿望。
　　摩尔根在1946年辞世，临别之时，他对众多的学生’弓r,;J hi｝／.：，；如果有二遗传学研究方阁有所疑削．可去中国找谈家桢。”
[2] Tan. C.C. 1946