Monohybridní křížení

Mendel speciálně křížil rostliny hrachu, které se lišily jedním znakem - monohybridní křížení. Jako příklad zde uvádíme křížení rostliny se žlutými a se zelenými semeny (čistých linie - parentální generace P). Všechny rostliny hybridní (F1) měly barvu semene žlutou.

Co je vidět v F1 generaci? Vždy vidíme jeden z obou rodičovských fenotypů v této generaci. Ale F1 vlastní informaci potřebnou k produkci obou rodičovských fenotypů v následující generaci. F2 generace vždy produkuje poměr 3:1, kde dominantní vlastnost je přítomna třikrát více než recesivní. 

Mendel vytvořil dva termíny k popisu vztahu dvou fenotypů na základě fenotypů F1 a F2 generace:

Dominantní alela, která se projevuje vždy vůči alternativní alele; fenotyp, který se projevuje v F1 generaci z kříže dvou čistých linií.

Recesivní alela, jejíž exprese je potlačena přítomností dominantní alely; fenotyp, který  se ztrácí v F1 generaci z křížení dvou čistých linií a objevuje se znovu v F2 generaci.

Výsledky z monohybridního křížení sledovaných sedmi vlastností

P křížení F1 fenotyp F2 počet fenotypů F2 poměr
   kulatá x svrasklá semena kulatá  5474 kulatá a 1850 svrasklá 2,96 : 1
   žlutá x zelená semena žlutá  6022 žlutá a 2001 zelená 3,01 : 1
  květy fialové x bílé fialové  705 fialové a 224 bílé 3,15 : 1
   vysoké x zakrslé rostliny vysoké  787 vysoké a 227 zakrslé 3,84 : 1

lusky jednoduše klenuté x zaškrcené

 jednoduše klenuté  882 jednoduše klenuté a 299 zaškrcené  2,95 : 1
   zelené x žluté lusky zelené  428 zelené a 152 žluté 2,82 : 1
   květy podél osy x na konci osy  květy podél osy  651 podél a 207 na konci osy 3,14 : 1

Rodičovská generace (P):

YY (žluté), yy (zelené)

zárodečné buňky mají výbavu Y (žluté), y (zelené)

1. hybridní generace (F1):

Y x y --> Yy (všechny dceřiné rostliny fialové, neboť alela Y je dominantní); zárodečné buňky mají výbavu Y + y (stejný počet zárodečných buněk, které mají jen Y a těch, které mají jen y)

2. hybridní generace (F2):

(Y + y) x (Y + y) --> YY + Yy + Yy + yy (3/4 rostlin se žlutými semeny, 1/4 se zelenými semeny, neboť alela Y je dominantní)

F2 generace byla stvořena křížením F1 rostlin mezi sebou. To může být zobrazeno graficky pomocí kombinačního (Punettova, Mendelova) čtverce nebo pomocí kombinované pravděpodobnosti. 

Potvrzení hypotézy Mendelova prvního principu

Můžeme se zajímat o poměr dědičných faktorů u F1 hybridní generace. Lze jej sice vyvodit z poměru 3:1 u F2 hybridní generace, avšak lze dát přednost přímé testovací metodě. Mendel prováděl proto pokusy testovacího "zpětného" křížení. Jednotlivci F1 hybridní generace se při ní nekříží mezi sebou, ale s tím rodičem, který nese recesivní znak. Místo F2 hybridní generace bylo provedeno zpětné křížení:

(Y + y) x y --> Yy + yy  (žlutá a zelená semena v poměru 1:1)

Na obrázku je kompletní testovací křížení F2 generace s dominantním znakem a P generace s recesivním znakem. Toto schéma obsahuje i speciální zpětné křížení. 

     Mendelovy závěry z monohybridního křížení
  1. Rozhodující činitelé dědičnosti jsou částicové povahy. Tyto determinanty se dnes nazývají geny.
  2. Každý rodič má pár genů v každé buňce pro každou vlastnost. F1 generace z křížení dvou čistých linií obsahuje jednu alelu dominantní a jednu recesivní. Tyto dvě alely tvoří genový pár.
  3. F1 potomci vykazují pouze jeden rodičovský znak - dominantní.
  4. Výsledky reciprokého křížení byly stejné, bez ohledu na to, který z rodičů (otec matka) předal dominantní či recesivní alelu. 
  5. Vlastnost, která se neprojevila v F1 generaci se znovuobjevila v F2 generaci u 25 % potomků. "Je zřejmo, že míšenci vždy pro dva odlišující se znaky tvoří semena, z nichž vždy jedna polovina tvoří opět formu míšence, kdežto druhá dává rostliny, které zůstávají stálými a ve stejném počtu znak dominující  a recessivní získají."
  6. Vlastnosti zůstali nezměněné u potomků, ani se nesmísily, ale chovaly se jako oddělené jednotky.
  7. Jeden člen genového páru segreguje do gamet, takže každá gameta nese pouze jeden člen genového páru.
  8. Gamety se spojují náhodně a bez ohledu na jiné genové páry spojené.
  9. Velká písmena představují dominantní vlastnost a malá recesivní.

Z těchto výsledků Mendel formuloval své první závěry: 

Mendelův první princip - princip párů faktorů; vlastnosti jsou kontrolovány jednotkovými (diskrétními) faktory, které jsou v párech v každé buňce, v každém organizmu

Mendelův druhý princip - princip dominance; faktory, které se projevily v F1 generaci jsou dominantní a ty co se skryly nebo neprojevily v hybridní F1 generaci jsou recesivní (tyto pojmy označují také vlastnosti, těmito alelami determinovanými)

Mendelův třetí princip - princip segregace; během formování gamet se každý člen alelického páru odděluje od druhého, aby se vytvořila genetická konstituce gamety, takže gameta obdrží jeden nebo druhý faktor