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遗传图的制作和基因定位(A)

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基因定位与连锁遗传图

基因定位与连锁遗传图

三点测验法
P 凹陷、非糯性、有色 × 饱满、糯性、无色
shsh++++ ↓ ++wxwxcc
Ｆ1 饱满、非糯性、有色 × 凹陷、糯性、无色
+sh+wx+c ↓ shshwxwxcc
+wxc 2708
｝亲 型
sh++
2538
++ c
626
｝单交换
shwx+ 601
sh+ c
113
｝单交换
+ wx+ 116
b
c 5%C 5%B Nhomakorabea 5%a
C 20%
b
c 20%
三对基因不完全连锁
❖ 确定基因顺序 按照“一变或一不变” 的法则确定之。
首先从Ft中选出亲本基因型，如：上例
变）
+ wx c ++ +
亲型 双交换型 （一不
+ wx c sh wx c
亲型 双交换型 （一变）
该基因sh 就位于中间 ,其基因顺序为：
│
│
│
│←─── 16.4 ────→│← 3.6→ │
│←─────── 20 ─────→ │
用两点测验法进行基因定位步骤 多，比较麻烦；
用两点测验法当基因相距较远时，
其间可能发生两次以上的部分染色体 片断交换，使重组配子出现频率小于 实际交换频率。使测定的交换值不准 确，因此实际工作中常常采用三点测 验法。
3.50%
连锁遗传图
c
Sh
Wx
━┿━━━━┿━━━━━━━━━━━┿━
3.50

遗传制作和基因定位上.pptx

遗传制作和基因定位上.pptx
第398页/共97页
第4309页/共97页
第410页/共97页
第421页/共97页
• 让我们考察一下交配型不同的菌株的杂交结果。 • 二倍体子囊原始细胞是Aa，经减数分裂产生两个A和两个a，再经有丝分裂
产生四对子囊孢子。 • 这四对子囊孢子在子囊中有六种排列顺序(表6.3)。 • 为了方便起见，我们写出子囊孢子对的基因型而不写单个孢子的基因型。
第265页/共97页
第276页/共97页
第287页/共97页
• 关于遗传图还需做以下说明： 重组率在0%-50%之间，但在遗传图上，可以出现50个单位以上的图距。
原因是这两个基因间发生多次交换的缘故。所以从图上数值知重组率只限临近的 基因座之间。
第298页/共97页
第3209页/共97页
•4.2 脉胞霉四分子及其遗 传学分析
第332页/共97页
第343页/共97页
• 有性生殖只有在两个不同交配型菌株一起生长时才会进行。 • 在固体琼脂上，两个菌株都形成许多雌性生殖结构，称为原子囊壳。原子囊壳是菌丝的圆
形聚合物，包有特殊的菌丝，向空间伸展成为受精丝。不同交配型的小分生孢子(有时甚 至一根菌丝体)与受精丝相接触时就发生受精作用。 • 准备进行融合受精细胞的核移至受精丝下部，进入称为产囊体的特殊菌丝中去。这时细胞 核的变化是很复杂的，实际上两种交配型的细胞核都进行分裂，成对的不同交配型的细胞 核分到许多产囊菌丝中去。
基因的位置和距离，把它们标志出来后可以绘成连锁遗传图。
② 连锁群：存在于同一染色体上的全部基因。
③ 一种生物连锁群数目与染色体对数一致，可暂时少于染色 体对数：
如： 水稻n=12、玉米n=10、大麦n=7
连锁群数 12

简述基因定位的基本步骤

简述基因定位的基本步骤

简述基因定位的基本步骤基因定位是基因组学的一个重要分支，它的主要任务是确定基因在染色体上的位置。

基因定位可以为遗传疾病的诊断和治疗提供重要的信息，也可以帮助人们更好地理解基因组结构和功能。

本文将详细介绍基因定位的基本步骤。

一、建立遗传标记建立遗传标记是进行基因定位的第一步。

遗传标记是指在染色体上有明确位置并且能够被检测到的DNA序列。

常见的遗传标记包括单核苷酸多态性（SNP）、简单序列重复（SSR）和限制性片段长度多态性（RFLP）等。

二、构建遗传图谱构建遗传图谱是进行基因定位的关键步骤之一。

遗传图谱是指反映不同DNA序列之间相对距离和顺序关系的图表。

目前常用的构建遗传图谱方法有两种：连锁分析和物理定位。

1. 连锁分析连锁分析是通过观察不同DNA序列之间是否存在连锁现象来确定它们在染色体上的相对位置。

常用的连锁分析方法包括家系分析和群体分析。

2. 物理定位物理定位是通过测量DNA序列在染色体上的实际距离来确定它们的位置。

常用的物理定位方法包括辐射杂交、荧光原位杂交和比较基因组学等。

三、进行基因关联分析基因关联分析是指通过研究不同基因型与表型之间的关系来确定特定基因与特定表型之间的联系。

常用的基因关联分析方法包括连锁不平衡分析和关联分析。

四、进行功能研究进行功能研究是为了更好地理解基因组结构和功能。

常用的功能研究方法包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学等。

五、总结综上所述，基因定位是一个复杂而又重要的过程，它需要多种技术手段和方法的综合应用。

只有通过不断地探索和创新，才能更好地推进基因定位领域的发展，为人类健康事业做出更大贡献。

基因作图

基因作图

基因作图基因图（gene map）：包括遗传图和物理图两种。

基因作图：又译为基因定位（gene mapping），是遗传学研究中一种重要技术。

涉及两个内容：其一是确定被研究的目的基因与染色体之间的联系，也就是说将该目的基因定位在某条特定的染色体之上；其二是测定目的基因与所在染色体其它基因之间的遗传图距，以及它们之间的线性排列顺序，亦即确定目的基因在染色体上的相对位置。

遗传图（genetic map）：根据遗传重组的实验结果绘制的，用来表示同一条染色体上不同基因之间的排列顺序及其相对距离的线性图，叫做遗传图。

遗传图中相邻基因间的距离，即图距单位以厘摩（cM）表示。

测定同一条染色体分子上基因的线性顺序及其距离的实验工作，叫遗传作图（genetic mapping）。

物理图（physical map）：以精确的物理长度为单位（通常是脱氧核糖核苷酸的数目）表示的，沿着染色体或DNA分子排列的两个位点之间实际距离和位置的特定图谱，叫做物理图，它一般不涉及基因及性状特征。

简言之，任何根据物理方法而非遗传方法定位的沿着染色体或DNA分子排列的目标图谱（object map），都可看做是物理图。

物理作图（physical mapping）：又叫限制作图（restriction mapping），它是用来描述沿着着染色体的DNA序列的特征和定位，而不涉及可见的性状或基因，这类DNA序列的特征，包括诸如大DNA区段中的限制位点，以及基因座位之间的间隔DNA的核苷酸数目。

基因作图的基本原理：（遗传连锁图谱）位于同一条染色体上的基因是连锁的，而同源染色体上的基因之间会发生一定频率的交换，使子代中出现一定数量的重组型；重组型出现的多少反映出基因间发生交换的频率的高低；由于交换值具有相对的稳定性，所以通常以这个数值表示两个基因在同一染色体上的相对距离，叫遗传距离；一般1%的交换值称为1个遗传单位，即图距单位的1厘摩（centimorgan,cM）；根据基因在染色体上直线排列的原理，基因交换频率的高低与基因间的距离有一定的对应关系；基因图距就是通过测定基因间交换值而得到的。

遗传作图及基因定位

遗传作图及基因定位

连锁分析的原理
遗传标记与疾病基因连锁
通过分析遗传标记在疾病家系中的传递 情况，判断遗传标记与疾病基因是否连 锁。
VS
遗传距离与重组率
利用遗传标记与疾病基因的相对位置关系 ，计算遗传距离和重组率，进一步定位疾 病基因。
连锁分析的应用
定位到特定的染色体 区域。
生物信息学方法
利用计算机技术对大量基因组数据进 行整合分析，确定基因位置。
03
遗传标记与连锁分析
遗传标记的种类
形态学标记
利用个体的形态差异进行标记，如身高、肤色等。
细胞学标记
利用细胞分裂和染色体变异进行标记，如染色体数目和结构异常。
分子遗传标记
利用DNA序列变异进行标记，如单核苷酸多态性（SNP）。
遗传信息传递
生物体的遗传信息通过DNA分 子传递给后代，基因型的不同
会导致表型的不同。
连锁分析
利用基因型和表型之间的连锁 关系，通过统计分析确定基因 在染色体上的位置。
分子标记技术
利用DNA分子的多态性，通过比较 不同个体间的基因型差异，构建基 因型和表型之间的对应关系。
全基因组测序
通过对全基因组进行测序和分析，确 定基因在染色体上的位置和功能，进
疾病风险预测
基因定位可以帮助预测个体患某种疾病的风险，为预防措施提供指 导。
生物进化研究
01
物种起源与演化
基因定位有助于揭示物种的起源 和演化过程，了解生物多样性的 形成机制。
02
适应性进化研究
03
系统发生学研究
通过基因定位技术，可以研究生 物对环境变化的适应性进化过程。
基因定位有助于构建物种之间的 系统发生关系，为生物分类提供 依据。

基因组作图与基因定位

基因组作图与基因定位

3、遗传作图的基础
连锁分析是遗传作图的基础。
摩尔根总结了连锁和交换定律。然而一个重大发现是 在实验工作的一名大学生（Sturtevant,1913)发现的： 基因间交换（去连锁）的概率与它们在染色体上的距 离成正比例。因而重组频率是衡量两个基因间距离的 单位。
少数例外：重组热点区域
4、遗传作图的方法
两者的最大区别在于是否依赖基因组作图。
1、全基因组鸟枪法
随机先将整个基因组打碎成小片段进行测序，最终 利用超级计算机根据序列之间的重叠关系进行排序 和组装，并确定它们在基因组中的正确位臵。 优点：速度快，简单易行，成本较低。 缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在 部分重复序列较高的地方难度较大。
Sanger F
桑格研究蛋白质的结构，成功地测定了胰鸟素的精细结构，因而获 得了1958年的诺贝尔化学奖。60年代后他致力于RNA和DNA结构研究 ，其测定RNA和DNA序列的方法，1980年再度获诺贝尔奖 。
与基因组作图有关的诺贝尔奖
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1993
STS作图方法
①酶切和部分酶切的制作重叠DNA片段。 ②分析两个STS位点共存于一个片段的概率（位 置越近，共存机会越大），计算STS位点的距离， 绘制图谱。
STS作图方法
难点7
蓝色标记
绿色标记
各种酶切片段
根据片段上共存 STS标记计算分 离率
蓝色标记分离率低，表明其间距近；绿色标记分离率高，间距远。
难点3
两种限制性酶切
A
B
完全酶切 如右图
如果控制反应条件避免完全酶切发生，因仅有A或B酶切，可产生部分重叠的片段。 即：这个体系中既有7kb片段，又有8kb片段，两种片段中有5kb是重叠的。

遗传学复习之——名词解释

遗传学复习之——名词解释

第2章遗传的三大基本定律1. 测交：指将未知基因型的个体与一隐性纯合基因型个体杂交来确定未知个体基因型的方法。

2. 回交：子一代与亲本之一相互交配的一种杂交方法。

3. 基因型：指所研究性状所对应的有关遗传因子。

4. 表型：指在特定的环境下所研究的基因型的性状表现。

5. 纯合体：由两个相同的遗传因子结合而成的个体。

6. 杂合体：由两个不同的遗传因子结合而成的个体。

7. 等位基因：指一对同源染色体的某一给定的位点的成对的遗传因子。

8. 不完全显性：又称半显性，杂合体的表型介于纯合体显性与纯合体隐性之间。

9. 并显性：一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象。

10. 超显性：杂合体Aa的性状表现超过纯合显性AA的现象。

11. 致死基因：指那些使生物体不能存活的等位基因。

12. 一因多效：一个基因可以影响到若干性状，又称为基因的多效性。

13. 基因互作：不同对的基因相互作用，出现了新的性状。

14. 抑制基因：有些基因本身并不能独立地表现任何可见表型效应，但可以完全抑制其他非等位基因的表型效应。

15. 上位效应/遮盖作用：一对等位显性基因的表现受到另外一对非等位基因的作用，这种非等位基因的抑制作用称为上位效应。

起抑制作用的基因称为上位基因，被抑制的基因称为称为下位基因。

16. 连锁遗传：两队非等位基因并不总是能进行独立分配及自由组合的，而更多的时候是作为一个共同单位而传递的，从而表现为另一种遗传现象，即连锁遗传。

17. 不完全连锁：指位于同一染色体上的两个或两个以上的非等位基因不总是作为一个整体遗传到子代中去的。

18. 重组：新类型的产生是由于同源染色体上的不同对等位基因之间的重新组合的结果，这种现象称为重组。

19. 遗传染色体学说：在第一次减数分裂中，由于同源染色体的分离，使位于同源染色体的等位基因分离，从而导致性状的分离；由于决定不同性状的两对非等位基因分别处在两对非同源染色体上，形成配子时同源染色体的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因以同等的机会在配子内自由组合，从而导致基因的自由组合，实现了性状的自由组合。

遗传学第四章遗传图的制作和基因定位

遗传学第四章遗传图的制作和基因定位

1531＋1488 5885＋5991＋1531＋1488
×
100%
＝ 20%
（3）P： WxC/WxC×wxc/wxc
F1:
WxC/wxc×wxc/wxc
WxC/wxc wxc/wxc Wxc/wxc wxC/wxc
2542 2716
739
717
Wx-C的重组值＝
739＋717 2542＋2716＋739＋717
C-Sh的重组值＝
149＋152 4032＋4035＋149＋152
× 100%
＝ 3.6%
（2）P： wxSh/wxSh×Wxsh/Wxsh
F1:
wxSh/Wxsh×wxsh/wxsh
wh
5885
5991
1531
1488
Wx-Sh的重组值＝
玉米三对基因的三点测交结果
F1配子的基因型
1
＋ ＋＋
2
c sh wx
3
c ＋＋
4
＋ sh wx
5
＋ ＋ wx
6
c sh ＋
7
c ＋ wx
8
＋ sh ＋
Total
实得籽粒数 2 238 2 198 98 107 672 662 39 19 6 033
三、干涉和并发率
干涉(interference) ：一个交换发生后，它往往会 影响邻近基因交换的发生，其结果是使实际双交 换值不等于理论双交换值。
并发率：并发系数(coefficidence of coincidence, c)
实际双交换值 C＝ 理论双交换值
干涉与并发率的关系
干涉(I)＝1－并发率(C)
C越大，干涉越小； C=0，表示完全干涉； C=1，表示没有干涉； 0 < C <1 时，表示存在正干涉； C>1，负干涉。

第五章 遗传作图与QTL定位

第五章 遗传作图与QTL定位
10
）
11
作图软件： 作图软件：Mapmaker/QTL
12
13
）
14
15
16
）
17
五）多重区间作图法
18
19
20
QTL的性质 QTL的性质
可能是一个基因， ⑴ QTL可能是一个基因，也可能是几个基因； 可能是一个基因 也可能是几个基因； 数量性状受为数不多、效应不等的几个QTL影 ⑵ 数量性状受为数不多、效应不等的几个 影 响。少数位点对性状变异贡献很大 由于不同群体的遗传背景不同， ⑶ 由于不同群体的遗传背景不同，根据不同群体 确定的QTL会有差异 确定的 会有差异 统计分析确定的QTL的位置并非物理上的位置 ⑷ 统计分析确定的 的位置并非物理上的位置
33
34
35
36
37
38
39
32
CSSLs系(chromosome segment substitution lines) 染色体片段 置换系或渗入系(intro-gression lines, ILs) 是以一亲本为受体, 另一亲本为供体, 建立的一套覆盖供体 亲本全基因组、相互重叠的染色体单片段代换群体。 ILs系 ( introgression lines )远缘杂交重组系或渗入系。 SSSL (single segment substitution lines)Байду номын сангаас片段替换系
2系祖效应3132作图群体作图群体参考家系资源家系系谱记录表型记录基因型记录遗传连锁分析linkageanalysis第一种设计近交系的杂交资源第二种设计远交系统杂交第三种设计群体结构任意家系三种系统需要系谱记录33cssls系chromosomesegmentsubstitutionlines染色体片段置换系或渗入系introgressionlinesils是以一亲本为受体另一亲本为供体建立的一套覆盖供体亲本全基因组相互重叠的染色体单片段代换群体

真核生物基因定位基本方法和遗传图制作

真核生物基因定位基本方法和遗传图制作

真核生物基因定位的基本方法和遗传图的制作图距(map distance)即指两个基因在染色体图上距离的数量单位，它是以重组值1%去掉%号表示基因在染色体上的一个距离单位，即某基因间的距离为一个图距单位（map unit, mu）。

后人为了纪念现代遗传学的奠基人摩尔根，将图距单位称为"厘摩"（centimorgan, cM）。

假设两基因a-b间的重组率为17%，即这两个基因相距17个图距单位(17cM) 。

基因定位（gene mapping）是指将基因定位于某一特定的染色体上，以及测定基因在染色体上线性排列的顺序与距离。

基因定位的目的是通过将基因定位到染色体的基因座上后，以帮助我们理解和开发生物性状的遗传性质，特别是通过遗传连锁将一种性状的遗传与另一种性状或标记相联系，或者通过将表型差异与染色体结构的改变联系起来。

这在商业上可用于改良动植物的性状、定位和克隆人类的疾病基因等。

1．两点测交（two-point testcross）：两点测交是指每次只测定两个基因间的遗传距离，这是基因定位的最基本方法。

(我仅重点介绍三点测交)2．三点测交(three-point testcross)：三点测交就是通过一次杂交和一次测交，同时确定三对等位基因（即三个基因位点）的排列顺序和它们之间的遗传距离，是基因定位的常用方法。

用三点测交能测出双交换，因此更能准确地反映出连锁基因间的相对距离。

同样，在做三点测交时需要用这三个基因的杂合子(abc/+++，或ab+/++c，或a++/+bc等)同这三个基因的隐性纯合子(abc/abc)测交。

下面还是以玉米的上述三个基因为例来说明，假如用于三点测交的两个亲本为：+ + + / + + +和c sh wx / c sh wx，则F1代的基因型为：+ + + / c sh wx，然后F1与三隐性纯合体c sh wx / c sh wx测交，获得如下的结果。

从上表可以看出，8种表型的实得籽粒数各不相等，且相差悬殊，说明它们是连锁的。

05 生物竞赛之基因定位与染色体作图

05 生物竞赛之基因定位与染色体作图

计算ec—cv之间的重组值
ec +
F1
+ sc + cv
计算出ec-cv间的重组值为9.7%。
计算sc—cv之间的重组值
ec +
F1
+ sc + cv
算出sc-cv间的重组值为17.3%。
ec
7.6
sc
ec
9.7
cv
sc-cv间的重组值为17.3%。
这样，就可画出这三个基因在连锁图上的相对位置：
表型
实得数 810
828 62 88 89 103 1980 测交后代 的表型比例反 映F1雌果蝇的
测 交 后 代
ec + +
+ sc cv
ec sc +
+ + cv + sc + ec + cv 合计
配子的比例。
首先计算ec-sc间的重组值：
ec +
F1
+ sc + cv
亲组合为：810 + 828 + 89 + 103 =1830 重组合为：62 + 88 = 150 ec-sc间的重组值为150 /（1830+150）= 7.6%
实得数 2125 2207 273 265 217 223 5 3 5318
比例 81.5% 10.1% 8.3% 0.1%
ec + ec + ec + + ec
表型 ct + + ct + ct + ct
比例 + cv cv + + cv + cv 81.5% 10.1% Nhomakorabea8.3%

基因组作图与基因定位

基因组作图与基因定位
①对果蝇和小鼠等物种的连锁分析，进行有计划的育 种实验：观察后代重组率。 ②对不发生减数分裂的细菌的连锁分析：诱导同源片 段交换，观察子代细胞重组率。
接合：DNA从一个细菌到另一个细菌。 转导：通过噬菌体转移小片段DNA。 转化：受体菌从环境中摄取供体细胞释放的DNA片段
③对人的连锁分析，只能通过家系分析完成：分析家 庭连续几代成员遗传标记与某基因（或某疾病）共同 出现的频率。
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的 染色体杂交，分辨出每种杂交信号，从而测定 出各探针序列的相对位置。
探针间位置关系提供了DNA序列与基因组图谱 间的联系。
物理图作图方法Ⅱ：荧光原位杂交 （FISH）作图
难点6
物理图作图方法Ⅲ：序列标记位 点（STS）作图
STS 来源于基因的编码序列， 是染色体上位置 已定的、核苷酸序列已知的、且在基因组中只 有一份拷贝的DNA短片断位点，片段长200－ 500bp。 基本特征：唯一性。
基因组学
基因组作图
genome mapping
这条轨道上的信息中蕴藏多少金钱呢？
我国能在竞争中 占据多少地盘呢？
基本要求
1、掌握基因组遗传图和基因组物理图的 概念和原理； 2、了解基因组作图技术进展和在医学研 究中的应用。
与基因组作图有关的诺贝尔奖
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1933
Cosmid粘粒
①cosmid 是英文 cos site-carrying plasmid 的缩写, 也称 粘粒、柯斯载体。是人工建造的含有λ噬菌体DNA的 cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。 ② 带有质粒的复制起点、克隆位点、选择性标记以及λ 噬菌体用于包装的cos末端等。 ③可利用噬菌体体外包装的特性，利用噬菌体感染的 方式将重组DNA导入受体细胞。但它不会产生子代噬 菌体，而是以质粒DNA的形式存在于细胞内。
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• 3、体细胞交换与基因定位： • 4、人类基因定位的基本方法
• • • • • • 4.1家系分析法。 4.2 体细胞杂交定位。 4.3 核酸杂交技术。 5.1 细菌的转化与基因定位。 5.2 细菌的接合与基因定位。 5.3 细菌的转导与作图。
• 5、细菌的遗传分析与基因定位。
• 6、噬菌体的重组作图。
染色体干涉（chromosomal interference）
• 以上讲的干涉是就一个完整的染色体为单 位来说的，也叫染色体干涉：第一次交换 发生后，第二次交换可以在任意两条非姊 妹染色单体间进行。一般情况下，第一次 交换除对同线双交换有干涉外，对其他双 交换没有干涉。
遗传学图（genetic map）
重组率与遗传图图距
• 我们知道，重组率是介于0-50%之间（为什么？），但在 遗传图上我们可以看多超过50图距单位的，这是因为这两 个基因间发生了多次交换，但实际上这两基因间的重组值 不会超过50%，所以实验得到的重组值与图上的重组值不 一定是一致的，因此要从图上知道基因间的重组值只限于 临近的基因座位间。 • 这里我们所讲的遗传学的界标都是一些表型性状， Botstein等于1980年提出了现代遗传连锁图的概念，主要 是将这些单纯的表型多态性界标改变为DNA序列的多态性 作为界标，如RFLP、VNTR、STR，SNP等，这些内容 我们在今后基因组水平上的遗传部分再讲述，这里暂不讲 述。
玉米三对基因的三点测交结果
+ c c + + c c +
Ｆ１配子的基因型 + + sh wx + + sh wx + wx sh + + wx sh + 总数
实得籽粒数 ２２３８ ２１９８ ９８ １０７ ６７２ ６６２ ３９ １９ ６０３３
• 上表可看出，８种表型的实得籽粒数各不相同， 且相差悬殊，说明它们是连锁的。下面我们先不 考虑Ｗｘ，只考虑C-Sh间的情况，这样就可以 计算出C-Sh间的重组值：C-Sh= （98+107+39+19）/6033=4.36%。同样的方法 可计算出：Sh-Wx和C-Wx之间的交换值分别为： Sh-Wx=（672+662+39+19）/6033=23.07%和 C-Wx=（98+107+672+662）/6033=25.51%。 根据这三个数据我们可以将这三个基因作如下排 列：
图距（map distance）
• 即两个基因在染色体图上距离的数量单位， 它以重组值1%去掉%号表示基因在染色体 上的一个距离单位，即某基因间的距离为 一个图距单位（map unit, mu）。 • 后人为了纪念现代遗传学的奠基人摩尔根， 将图距单位称为厘摩（centimorgan, cM）。
基因定位（gene mapping）
Wx和C两对基因的遗传实验
• WxC/WxC X wxc/wxc • • WxC/wxc X wxc/wxc • WxC/wxc wxc/wxc Wxc/wxc wxC/wxc • 2542 2716 739 717
Wx与Ｃ之间的图距
• 重组率： • [（739+717）/（2542+2716+739+717）]X 100%=21.7% • 因此Wx与Sh之间的图距为21.7 cM
“毫无疑问，中国基因组学研究已 达到世界水平”--美国国家科学 院院士唐纳德· 肯尼迪(科学杂志 社总编)
遗传图的制作和基因定位
By Li Gang
Outline
• 1、真核生物基因定位的基本方法和遗传图的制作。 • 2、脉孢霉四分子及其遗传学分析。
• • 2.1 四分子分析与着丝粒作用。 2.2 二对基因的四分子分析。
干涉（interference）
• 对同一染色体上的三个基因来说，发生双交换的概率应该是两个单交 换概率的乘积。在上面的例子中，理论上双交换率应为： 23.07%X4.36%≈1.0%，可是它的实际双交换值只有0.96%，实际值 小于理论值。可见每发生一次单交换时，它的临近基因间也发生一次 交换的机会就减少，这种现象称为干涉。干涉的程度通常用并发系数 （coefficient of coincidence，c）来表示： • 并发系数=实际双交换值/理论双交换值 • 并发系数通常在0-1之间。如果并发系数为1，则说明两个单交换之间 没有干涉；如果并发系数等于0，则说明发生了完全干涉，即一个交 换的发生完全干涉了第二个交换的发生，即没有双交换的发生。在上 面的例子中，并发系数=0.96/1.0=0.96，干涉=1-0.96=0.04.另外在微 生物发生基因转变的时候，并发系数可以大于1，这表示存在着负干 涉，即一次交换的发生使第二次发生交换的频率增加了。
C

4.36
Sh 25.51
23.07
Wx
• 很明显，25.51≠4.36+23.07。原因是在两个基因之间如果 发生了双交换，从表型上是检测不出来的。刚才我们在计 算重组率时其中（39+19）个个体分别在计算C-Sh和ShWX之间各用了一次，说明有（39+19）的个体是发生了 双交换，但是我们在计算C-Wx间的图距时，没有将这个 双交换值计算进去，显然C-Wx间的图距被缩小了，因此 必须进行校正。我们先算双交换值（39+19） /6033=0.96%。而一次双交换等于两次单交换，所以在计 算C-Wx间图距时，应加上两倍的双交换值，即CWx=25.51+2X0.96=27.43。 • 从任何一个三点测交的实验中，我们可以发现，所得测 交后代的8种可能的表型中，最多的两种是亲组合，最少 的两种是双交换产物，中间数量的4种是单交换的产物。 根据这些规律，对于一个三点实验结果，在不计算重组值 的情况下，一眼就能判断出这三个基因的排列次序，即用 双交换类型与亲本类型相比较，改变位置的基因就是位于 中间位置的基因。在上面的例子中，亲组合为（+++， cshwx）,双交换产物为（+ sh +, c+wx）,只有当Sh位于中 间的时候，同时发生两个单交换后，才可能产生上述的双 交换个体。具体情况如下图所示：
Wx和Sh两对基因的遗传实验
• wxSh/wxSh X Wxsh/Wxsh • • wxSh/Wxsh X wxsh/wxsh • wxSh/wxsh Wxsh/wxsh wxsh/wxsh wxSh/wxsh • 5885 5991 1531 1488
Wx与Sh之间的图距
• 重组率： • [（1531+1488）/ （5885+5991+1531+1488）]X 100%=20.3% • 因此Wx与Sh之间的图距为20.3 cM • 那么Wx和C之间的图距应为（20.3+3.6）还 是（20.3-3.6）呢？ • 还需要第三次杂交和测交才能确定。
• 已知玉米粒糊粉层有色C（或无色c）、胚 乳饱满Sh（或缺陷sh），胚乳非糯性Wx （糯性wx）三对相对性状表现为连锁遗传， 它们位于同一对同源染色体上。要测定这 三个基因位点之间的距离和顺序，我们需 要分别进行三次杂交和三次测交。 • 这里要注意的是用于测交的F1必须是双杂 合体，否则无法检出重组。
• • • • 6.1 用于噬菌体作图的常用表型特征。 6.2 噬菌体的遗传重组与作图。 6.3 噬菌体的遗传图为环形但DNA却是线状的。 6.4 T4噬菌体的遗传学图。
1、真核生物基因定位的基本方法和 遗传图的制作。
• 大量实验表明，两个基因之间的重组值是相对恒 定的，不同基因之间的重组值却不同，这表明生 物体的各个基因在染色体上的位置是相对恒定的。 • 重组值的大小反映基因座在染色体上距离的远近， 摩尔根于1911年提出设想，如果将交换的百分率 直接定为染色体上基因座之间的相对距离单位， 这样人们就有可能根据交换率来确定基因在染色 体上的相对位置。
Wx,C和Sh之间的位置关系图
• 由于Wx和C之间的图距21.7更接近 （20.3+3.6）=23.9 • 而不是（20.3-3.6）=16.7，所以三个基因 之间的位置关系和距离应为下图：
Wx Sh C
20.3
3.6
三点测交的实例
• 做三点测交时需要用这三个基因的杂合子 （如abc/+++或ab+/++c）同这三个基因的 隐性纯合子（abc/abc）测交。我们还以玉 米的上述三个基因为例说明，假如用于三 点测交的两个亲本为：＋＋＋／＋＋＋和c sh wx/c sh wx,则Ｆ１代的基因型为： +++/c sh wx,然后Ｆ１与三隐性纯合体c sh wx/ c sh wx测交，获得下表所示结果。
基因定位的基本方法
• 两点测交：指每次只测定两个基因间的遗 传距离，这是基因定位的最基本方法。 • 三点测交：就是通过一次杂交和一次测交， 同时确定三对等位基因（即三个基因位点） 的排列顺序和它们之间的遗传距离。三点 测交能测出双交换，因此更能准确地反映 出连锁基因间的相对距离。
两点测交的实例
3 体细胞交换与基因定位
• 正常情况下分裂分离和重组都是在减数分裂中发生的，但实验证据表 明在有的有机体中交换也可发生在有丝分裂中，这叫做体细胞交换 （somatic crossing over）或有丝分裂交换（mitotic crossing over）。 • 果蝇的孪生斑（twin spots）即两块互相靠近而面积相当的斑点，一 块为黄色直刚毛，一块为灰色曲刚毛，呈镶嵌表型就是有丝分裂交换 的一个典型例子。，C.Stern认为孪生斑是由于体细胞在有丝分裂过 程中发生了同源染色体间的交换而产生的。在果蝇X染色体上，有两 对连锁基因：y（黄体）对y+（灰体）隐性，sn（短的曲刚毛）对sn+ （长的直刚毛）隐性。照例基因型为杂合型的雌果蝇（y sn+/y+ sn） 应表现出野生型的灰体直刚毛。将一个灰体曲刚毛（y+ sn/ y+ sn） 雌果蝇和一个黄体直刚毛（y sn+）雄果蝇杂交，stern发现，正如预 料的那样雌性后代大部分为野生型（灰体直刚毛），但部分雌果蝇有 孪生斑，孪生斑的发生频率较高，一定是某种遗传事件的交互产物。 这种现象无法用体细胞突变等来解释，他认为最好的解释是由于体细 胞在有丝分裂过程中发生了同源染色体间的交换而产生的。如下图所 示：