三点测交基因连锁作图计算的新方法
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果蝇的三点测交实验果蝇的三点测交实验赵⼦杰 141140054⼀.实验⽬的1、验证连锁互换定律,掌握并进⾏连锁分析,学习绘制遗传学图的原理和⽅法。
2、了解伴性遗传与⾮伴性遗传的区别,了解伴性基因在正、反交中的差异。
⼆.实验原理1、三点测交三点测交把三个基因包括在同⼀次交配中,即⽤三杂合体abc/+++或ab+/++c跟三隐性个体abc/abc测交。
进⾏这种试验,⼀次就等于三次“两点试验”,⽽且带有另外两个优点。
⼀次三点测验得到的三个重组值是在同⼀基因型背景、同⼀环境条件下得到的,⽽三次“两点试验”就不⼀定这样。
重组值既受基因型背景的影响,也受各种环境条件的影响,所以,只有从三点试验所得到的三个重组值才是严格地可以互相⽐较的。
通过三点测交试验,可以得到三次两点试验所不能得到的资料,即双交换的资料。
果蝇的⽩眼、⼩翅、卷刚⽑为X-连锁基因,全部隐性于各⾃的野⽣型基因(红眼、长翅、直刚⽑),把⽩眼、⼩翅、卷刚⽑雌蝇(wmsn/wmsn)与野⽣型雄蝇交配(+++/Y),F1雌蝇全部为野⽣型,雄蝇则全部表现为三隐性突变型,让F1互交,在F2中,不管雌雄性别,除了出现双亲类型外,还会出现新的表型种类,这是由于F1雌蝇中两个染⾊体之间发⽣了互换的结果,根据基因在染⾊体线性排列的遗传理论,对F2进⾏分析即可知不同基因间的连锁距离。
因为这三个基因位于性染⾊体上,所以这个试验也可⽤来作为伴性遗传试验。
当基因位于X或Y染⾊体上时,⼀般不含相对的等位基因,产⽣伴性遗传,在正交和反交试验中产⽣不同的结果。
2、连锁率和互换率⽣殖细胞形成过程中,位于同⼀染⾊体上的基因是连锁在⼀起,作为⼀个单位进⾏传递,称为连锁律。
在⽣殖细胞形成时,⼀对同源染⾊体上的不同对等位基因之间可以发⽣交换,称为交换律或互换律。
连锁和互换是⽣物界的普遍现象,也是造成⽣物多样性的重要原因之⼀。
⼀般⽽⾔,两对等位基因相距越远,发⽣交换的机会越⼤,即交换率越⾼;反之,相距越近,交换率越低。
连锁交换定律一.发现:W.Bateson和R.C.Punnett他们所研究的香豌豆F2的4种表型的比率却不符合9∶3∶3∶1,其中紫长和红圆的比率远远超出9/16和1/16,而相应的紫、圆和红、长却大大少于3/16;结果进行x2检验时,x2=3 371.58。
如此可观的x2数值,无疑说明实计频数与预计频数的极其显著的差异不可能由随机原因所造成。
重复实验,其中x2=32.40,证明它仍是显著不符合9∶3∶3∶1的。
(紫、长,红、圆)称为互引相,(紫、圆,红、长)为互斥相。
当两个非等位基因a和b处在一个染色体上,而在其同源染色体上带有野生型A、B时,这些基因被称为处于互引相(AB/ab);若每个同源染色体上各有一个突变基因和一个野生型基因,则称为互斥相(Ab/aB)。
二.完全连锁与不完全连锁:Morgan用果蝇灰体长翅(BBVV)和黑体残翅(bbvv)的果蝇杂交,F1都是灰体长翅(BbVv)。
用F1的杂合体进行下列两种方式的测交,所得到的结果却完全不同:凡是位于同一对染色体上的基因群,均称为一个连锁群(linkage group),玉米的染色体也正好是10对(n=10)。
链孢霉n=7,连锁群有7个。
水稻n=12,连锁群就是12。
有些生物目前已发现的连锁群数少于单倍染色体数,如:家兔n=22,连锁群是11;而家蚕n=28,连锁群却是27;牵牛花n=15,连锁群是12等等。
三.重组频率计算:遗传学以测交子代中出现的重组型频率来测定在这样的杂交中所表现出的连锁程度。
求重组频率(recombination frequency,RF)的公式是:用玉米为材料:①很多性状可以在种子上看到,种子虽然长在母本植株的果穗上,但它们已是子代产物;②同一果穗上有几百粒种子,便于计数分析;③雌、雄蕊长在不同花序上,去雄容易,便于杂交;④它是一种经济作物,某些实验结果有经济价值。
玉米籽粒的糊粉层有色(C)对糊粉层无色(c)为显性;饱满种子(Sh)对凹陷种子(sh)为显性。
基因连锁及互换频率的计算
基因连锁和互换频率是遗传学中常用的概念,用于描述基因在染色体上的位置和基因之间的互换频率。
本文将介绍基因连锁和互换频率的计算方法及其在遗传学研究中的应用。
基因连锁与互换频率的计算通常基于交配型数据,即从个体的后代中确定染色体上两个基因的组合情况。
一个常用的方法是通过建立遗传连锁图谱来确定基因在染色体上的位置以及互换频率。
以下是一些常用的计算方法:
1.交配型分析:通过观察个体的后代中染色体上两个基因的不同组合情况,可以估计基因之间的连锁程度和互换频率。
例如,在果蝇实验中,可以观察到红眼基因与小翅膀基因是否同时出现在后代个体中,从而估计它们在染色体上的位置和互换频率。
3. 构建遗传连锁图谱:通过测量不同基因之间的重组频率,可以将它们在染色体上的位置表示为距离。
距离的单位通常是centimorgans (cM),表示两个基因之间的平均重组频率为1%。
遗传连锁图谱通过将不同基因的位置和互换频率标记在染色体上来提供可视化的信息。
基因连锁和互换频率的计算在遗传学研究中具有重要的应用价值。
它们可以用来确定基因之间的位置和顺序,从而揭示染色体的结构和功能。
此外,基因连锁和互换频率也可以用于遗传连锁分析和基因定位,帮助我们了解疾病的遗传机制和进行基因治疗。
总之,基因连锁和互换频率是基因在染色体上的位置和互换程度的定量描述,通过交配型分析和重组频率计算可以确定它们的数值。
这些计算
方法为遗传学研究提供了重要的工具和指导,为我们理解遗传变异和遗传疾病的发生机制提供了有力的支持。
果蝇翅型、刚毛、复眼基因的三点测交与遗传作图张优(中山大学生命科学院11级1班广州 510275)摘要:目的通过研究果蝇同一染色体上的翅型、刚毛、眼色三对非等位基因的交换行为验证基因在染色体上呈直线排列并进行基因定位。
方法采用黑腹果蝇D.melanogaster品系的6号雌果蝇(白眼、短翅、卷刚毛)与18号雄果蝇(红眼、长翅、直刚毛)杂交,统计F2代各性状数目,分别计算m~sn³、m~w、w~sn³基因间重组值,画出遗传学图。
结果重组值(%)m~sn³为16.50、m~w为35.92、w~sn³为21.36。
校正后m~w间重组值等于w~sn³和m~sn³之和。
结论这三对基因在染色体上呈现直线排列,且顺序为m-sn³-w.关键词:黑腹果蝇;三点测交;遗传作图引言果蝇作为模式生物的优势果蝇是一种体长约3mm 的昆虫,因其常聚集在腐烂的水果周围而得名果蝇。
果蝇作为模式生物的优势主要有体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短( 约两周) 、繁殖力强、子代数量多,以及便于进行表型分析、有利于一般实验室使用等[1]。
一百余年的研究积累了很多有关果蝇的知识与信息,制备了大量的分布于数以千计的基因中的突变体,果蝇还有许多携带便于遗传操作的表型标记、分子标记或其他特性的特征染色体,这些工具可以进行大规模基因组筛选分离一系列可见或致死表型,甚至可以分离那些只在突变个体的第二或第三代才表现的表型[2·3]。
三点测交是基因连锁作图的经典方法, 由于其实用性强, 广泛地应用于基因定位的研究工作。
目前尚无一种很精确的计算方法能排除因交叉干涉而引起的双交换率降低所导致的单交换率偏差, 这就使传统经典计算方法存在一些不足之处[4]。
果蝇的表型明显,如翅型、刚毛和复眼等,可对子代进行数目统计。
本文将对果蝇同一染色体上的翅型、刚毛、眼色三对非等位基因的交换行为进行研究,确定基因在染色体上的排列方式。
2. 果蝇的三点测交/两点测交实验(传统实验)
以三点测交为例。
三点测交是基因定位的常用方法,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。
其主要过程是:用野生型果蝇和三隐性果蝇杂交,获得三个基因均为杂合的F1。
再使F1与三隐性个体测交,得到的后代中多数个体与原来亲本相同,但也会出现少量与亲本不同的个体,称为重组型。
重组型是基因间发生交换的结果,不同的交换形式产生不同的配子,与三隐型的雄性产生的配子结合后产生的后代的表型反映了其基因型。
通过对测交后代表型及其数目的分析,分别计算三个连锁基因之间的交换值,从而确定这三个基因在同一染色体上的顺序和距离,并通过双交换频率计算并发率。
实验材料:野生型果蝇与三隐性果蝇(白眼、小翅、卷刚毛)等
具体方案可参见《果蝇杂交实验的设计与安排》中“分析基因排列顺序及图距”部分。