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2 遗传图绘制

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2.3 遗传作图的方法

2.3 遗传作图的方法

2.3 遗传作图的方法染色体作图：确定相互连锁的基因在染色体上的相对位置以及它们之间的遗传距离的过程，又称为基因定位(gene mapping)。

连锁图：根据基因在染色体上直线排列的定律，构建的基因位置以及相互交换值的图谱称为连锁图(linkage map)或遗传学图(genetic map)2.3.1 构建遗传图谱的基本原理假设交换是随机发生的，一对并列的染色单体上任何两点发生交换的机会是均等的；两个彼此靠近的基因之间因交换而分离的的几率要比互相远离的2个基因之间发生分离的几率要小。

随机的染色体上两个任意基因座越远，它们越容易被染色体断裂所分离。

因此重组率可以成为测量两个基因之间相对距离的尺度。

计算出不同基因间的重组率，就可以构建出显示基因在染色体上相对位置的图。

真核生物遗传过程中会发生减数分裂，此过程中染色体要进行重组和交换，这种重组和交换的概率会随着染色体上任意两点间相对距离的远近而发生相应的变化。

根据概率大小，就可以推断出同一条染色体上两点间的相对距离和位置关系。

正因为如此，得到的这张图谱也就只能显示标记之间的相对距离。

我们称这一距离(概率)为遗传距离(cM)，由此构建的图谱也称为遗传图谱。

重组率：是指重组型配子占总配子数的百分比，用Rf表示。

Rf ＝(重组型配子数/总配子数) ×100%交换值：重组率通常又称为交换值。

但严格地讲，交换值不能等同于重组率。

因为非等位基因之间可能发生多重交换，但不一定形成重组型配子，导致用重组率代表交换值会造成偏低估计。

基因间距离与交换值、遗传距离、连锁强度遗传图的偏离与造成遗传图偏离的原因重组热点（r e c o m b i n a t i o n h o t s p o t):染色体上某些比其他位点有更高交换频率的位点。

近端粒区和远着丝粒区有较高重组率。

性别之间也表现重组率的差异。

双交换的出现，产生距离减少的假象。

遗传学图的绘制1）测定基因所属连锁群2）确定基因在染色体上的顺序连锁群(linkage map)：位于同一染色体上的所有基因构成一个连锁群。

基因组学

基因组学

名词解释：第一章基因组遗传图（连锁图）：指基因或DNA标记在染色体上的相对位置与遗传距离。

单位是厘摩cM （基因或DNA片段在染色体交换过程中分离的频率）。

物理图：以已知核苷酸序列的DNA片段（序列标签位点，sequence-tagged site, STS）为“路标”，以碱基对作为基本测量单位（图距）的基因组图。

转录图：以EST（expressed sequence tag ，表达序列标签）为标记，根据转录顺序的位置和距离绘制的图谱。

EST：通过从cDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分cDNA的5'或3'端序列称为表达序列标签（EST），一般长300-500 bp左右。

序列图（分子水平的物理图）：序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图。

既包括可转录序列，也包括非转录序列，是转录序列、调节序列和功能未知序列的总和。

基因：合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA序列，即一个基因不仅包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，还应包括为保证转录所必需的调控序列。

基因组（genome）：生物所具有的携带遗传信息的遗传物质的总和。

基因组学（genomics）：涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的一门学科。

C值：单倍体基因组的DNA总量，一个特定种属具有特征C值C值矛盾（C value paradox）：指一个有机体的C值和其编码能力缺乏相关性。

单一序列：基因组中单拷贝的DNA序列。

重复序列：基因组中多拷贝的DNA序列。

复杂性（complexity）：基因组中不同序列的DNA总长。

高度重复序列（highly repetitive sequence）：重复片段的长度单位在几个到几百个碱基对（base pair，bp）之间（一般不超过200 bp），串联重复频率很高（可达106以上），高度重复后形成的这类重复顺序称为高度重复顺序。

中度重复序列（intermediate repetitive sequence ）：重复长度300～7000 bp不等，重复次数在102～105左右。

(molecular marker) 第二章 遗传学图谱

(molecular marker) 第二章 遗传学图谱

人类遗传图谱包括女性一种配子的23条染色体(记作23，
X)和男性两种配子的23条染色体(23 ，X)、(23，Y)上 的所有基因位点。
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
现代遗传图谱
70年代发展起来的DNA重组技术、80年代发展起来的分子标
记技术为拓展遗传图谱的构建途径创造了技术条件，也使基因 定位的方法从细胞及染色体水平过渡到分子水平。
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
二、RFLP标记技术的操作步骤
DNA提取
—酶切—电泳—印迹
DNA提取： 酶切：3-5 ug DNA，以20 U内切酶酶切6小时
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
三、分子标记的种类
第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术，
包括：
限制性片段长度多态性标记（Restriction
fragment length polymorphism, 简称RFLP 标记）；
DNA指纹技术（DNA Fingerprinting）； 原位杂交（in situ hybridization）等。
基因或其它DNA顺序标定在染色体上构建连锁图。 这一方法包括杂交实验，家系分析。遗传图距单位为 厘摩（cM），每单位厘摩定义为1％交换率。
物理作图（Physical mapping）：采用分子生物学技 术直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组
实际位臵。物理图的距离依作图方法而异，如辐射杂 种作图的计算单位为厘镭（cR），限制性片段作图 与克隆作图的图距为碱基对，即DNA的长度。
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
遗传标记（genetic marker）
第 2 章 遗传图绘制.

第 2 章 遗传图绘制.

Site: 位点是指基因组物理图上某一确定的DNA 顺序.
注: 当locus是指确定的DNA顺序或基因序列时, 也可称为site.
遗传作图标记
1) 第一代分子标记,单一顺序多态性:
RFLP, AFLP, RAPD
2) 第二代分子标记, 重复顺序多态性:
Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs Variable number of tandem repeats, VNTR Simple tandem repeats, STR Single sequence repeats, SSR
如何寻找RFLP标记
1) 随机克隆筛选; 2) 将其它方法获得的DNA标记, 如RAPD
(random amplified polymorphism DNA) 标记转换为RFLP标记; 3) 从cDNA 中寻找RFLP. 4) 计算机筛选, 即电子杂交.
AFLP(amplified fragment lenth polymorphism, 放大的片段长度多态性)
f r a g m e n t
l e n g t h
p o l y m o r p h i s m ,
限 制 性 片 段 长 度 多 态 性
最早发现的DNA分子标记--RFLP
RFLP是如何想到的?
1978年, 在犹他州盐湖城滑雪胜地艾尔 塔的一场例行的学术讨论中, 从事经典 人类遗传学研究的专家与从事分子生物 学研究的专家进行学术交流. 分子生物 学家从经典遗传学的研究中获得灵感.
1) 这是一种筛选RFLP分子标记的方法. 先将 DNA样品采用选定的限制性内切酶(如EcoRI, Sau3A)消化, 然后加上接头PCR引物.
遗传学(南昌大学)智慧树知到答案章节测试2023年

遗传学(南昌大学)智慧树知到答案章节测试2023年

第一章测试1.遗传学是研究（）的科学A:新陈代谢B:遗传C:适应D:变异答案:BD2.镰刀型红血球贫血症的个体与正常个体相比较，血红蛋白发生了（）个氨基酸的变化A:1B:4C:2D:3答案:A3.以下不能使细胞癌变的是（）A:病毒B:细胞癌基因突变C:寄生虫D:病毒癌基因答案:C4.基因工程中常用的筛选性标记基因是（）A:抗除草剂基因B:抗生素抗性基因C:BT基因D:质粒DNA分子答案:B5.以下技术中，能实现去除转基因筛选标记的基因编辑技术是（）A:TALENB:iTAQC:ZFND:CRISPR答案:ACD第二章测试1.以下哪些属于染色体上的结构（）A:端粒B:长臂C:着丝粒D:随体答案:ABCD2.一百个有特定基因型的个体，八十个表现出了预期表型，这称为（）A:表现度B:表型模写C:一因多效D:外显率答案:D3.在减数分裂过程中，发生交叉和交换的是（）A:同源染色体中的姊妹染色单体B:同源染色体中的非姊妹染色单体C:非同源染色体中的姊妹染色单体D:非同源染色体中的非姊妹染色单体答案:B4.在临床上，可能会引发新生儿溶血症的血型包括（）A:Rh血型B:其他选项都不是C:ABO血型D:MN血型答案:ACD5.关于卡平方检验，描述正确的是（）A:卡平方值越大，误差越小B:卡平方值越大，误差越大C:卡平方为正值D:自由度等于项数答案:BC第三章测试1.发生正干涉时，第一次单交换引起邻近位置发生第二次单交换的概率（）A:下降B:不变C:上升D:不定向变化答案:A2.三点测交的结果之中，子代的表型数可能是几个（）A:6个B:10个C:4个D:8个答案:AD3.以下哪种是限性遗传的（）A:芦花性状B:毛耳C:色盲D:血友病答案:B4.XXY性染色体组成的是（）A:间性果蝇B:雌果蝇C:超雌果蝇D:雄果蝇答案:B5.遗传图绘制完成后，连锁群的数量（）染色体的种类A:小于B:不确定C:大于D:等于答案:D第四章测试1.魏斯曼认为（）是可以遗传的A:种质和体质B:原生质C:体质D:种质答案:D2.反式排列时，可以裂解大肠杆菌的是（）A:一个突变位于A亚区，一个位于B亚区B:两突变均位于A亚区C:其他选项都不行D:两个突变均位于B亚区答案:A3.Intron是（）A:沉默子B:增强子C:外显子D:内含子答案:D4.核酸是遗传物质的直接证据是（）A:噬菌体侵染机制实验B:剪小老鼠尾巴的实验C:肺炎球菌转化实验D:豌豆杂交实验答案:A5.以下哪些是乳糖操纵子的结构（）A:调节基因B:结构基因C:O区D:P区答案:ABCD第五章测试1.温和型噬菌体（）A:只有裂解周期B:只有溶源周期C:既有溶源周期，又有裂解周期D:既无溶源周期，又无裂解周期答案:C2.以下哪些是大肠杆菌中可能含有的遗传物质（）A:环形主DNA分子B:线性主DNA分子C:端粒结构D:质粒DNA分子答案:AD3.λ噬菌体的超感染免疫性对象是（）A:P噬菌体B:M13噬菌体C:T偶列噬菌体D:同类的λ噬菌体答案:D4.以下哪些结构存在于质粒载体上（）A:复制起始原点B:选择性标记C:多克隆位点D:裂解基因答案:ABC5.以下对应关系中细菌能正常生长的是（）A:含有抗生素的培养基-培养合成代谢缺陷型的细菌B:含有抗生素的培养基-培养分解代谢缺陷型的细菌C:完全培养基-培养合成代谢缺陷型的细菌D:基本培养基-培养合成代谢缺陷型的细菌答案:C第六章测试1.真核生物的基因组（）A:编码区域远远少于非编区域B:少量存在重复序列C:大多为单顺反子结构，少数为多顺反子结构D:不存在重叠基因答案:A2.RFLP标记无法检出（）A:酶切位点上的碱基替代B:非酶切位点上的碱基插入C:酶切位点上的碱基插入D:非酶切位点上的碱基替代答案:D3.以下关于持家基因和奢侈基因说法正确的是（）A:持家基因表达的情况下，奢侈基因关闭，反之亦然B:持家基因在几乎所有细胞中都表达，与细胞的生长密切相关C:奢侈基因在几乎所有细胞中都表达，与细胞的生长密切相关D:持家基因表达的情况下，奢侈基因关闭，反之则不然答案:B4.真核生物基因组上的甲基化主要包括哪些（）A:5-甲基胞嘧啶B:7-甲基鸟嘌呤C:N6-甲基腺嘌呤D:18-甲基胞嘧啶答案:ABC5.微卫星DNA的重复序列单位长度，最接近以下哪个数据（）A:20-40B:2-20C:40-60D:60-80答案:B第七章测试1.细胞质遗传指由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律，也叫核外遗传。

基因组学 2.遗传作图 3 物理图 (2)

基因组学 2.遗传作图 3 物理图 (2)

物理图谱：是利用限制性内切酶将染色体切成数个 片段，根据重叠序列把片段连接成染色体，确定遗 传标志之间物理距离[碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆 碱基(Mb)]的图谱。
转录本图谱：序列图谱。
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基本概念
比较基因组学：
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基因组学
最早1986年，由美国霍普金斯大学著名 人类遗传学家和内科教授McKusick （1921-2008）提出来的
随着人类基因组计划的实施，基因组学逐 渐成为一门以结构基因组学为主的高度综 合和跨学科的科学
功能基因组学、比较基因组学、环境基因 组学、药物基因组学等都纷纷出台。
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•蛋白质-蛋白质功能研究。
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基因组学的分类
分类：
结构基因组学(Structural Genomics) 比较基因组学(Comparative Genomics) 功能基因组学(Functional Genomics) 药物基因组学(Medical Genomics) 营养基因组学(Nutritional Genomics) 生物信息学(Bioinformatics) 蛋白质组学(Proteomics)
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重叠群法：contig，指相互间存在重叠顺序的 一组克隆。根据重叠顺序的相对位置将各个克 隆首尾连接，覆盖的物理长度可达百万级碱基 对。在单个的重叠群中，采用鸟枪法测序，然 后在重叠群内进行组装。由上至下。
直接鸟枪法：首先进行全基因组鸟枪法测序， 再以基因组图的分子标记为起点，将鸟枪法 DNA片段进行组装。根据高密度的基因组图分 子标记，检测组装片段是否处在正确的位置， 校正因重复顺序的干扰产生的序列误排。由下 至上
在基因组图谱和测序基础之上，对已知的基因和基 因组结构进行比较，了解基因的功能、表达机理和 物种的进化的学科。
基因组作图ppt课件

基因组作图ppt课件

➢ 经典遗传学中，遗传多态性指等位基因的变异；现代遗传 学中，遗传多态性指基因组中任何座位上的相对差异或 DNA序列的差异；
➢ 遗传标记可用于连锁分析、基因定位、遗传作图、基因转 移、辅助选择育种等；
15
ppt课件.
形态标记 (morphological markers)
细胞学标记 (cytological markers)
➢ 用具染色体变异的材料与正常材料杂交，特定染色体上的 基因在减数分裂过程中的分离和重组发生偏离，由此可测 定基因所在染色体及其位置；
➢ 克服了形态标记易受环境影响的缺点，但标记材料的产生 需大量的人力物力进行培养选择；
➢ 有些物种对染色体变异的耐受性差，难以获得相应的标19 记 材料。
ppt课件.
➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
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形态标记的不足
➢ 可以观察到的标记非常有限，难以建立饱和的遗传图谱； ➢ 许多形态标记受环境、生育期等因素的影响； ➢ 复等位基因位点很难全部鉴定、标记出来。
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ppt课件.
2.1.2 细胞学标记
➢ 指能明确显示遗传多态性的细胞学特征。染色体的结构和 数量特征是常见的细胞学标记；
20世纪80年代后期,人们开始应用微卫星序列(microsatellite,MS)绘制图谱。1994
年底，美、法完成了以RFLP及微卫星ＤＮＡ为标志的遗传图谱.图谱包含了
5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达0.7cM．1996年法国报道了完全以微卫星
DNA标志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为1.6cM
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30
RFLP标记的特征
ppt课件.
➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
基因组

基因组

1“基因组学”精要第1 章基因组学概论1)基因组学：研究基因组结构和功能的科学，其内容包括基因的结构、组成、存在方式、表达调控模式、基因功能和相互作用等2)结构基因组学：以全基因组测序为目的的基因结构研究，通过基因组作图、核酸序列分析来确定基因组成、基因定位的科学。

其目的是建立高分辨率的遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序列图谱。

3)功能基因组学：利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模的实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地分析全部基因功能学科。

2) 简述基因组学研究的意义？基因组学已经成为现代生命科学的核心领域，催生了许多新兴的生命科学的分支学科与交叉学科，如功能基因组学、进化基因组学等；基因组结构域功能的解读可为医学、健康、农业、林业、畜牧业与医药工业的发展和技术创新提供理论依据•基因组学的研究涉及众多领域，尤其是在人类疾病基因的研究，发挥了十分重要的作用。

•疾病的遗传学基础；•对于致病基因及相关基因的克隆在基因组学研究中占据着核心的位置；•对疾病的预防、诊断、治疗都有重要意义。

第2 章遗传图绘制4)遗传作图：采用遗传学分析方法（杂交实验和家系分析），将基因或其他DNA顺序标定在连锁群上，构建连锁图。

遗传图距单位为厘摩（cM），每厘摩定义为1%交换率。

5)物理作图：采用分子生物学技术，直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组实际位置。

4) 简述构建遗传图谱的基本原理？基因连锁、重组交换值5) 为何要绘制遗传图与物理图？●基因组太大,必需分散测序,然后将分散的顺序按原来位置组装,需要图谱进行指导。

●基因组存在大量重复顺序,会干扰排序,因此要高密度基因组图。

●遗传图和物理图各有优缺点,必须相互整合校正。

6)简述DNA 标记的类型及其特点？1、限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphisms, RFLP）特点：1) 处于染色体上的位置相对固定;2) 同一亲本及其子代相同位点上的多态性片段特征不变，即能遗传;3) 同一凝胶电泳可显示不同多态性片段, 表现为共显性，即能区分纯合和杂合型。

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。
遗传学图谱

遗传学图谱


基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
基因组测序的策略---
由上至下(左)和由下至上的测序(右)
克隆重叠群指 导的测序
重叠群（contig): 指相互间存在重叠顺序的一组克隆。
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
Clone-by-clone测序
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
PRINCETON, N.J. -- Princeton University has named David Botstein, a renowned geneticist, educator and pioneer of the Human Genome Project, as the new director of the Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics. Botstein will succeed Shirley M. Tilghman, who was the founding director of the institute and became president of the University in 2001, and James Broach, who is interim director. Botstein's appointment will begin July 1, 2003.
§2 遗传学图谱
§2.2 遗传作图的标记
同工酶标记和DNA标记都是 分子标记。但目前分子标记一 般指DNA标记。
基因组学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
§2 遗传学图谱
§2.2 遗传作图的标记
2.2.3 DNA标记
2020-2021生物2教师用书：第1章 第1节 第1课时一对相对性状的杂交实验含解析

2020-2021生物2教师用书：第1章 第1节 第1课时一对相对性状的杂交实验含解析

2020-2021学年人教版生物必修2教师用书：第1章第1节第1课时一对相对性状的杂交实验含解析第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时一对相对性状的杂交实验学习目标核心素养1.阐明用豌豆做遗传实验容易成功的原因，并掌握相关的基本操作。

2。

掌握孟德尔一对相对性状的杂交实验过程。

3。

理解孟德尔对分离现象的解释以及对解释的验证,并能画出遗传图解。

1.利用结构功能观解释用豌豆做遗传实验的优点。

2.通过对比分析、绘制图解和举例等方式掌握本节相关遗传学概念及遗传图谱的规范书写。

一、豌豆做遗传实验材料的优点和操作方法1．用豌豆做遗传实验材料的优点品种特点相应优势自花传粉和闭花受粉。

自然状态实验结果可靠，容易分下一般为纯种析具有易于区分的相对性状，且能稳定遗传实验结果易于观察和分析2.杂交实验的一般操作方法二、一对相对性状的杂交实验1．实验过程2.对分离现象的解释(1）孟德尔对分离现象的假说①生物的性状是由遗传因子决定的.②体细胞中遗传因子是成对存在的.③生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。

配子中只含有每对遗传因子中的一个.④受精时，雌雄配子的结合是随机的.(2）遗传图解3．对分离现象解释的验证(1)方法:测交，即让F1与隐性纯合子杂交。

(2)过程判断对错（正确的打“√"，错误的打“×")1．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交。

（）2．豌豆的高茎与粗茎是一对相对性状。

(）3．性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。

（）4．豌豆的高茎和玉米的矮茎是一对相对性状。

（）5．杂合子自交,后代一定是杂合子。

（)6．Dd豌豆产生含D的雌配子和含d的雄配子的数量相同。

（）7．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的遗传因子组成。

(）提示：1.×豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，故去雄操作应在开花前进行。

2．×相对性状是一种生物同一性状的不同表现类型，高茎和粗茎是两种性状。

第十一章遗传作图课件


核苷酸杂交:
DNA芯片
动态等位基因特异 的杂交
第三节 遗传作图的方法
▪ 遗传学简介 ▪ 等位基因随机分离定律 ▪ 独立遗传定律 ▪ 完全连锁 ▪ 不完全连锁 ▪ 不完全显性 ▪ 共显性
孟德尔第一定律
等位基因随机分离(The Law of Segregation)
Parents
♂ AA
♀
×
aa
F1
▪ ♪ 在基因组编码顺序中, SNP 大多位于密码 子的摇摆位置, 表现为基因沉默而被大量保 留下来;
▪ ♪ 大多数SNP所在的位置不能被限制酶识 别, 必须采取测序或寡核苷酸杂交检测;
▪ ♪ SNP 在基因组中的数量极大.二倍体细胞
/SNP/index.html
基因标记的缺点
高等生物, 如 脊椎动物和显花植物等, 可用 作标记的基因十分有限, 许多性状都涉及多 基因；
高等生物基因组中存在大量的基因间隔区, 纯粹用基因作为标记将在遗传图谱中留下大 片的无标记区段；
只有部分基因其等位基因成员可以通过常规 试验予以区分, 因而产生的遗传图是不完整 的, 必需寻找其他有效的标记；
单一标记分析法、区间作图法、复合区间作图法、混合
5.作图实例
本章要点:
遗传作图 遗传作图的方法 PIC SSLP SNP 共分离 图位克隆 转化、转导、结合转移 思考如何将一种分子标记(如RFLP)标记在连锁遗传图上?
不完全连锁
连锁遗传定律 (48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
2.连锁分析
连锁发生的时期
减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分离 →双价体→重组
重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.

基因组学遗传作图物理图

中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RF）LP
? 简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) ? 小卫星序列：（Minisatellite DN）A ? 微卫星序列：（Microsatellite DNA, ）MS
? 功能蛋白质组 (Functional Proteome) ：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
中英联合实验室
基因组计划
? 模式微生物基因组计划 ? 模式植物基因组计划 ? 模式动物基因组计划 ? 人类基因组计划
中英联合实验室
什么是基因组？
一个物种中所有基因的整体组成。 人类基因组的两层意义：遗传信息和 遗传物质。 揭开生命的奥秘，需要从整体水平研 究基因的存在、基因的结构与功能、 基因之间的相互关系。
中英联合实验室
基因组研究内容
?基因表达研究，即比较不同组 织和不同发育阶段、正常状态与 疾病状态，以及体外培养的细胞 中基因表达模式的差异。 ?基因产物 -蛋白质功能研究，包 括单个基因的蛋白质体外表达方 法。
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 基因标记：有用、有效，并非理想。
? 高等生物，可用作标记的基因十分有限 ? 许多性状都涉及多基因。 ? 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因
标记将在遗传图中留下大片的 无标记区段。 ? 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因

第五章 遗传作图与QTL定位

25
连锁分析的原理 连锁分析的原理 (互换与未互换) 换与未互 未互换
不连锁
A 100 cm B b a 5 cm
连锁
A B a b
减数分裂 减数分裂
A B A b a B a b 95%未互換 未互換 A B
减数分裂 减数分裂
a b A b a B
四种情形出现几率类似 情形出现几率类似
5%互換 互換
（二）遗传重组值定位法
摩尔根提出的方法， 摩尔根提出的方法，根据基因间的重组值与遗传距离成正比 的原理，采用两点测交和三点测交的方法进行基因定位。 的原理，采用两点测交和三点测交的方法进行基因定位。
4
（三）体细胞杂交定位法
不同物种细胞融合后， 不同物种细胞融合后，杂种细胞会出 现排除某一亲本染色体的现象， 现排除某一亲本染色体的现象，在人鼠杂种 细胞常专一性地排除人的染色体。可以制备 细胞常专一性地排除人的染色体。 含一条（或少数几条）人染色体的杂种细胞。 含一条（或少数几条）人染色体的杂种细胞。
23
六）候选基因法
24
七）连锁不平衡（LD）分析 七）连锁不平衡（LD）分析
QTL作图的另一种方法是LD（Linkage disequilibrium）分析，如 2个基因连锁且共分离，则一定发生亲本型配子和重组型配子的频率 差异，即连锁导致的不平衡。标记-性状关联分析的根据正源于此， LD也可定位QTL。近年，由于标记数目的不断增多，应用LD作图也 日见广泛，特别是那些不能控制杂交和遗传操作的异交生物种上 （如人类）。 LD作图的基本方法是：抽取被研究群体的一个样本，如果性状 是二歧的，即只有“有”或“无”之分的，则标记和性状的LD由各 标记类别在“有”和“无”之间的基因频率的差异或相关的显著性 评定；如性状是连续的，则LD由各标记类别的性状平均数或分布的 差异或相关的显著性评定。

基因组作图资料


1.1 限制性酶切作图的原理 二
A
B
1
3
A
B
完全酶切
1
4
9
6
6
A+B
1 3 6
不完全酶切
1
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
6
1
3
6
两酶切点之间的片段为重叠的片段
二、 物理图谱（physical map）
1.2 部分酶切法测定DNA片段位置
①完全降解：获得完全酶切片段的数目和大小 的图谱。
②部分降解：避免所有切口断裂的完全降解发 生。部分酶解产物同样进行电泳分离及自显影。
表型
实得数量
ec + +
810
+ sc cv
828
ec sc +
62
+ + cv
88
+ sc +
89
ec + cv 合计
103 1980
ec-sc 的重组值：
62+88 1980
ec-cv 的重组值：9.7
sc-cv 的重组值：17.3
=7.6%
ec 7.6 sc ec 9.7 cv
sc 7.6
ec
二、 物理图谱（physical map）
1、物理图作图方法 之 限制性酶切作图
1.1 限制性酶切作图的原理 二
➢对DNA进行不完全酶切，产生部分重叠的片段。 ➢可根据重叠顺序的相对位置将各个片段首尾连 接，构成连续顺序图。 ➢以连续的重叠群为基本框架，通过遗传标记将 重叠群排列于染色体上。
二、 物理图谱（physical map）
一、 遗传图谱（genetic map）
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•SNP只涉及单个碱基的变异，这种变异可以由单个碱基的转 换（包括C与T互换，G与A互换），或颠换（包括C与A、G与 T、C与G、A与T互换）引起。
•点突变，位于密码子的摇摆位置，表现为沉默突变而被大 量保留下来。大多数不能被限制酶识别，必须采取测序或寡 聚核苷酸杂交检测 •在人类基因组中可达到300万个，平均每1000个碱基对就 有一个
2.2.1 基因标记
• 表型（phenotype) ：一个遗传性状必须以两种替换形式 或表型存在才能用于遗传学分析
• 等位基因（allele）：每种表型是由不同的等位基因控制 • 肉眼分辨的表型：颜色、形状等。如用于果蝇遗传图的 构建 • 生化表型：微生物遗传学研究
2.2.1 基因标记
• 人类的生化性状
这是由于基因组DNA某一位点上的变异有可能 引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改 变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化而产生。
最早发现的DNA分子标记—RFLP：由于同源
染色体同一区段DNA序列的差异，当用限制酶处理 时，可产生长度不同的限制性片段
RFLP:restriction fragment length polymorphism, 限制性片段长度多态性
问题：分析基因组的重复区域时会发生错误。
因此，必须首先建立一个基因组的图谱，通过 标明基因和其他显著特征的位置，为测序提供指导。 一旦得到了基因组的图谱，测序阶段可以采用以下 方法进行： 1. 全基因组鸟枪法（whole-genome shotgun method） 全基因组鸟枪法是一种快速获得真核基因组的方法。 2. 克隆重叠群法（clone contig method）：（作图法测 序，限制测序）。 这种逐步测序的方法花时间多，但精确。
• microsatellite marker又称简单串连重复（short tandem repeat，STR），最重要的优点是高度多态 性，提供的信息量相对很大；另外可用PCR技术 使操作实现自动化，遗传图与物理图研究中非常 有用的工具
• 20世纪80年代后期,人们开始应用微卫星序列 (microsatellite,MS)绘制图谱。1994年底，美、法完 成了以RFLP及微卫星ＤＮＡ为标志的遗传图谱. 图谱包含了5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达 0.7cM．1996年法国报道了完全以微卫星DNA标 志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为 1.6cM
第2章 遗传图的绘制
结构基因组的研究策略
为何要绘制遗传图与物理图
1)基因组太大,必需分散测序,然后将分散的顺 序按原来位置组装,需要图谱进行指导。 2)基因组存在大量重复顺序,会干扰排序,因此 要高密度基因组图。 3)遗传图和物理图各有优缺点,必须相互整合校正
ห้องสมุดไป่ตู้
DNA测序有一个极大的局限性：即使是最精确 的技术，在一个反应中也很难测出大于750bp的 序列。这就需要将大分子分解为片段。
利用SSR标记的关键是引物的设计
对于已经进行基因组全序列测定的生物或遗传 学研究比较经典的生物，可以直接从其基因组 进行查找和利用有关程序进行引物的设计或利 用别人已经发表的引物来进行实验； 而对于没有基因组序列信息的生物，就需要进 行有关引物的设计工作。
3. SNP(单核苷酸多态性)
SNP是指同一物种不同个体基因组DNA的等位序列上单个核 苷酸存在差异的现象。
• 现代遗传图谱的概念由Botstein D等(1980)首先提出，
在此基础上，限制性片段长度多态性（RFLP）作为遗 传图谱的第一代崭新标记得以问世 。 • 限制性位点能够用作基因标记。广泛应用到基因组研究 中。基因或基因组可以用重叠的限制性片段来作图。最 终扩展到整个序列，构建连锁图谱
同一物种的亚种、品系或个体间基因组DNA 受 到同一种限制性内切酶作用而形成不同的酶切图 谱的现象，称为限制性片段长度多态性（RFLP)。
• 克隆重叠群法：contig，指相互间存在重叠顺序 的一组克隆。根据重叠顺序的相对位置将各个克 隆首尾连接，覆盖的物理长度可达百万级碱基对。 在单个的重叠群中，采用鸟枪法测序，然后在重 叠群内进行组装。由上至下。 • 直接鸟枪法：首先进行全基因组鸟枪法测序，再 以基因组图的分子标记为起点，将鸟枪法DNA片 段进行组装。根据高密度的基因组图分子标记， 检测组装片段是否处在正确的位置，校正因重复 顺序的干扰产生的序列误排。由下至上
•数目多，覆盖密度大，被称为第三代分子标记
根据SNP在基因中的位置，SNP可分为：
基因编码区SNP（coding SNP, cSNP）
基因周边SNP（peripheral SNP, pSNP）
基因间SNP （intronicSNP, iSNP）
从对生物的遗传性状的影响，基因编码区SNP cSNP又可分为两种： 1.同义cSNP(synonymous cSNP)：SNP引起的编码 序列的改变并不影响其翻译的蛋白质的氨基酸序 列; 2. 非同义cSNP（non-synonymous cSNP）：指碱 基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋白质序列 发生改变，从而影响了蛋白质的功能，这种改变 常是导致生物性状改变的直接原因。
SNP标记可用DNA芯片技术检测：将不同的寡
核苷酸固定在芯片上，标记待测DNA，一次就
可检测很多SNP标记。 尽管单一的SNP所提供的信息量远小于现在常 用的分子标记，但SNP的数量极其丰富，并且 可以自动化检验，因此其具有广泛的应用前景。 SNP数量比微卫星标记数要高出几个数量级。
例如：3－4个SNP这种相邻的界标构成的 单倍型（haplotype）就可以有8－16种：
2.2.2 DNA标记
基因之外的作图工具统称为DNA标记。与基 因标记一样，DNA标记必须有至少两个等位 基因才是有用的。有三种类型的DNA序列特 征可以满足这一要求：
1. 限制性片段长度多态性（restriction fragment
length polymorphisms, RFLP）
2. 简单序列长度多态性（simple sequence length
共显性: （两 个亲本的性 状在一个个 体中同时出 现，没有显 隐关系）
问题：
1. 克隆可表现基因组DNA多态性的探针较为困难
2. DNA需要量大，实验操作较繁锁，检测周期长 成本费用也很高。 3. RFLP分子标记分布密度过于稀疏。 现已逐步被其他类型分子标记所取代。
RFLP是最早发现的分子标记，也被称为第一代分
2.2 遗传作图标记
任何一类图谱都有可识别的标记。遗传图谱 的标记是什么呢？ 染色体上的基因和DNA序列 均可作为路标, 路标具有 标记1 物理属性,他们由特定的 标记2 DNA顺序组成. 路标位于染 色体上的位置是固定的,不 会更改的,因而提供了作图 标记3 的依据
2.2.1 基因标记
在经典遗传学中，研究一种性状的遗传必须要求同 一性状至少2种不同的存在形式或称表型。 起初只有那些能通过视觉区分的基因表型用于研究。 最初的遗传图谱是在20世纪初针对果蝇等生物使用 基因作为标记构建的。
• 70年代发展起来的DNA重组技术、DNA克隆技术和 DNA探针技术
– 为拓展遗传图谱的构建途径创造了技术条件
– 使人类基因定位的方法从细胞及染色体水平过渡到分子水平 – DNA水平的多态性标记位点作为绘制现代遗传图谱的主要界标， 提高图谱的 精确度、准确性。遗传图谱的绘制进入了一个崭新 的时代
对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行
基本流程：
组织或细胞→基因组DNA→限制性内切酶消化→
琼脂糖凝胶电泳→印迹转移至滤膜→加入探针→
杂交→洗膜→放射自显影→获得反映个体特异性 的RFLP图谱。
RFLP标记的主要特点是： （1）遍布于整个基因组； （2）无表型效应,不受发育阶段及器官特异性限制 （3）共显性，可区分纯合子和杂合子； （4）结果稳定、可靠； 用途：RFLP主要用于群体水平和系统发育研究上. 进行个体识别；绘制遗传图谱；目的基因定位；检 测群体内或群体间序列差异程度；辅助育种等。 自RFLP问世以来，已经在基因定位及分型、遗传 连锁图谱的构建、疾病的基因诊断等研究中得到了 广泛的应用。
子标记。
2. 简单序列长度多态性(SSLP)
1) 可变排列的简单重复序列, 即重复次数不一, 在染色体的同一座位重复序列拷贝数不同; 2) SSLP的类型: 小卫星序列(minisatellite), 有时又称可变串联 重复（VNTR），重复单位较长。重复序列为16100个核苷酸，主要分布在染色体端粒及着丝粒 微卫星序列(micrisatellite), 或称简单串联重 复（STR），重复单位较短。重复序列只有2-6个 核苷酸，分布在整个基因组。
• 2 ）物理作图 （ Physical mapping） ：采用分子生 物学技术直接将 DNA 分子标记、基因或克隆标 定在基因组实际位置。物理图的距离依作图方法 而异，如辐射杂种作图的计算单位为厘镭 (cR), 限制性片段作图与克隆作图的图距为 DNA 的分 子长度，即碱基对(bp, kb)。
2.1 基因组作图的方法
polymorphisms, SSLP）
3. 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,
SNP）
• 遗传标记的发展：
• 第一代标记 – 经典的遗传标记（蛋白质和免疫学的标记） – 70年代中后期，限制酶片段长度多态性（RFLP） • 第二代标记 – 85年，“小卫星序列"（minisatellite） – 89年，“微卫星序列"（microsatellite） • 第三代标记 – 单核苷酸多态性标记（single nucleotide polymorphism ， SNP）
微卫星序列（SSR）
共显性
如何检测SSR
根据简单重复顺序两侧的序列设计引物, PCR，经聚丙烯胺凝胶 电泳分辨.