秀丽隐杆菌线虫开放实验报告
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神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫摘要:本文对秀丽隐杆线虫的模式生物一般特征入手,介绍了线虫形态学、生物学特征和繁殖、基因组和遗传学等方面的内容。
关键词:秀丽隐杆线虫模式生物基因组最近,秀丽隐杆线虫用于生物实验材料倍受科学家们的关注。
进入21世纪以来,已经有六位科学家利用秀丽隐杆线虫为实验材料揭开了生命科学领域的重大秘密而获得了诺贝尔奖。
1974年英国科学家悉尼·布雷内(Sydney Brenner)第一次把秀丽隐杆线虫作为模式生物,成功地分离出线虫的各种突变体,发现了在器官发育过程中的基因规则而获得了2002年诺贝尔生理学或医学奖。
与悉尼·布雷内共同分享诺贝尔奖的有两名科学家,其中一位科学家是英国约翰·苏尔斯顿(John E. Sulston),通过显微镜活体观察线虫的胚胎发育和细胞迁移途径,于1983年完成线虫从受精卵到成体的细胞谱系。
另一位科学家是美国的罗伯特·霍维茨(H. Robert Horvitz),是利用秀丽隐杆线虫作为研究对象进行了“细胞程序性死亡”研究。
克雷格·梅洛(Craig C. Mello)和安德鲁·菲尔和(Andrew Z. Fire)利用秀丽隐杆线虫实验发现一种全新的基因调控方式—RNA干扰(RNAi)而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。
此外,Martin Chalfie证明了GFP(绿色荧光蛋白)作为多种生物学现象的发光遗传标记的价值。
在最初的一项实验中,他用GFP使秀丽隐杆线虫的6个单独细胞有了颜色,由此获得了2008年化学奖。
究竟什么原因使秀丽隐杆线虫成为如此富有盛名的实验材料?1.秀丽隐杆线虫一般特征秀丽隐杆线虫是一种食细菌的线形动物,学名是Caenorhabditis elegans,通常缩写成C.elegans其成体长仅1mm,全身透明,以细菌为食,居住在土壤中,被称为“自由生活线虫”。
1.1分类地位秀丽隐杆线虫属于线虫门(Phylum nematoda)、侧尾腺纲(Secernentea)、小杆线虫目(Rhabditida)小杆线虫科(Rhabditidae)小杆线虫属(Caenorhabditis)。
研究目的:工业废水与生活排污对水污染很大,对人类的健康有着巨大的影响。
但目前很多污染物缺乏灵敏科学的检测措施,甚至很多污染在多年之后随着严重致残致癌等问题出现才被人们察觉。
兰州市自来水苯超标对兰州市民造成很大危害和恐慌。
寻找和发掘监测手段对于水污染的防治有重要意义。
研究方法:我们通过实验研究了秀丽隐杆线虫作为活体生物用于水污染监测的可能性,观察了不同水对线虫存活率和吞咽活动的影响。
研究结果:结果发现含笨自来水和流经城市后的黄河水对线虫存活和线虫吞咽活动都有明显影响。
结论:研究说明笨等毒物和城市生活会对水质造成较大影响;秀丽隐杆线虫可以作为一种敏感的水质监测手段,对监测未知的和未纳入国家监测标准体系的污染物有较大优势;线虫作为活体生物对于环境监测尤其是可能的未知毒物检测具有独特优势。
秀丽隐杆线虫核转位实验秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种常用的模式生物,在生物学研究中具有重要的地位。
其基因组小且具有透明的身体结构,使其成为研究基因功能和发育过程的理想模型。
核转位是一种常见的基因重组现象,指的是DNA片段的移动,导致基因组中的基因位置发生改变。
秀丽隐杆线虫是第一个被用于研究核转位的模式生物之一。
通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以更好地理解基因组的结构和功能。
秀丽隐杆线虫的核转位实验通常使用转座子(transposon)作为研究工具。
转座子是一种可以移动到基因组中不同位置的DNA片段。
在实验中,科学家会将转座子引入到秀丽隐杆线虫的基因组中,并观察转座子在不同个体间的移动情况。
通过对大量的秀丽隐杆线虫个体进行观察,科学家们发现,转座子的移动是一个随机的过程。
转座子可以在染色体上任意位置插入或删除,从而改变基因的排列顺序。
这种基因重排可以导致不同个体之间的基因差异,进而影响个体的表型特征。
除了观察核转位现象外,科学家们还通过分子生物学技术对转座子进行深入研究。
他们发现,转座子可以通过酶的介导而发生移动。
这些酶包括转座酶,它能够识别特定的DNA序列,并在该序列上切割DNA链。
转座酶的活性使得转座子能够在基因组中移动。
研究者还发现,转座子的移动可以导致基因组的变异和重组。
这些变异可能对生物的适应性和进化起到重要作用。
通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以更好地理解基因组的进化和适应性机制。
核转位实验还能够为研究其他生物的基因组重组提供参考。
虽然不同物种之间的基因组结构存在差异,但核转位的基本原理是相似的。
通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以揭示基因组重组的一般规律,为进一步研究其他生物的基因组提供指导。
秀丽隐杆线虫核转位实验是一项重要的研究工具,能够帮助科学家们更好地理解基因组的结构和功能。
通过观察转座子的移动情况,科学家们可以揭示基因组的重排和重组机制,进而深入研究生物的遗传变异和进化过程。
分类号编号烟台大学毕业论文利用秀丽隐杆线虫筛选抗白色念珠菌活性物质Screening anti-Candida albicans substances using Caenorhabditis elegans利用秀丽隐杆线虫筛选抗白色念珠菌活性物质摘要:以秀丽隐杆线虫作为模型生物进展抗菌物质筛选。
用白色念珠菌感染线虫后,采用不同浓度的抗菌药物治疗,观察线虫存活情况,确定适宜用药浓度;采用微拟球藻提取物对白色念珠菌感染线虫治疗,观察线虫存活情况,与抗菌药物作用效果比照,从而筛选出可用于治疗白色念珠菌活性物质。
实验发现,添加10~20mg/L的氟康唑对感染白色念珠菌的秀丽隐杆线虫治疗效果较好,在一定剂量范围内,治疗效果和剂量成线性关联;微拟球藻提取物不具备抗菌活性。
关键词:秀丽隐杆线虫;白色念珠菌;抗菌物质Abstract: In the study, Caenorhabditis elegans were used as model organism to screen antibacterial agents. C.elegans were infected by Candida albicans and treated by different concentrations of antibacterial agents which had been known and extracts from Nannochloropsis OZ-1, observating the survival situation and comparing the effects of the two antibacterial agents, thus, the bioactive substance could be screened which cured the Candida albicans. The result showed that Candida albicans could be treated by 10~20 mg/L Fluconazole, moreover within the scope of the dose, treatment effect and the dose of a linear correlation. And the results showed that extracts from Nannochloropsis OZ-1 did not have antibacterial activity.Key words:C.elegans;Candida albicans;Antibacterial substances目录1 文献综述 (5)1.1 秀丽隐杆线虫 (5)1.2 秀丽隐杆线虫研究进展 (5)1.2.1 环境毒理学的研究 (6)1.2.2 程序性细胞死亡的研究 (6)1.2.3 秀丽隐杆线虫感染模型的建立 (6)1.2.4 抗菌物质作用机制的研究 (6)1.2.5 病菌致病机制和线虫免疫机制的研究 (7)1.3 白色念珠菌 (7)1.4 抗菌物质的筛选 (8)1.5 实验研究意义 (9)2 材料和方法 (10)2.1 材料 (10)2.1.1 实验药品 (10)2.1.2 实验仪器 (10)2.1.3 线虫和菌株 (11)2.1.4 培养基 (11)2.1.5 试剂 (11)2.2 方法 (11)2.2.1 线虫培养和保存 (11)2.2.2 线虫同步化 (11)2.2.3 线虫真菌感染 (12)2.2.4 线虫抗感染治疗 (12)2.2.5 观察 (12)3 实验结果分析 (9)3.1 氟康唑用药浓度的选择 (9)3.2 筛选可用于治疗白色念珠菌的微拟球藻提取物 (9)4 结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1 文献综述1.1 秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫[1]〔Caenorhabditis elegans〕〔图1〕是一种多细胞真核生物,个体很小,以细菌为食,可独立生存在温度恒定环境中,对人、动植物没有危害。
秀丽隐杆线虫研究综述一、本文概述秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种微小的、透明的、生活在土壤中的线虫,自20世纪60年代以来,它已成为生物学研究的重要模型生物之一。
由于其生命周期短、繁殖迅速、基因组小且相对简单等特点,秀丽隐杆线虫被广泛用于研究细胞生物学、发育生物学、神经生物学、遗传学、基因组学等多个领域。
本文旨在对秀丽隐杆线虫的研究进行全面的综述,从基础生物学特性、基因组学进展、到其在各个领域的应用研究,以期为读者提供一个清晰、全面的秀丽隐杆线虫研究图景。
二、秀丽隐杆线虫的基本生物学特性秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种具有独特生物学特性的小型线虫,其身体长度仅约1毫米,属于线虫动物门、无尾感器纲、小杆目、小杆科。
自1974年被悉尼·布伦纳(Sydney Brenner)选为遗传学研究的模式生物以来,秀丽隐杆线虫已成为生物学和医学领域广泛研究的对象。
生命周期与繁殖:秀丽隐杆线虫的生命周期大约为3天,在适宜的环境下,它们能以极快的速度繁殖。
它们通常以细菌为食,尤其是大肠杆菌(Escherichia coli),并通过摄取这些细菌来获取所需的营养。
成年线虫通过自交或雌雄同体交配繁殖,产生的后代数量巨大,每个成虫一生可以产生多达300个子代。
基因组与遗传学:秀丽隐杆线虫的基因组相对较小,约含有1亿个碱基对,使其成为研究基因功能和基因相互作用的理想模型。
由于其生命周期短、繁殖迅速,科学家能够迅速地进行遗传筛选和基因编辑,以研究特定基因的功能。
神经系统与行为:秀丽隐杆线虫拥有相对简单的神经系统,仅由302个神经元组成。
尽管如此,这些神经元足以控制线虫的各种复杂行为,如觅食、逃避、交配等。
这使得秀丽隐杆线虫成为研究神经生物学和行为学机制的重要工具。
衰老与疾病模型:秀丽隐杆线虫因其短寿命和快速的生理变化而成为研究衰老机制的理想模型。
秀丽隐杆菌线虫开放实验报告一、实验目的1.了解线虫这一模式生物的生活史和遗传特性。
2.学习利用线虫研究遗传规律的方法和技巧。
3.确定rol突变的显隐性以及是否伴性;判断A双突变体是否连锁,计算遗传距离。
4.提高统筹计划、独立思考、团队合作等能力。
二、实验原理秀丽线虫属于线形动物门,线虫纲,小杆线虫目,广杆线虫属,是一种生活在土壤中的线虫。
它具有生活史短、繁殖率高、饲养方便、容易保存、细胞数目少且可在显微镜下追踪每一个细胞的命运等优点,如今已成为遗传学和发育生物学研究的重要模式生物。
1999年,秀丽杆菌的全基因组测序工作已经完成,其基因组由80Mb组成,包含大约13000个基因,线虫的功能基因组研究为人类相关研究提供了重要的线索。
秀丽线虫是雌雄同体的动物,同一个体既产生精子,也产生卵子,由于体内没有自交不相容系统,所以能自体受精,产生子代。
自体受精产生的子代中,只有0.2%是雄性线虫,其余都是雌雄同体的线虫。
一个典型的雌雄同体线虫可产生200~300个精子和大量卵母细胞,自体受精约产生250个子代,若与雄性交配则可产生1000个以上的子代。
雌雄同体的线虫有两条X染色体和5对常染色体。
偶尔由于X染色体不分离,会产生只有一条X染色体和5对常染色体的雄性线虫。
雄性线虫只产生精子不产生卵子。
当XO型雄性线虫与XX型雌雄同体线虫交配时,产生的子代中,50%是雄体,50%是雌雄同体。
秀丽线虫的模式图及生活史图如下所示:三、实验材料秀丽杆菌品系:正常体型线虫(野生型N2)、滚动型线虫(rol突变)、A类短胖鼓泡型线虫(dpy和unc双突变)四、实验仪器及试剂1.仪器体视显微镜,水浴锅,6mm培养皿,铂金丝棒(picker)。
2.试剂线虫生长培养基,配制方法如下:称取蛋白胨2.5g,琼脂20g,NaCl 3g,置于洁净2000mL玻璃三角瓶,加入蒸馏水975ml,120℃高压蒸汽灭菌30min,之后置于55℃水浴锅中冷却。
一、实验背景蚂蝗,学名为秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),是一种广泛分布于土壤中的线虫。
近年来,随着分子生物学、遗传学等领域的快速发展,蚂蝗因其易于培养、繁殖速度快、基因组成简单等特性,成为了研究生物学的理想模式生物。
然而,在实验过程中,我们不禁发现,蚂蝗有时会表现出一些“作死”的行为,给实验带来一定的困扰。
为了探究这种现象的原因,我们设计了一项关于蚂蝗作死行为的实验。
二、实验目的1. 了解蚂蝗作死行为的表现形式;2. 分析蚂蝗作死行为产生的原因;3. 探讨如何减少或避免蚂蝗作死行为,提高实验成功率。
三、实验材料与方法1. 实验材料(1)实验用蚂蝗:秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans);(2)实验用具:培养皿、移液枪、显微镜、温度计、计时器等;(3)实验试剂:N2培养基、细菌、抗生素等。
2. 实验方法(1)观察蚂蝗作死行为:在实验过程中,观察蚂蝗在培养皿中的行为,记录其作死行为的表现形式,如爬行速度、觅食行为、繁殖行为等。
(2)分析作死行为产生的原因:根据观察结果,分析蚂蝗作死行为产生的原因,如环境因素、生物因素、遗传因素等。
(3)减少或避免作死行为:针对分析出的原因,探讨如何减少或避免蚂蝗作死行为,提高实验成功率。
四、实验结果与分析1. 实验结果(1)蚂蝗作死行为的表现形式:在实验过程中,我们发现蚂蝗在以下情况下会表现出作死行为:① 培养基温度过高或过低:蚂蝗在过高或过低的温度下,会出现爬行速度减慢、觅食行为减弱、繁殖能力下降等现象;② 培养基中营养物质不足:蚂蝗在营养物质不足的情况下,会出现觅食行为减弱、繁殖能力下降等现象;③ 培养基中细菌过多:蚂蝗在细菌过多的培养基中,会出现繁殖能力下降、生长速度减慢等现象;④ 培养基中抗生素残留:蚂蝗在抗生素残留的培养基中,会出现生长速度减慢、繁殖能力下降等现象。
(2)作死行为产生的原因:① 环境因素:温度、营养物质、细菌数量、抗生素残留等环境因素都会影响蚂蝗的生长和繁殖,从而产生作死行为;② 生物因素:蚂蝗之间的竞争、寄生虫感染等生物因素也会导致作死行为;③ 遗传因素:蚂蝗的遗传基因可能存在缺陷,导致其在特定环境下表现出作死行为。
一、实验目的1. 了解线虫的基本生物学特征和生长习性。
2. 掌握线虫实验操作的基本技能。
3. 探究不同环境因素对线虫生长和发育的影响。
二、实验材料1. 线虫:秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)2. 培养基:Lysogeny broth(LB)培养基3. 实验器具:恒温培养箱、显微镜、培养皿、移液器、酒精灯、镊子、剪刀等三、实验方法1. 线虫培养(1)将线虫置于含有LB培养基的培养皿中,放入恒温培养箱中,温度控制在25℃左右。
(2)每隔一定时间,用移液器吸取适量的培养基,移入新的培养皿中,以保持培养基的新鲜。
(3)观察线虫的生长状况,记录其数量、活动能力等。
2. 线虫实验操作(1)线虫的分离:用镊子轻轻将线虫从培养皿中取出,置于显微镜下观察其形态。
(2)线虫的计数:将线虫置于计数板上,使用显微镜进行计数。
(3)线虫的染色:将线虫置于载玻片上,用酒精灯加热,使其固定,然后用染料染色,观察其结构。
3. 环境因素对线虫生长和发育的影响(1)温度:将线虫置于不同温度的培养箱中,观察其生长和发育情况。
(2)光照:将线虫置于不同光照强度的环境中,观察其生长和发育情况。
(3)湿度:将线虫置于不同湿度的环境中,观察其生长和发育情况。
四、实验结果与分析1. 线虫培养结果经过一段时间的培养,线虫数量逐渐增多,活动能力逐渐增强。
在适宜的温度、湿度和光照条件下,线虫的生长和发育状况良好。
2. 线虫实验操作结果(1)线虫的分离:成功分离出线虫,并观察到其形态特征。
(2)线虫的计数:通过计数板,成功计数线虫的数量。
(3)线虫的染色:成功染色线虫,观察到其结构。
3. 环境因素对线虫生长和发育的影响(1)温度:在25℃左右的温度下,线虫的生长和发育状况良好;温度过高或过低,线虫的生长和发育受到抑制。
(2)光照:在适宜的光照条件下,线虫的生长和发育状况良好;光照过强或过弱,线虫的生长和发育受到抑制。
(3)湿度:在适宜的湿度条件下,线虫的生长和发育状况良好;湿度过高或过低,线虫的生长和发育受到抑制。
生命科学学院专业生物技术 2016级生技班612组姓名同实验者 2018年 4 月 23日题目:秀丽线虫生殖细胞凋亡检测一.实验目的:1.掌握检测凋亡细胞的方法2.学习使用荧光染料活体染色的方法和步骤二.实验原理1.秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans):是一种无毒无害、可以独立生存的线虫。
其个体小,成体仅 1.5mm长,为雌雄同体(hermaphrodites),雄性个体仅占群体的0.2%,可自体受精或双性生殖;在20℃下平均生活史为3.5天,平均繁殖力为300-350个;但若与雄虫交配,可产生多达1400个以上的后代。
1976年,Sulston和Horvitz利用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)研究发现,其约13%的体细胞在胚胎发育中注定死亡,使得人们认识到细胞凋亡的遗传基础。
2.荧光染料活体染色:本实验使用吖啶橙(Acridine orange)作为染色剂,该染料对细胞具有慢性毒性,致癌性强,由于凋亡细胞因DNA片段化可结合更多染料,荧光显微镜下呈亮绿色,可在荧光显微镜下快速方便的检测出,适用于多数品系。
生命科学学院专业生物技术 2016级生技班612组姓名同实验者 2018年 4 月 23日三.实验材料及设备1.实验材料:a)各品系秀丽隐杆线虫:N2(实验组), ced-1::gfp(方法对照组),ced-3(阴性对照)b)OP50c)M9培养基d)NGM培养基2.实验设备:a)普通光学显微镜b)载玻片若干,盖玻片若干,铂金丝c)暗箱d)吸水纸、滴管等e)荧光显微镜四.实验方法及步骤1.线虫接种、同步化2.取样:在12孔板培养板上,每孔吸取900μL预先接入少量OP50的M9培养基,每孔用铂金丝挑取培养20~30条成体线虫3.染色:向N2与ced-3品系中每孔加入250μg/mL吖啶橙100μL,混匀后置于培养箱(避光)染色45~60min。
秀丽隐杆菌线虫开放实验报告一、实验目的1.了解线虫这一模式生物的生活史和遗传特性。
2.学习利用线虫研究遗传规律的方法和技巧。
3.确定rol突变的显隐性以及是否伴性;判断A双突变体是否连锁,计算遗传距离。
4.提高统筹计划、独立思考、团队合作等能力。
二、实验原理秀丽线虫属于线形动物门,线虫纲,小杆线虫目,广杆线虫属,是一种生活在土壤中的线虫。
它具有生活史短、繁殖率高、饲养方便、容易保存、细胞数目少且可在显微镜下追踪每一个细胞的命运等优点,如今已成为遗传学和发育生物学研究的重要模式生物。
1999年,秀丽杆菌的全基因组测序工作已经完成,其基因组由80Mb组成,包含大约13000个基因,线虫的功能基因组研究为人类相关研究提供了重要的线索。
秀丽线虫是雌雄同体的动物,同一个体既产生精子,也产生卵子,由于体内没有自交不相容系统,所以能自体受精,产生子代。
自体受精产生的子代中,只有0.2%是雄性线虫,其余都是雌雄同体的线虫。
一个典型的雌雄同体线虫可产生200~300个精子和大量卵母细胞,自体受精约产生250个子代,若与雄性交配则可产生1000个以上的子代。
雌雄同体的线虫有两条X染色体和5对常染色体。
偶尔由于X染色体不分离,会产生只有一条X染色体和5对常染色体的雄性线虫。
雄性线虫只产生精子不产生卵子。
当XO型雄性线虫与XX型雌雄同体线虫交配时,产生的子代中,50%是雄体,50%是雌雄同体。
秀丽线虫的模式图及生活史图如下所示:三、实验材料秀丽杆菌品系:正常体型线虫(野生型N2)、滚动型线虫(rol突变)、A类短胖鼓泡型线虫(dpy和unc双突变)四、实验仪器及试剂1.仪器体视显微镜,水浴锅,6mm培养皿,铂金丝棒(picker)。
2.试剂线虫生长培养基,配制方法如下:称取蛋白胨2.5g,琼脂20g,NaCl 3g,置于洁净2000mL玻璃三角瓶,加入蒸馏水975ml,120℃高压蒸汽灭菌30min,之后置于55℃水浴锅中冷却。
依次加入5mg/ml胆固醇(乙醇溶解,不灭菌)1ml,高压灭菌的1M MgSO4,1M CaCl2,1M KPO4缓冲液(pH6.0)各1ml,摇匀。
1M KPO4缓冲液的配置方法为:称取108.3g KH2PO4 和35.6g K2HPO4,溶于1000mL蒸馏水中,调节pH值到6.0。
五、实验任务1.观察线虫形态及其生活史。
2.确定rol突变的显隐性,判断是否伴性遗传,并据此验证遗传学分离定律。
3.确定双突变体的两个突变基因是否连锁,若连锁则计算遗传距离。
六、实验方案1.定期去观察线虫形态以找到各个生长时期线虫的形态特点。
2.取N2雄性与rol突变雌雄同体杂交,比例控制在3:1左右。
观察F1中线虫的性状。
如果后代中绝大多数为雌雄同体,则说明F1多为雌雄同体自交产生的,实验失败。
如果F1中有差不多一半的雄虫,则说明杂交成功,可继续后面的实验。
观察F1形状,将各种情况列表如下:表1 F1性状分析由上表可知,仅凭F1,常显和伴显无法区分。
可以取F1中的雄虫与N2雌雄同体交配。
由于rol雄虫的交配能力比较弱,因此可以适当提高雄虫的比例,如5:1。
若后代的雄虫均为野生型,雌雄同体均为rol突变,则rol突变为性染色体显性性状,若后代形状与性别无明显关联,则为常染色体显性性状。
3.取N2雄性与A双突变雌雄同体杂交,由于A生长力较弱,可以适当提高雌雄同体的比例。
F1应均为野生型性状(已知不是伴性遗传)。
去F1中的雌雄同体自交,观察统计后代各个形状的比例,若接近9:3:3:1,则两个突变基因不连锁,若双突与野生型的比例约为1:3,且仅有少数unc和dmp单突个体,则两个突变基因连锁。
根据后代各个性状的比例可以来计算遗传距离。
七、实验过程1.前两周练习区分线虫头尾、“雌”雄、形状;熟练挑虫技术;先以挑虫子杂交方法,后来采取chunk的方法制作保种板;观察线虫的生活史。
2.两人分别取12条雄虫与3条雌雄同体杂交,观察F1性状,而后挑取7条rol突变的雌雄同体,放在4个培养基上,令其自交产生F2,观察F2中线虫的性状。
并同时取12条F1中rol突变的雄虫与2条N2雌雄同体交配,观察后代性状。
3.两人分别取10条N2雄虫与5条A双突雌雄同体杂交,观察F1形状。
由于及时去观察,导致“过代”,实验失败。
4.两人分别取10条N2雄虫与5条A双突雌雄同体杂交,观察F1形状。
从两盘中挑出9条雌雄同体,分别放在9个培养皿上,令其自交。
统计F2各个性状数目,计算比例。
同时又取了F1中的12条雄虫,令其与3条N2雌雄同体杂交,观察后代性状,统计数目,计算比例。
5.由于第一次rol的实验结果不太理想,我们又将rol的实验重新做了一遍。
由于这个时候知道了rol不是伴性遗传,不再需要后续的杂交来确定是否伴性,所以我们省去了杂交的步骤,集中精力做了五组F1自交(每组一条虫子)。
八、实验现象观察1.线虫头尾及性别判断线虫头部可看到有黑点在移动(线虫在进食);雄性线虫尾部像是被斜着切了一刀,而雌雄同体则是慢慢收在一起,并且非常细长。
2.各阶段线虫形态观察卵:在5×10倍镜下观察,呈一个透明的椭圆,非常小,但仔细看还是比较容易辨识的。
各龄幼虫:线虫各个阶段的幼虫在我看来除了长短和粗细之外,整体形态并没有太大差异。
相比于成虫,幼虫普遍比较透明,而且还会在腹部长有白斑。
这个月牙形的白斑也是挑取四龄幼虫做杂交时的一个重要判据(不过据我们观察,更小的线虫也有白斑)。
3.生活史观察在实际实验的过程中,线虫的生长速度要比我们预期的慢,尤其是A突变。
我觉得这一方面可能是因为培养基面积很大,而虫子数量很少,因此交配进行的较为缓慢,另一方面也可能是A突变本身就会对线虫的生长速度产生一定影响。
我们大致统计了一下,正常线虫的生长速度大概比A突变快1.5倍。
4.形状观察N2:雌雄同体较雄虫大很多。
线虫行动敏捷,滑行路线为标准的正弦曲线,既可前进也能后退。
rol突变:成熟的雌雄同体比N2要大。
静止时多成C型,滑行时身体翻滚。
但是rol突变的表现型差异还是比较大的。
有的虫子静止时并没有成C型,而且在用picker触碰后也能正常的滑行,只是在滑动了四五圈后会略微的滚动一下,因此常被误认为是N2。
A双突:虫体段胖,行动不利。
经常是不能倒退,或退了一两圈后,身体感觉像是出现一个“结”,无法继续倒退,只能前进(即使用picker 去触碰它的头部)。
unc突变:虫体较N2略短,但明显比A双突要长。
行动不利,倒退不能。
dmp突变:行动正常,但是虫体短胖。
九、原始实验数据1.rol突变显隐性的判断与遗传分离定律的验证第一次:表2 第一次rol实验的统计结果注:另一盘F1染菌,没有统计。
以上F2为F1自交产生的。
F1中rol突变的雄虫与2条N2雌雄同体交配产生的后代极少,无法计数,后来又长菌,实验失败。
第二次:表3 第二次rol实验的统计结果2.判断A双突变体两个突变基因是否连锁,计算遗传距离第一次:“过代”,实验失败。
第二次:F1均为野生型性状。
F1自交得到的F2性状比例如下:表4 第二次A实验F2性状分析注:表中的F2均为F1自交产生的。
F1中的12条雄虫,令其与3条N2雌雄同体杂交,产生的后代中N2 12条,unc 1条,dmp 0条,双突8条。
十、实验数据处理1.rol突变显隐性的判断与遗传分离定律的验证第一次:F1中雄虫37条,雌雄同体51条,雄虫较多,说明F1主要是亲本杂交而非自交产生的。
F1中仅有1条N2,而剩余的87条虫子均表现为rol突变,说明rol为显性突变。
这1条N2很可能是接N2雄虫时不慎带入的小虫子造成的。
F1自交产生的后代F2中第一组rol的比例过高,很可能是所接的F1是亲本自交产生的。
如果是这样的话,F2应均为rol,而实际却数出了6条野生型性状的线虫。
这可以解释为rol是个不容易辨别的性状,可能原本是rol的线虫被误认为成了野生型,这一点会在后面的“分析讨论”中进一步分析。
F2的第2、3、4组数据中,rol:N2没有像第一组那样高得离谱,可以排除F1为亲本自交产生的可能性,但同时rol:N2也远远没有达到3:1的理论值。
假设后代的比例应为3:1,则可计算各组的卡方值,结果如下表:表5 第一次实验F2的第2、3、4组数据卡方检验由于只有两个变量,自由度为1,因此没有一组通过卡方检验,说明实验失败。
数据出现如此大偏差的原因会在后面的“分析讨论”中进一步分析。
第二次:这次较第一次F1数目大大增加了,而我们也考虑到统计F1中的雄虫与雌雄同体数目没有太大意义,因此为了降低实验的工作量,我们没有一条条去计数,只大概观察了一下,发现盘中有很多的雄虫,可以排除后代多数为亲本自交产生的可能性,便继续后面的实验了。
F1自交产生的后代F2中第3组只有rol突变而没有野生型性状的线虫,可以认为是所接F1由亲本自交产生。
其余四组中rol突变和野生型线虫都占有一定比例,可以排除F1由亲本自交产生的可能性。
假设后代中rol:N2应为3:1,那么对各组数据进行卡方检验,可得下表:表6 第二次实验F2的第1、2、4、5组数据卡方检验由于只有两个变量,因此自由度为1,通过查表可知,第2和第5组的数据通过了卡方检验,而第1和第4组的数据没有通过卡方检验。
结果仍不理想,不能有力验证遗传分离定律,其背后的原因会在“分析讨论”中进一步分析。
2.判断A双突变体两个突变基因是否连锁,计算遗传距离自交:若两个突变基因连锁,则理论上F1自交产生的F2中N2:双突应为3:1;若两个基因不连锁,则理论上F1自交产生的F2中N2:双突应为9:1。
故可先比较各组F2中N2与双突的数目,计算比例,从而来判断基因连锁与否。
表7 各组F2中N2与双突的数目及其比例注:红色标示的卡方值超过了可以接受原假设的范围。
可以从上表明显看出,N2:双突应为3:1而不是9:1,两个突变基因连锁。
由于第6、7组数据与3:1的比例偏差较大,说明这几组实验的数据存在一定问题,因此后面计算遗传距离的时候仅用其余6组数据(第8组虽然也没有通过卡方检验,但相对来说偏差还较小,因此后面的计算也将其考虑在内)。
至于为什么这几组数据误差较大,会在后面的“讨论分析”有所涉及。
用剩余5组数据可以分别算出遗传距离。
下面先推倒计算公式: 假设两个基因A 和B 连锁,重组率为x ,亲本为AB/ab ×AB/ab 。
则产生的配子中AB 和ab 的比例均为()x -121,Ab 和aB 的比例均为x 21。
产生的后代中各种基因型的比例如下表:表8 理论上后代各种基因型的比例所以根据上表可整理出个表型的比例,如下表:表9 理论上后代各种表现型的比例所以根据各个表现型的比例可分别算出重组率,进而得到遗传距离。