果蝇杂交实验报告
- 格式:doc
- 大小:751.01 KB
- 文档页数:6
果蝇杂交实验报告
摘 要 经典遗传学的三大遗传定律分别是:分离定律,自由组合定律和连锁与交换规律。果蝇具有生活史短、繁殖率高、饲养简便等特点,是研究遗传学的好材料,尤其在基因分离、连锁、交换等方面,对果蝇的研究更是广泛而充分。本次通过实施已有实验方案,观察后代中果蝇的各种性状,结合各种统计处理方法,从而证明这三大定律。
1. 原理
分离定律 一对等位基因在杂合状态中保持相对的独立性,在配子形成时,按原样分离到不同的配子中去,理论上配子分离比是1∶1,F2代基因型分离比是1∶2∶1,若显性完全,F2代表型分离比是3∶1 。
控制体色性状的突变基因位于2号常染色体,灰体对黑体完全显性,用灰体果蝇与黑体果蝇交配,得到F1代都是灰体,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离,出现两种表现型。(图1) 图1 图2
自由组合定律 不同相对性状的等位基因在配子形成过程中,等位基因间的分离和组合是互不干扰,各自独立分配到配子中去,它们所决定的两对相对性状在F2代是自由组合的,在杂种第二代表型分离比就呈9∶3∶3∶1。
控制体色性状的突变基因位于2号常染色体,灰体对黑体完全显性,控制眼色性状的突变基因位于性染色体。红眼对白眼完全显性,用黑体红眼果蝇(♀)与灰体白眼果蝇(♂)交配,得到F1代都是灰体,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离,出现四种表现型。(图2)
伴性遗传 位于性染色体上的基因,其传递方式与位于常染色体上的基因不同,它的传递方式与雌雄性别有关,因此称为伴性遗传。
果蝇的性染色体有X和Y两种,雌蝇为XX,雄蝇为XY。红眼与白眼是一对相对性状,控制该对性状的基因(W)位于X染色体上,且红眼(W)对白眼(w)为完全显性。当红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交时,F1代雌性果蝇、雄性果蝇都为红眼,F2代雌性果蝇都是红眼,雄性果蝇红眼和白眼的比例为1∶1;当白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交时,F1代雌性果蝇为红眼,而雄性果蝇为白眼,此现象又称为绞花式遗传,F2代雌性果蝇的红眼与白眼比例为1∶1,雄性果蝇的红眼与白眼比例也是1∶1 。(图3)
图3 图4
连锁与交换定律 连锁是指在同一同源染色体上的非等位基因连在一起而遗传的现象;互换是指同源染色体的非姊妹染色单体之间的对应片段的交换,从而引起相应基因间的交换与重组。同一条染色体上的基因是连锁的,而同源染色体基因之间可以发生一定频度的交换,因此在子代中将发现一定频度的重组型,但一般比亲组型少得多。 野生型果蝇 翅形为长翅,复眼为红眼。
突变型果蝇 翅形为残翅,翅顶端与身体末端约等长,控制该性状的突变基因位于X性染色体上,长翅对残翅完全显性;眼色为白眼,复眼呈白色,控制该性状的突变基因位于X性染色体上,红眼对白眼完全显性。
长翅红眼果蝇(♀)与残翅白眼果蝇(♂)交配时,得到F1代都是长翅红眼,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离;当残翅白眼果蝇(♀)与长翅红眼果蝇(♂)交配时,得到F1代雌性果蝇都是长翅红眼,雄性果蝇都是残翅白眼,F1代雌雄个体之间相互交配,F2代产生性状分离。通过后代中各种表型比例的分析,就可计算出重组率。(图4)
基因定位 基因定位就是确定基因在染色体上的位置,确定基因的位置主要是确定基因之间的距离和顺序,而它们之间的距离是用交换值来表示的。只要准确地估算出交换值,并确定基因在染色体上的相对位置就可以把它们标志在染色体上,绘制成图。
2. 实验材料
2.1 实验材料
2.1.1 用具
显微镜,麻醉瓶,培养瓶,滤纸,毛笔,标签,恒温培养箱
2.1.2 材料
黑腹果蝇的几个品系:野生型18#(Wild type,+)、残翅22#(Vestigial,Vg)、
白眼2#(White,w)、黑檀体e(ebony,e)
野生型果蝇的双翅是长翅(翅长过尾部),红眼(复眼红色),灰体(身体灰褐色)。所有野生性状对隐性性状显性完全。
2.1.3 药品
乙醚,乙醇,丙酸,培养基
2.2 实验方法
乙醚麻醉→观察→果蝇交配→选用处女蝇→分出雌雄蝇→单独饲养→杂交→贴好标签→培养→7~8天后倒掉亲本→F1成蝇羽化→开始计算→观察性状。可靠的计数及观察是培养开始的20天以内(再晚F2也可能有了)。若须继续实验,观察F2,可在F1内挑出雌雄数对,另外培养,因为这次是用F1作亲本,进行个体间互交,所以这时不是处女蝇也可以。但如要把F1雌蝇与另一品系雄蝇杂交时,还要严格地选取处女蝇,方法同上。
在作新的留种培养时,应事先检查一下果蝇有没有混杂,以防原种丢失。亲本的数目一般每瓶5~10对,移入新瓶时,须将培养瓶横卧,然后用毛笔将麻醉的果蝇从白瓷板上轻轻扫入,待果蝇醒过来后再把培养瓶竖起,以防果蝇粘在饲料上。原种每2~4周换一次培养基。每一原种培养至少保留两套,培养瓶的标签上要写明突变名称,培养日期等。作原种培养温度可控制在10~15℃,培养时避免日光直射。
果蝇在适宜条件下会产子代,在肉眼能看到幼虫时就可把亲本倒掉,几天以后,新的成蝇便产生。待成蝇有了足够保种的数量后,要调换培养瓶,作为下一代的亲本,继续培养。
原种果蝇培养遇到的麻烦是饲料发 霉。发霉的原因很多,如用具没有灭菌,空气污染,亲本不及时倒掉,都会引起饲料发霉。严重的霉菌污染会影响果蝇的生长。饲料中加丙酸可以抑制霉菌,但并不能完全制止。发现培养瓶中有少量霉点时可用烧过的解剖针挑出。若大量霉菌污染,可把果蝇全部倒在一个消毒过的空指管中,让它活动2~3小时,换一支指管,再活动1~2小时,而后倒入一支新的培养瓶中继续培养,这样可以防止霉菌污染。
原种保存遇到的另一个问题是混杂,几个不同品系的果蝇在一起培养,一定要防止混杂。培养瓶的塞子要做得紧些,不使果蝇逃出。调换培养瓶时,要防止果蝇飞散。外逃的果蝇要打死。发现了混杂的原种,要根据原种果蝇的全部特征,挑出数对雌雄蝇饲养,进行筛选直到完全没有分离为止。一般混杂时,只要方便,可以重新引种,将混杂种弃去。
2.2.1 实验设计
第一周:
1.我们实验的目的是分别验证三种不同的遗传方式(自由组合,伴性遗传和基因的连锁交换),所以我们要选取合适的果蝇组合进行杂交。具体组合方式如下表所示:
表一:亲本果蝇组合类型
项目 自由组合定律 伴性遗传 基因的连锁与交换
亲本 灰身 长翅 红眼 红眼 长翅
黑檀体 残翅 白眼 白眼 残翅
2.按表格中对应的亲本组合类型分别将2只雌蝇和2只雄蝇放入新的培养管中,并贴上标签,写上杂交组合、实验时间、实验者的姓名等内容。
3.相同操作进行反交实验。将培养瓶置于25℃下培养一周。
第二周:
4.将培养瓶中所有亲本果蝇清除,继续培养一周,并配置新的培养基,以备第三周用。
第三周:
5.观察并记录正反交组合中F1的性状。
6.从正反交组合中的F1中各挑选出两对果蝇,放入一个新的培养瓶,贴上标签,在25℃下继续培养。
第四周:
7.将培养瓶中所有亲本果蝇清除后,继续培养一周。
第五周
8.当F2代果蝇数目足够时,将成蝇全数麻醉至死,倾倒在滤纸上,用显微镜观察果蝇的不同性状,分别统计并记录数据。
3. 结果
3.1 数据记录
表二:果蝇A与果蝇B的杂交结果1
正交(雌A×雄B) 反交(雌B×雄A)
F1 表型 灰身 长翅 表型 灰身 长翅
雌 雄 雌 雄
数目 21 25 数目 5 13
F2 表型 灰身 长翅 灰身 残翅 黑身 长翅 黑身 残翅 表型 灰身 长翅 灰身 残翅 黑身 长翅 黑身 残翅
数目 45 16 13 4 数目 31 16 17 4
比例 12 5 4 1 比例 9 4 4 1
表三:果蝇A与果蝇B的杂交结果2 正交(雌A×雄B) 反交(雌B×雄A)
F1 表型 灰身 长翅 红眼 黑身 残翅 白眼 表型 灰身 长翅 红眼 黑身 残翅 白眼
雌 雄 雌 雄 雌 雄 雌 雄
数目 37 31 0 0 数目 55 0 0 45
F2 数目 46 19 0 22 数目 22 19 16 20
表型 数目
红眼 长翅 82
白眼 残翅 32
白眼 残翅 3
红眼 长翅 4
红眼 残翅 18
白眼 长翅 7
白眼 残翅 12
红眼 残翅 8
3.2 结果分析
3.2.1 自由组合定律
3.2.1.1 图谱分析
A 灰身长翅(AABB) B 黑体残翅(aabb)
P: AABB(灰身长翅)×aabb(黑体残翅)
F1: AaBb(灰身长翅)
自交
F2: AABB AaBB AABb AaBb aaBB aaBb AAbb Aabb aabb
灰身长翅 黑体长翅 灰身残翅 黑体残翅
理论 比值: 9 : 3 : 3 : 1
实际 正交 数量: 45 17 14 5
比值: 9 : 3.75 : 3 : 0.75
反交 数量: 29 16 17 14
比值: 9 : 5 : 5.3 : 4.7
3.2.1.2 适合度测验
由上面我们的分析可以看出,最后我们的出来的比例与理论的比例有一定的偏差,那么实得比数与理论比数是否适合呢?我们需要进行适合度测验。
表四:果蝇A与果蝇B杂交的单因子适合度测验
正交 基因 体色基因(A/a) 翅型基因(B/b)
表型 灰身 黑体 合计 长翅 残翅 合计
实得数 56 17 73 59 14 73
预期数 54.75 18.25 73 54.75 18.25 73
χ2 0.00457 0.771
P 0.50—0.95(>0.05) 0.1—0.5(>0.05)
反交 基因 体色基因(A/a) 翅型基因(B/b)
表型 灰身 黑体 合计 长翅 残翅 合计
实得数 40 31 71 40 31 71
预期数 53.25 17.75 71 53.25 17.75 71
χ2 9.507 11.272 P <0.01 <0.01
表五:果蝇A与果蝇B杂交的双因子适合度测验
表型 合计
正交 灰身长翅 黑体长翅 灰身残翅 黑体残翅
实得数 42 16 12 3 73
预期数 41 14 14 4 73
χ2 0.705
反交 P(n=3) 0.50—0.95(>0.05)