果蠅等生物有關(guān)性狀的遺傳學(xué)分析

1、.,實驗性質(zhì)：設(shè)計性實驗 實驗時間：4月中旬5月中旬 實驗分組：34人一組 有關(guān)要求：4月16日前提交實驗設(shè)計方案，5月20日前提交實驗報告。,果蠅等生物有關(guān)性狀的遺傳學(xué)分析,.,現(xiàn)有條件： 材料：八種果蠅類型：野生型(+)、黑檀體(e)、殘翅(vg)、白眼(w)、黑體(b)、短（?。┏?m)、白眼小翅（wm）、小翅黑體（mb） 藥品用具：相關(guān)試劑、用具 遺傳學(xué)實驗室,.,實驗?zāi)康募耙?1、實驗?zāi)康模?掌握有代表性實驗材料的選取方法； 掌握果蠅的性狀遺傳分析方法 了解由性染色體上基因所控制的性狀分離規(guī)律； 要求能獨立查閱相關(guān)資料， 掌握實驗結(jié)果的統(tǒng)計分析方法， 理解孟德爾自由組合定律的基本內(nèi)

2、容； 初步掌握設(shè)計實驗的方法步驟。,.,2、實驗要求：,34人一組，每組任意選擇2種類型的突變型，分析這兩種突變型之間的遺傳關(guān)系。要求每組做正反交，并進行預(yù)假設(shè)和適合度檢驗。 實驗前要寫好設(shè)計方案，涉及原理、實驗流程、預(yù)期結(jié)果、參考文獻等。 實驗過程中： 1、處女蠅的選擇要準確。 2、麻醉深度適當； 3、若F1性狀混雜，暫停； 4、培養(yǎng)基不夠用，自行配制，注意配方和數(shù)量； 5、安排人員值班，每人2d，早、晚各1h。鑰匙不得轉(zhuǎn)手。同時督促各組做好開放實驗登記和清潔衛(wèi)生。,.,果蠅屬節(jié)肢動物門、昆蟲綱、雙翅目、果蠅科、果蠅屬。,一、果蠅的生活史,.,果蠅的生活史,.,果蠅識別, ：腹部背面有五條黑

3、條紋, ：腹部背面有三條黑條紋， 最后一條極寬，并延伸到腹面,二、果蠅的雌雄鑒別,.,果蠅識別, ：無性梳, ：前腿跗節(jié)上有性梳,.,果蠅的雌雄鑒別,腹片 6 4,.,三、果蠅的麻醉,麻醉劑：乙醚,.,麻醉方法： 取一麻醉瓶，瓶口與培養(yǎng)瓶大小相仿， 取一棉花塞，在塞入瓶口的一面滴加3滴乙醚，將果蠅轉(zhuǎn)入麻醉瓶內(nèi)，翻轉(zhuǎn)麻醉瓶使瓶口朝上，迅速將滴有適量乙醚的棉塞蓋住麻醉瓶口，約1min左右果蠅倒臥于瓶底，即可將果蠅倒出進行操作。,.,再麻醉 觀察或計數(shù)過程中，果蠅可能蘇醒，可準備一玻璃培養(yǎng)皿，內(nèi)以膠帶貼一小塊棉球，滴入適量乙醚，培養(yǎng)皿口朝下置于一旁備用，如見果蠅翻身走動可將培養(yǎng)皿口朝下，蓋于果蠅上方

4、待其麻醉后再移開。,.,果蠅轉(zhuǎn)入麻醉瓶方法,.,死亡果蠅的標志,.,四、果蠅的突變型,果蠅具有豐富的外表型態(tài)差異，包括眼色、眼形、翅形、翅脈橫隔、剛毛形狀與數(shù)目、體色等。,.,翅脈橫隔,野生型，具有橫隔脈，突變型，缺橫隔脈,.,體色,.,翅形,殘翅,長翅,短（?。┏?.,眼色,白眼,朱紅眼,墨黑眼,紅眼,.,剛毛形態(tài),.,果蠅常見突變型,殘翅,野生型,棒眼,小翅,黑檀體,白眼,.,果蠅突變性狀及基因,.,五、果蠅的飼養(yǎng),1、 培養(yǎng)瓶、滅菌,2、培養(yǎng)基的配制,3、果蠅繼代培養(yǎng),.,果蠅的飼養(yǎng),1、 培養(yǎng)瓶、塞子滅菌,牛奶瓶、大中型指管,.,2、培養(yǎng)基的配制,（1）果蠅培養(yǎng)基成份（100ml）,.

5、,（2）配制方法,玉米粉,糖 瓊脂,.,果蠅的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移果蠅至新培養(yǎng)瓶或麻醉瓶： 取一新培 養(yǎng)瓶，略為松動棉塞，放置于右手側(cè)，取欲轉(zhuǎn) 移果蠅培養(yǎng)瓶于左手側(cè)，以左手握住瓶頸，兩 指輕扣棉塞頂部，以右手輕拍瓶底使果蠅掉落 于培養(yǎng)基表面，左手拔起棉塞以兩指夾住，右 手兩指夾住棉塞新培養(yǎng)瓶棉塞，并將新培養(yǎng)瓶 倒扣于舊培養(yǎng)瓶上，再以左手握住兩瓶口相接 處，翻轉(zhuǎn)使新培養(yǎng)瓶位于下方，然后以右手掌 心輕拍舊培養(yǎng)瓶瓶底，使果蠅掉落于新培養(yǎng)瓶 內(nèi)，迅速蓋上各瓶棉塞。,.,轉(zhuǎn)移果蠅時，為避免麻醉的果蠅直接掉落于培養(yǎng)基表面而粘著于培養(yǎng)基表面致死，可將培養(yǎng)瓶橫放，將麻醉的果蠅倒于瓶壁，待其蘇醒后再將培養(yǎng)瓶正立。,.,注

6、意事項,麻醉劑的使用：乙醚有毒, 揮發(fā)性強，使用時，要注意隨時蓋好瓶蓋，防止乙醚揮發(fā)。 麻醉深度：麻醉果蠅時，要防止麻醉過度，影響繼代培養(yǎng)。 做好標記：新轉(zhuǎn)移的培養(yǎng)瓶上需貼好標簽，注明繼代培養(yǎng)日期及實驗者姓名。,.,實驗原理,遺傳基本規(guī)律：分離規(guī)律；自由組合規(guī)律；伴性遺傳規(guī)律；連鎖與互換規(guī)律。 1、一對相對性狀：長翅(雌)殘翅(雄)；殘翅(雌)長翅(雄) 2、兩對相對性狀：灰殘(雌)檀黑長(雄)；檀黑長(雌)灰殘(雄) 3、伴性遺傳：紅(雌)白(雄)；白(雌)紅(雄),.,實驗操作流程,1、根據(jù)設(shè)計分取突變體 2、果蠅飼養(yǎng) 3、收集處女蠅。雌蠅羽化后812h不交配。親本和F1雌蠅都必需是處女蠅

7、。 4、按組合收集雌雄蠅雜交，貼上標簽（組合名稱、雜交日期、小組名稱） 5、 67d后，幼蟲出現(xiàn)后，放去成蠅（記日期），種蠅要放干凈。 6、34d后，連續(xù)觀察記錄F1性狀，并統(tǒng)計數(shù)字（麻醉后倒在白瓷板上進行統(tǒng)計）。 F1性狀若不符合設(shè)計要求，終止實驗。 7、選出5-6對F1雌雄蠅做兄妹交。 8、 67d后放飛F1代親本（記錄日期）。 9、 34d后，F(xiàn)2代成蠅出現(xiàn)，連續(xù)觀察統(tǒng)計各種性狀，F(xiàn)3代出來后停止記錄。,.,實驗結(jié)果與分析,1、每組根據(jù)自己的設(shè)計將各代正反交的結(jié)果填入表格。 2、將記錄結(jié)果整理，分別做X2測驗，看其是否符合遺傳規(guī)律。F1代要多于30只，F(xiàn)2代要多于50只。記錄好放飛時間（

8、親代和F1代）。 3、對結(jié)果進行分析。,.,本實驗的內(nèi)容和要求還可以擴展到有關(guān)數(shù)量性狀的遺傳分析、果蠅誘變實驗設(shè)計等，自行決定，但實驗前要寫好設(shè)計方案，涉及原理、實驗流程、參考文獻等。,.,誘變實驗（設(shè)計性實驗）,實驗條件：野生型果蠅 實驗?zāi)康模翰捎梦锢矸?、化學(xué)法、生物法等多種實驗手段，使果蠅發(fā)生誘發(fā)突變，通過其遺傳現(xiàn)象找出突變的規(guī)律和特點。,.,物理誘變劑的種類,常見的物理誘變劑是各種射線，如X射線，r射線和中子，此外還有紫外線和射線。 X射線：波長為1000100埃的電離射線，最早的誘變射線。 r射線：一種波長更短的電離射線，波長0.11埃，60CO和137CS是目前應(yīng)用最廣的r射線源。

9、中子：不帶電粒子，在加速器或核反應(yīng)堆中得到能量范圍極廣的中子。 射線：電子或正電子射線束，由32P和35S等放射性同位素直接發(fā)生。透過植物組織能力弱，但電離密度大。當同位素溶液進入組織和細胞后作為內(nèi)照射產(chǎn)生誘變作用。,基本知識：,.,誘變機理,X射線和r射線都是能量較高的電磁波，能引起物質(zhì)的電離。當易受輻射敏感的部位受到射線的撞擊時，發(fā)生離子化，可以引起DNA鏈斷裂，當修復(fù)不能恢復(fù)到原狀就會出現(xiàn)突變。如果射線擊中染色體可導(dǎo)致斷裂，修復(fù)時可造成缺失、重復(fù)、倒位和易位等染色體畸變。中子不帶電，但當與生物體內(nèi)的原子核撞擊后，使原子核變換產(chǎn)生r射線等能量交換，從而影響DNA和染色體的改變。,.,誘變方

10、法,一般采用r圃，以60CO源為中心放置處理材料，以材料與60CO源中心距離和照射時間來控制輻射量。這種r圃對于誘變育種的應(yīng)用不是十分合適的，一般設(shè)置小的60CO室進行處理。可處理植株、植株的局部、處理種子或花粉。處理花粉的優(yōu)點是產(chǎn)生突變不至于形成嵌合體，但花粉的存活時間短暫不易進行處理。但花粉離體培養(yǎng)結(jié)果表明，玉米新鮮花粉可在常溫下儲存在液體石蠟油中2.5h，對花粉活力沒有影響。,.,化學(xué)誘變劑種類,早在1948年，Gustafsson等曾用芥子氣處理大麥獲得突變體。1967年Nilan用硫酸二乙酯處理大麥種子育成了矮稈、高產(chǎn)品種Luther。此后化學(xué)誘變劑的應(yīng)用逐漸發(fā)展起來。目前較公認的最

11、有效和應(yīng)用較多的是烷化劑和疊氮化物兩類。烷化劑中仍以甲基磺酸乙酯(EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亞胺(EI)等類型的化合物應(yīng)用較多，疊氮化合物則以疊氮化鈉(NaN3 )研究和應(yīng)用較多。,.,化學(xué)誘變劑誘變機理,烷化劑 指具有烷化功能的化合物,帶有一個或多個活性烷基,該烷基轉(zhuǎn)移到一個電子密度較高的分子上,可置換堿基中的氧原子，堿基被烷化后，DNA在復(fù)制時會導(dǎo)致配對錯誤，產(chǎn)生突變。 疊氮化鈉 一種動植物的呼吸抑制劑，可使復(fù)制中的DNA的堿基發(fā)生替換，從而導(dǎo)致突變體的發(fā)生，是目前誘變率高而安全的一種誘變劑。,.,化學(xué)誘變劑的處理方法,利用化學(xué)誘變劑處理種子較為普遍，其方法是直接把種子浸泡在含有

12、化學(xué)試劑的溶液中，可以誘發(fā)各類體細胞突變。一般來說，玉米種子的處理效果較差，因為成熟的玉米籽粒胚中具有分開的、已定型的雄花和雌穗原基細胞，并且在突變發(fā)生過程中容易產(chǎn)生細胞間的競爭，使突變細胞受到抑制或消亡，被排斥在生殖過程之外。,.,化學(xué)誘變劑的處理方法,用含有化學(xué)藥劑的石蠟油處理玉米花粉是目前已知的最有效的方法。以EMS為例，具體的處理方法步驟如下：用EMS與輕質(zhì)石蠟油混合，制備成濃度為0.1-0.2%EMS處理液；在適當?shù)臅r間，收集玉米新鮮花粉，在一個帶蓋的瓶中，把花粉與EMS處理液混合；最后用一把小號毛刷，把被處理花粉涂到選好的雌穗花絲上。,.,化學(xué)誘變劑的特點有：,誘發(fā)突變率較高，而染色體畸變較少，并且誘變范圍廣。 對處理材料損傷輕，有的化學(xué)誘變劑只限于DNA的某些特定部位發(fā)生變異。 大部分有效的化學(xué)誘變劑較物理誘變劑的生物損傷大，容易引起生活力和可育性下降。,.,誘變育種的一般步驟,處理材料的選擇 誘變劑量的選擇 用6