第四章孟德爾基因互作56

1、1/19第三節(jié)第三節(jié) 多因一效與一因多效多因一效與一因多效section 3.5 multigenic effect & pleiotropism一、多因一效一、多因一效(multigenic effect)二、一因多效二、一因多效(pleiotropism)一、多因一效一、多因一效(multigenic effect)(p88)多因一效：多因一效：由多對基因控制、影響同一性狀表現(xiàn)的現(xiàn)象。由多對基因控制、影響同一性狀表現(xiàn)的現(xiàn)象。生化基礎(chǔ)：生化基礎(chǔ)：一個性狀形成是由許多基因所控制的許多生化過程一個性狀形成是由許多基因所控制的許多生化過程連續(xù)作用的結(jié)果。連續(xù)作用的結(jié)果。 如：玉米正常葉綠素的形成與

2、如：玉米正常葉綠素的形成與50多對不同的基因多對不同的基因有關(guān)，分別控制葉綠素不同成份形成或不同發(fā)育階有關(guān)，分別控制葉綠素不同成份形成或不同發(fā)育階段的生化反應(yīng)。段的生化反應(yīng)。二、一因多效二、一因多效(pleiotropism)一因多效：一因多效：一對基因影響、控制多個性狀發(fā)育的現(xiàn)象。一對基因影響、控制多個性狀發(fā)育的現(xiàn)象。生化基礎(chǔ)：一個基因改變直接影響以該基因為主的生化基礎(chǔ)：一個基因改變直接影響以該基因為主的生化過程，同時也影響與之有聯(lián)系的其它生化過程，生化過程，同時也影響與之有聯(lián)系的其它生化過程，從而影響其它性狀表現(xiàn)。從而影響其它性狀表現(xiàn)。如：豌豆花色基因如：豌豆花色基因c/c實際上是與植株色

3、素形成相實際上是與植株色素形成相關(guān)的一系列生化反應(yīng)相關(guān)，同時還控制種皮顏色關(guān)的一系列生化反應(yīng)相關(guān)，同時還控制種皮顏色(c-灰色種皮，灰色種皮，c-淡色種皮淡色種皮)、葉腋色斑、葉腋色斑(c-有黑斑，有黑斑，c-無黑斑無黑斑)。第四節(jié)、非等位基因間的互作第四節(jié)、非等位基因間的互作基因互作基因互作(interaction of genes)：細(xì)胞內(nèi)各基因在決：細(xì)胞內(nèi)各基因在決定生物性狀表現(xiàn)時，所表現(xiàn)出來的相互作用。定生物性狀表現(xiàn)時，所表現(xiàn)出來的相互作用?；蚧プ鞯膶哟危夯蚧プ鞯膶哟危夯騼?nèi)互作基因內(nèi)互作(intragenic interaction)：等位基因間互：等位基因間互作作。一對等位基因

4、在決定一個性狀時表現(xiàn)出來的相。一對等位基因在決定一個性狀時表現(xiàn)出來的相互關(guān)系：完全顯性、不完全顯性、共顯性等?；リP(guān)系：完全顯性、不完全顯性、共顯性等?；蜷g互作基因間互作(intergenic interaction)：非等位基因間：非等位基因間互作互作。在多因一效情況下，決定一個單位性狀的多。在多因一效情況下，決定一個單位性狀的多對非等位基因間表現(xiàn)出來的相互關(guān)系。對非等位基因間表現(xiàn)出來的相互關(guān)系。5/19兩對非等位基因間互作的類型兩對非等位基因間互作的類型 互補作用互補作用 積加作用積加作用 重疊作用重疊作用 顯性上位性作用顯性上位性作用 隱性上位性作用隱性上位性作用 抑制作用抑制作用互補作

5、用互補作用(complementary effect)1. 互補作用的含義：互補作用的含義：兩對獨立遺傳基因分別處于顯性純合或雜合狀態(tài)時，兩對獨立遺傳基因分別處于顯性純合或雜合狀態(tài)時，共同決定共同決定一種性狀一種性狀表現(xiàn)；當(dāng)只有一對基因是顯性，表現(xiàn)；當(dāng)只有一對基因是顯性，或兩基因都是隱性純合時，則表現(xiàn)或兩基因都是隱性純合時，則表現(xiàn)另一種性狀另一種性狀。發(fā)生互補作用的基因稱為發(fā)生互補作用的基因稱為互補基因互補基因(complementary gene)。2. 例：香豌豆例：香豌豆(lathyrus odoratus)花色遺傳?；ㄉz傳。香豌豆香豌豆()花色遺傳花色遺傳香豌豆花色由兩對基因香豌豆花

6、色由兩對基因(c/c，p/p)控制：控制：p 白花白花(ccpp) 白花白花(ccpp) f1 紫花紫花(ccpp) f2 9 紫花紫花(c_p_) : 7 白花白花(3c_pp + 3ccp_ + 1ccpp)分析：分析：兩對基因在世代間傳遞時仍然遵循獨立分配規(guī)律。兩對基因在世代間傳遞時仍然遵循獨立分配規(guī)律。f2產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型及其產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型及其9:7的比例是由于兩對基因間的比例是由于兩對基因間的互補作用。的互補作用。返祖遺傳返祖遺傳(atavism)(p85)積加作用積加作用(additive effect)1.積加作用的含義：積加作用的含義：當(dāng)兩種顯性基因同時存在時產(chǎn)生當(dāng)兩種顯性基因同

7、時存在時產(chǎn)生一種性狀一種性狀；單獨存；單獨存在時，表現(xiàn)在時，表現(xiàn)另一種相似的性狀另一種相似的性狀；而兩對基因均為隱；而兩對基因均為隱性純合時表現(xiàn)性純合時表現(xiàn)第三種性狀第三種性狀。2.例：南瓜例：南瓜(cucurbita pepo)果形遺傳。果形遺傳。南瓜南瓜()果形遺傳果形遺傳南瓜果形受南瓜果形受a/a、b/b兩對基因共同控制：兩對基因共同控制：p 圓球形圓球形 (aabb) 圓球形圓球形 (aabb) f1 扁盤形扁盤形 (aabb) f2 9 扁盤形扁盤形(a_b_) : 6圓球形圓球形(3a_bb + 3aab_) : 1 長圓形長圓形 (aabb)重疊作用重疊作用(duplicate

8、effect)1.重疊作用的含義：重疊作用的含義：不同基因?qū)π誀町a(chǎn)生相同影響，只要兩對等位基因不同基因?qū)π誀町a(chǎn)生相同影響，只要兩對等位基因中存在一個顯性基因，表現(xiàn)為中存在一個顯性基因，表現(xiàn)為一種性狀一種性狀；雙隱性個；雙隱性個體表現(xiàn)體表現(xiàn)另一種性狀另一種性狀；f2產(chǎn)生產(chǎn)生15:1的性狀分離比例。的性狀分離比例。這類作用相同的非等位基因叫做這類作用相同的非等位基因叫做重疊基因重疊基因(duplicate gene)。2.例：薺菜例：薺菜(bursa pursa-pastoria)蒴果形狀遺傳蒴果形狀遺傳薺菜蒴薺菜蒴()果形狀遺傳果形狀遺傳受受t1/t1、t2/t2兩對基因控制：兩對基因控制：p

9、三角形三角形 (t1t1t2t2) 卵形卵形 (t1t1t2t2) f1 三角形三角形(t1t1t2t2) f2 15 三角形三角形 (9t1_t2 _ + 3t1_t2t2 + 3t1t1t2 _) : 1 卵形卵形 (t1t1t2t2)分析：分析：三對基因重疊作用情況下，三對基因重疊作用情況下，f2的分離比例的分離比例63:1。顯性上位性作用顯性上位性作用(dominant epistasis)1.顯性上位性作用的含義：顯性上位性作用的含義：兩對獨立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用，而且兩對獨立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用，而且其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)有其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)

10、有遮蓋作用遮蓋作用。上位性上位性(epistasis)與下位性與下位性(hypostasis)如果起遮蓋作用的基因是顯性基因，稱為上位顯性如果起遮蓋作用的基因是顯性基因，稱為上位顯性基因；其作用稱為基因；其作用稱為顯性上位性作用顯性上位性作用。2.例：狗毛色遺傳例：狗毛色遺傳狗毛色遺傳狗毛色遺傳p 褐色狗褐色狗 (bbii) 白色狗白色狗 (bbii) f1 白色狗白色狗 (bbii) f2 12 白白 (9b_i _ + 3bbi_ ) : 3 黑黑 (b_ii) : 1 褐褐 (bbii)其中：其中：i 對對b/b基因有顯性上位性作用?；蛴酗@性上位性作用。隱性上位性作用隱性上位性作用(r

11、ecessive epistasis)1.隱性上位性作用的含義：隱性上位性作用的含義： 在兩對互作基因中，其中一對的隱性基因?qū)α硪粚υ趦蓪プ骰蛑?，其中一對的隱性基因?qū)α硪粚蚱鹕衔恍宰饔??；蚱鹕衔恍宰饔谩?隱性上位性基因。隱性上位性基因。2.例：玉米例：玉米(zea mays)胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳有色有色(c)/無色無色(c)、紫色、紫色(pr)/紅色紅色(pr)。p 紅色紅色 (ccprpr) 白色白色 (ccprpr) f1 紫色紫色(c_pr_) f2 9 紫色紫色(c_pr_) : 3 紅色紅色 (c_prpr

12、) : 4 白色白色 ( 3ccpr_ + 1ccprpr)其中其中c對對pr/pr基因有隱性上位性作用?；蛴须[性上位性作用。如：控制家鼠毛色遺傳的兩對基因 c基本色澤基因 c白化（上位基因） r黑色基因 r淺黃色基因f2表型擴比例：9黑色 ：3 淺黃色 ： 4 白化隱性上位作用（隱性上位作用（ f f2 2代表型比為：代表型比為： 9 3 49 3 4）抑制作用抑制作用(inhibiting effect)1.抑制作用的含義：抑制作用的含義：在兩對獨立基因中，一對基因本身不能控制性狀表在兩對獨立基因中，一對基因本身不能控制性狀表現(xiàn)，但其顯性基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)卻具有抑制現(xiàn)，但其顯性基因?qū)?/p>

13、另一對基因的表現(xiàn)卻具有抑制作用。作用。對其它基因表現(xiàn)起抑制作用的基因稱為對其它基因表現(xiàn)起抑制作用的基因稱為抑制基因抑制基因(inhibiting gene, suppressor)。2.例：玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳。例：玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳。玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳p 白色蛋白質(zhì)層白色蛋白質(zhì)層(ccii) 白色蛋白質(zhì)層白色蛋白質(zhì)層 (ccii) f1 白色白色(ccii) f2 13 白羽色白羽色(9c_i _ + 3cci_ + 1ccii) : 3 有色有色 (c_ii)i/i基因本身不決定性狀表現(xiàn)，但當(dāng)顯性基因基因本身不決定性狀表現(xiàn)，但當(dāng)顯性基因i存在存在時對時對c/c基因的表現(xiàn)起抑制作用?；虻谋憩F(xiàn)起抑制作用。非等位基因互作關(guān)系小結(jié)非等位基因互作關(guān)系小結(jié)1. 兩對非等位基因互作模兩對非等位基因互作模式與獨立分配規(guī)律。式與獨立分配規(guī)律。非等位基因仍然按照分非等位基因仍然按照分離與自由組合規(guī)律進行離與自由組合規(guī)律進行分離與組合；分離與組合；并且只有互作的非等位并且只有互作的非等位基因位于非同源染色體基因位于非同