染色體和連鎖群課件

1、第六章 染色體和連鎖群第一節(jié) 連鎖與交換第二節(jié) 交換值及其測定第三節(jié) 基因定位與連鎖遺傳圖第四節(jié) 真菌的遺傳分析（教材第二節(jié)）第五節(jié) 人類染色體作圖（教材第三節(jié)）第五節(jié) 染色體遺傳機制在理論上和實踐上的意義.（教材第四節(jié)）第一節(jié) 連鎖與交換Section 3.1 Linkage and Crossing Over一、連鎖遺傳現(xiàn)象二、連鎖遺傳的解釋三、完全連鎖與不完全連鎖四、交換與不完全連鎖的形成五、重組型配子的比例六、交換的細胞學證據(jù)一、連鎖遺傳現(xiàn)象1906年，英國學者貝特森（Bateson）和潘耐特（Pannett）:花的顏色和花粉粒的形狀。(一)、香豌豆(Lathyrus odoratus

2、)兩對相對性狀雜交試驗.花色： 紫花(P) 對 紅花(p) 為顯性；花粉粒形狀： 長花粉粒(L) 對 圓花粉粒(l) 為顯性。1. 紫花、長花粉粒紅花、圓花粉粒.2. 紫花、圓花粉粒紅花、長花粉粒.組合一：紫花、長花粉粒紅花、圓花粉粒組合一：紫花、長花粉粒紅花、圓花粉粒結(jié)果：F1兩對相對性狀均表現(xiàn)為顯性，F(xiàn)2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型；F2四種表現(xiàn)型個體數(shù)的比例與9:3:3:1相差很大，并且兩親本性狀組合類型(紫長和紅圓)的實際數(shù)高于理論數(shù)，而兩種新性狀組合類型(紫圓和紅長)的實際數(shù)少于理論數(shù)。組合二：紫花、圓花粉粒紅花、長花粉粒組合二：紫花、圓花粉粒紅花、長花粉粒結(jié)果：F1兩對相對性狀均表現(xiàn)為顯性，F(xiàn)2

3、出現(xiàn)四種表現(xiàn)型；F2四種表現(xiàn)型個體數(shù)的比例與9:3:3:1相差很大，并且兩親本性狀組合類型(紫圓和紅長)的實際數(shù)高于理論數(shù)，而兩種新性狀組合類型(紫長和紅圓)的實際數(shù)少于理論數(shù)。(二)、連鎖遺傳現(xiàn)象.雜交試驗中，原來為同一親本所具有的兩個性狀在F2中不符合獨立分配規(guī)律，而常有連在一起遺傳的傾向，這種現(xiàn)象叫做連鎖(linkage)遺傳現(xiàn)象。相引相(coupling phase)與相斥相(repulsion phase).二、連鎖遺傳的解釋為什么F2不表現(xiàn)9:3:3:1的表現(xiàn)型分離比例。(一) .每對相對性狀是否符合分離規(guī)律？(二) .非等位基因間是否符合獨立分配規(guī)律？(三) .摩爾根等的果蠅遺傳

4、試驗；(四) .連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋。(一)、每對相對性狀是否符合分離規(guī)律？(二)、兩對相對性狀自由組合？測交法：測定雜種F1產(chǎn)生配子的種類和比例赫欽森(C. B. Hutchinson, 1922)玉米測交試驗(P149) 用玉米研究基因連鎖的好處籽粒顏色： 有色(C)、無色（c）籽粒飽滿程度：飽滿(Sh)、凹陷(sh)相引相測交試驗；相斥相測交試驗。試驗結(jié)果分析：F1產(chǎn)生的四種類型配子比例不等于1:1:1:1；親本型配子比例高于50，重組型配子比例低于50；親本型配子數(shù)基本相等，重組型配子數(shù)也基本相等。測交：相引相測交：相斥相(三)、摩爾根等的果蠅遺傳試驗1926年發(fā)表基因論(The The

5、ory of the Gene)專著，提出基因在染色體上呈直線排列。果蠅(Drosophila melanogaster)眼色與翅長的連鎖遺傳：眼色：紅眼(pr+)對紫眼(pr)為顯性；翅長：長翅(vg+)對殘翅(vg)為顯性。相引相雜交與測交相斥相雜交與測交結(jié)果：F1形成四種類型的配子；但比例顯然不符合1:1:1:1，且親本類型配子明顯多于重組型配子；兩種親本型配子數(shù)大致相等，兩種重組型配子數(shù)也大致相等。果蠅眼色與翅長連鎖遺傳：相引相Ppr+pr+vg+vg+prprvgvgF1pr+prvg+vgprprvgvg(測交)Ftpr+prvg+vg1339prprvgvg1195pr+prvg

6、vg 151prprvg+vg 154果蠅眼色與翅長連鎖遺傳：相斥相Ppr+pr+vgvgprprvg+vg+F1pr+prvg+vgprprvgvg(測交)Ftpr+prvg+vg 157prprvgvg 146pr+prvgvg 965prprvg+vg1067(四)、連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋連鎖遺傳規(guī)律：連鎖遺傳的相對性狀是由位于同一對染色體上的非等位基因間控制，具有連鎖關(guān)系，在形成配子時傾向于連在一起傳遞；交換型配子是由于非姊妹染色單體間交換形成的?？刂乒壯凵统衢L的兩對非等位基因位于同一同源染色體上。即：相引相中，pr+vg+連鎖在一條染色體上，而prvg連鎖在另一條染色體，雜種F1一對

7、同源染色體分別具有pr+vg+和prvg。三、 完全連鎖和不完全連鎖完全連鎖 (complete linkage)：如果連鎖基因的雜種F1(雙雜合體)只產(chǎn)生兩種親本類型的配子，而不產(chǎn)生非親本類型的配子，就稱為完全連鎖。是指雜種個體在形成配子時，沒有發(fā)生非姊妹染色單體之間交換的連鎖遺傳例如雄果蠅(P157)和雌家蠶(P158)中通常不發(fā)生交換，連鎖基因完全連鎖，不發(fā)生重組。 不完全連鎖 (incomplete linkage)：指連鎖基因的雜種F1不僅產(chǎn)生親本類型的配子，還會產(chǎn)生重組型配子。 是指雜種個體的連鎖基因，在配子形成過程中，同源染色體非姊妹染色單體之間發(fā)生了互換的連鎖遺傳完全連鎖(co

8、mplete linkage)完全連鎖(complete linkage)A Ba b不完全連鎖(incomplete linkage)不完全連鎖(incomplete linkage)不完全連鎖(incomplete linkage)C-Sh基因間的連鎖與交換四、交換與不完全連鎖的形成重組合配子的產(chǎn)生是由于：減數(shù)分裂前期 I 同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生了節(jié)段互換。(基因論的核心內(nèi)容)1. 同一染色體上的各個非等位基因在染色體上各有一定的位置，呈線性排列；2. 染色體在間期進行復(fù)制后，每條染色體含兩條姊妹染色單體，基因也隨之復(fù)制；3. 同源染色體聯(lián)會、非姊妹染色單體節(jié)段互換，導(dǎo)致基因交換

9、，產(chǎn)生交換型染色單體；4. 發(fā)生交換的性母細胞中四種染色單體分配到四個子細胞中，發(fā)育成四種配子(兩種親本型、兩種重組合型/交換型)。5. 相鄰兩基因間發(fā)生斷裂與交換的機會與基因間距離有關(guān)：基因間距離越大，斷裂和交換的機會也越大。連鎖與交換的遺傳機理PF1(復(fù)制)同源染色體聯(lián)會(偶線期)非姊妹染色單體交換(偶線期到雙線期)終變期 四分體連鎖與交換的細胞學證據(jù)連鎖與交換的細胞學證據(jù)連鎖與交換的細胞學證據(jù)五、重組型配子的比例1. 盡管在發(fā)生交換的孢(性)母細胞所產(chǎn)生的配子中，親本型和重組型配子各占一半，但是雙雜合體所產(chǎn)生的四種配子的比例并不相等，因為并不是所有的孢母細胞都發(fā)生兩對基因間的交換。2.

10、重組型配子比例是發(fā)生交換的孢母細胞比例的一半，并且兩種重組型配子的比例相等，兩種親本型配子的比例相等。重組型配子的比例六、交換的細胞學證據(jù)第二節(jié) 交換值及其測定Section 3.2 Determining of Crossing-over Value一、 交換值的概念二、 交換值的測定三、交換值與遺傳距離四、影響交換值的因素一、 交換值的概念 P156交換值(cross-over value)，也稱重組率/重組值，是指重組型配子占總配子的百分率。即：親本型配子+重組型配子用哪些方法可以測定各種配子的數(shù)目？二、 交換值的測定(一)、測交法測交后代(Ft)的表現(xiàn)型的種類和比例直接反映被測個體(如

11、F1)產(chǎn)生配子的種類和比例。相引相與相斥相的測交結(jié)果：C-Sh相引相的交換值為3.6%；C-Sh相斥相的交換值為3.0%。(二)、自交法測交法與自交法的應(yīng)用比較；自交法的原理與過程：(以香豌豆花色與花粉粒形狀兩對相對性狀，P-L交換值測定為例。)C-Sh基因間的連鎖與交換香豌豆P-L基因間交換值測定(1)設(shè)F1產(chǎn)生的四種配子PL, Pl*, pL*, pl的比例分別為：a, b, c, d；則有：a+b+c+d=1a=d, b=c香豌豆P-L基因間交換值測定(2)F2的4種表現(xiàn)型(9種基因型)及其理論比例為：P_L_ (PPLL, PPLl, PpLL, PpLl)：a2+2ab+2ac+2b

12、c+2adP_ll (PPll, Ppll) ：b2+2bdppL_ (ppLL, ppLl) ：c2+2cdppll ： d2d2香豌豆P-L基因間交換值測定(3)而F2中雙隱性個體(ppll)的實際數(shù)目是可出直接觀測得到的(本例中為1338)，其比例也可出直接計算得到(1338/6952)，因此有：香豌豆P-L基因間交換值測定(4)相斥相的分析：三、交換值與遺傳距離1. 非姊妹染色單體間交換數(shù)目及位置是隨機的；2. 兩個連鎖基因間交換值的變化范圍是0, 50%，其變化反映基因間的連鎖強度、基因間的相對距離；兩基因間的距離越遠，基因間的連鎖強度越小，交換值就越大；反之，基因間的距離越近，基因

13、間的連鎖強度越大，交換值就越小。3. 通常用交換值/重組率來度量基因間的相對距離，也稱為遺傳距離(genetic distance)。通常以1%的重組率作為一個遺傳距離單位/遺傳單位。四、影響交換值的因素1. 年齡對交換值的影響老齡雌果蠅的重組率明顯下降。2. 性別對交換值的影響雄果蠅和雌家蠶的進行減數(shù)分裂時很少發(fā)生交換。3. 環(huán)境條件對交換值的影響高等植物的干旱條件下重組率會下降，而的溫度過高或過低的情況下，其重組率會增加。4. 交換值的遺傳控制交換的發(fā)生也受遺傳控制，如在大腸桿菌中：recA+ recA-RecA(重組酶)第三節(jié) 基因定位與連鎖遺傳圖一、連鎖分析的方法二、干擾和符合三、連鎖

14、遺傳圖基因定位基因定位(gene location/localization)：確定基因在染色體上的相對位置和排列次序。根據(jù)兩個基因位點間的交換值能夠確定兩個基因間的相對距離，但并不能確定基因間的排列次序。例：玉米糊粉層有色C/無色c基因、籽粒飽滿Sh/凹陷sh基因均位于第九染色體上；且C-Sh基因間的交換值為3.6%。因此，一次基因定位工作常涉及三對或三對以上基因位置及相互關(guān)系。兩對基因間的排列次序根據(jù)上述信息可知：C-Sh間遺傳距離為3.6個遺傳單位；但不能確定它們在染色體上的排列次序，因而有兩種可能的排列方向，如下圖所示：一、 連鎖分析的方法基因連鎖分析的主要方法：(一)、兩點測驗(tw

15、o-point testcross)通過三次測驗，獲得三對基因兩兩間交換值、估計其遺傳距離；每次測驗兩對基因間交換值；根據(jù)三個遺傳距離推斷三對基因間的排列次序。(二)、三點測驗(three-point testcross)一次測驗就考慮三對基因的差異，從而通過一次測驗獲得三對基因間的距離并確定其排列次序。兩點測驗：步驟(1/3)1. 通過三次親本間兩兩雜交，雜種F1與雙隱性親本測交，考察測交子代的類型與比例。例：玉米第9染色體上三對基因間連鎖分析：子粒顏色：有色(C)對無色(c)為顯性；飽滿程度：飽滿(SH)對凹陷(sh)為顯性；淀粉粒：非糯性(Wx)對糯性(wx)為顯性.(1).(CCShS

16、hccshsh)F1ccshsh(2).(wxwxShShWxWxshsh)F1wxwxshsh(3).(wxwxCCWxWxcc)F1wxwxcc兩點測驗的3個測交結(jié)果兩點測驗：步驟(2/3)2. 計算三對基因兩兩間的交換值估計基因間的遺傳距離。兩點測驗：步驟(3/3)3. 根據(jù)基因間的遺傳距離確定基因間的排列次序并作連鎖遺傳圖譜。C-Sh: 3.6Wx-Sh: 20Wx-C: 22兩點測驗：局限性1. 工作量大，需要作三次雜交，三次測交；2. 不能排除雙交換的影響，準確性不夠高。當兩基因位點間超過五個遺傳單位時，兩點測驗的準確性就不夠高。三點測驗：步驟(1/7-2/7)仍以玉米C/c、Sh

17、/sh、Wx/wx三對基因連鎖分析為例，在描述時用“+”代表各基因?qū)?yīng)的顯性基因。1. 用三對性狀差異的兩個純系作親本進行雜交、測交：P:凹陷、非糯性、有色 飽滿、糯性、無色shsh + + + wxwx cc F1及測交: 飽滿、非糯性、有色凹陷、糯性、無色 +sh +wx +c shsh wxwx cc 2. 考察測交后代的表現(xiàn)型、進行分類統(tǒng)計。在不完全連鎖的情況下測交后代有多少種表現(xiàn)型？3. 按各類表現(xiàn)型的個體數(shù)，對測交后代進行分組；4. 進一步確定兩種親本類型和兩種雙交換類型；三點測驗：步驟(3/7-4/7)三點測驗：步驟(5/7)5. 確定三對基因在染色體上的排列順序。用兩種親本型配

18、子與兩種雙交換型配子比較：雙交換配子與親本型配子中不同的基因位點位于中間。如：+ wx c與sh wx c相比只有sh位點不同，因此可以斷定sh位點位于wx和c之間；同理，sh + +與+ + +相比也只有sh位點不同，也表明sh位點位于wx和c之間。基因間排列順序確定三點測驗：步驟(6/7)6. 計算基因間的交換值。由于雙交換實際上在兩個區(qū)域均發(fā)生交換，所以在估算每個區(qū)域交換值時，都應(yīng)加上雙交換值，才能夠正確地反映實際發(fā)生的交換頻率。三點測驗：步驟(7/7)7. 繪制連鎖遺傳圖。Sh位于wx與c之間；wx-sh: 18.4sh-c: 3.5wx-c:21.9。*兩個思考問題：1.三點測驗考慮

19、到了wx與c之間的雙交換值，應(yīng)該比兩點測驗得到的遺傳距離更大。但事實上變小了，為什么？2.各種方法在各次試驗中測定的交換值-遺傳距離都不相同，倒底哪一個最能反映基因間的遺傳距離？如何選擇？二、 干擾和符合(并發(fā)率和干涉P170)1. 理論雙交換值連鎖與互換的機理表明：染色體上除著絲粒外，任何一點均有可能發(fā)生非姊妹染色單體間的交換。但是相鄰兩個交換是否會發(fā)生相互影響呢？如果相鄰兩交換間互不影響，即交換獨立發(fā)生，那么根據(jù)乘法定理，雙交換發(fā)生的理論頻率(理論雙交換值)應(yīng)該是兩個區(qū)域交換頻率(交換值)的乘積。例：wxshc三點測驗中，wx和c基因間理論雙交換值應(yīng)為：0.1840.035=0.64%。二

20、、 干擾和符合2. 干擾(interference)（P170）：測交試驗的結(jié)果表明：wx和c基因間的實際雙交換值為0.09，低于理論雙交換值，這是由于wx-sh間或sh-c間一旦發(fā)生一次交換后就會影響另一個區(qū)域交換的發(fā)生，使雙交換的頻率下降。這種現(xiàn)象稱為干擾(interference)，或干涉：一個交換發(fā)生后，它往往會影響其鄰近交換的發(fā)生。其結(jié)果是使實際雙交換值不等于理論雙交換值。為了度量兩次交換間相互影響的程度，提出了符合系數(shù)的概念。符合系數(shù)(coefficient of coincidence)符合系數(shù)也稱為并發(fā)系數(shù)（P170）：用以衡量兩次交換間相互影響的性質(zhì)和程度。例如前述中：符合系

21、數(shù)=0.09/0.64=0.14.符合系數(shù)的性質(zhì)：真核生物：0, 1正干擾；*某些微生物中往往大于1，稱為負干擾。三、 連鎖遺傳圖(linkage map) (P171)連鎖遺傳圖(linkage map)，遺傳圖譜(genetic map)。定義: 存在于同一染色體上的基因，組成一個連鎖群（linkage group）。把一個連鎖群的各個基因之間的距離和順序標志出來，就能形成（繪）連鎖遺傳圖。特點: 一種生物連鎖群的數(shù)目與染色體的對數(shù)是一致的。即有n對染色體就有n個連鎖群，如水稻有12對染色體，就有12個連鎖群。玉米的連鎖遺傳圖三、 連鎖遺傳圖(linkage map)2. 連鎖群的數(shù)目.

22、連鎖群的數(shù)目不會超過染色體的對數(shù)，但暫時會少于染色體對數(shù)，因為資料積累的不多。3. 遺傳作圖的過程與說明。 要以最先端的基因點當作0，依次向下排列。以后發(fā)現(xiàn)新的連鎖基因，再補充定出位置。如果新發(fā)現(xiàn)的基因位置應(yīng)在最先端基因的外端，那就應(yīng)該把0點讓給新的基因，其余基因的位置要作相應(yīng)的變動。(P173)4. 重組值與交換值的關(guān)系(P173)5. 孟德爾的幸運 (P176)基因間的距離與交換值、遺傳距離、連鎖強度第四節(jié) 真菌類的遺傳學分析教材第二節(jié)P177鏈孢霉（Neurospora crassa）的生活史鏈孢霉Neurospora是真菌，屬于子囊菌綱，在遺傳研究上應(yīng)用極廣。這類真菌特別有利之處在于它

23、們一方面行有性生殖，具有跟高等動植物行為相象的染色體，另一方面又象細菌那樣有較短的生活周期。鏈孢霉的有性生殖周期只要10天，能在含碳源和某些無機鹽的簡單培養(yǎng)基中生長。鏈孢霉(Neurospora crassa)是一種絲狀真菌，生活史相當復(fù)雜(圖6.2)。培養(yǎng)的鏈孢霉是由許多分枝的細絲即菌絲組成的，菌絲由隔壁分成隔，每隔有近百個單倍體核。它們的生殖方式通常是無性的，菌絲體發(fā)出氣生菌絲，長出無性孢子，叫做分生孢子，有的是單核的小分生孢子，有的是多核的大分生孢子，分生孢子萌發(fā)出新的菌絲。有性生殖只有在兩個不同交配型菌株一起生長時才會進行。在固體瓊脂上，兩個菌株都形成許多雌性生殖結(jié)構(gòu)，稱為原子囊殼。原

24、子囊殼是菌絲的圓形聚合物，包有特殊的菌絲，向空間伸展成為受精絲。不同交配型的小分生孢子(有時甚至一根菌絲體)與受精絲相接觸時就發(fā)生受精作用。準備進行融合受精細胞的核移至受精絲下部，進入稱為產(chǎn)囊體的特殊菌絲中去。這時細胞核的變化是很復(fù)雜的，實際上兩種交配型的細胞核都進行分裂，成對的不同交配型的細胞核分到許多產(chǎn)囊菌絲中去。接著在每條產(chǎn)囊菌絲中都發(fā)生下列過程：由每種交配型的一個核共同形成子囊原始細胞，這兩個核在伸長的細胞中融合成二倍體細胞核；二倍體細胞核立即進行減數(shù)分裂；減數(shù)分裂的四個產(chǎn)物再進行有絲分裂，在一個子囊中形成四對子囊孢子。同時，其他菌絲形成了一個厚壁包圍著產(chǎn)囊菌絲，構(gòu)成長頸瓶狀的子囊殼。

25、特別應(yīng)當注意的是：每個子囊是一次減數(shù)分裂的產(chǎn)物，而每對孢子則是有絲分裂的產(chǎn)物，因此每對孢子的每個成員具有相同的基因型。每次減數(shù)分裂所產(chǎn)生的四個產(chǎn)物即四分體(四個分生孢子)不僅仍保留在一個子囊中，而且在子囊中成線狀排列。這是一種有順序的四分體(四分子或八分子在子囊中呈直線排列直列四分子，直列八分子，具有嚴格的順序)，是提供遺傳分析獨一無二的非常重要的結(jié)構(gòu)。四分體分析（tetrad analysis）指根據(jù)一個子囊中四個按嚴格順序直線排列的四分子(或其有絲分裂產(chǎn)物子囊孢子)表現(xiàn)進行的遺傳分析，也稱為直列四分子分析。鏈孢霉的特點是它的四分體是順序排列的。不僅減數(shù)分裂的四個產(chǎn)物在子囊中仍連在一起，而且

26、代表減數(shù)分裂四個染色單體的子囊孢子是直線排列的，排列的順序跟減數(shù)分裂中期板上染色單體的定向相同。因此，我們用遺傳學方法可以區(qū)分每個染色單體，而用細胞學檢查方法是辦不到的。四分體遺傳分析的特殊意義在于：(1) 能從四分體不同類型出現(xiàn)的相對頻率計算連鎖關(guān)系；(2) 能計算標記基因與著絲點之間的連鎖；(3) 子囊中子囊孢子嚴格的交互性表明減數(shù)分裂是一個交互過程；(4) 分析表明，每次交換僅涉及四個染色單體中的兩個，而多次交換則可能涉及二價體的兩個、三個以至所有四個染色單體。讓我們考察一下交配型不同的菌株的雜交結(jié)果。二倍體子囊原始細胞是Aa，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生兩個A和兩個a，再經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生四對子囊孢子。

27、這四對子囊孢子在子囊中有六種排列順序(表6.3)。為了方便起見，我們寫出子囊孢子對的基因型而不寫單個孢子的基因型。表6.3 鏈孢霉的第一次和第二次分裂分離 Lindegren(1932)關(guān)于交配型等位基因A和a分離的數(shù)據(jù)。他解剖了274個子囊并測定了每一孢子對的交配型。表中是六種可能子囊類型的數(shù)值。123456AAaaAAaaAaAaaAaAAaaAaAAa觀察到的子囊數(shù)105129951016表6.3中第1和第2種類型的子囊是第一次分裂分離的子囊，因為在第一次減數(shù)分裂時帶有A基因的兩條染色單體移向一極，而帶有a基因的另外兩條染色單體移向另一極，因此在每一子囊中兩個A孢子對相互鄰接，兩個a孢子

28、對也相互鄰接。第3至第6種類型的子囊是第二次分裂分離的子囊，因為要到第二次減數(shù)分裂A和a才分離，子囊中相同的孢子對不相鄰接。 A A A A A M A M A A a a A a a a a a a a (a) 第一次分裂分離 A A A A A M a M a a A A a a A a a A a a (b) 第二次分裂分離 第一次分裂分離: 第二次分裂分離: 圖513 8個子囊孢子排列類型*著絲粒作圖( centromere mapping) 如果減數(shù)分裂過程中，基因位點與著絲點間不發(fā)生非姊妹染色單體間交換，一對等位基因分離產(chǎn)生的兩種類型的孢子將分別排列在子囊的兩端；如果發(fā)生交換將產(chǎn)生

29、不同的排列方式?？筛鶕?jù)子囊中孢子排列方式判斷該次減數(shù)分裂是否發(fā)生交換，并計算交換值；該交換值為基因與著絲點間的交換值，因此可估計基因位點與著絲點間遺傳距離，并進行連鎖作圖，稱著絲點作圖。如果減數(shù)分裂的產(chǎn)物是隨機分布的話，六種類型子囊的分布頻率應(yīng)該相同，而Lindegren得到的數(shù)據(jù)(表6.3)卻清楚地表明并非如此。這是為什么呢？在減數(shù)分裂時，帶有A和a的同源染色體沿其長度配對，再分裂為染色單體并參與重組；如果二價體在中期板上定向和正常分離的話，在兩個同源染色體之間至少應(yīng)有一個交叉，倘若A位點與著絲點之間沒有產(chǎn)生交換，兩個等位基因A和兩個等位基因a仍將附著在同一個著絲點上，并在第一次減數(shù)分裂的后

30、期一起分離，減數(shù)分裂就只能產(chǎn)生第l或第2種類型的子囊。換句話說，第一次分裂分離時基因位點與著絲點之間并未發(fā)生交換。當A位點與著絲點之間發(fā)生交換時，第一次減數(shù)分裂后，每個子細胞核得到一條具A和a染色單體的染色體。只有在第二次減數(shù)分裂中，每個染色單體分到各子囊孢子去的時候，A和a才相互分離。結(jié)果在子囊中，A或a孢子對，或a和A孢子對互相分開；每一個第二次分裂分離的 子囊是供試位點與著絲點之間發(fā)生一次交換的結(jié)果。根據(jù)這種特殊情況，就有可能計算某一位點和著絲點之間的重組百分率。重組百分率的標準公式如下：在第一次分裂分離的子囊中，Aa位點與著絲點之間沒有重組的染色單體。在第二次分裂分離的子囊中，四條染色

31、單體中有兩條(即1/2)發(fā)生重組。在所有子囊中重組染色單體數(shù)是第二次分裂分離子囊數(shù)的2倍(2N2)。染色單體的總數(shù)是子囊數(shù)的4倍(4N1 + 4N2)，這里N1和N2是第一次和第二次分裂分離的子囊數(shù)。因此，重組百分率是：這等于第二次分裂分離子囊數(shù)百分率的一半根據(jù)Lindegren的數(shù)據(jù)，我們可以計算A位點和著絲點之間的重組百分率是：自由組合現(xiàn)在我們考察一下涉及兩對等位基因分離的雜交。表6.4是Lindegren從交配型A的野生菌株跟交配型a具有絨毛菌絲體的菌株( )雜交中得到的數(shù)據(jù)。雖然兩對等位基因的分離會出現(xiàn)66即36種不同的類型，但可以把它減化為七種子囊類型。因為： 也可以代表 而 也可以

32、代表 ， ，和 表6.4表示七種可能的子囊類型。表6.4 鏈孢霉（Neurospora crassa）的自由組合Lindegren在雜交中絨毛菌絲體(f )對正常菌絲體(f +)和交配型A對a的分離數(shù)據(jù)1234567總計Af+Af+afafaf+af+AfAfAf+af+AfafAf+Afaf+afAf+afAf+afaf+AfAf+afAf+afaf+Af觀察子囊數(shù)1620660313109表示第二次分裂分離的子囊：ff-+aA-6603311336713孢子對數(shù)目：Af+320660603107af320660603107af+040660023111Af040660023111首先考慮f

33、 +和f的分離情況：對f +和f 來說，109個子囊中有67個是第二次分裂分離的，所以絨毛位點與著絲點之間的重組百分率是：同樣，A位點與著絲點之間的重組百分率是：然后我們再來考慮A和f +位點是在同一條染色體上還是在不同染色體上，它們是連鎖的還是自由組合的?這取決于四種不同類型孢子對的分布頻率。如果f +和A是緊密連鎖的話，我們可以預(yù)期親本型孢子f +A和f a占絕對優(yōu)勢；而如果它們位于不同染色體上，則四種類型的孢子數(shù)應(yīng)該相等。根據(jù)表6.4我們可以看到四種類型的分布頻率相同，因此A和f 位點是非連鎖的。連鎖圖可以表示如下：連鎖分析P182雜交： nic + + ade其中 nic是菸酸依賴型，

34、要在培養(yǎng)基中添加菸酸才能生長， ade是腺嘌呤依賴型，要在培養(yǎng)基中添加腺嘌呤才能生長。上面已講過，一對基因雜交，有6種不同的子囊型，兩對基因雜交，有6636種不同的子囊型；但是可把36種不同的子囊型歸納為7種基本子囊型。這7種子囊型和實得的子囊數(shù)列于表6.5表6.5 nic + + ade 得到的7種不同的基本子囊型和相應(yīng)的子囊數(shù)P183 子囊型（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）基因型次序+ ade+ adenic + nic + + + +nic adenic ade+ + ade nic + nic ade+ adenic ade+ +nic + adenic + adenNic

35、+ +nic ade+ +nic ade+ +nic ade+ adenic +分離發(fā)生的時期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2子囊型分類PDNPDTTPDNPDT實得子囊數(shù)80819059015分析方法相同，先算出nic位點和著絲點的重組百分率為：ade和著絲點的重組百分率為：nic和ade之間有三種可能性可以考慮：第一， nic和ade可能位于不同的染色體上，并且是自由組合的。但第一種類型的子囊數(shù)大大超過預(yù)期，排除了這種可能性。第二， nic和ade可能在同一條染色體上，并位于著絲點的兩邊。這時它們之間的重組百分率大約應(yīng)是14%。但是，表6-5和表6-6(P185)證

36、實，nic和ade在同一條染色體上，并位于著絲點的同一側(cè)。第三，它們在同一條染色體臂上，重組百分率只有4.25%。如果nic和ade連鎖，其重組百分率用重組孢子數(shù)總孢子數(shù)100的公式來計算。表6.5中，有208個重組孢子對，重組百分率為：因此連鎖順序應(yīng)該是：注意：9.30 - 5.05 = 4.25 5.2。這種差異我們在三點測驗時也曾看到，這是因為某些二價體中存在一次以上重組的緣故（雙交換）。染色單體干擾 P187六種子囊孢子排列方式第一次分裂分離與第二次分裂分離(1-2)兩種排列方式：野生型lys+和突變型lys-在 AI 彼此分離，稱第一次分裂分離(first division segr

37、egation)。著絲粒和lys基因位點間不發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這兩種子囊類型就是非交換型子囊。(3-6)四種排列方式：第一分裂產(chǎn)物中野生型與突變型未發(fā)生分離，野生型和突變型 AII 發(fā)生分離，稱第二次分裂分離(second division segregation)。著絲粒與基因位點間發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這四種子囊均為交換型子囊。非交換型、交換型子囊的形成 P180-181將著絲點當作一個基因位點看待，計算基因位點與著絲點間的交換值，估計基因與著絲點間的遺傳距離，稱為著絲點距離。第五節(jié) 人類染色體作圖人類基因定位研究近來發(fā)展很快，在研究技術(shù)上主要應(yīng)用體細胞雜交和DNA分析法。

38、但是，對于那些無法以體外培養(yǎng)雜種細胞表達的性狀或疾病，就需要借助于家系連鎖分析法。這種方法適合于分析基因連鎖、基因定位、基因診斷等。一. 家系分析法家系的連鎖分析首先要從群體中選擇適合的家系，要求被挑選家系中雙親之一或兩個為雙雜合體，并且注意雙雜合體家系要隨機抽樣，避免產(chǎn)生偏倚。同時必須剔除下列幾種家系：（1）雙親性狀不能在子代中得到分離的，如GgTtGGTT；（2）家庭中僅有一個子代的；（3）親本之一的基因型不明或死亡的。三代的系譜在三代系譜中較容易確定子代是否發(fā)生基因重組，可直接計算重組值。例：如圖，設(shè)黑色表示患一種顯性的肌強直功能不全(mytonic dystrophy)；性狀標志為唾液

39、分泌類型，由Se和se一對等位基因所控制， Se為顯性基因。圖 肌強直功能不全和唾液分泌類型發(fā)生分離的家庭I-1個體患有肌強直功能不全癥并伴有唾液分泌型的特性；I-2不患此病并為非分泌型。其生育的女兒（II-1）也為肌強直功能不全癥并伴有唾液分泌型，所以她（II-1）的疾病和分泌型性狀的兩個基因來自父親，說明疾病基因和Se基因在一條染色體上，她的基因型為GSe/gse，為相引相的雙雜合體。第三代的性狀開始分離，有的為分泌型伴疾病，有的不伴病。在第三代六個子代中，III-1個體為健康者并為分泌型，說明原來疾病基因和Se基因連鎖的染色體與其同源染色體間發(fā)生了交換，因此該個體為重組體。III-2 I

40、II-6均為非重組體。因此重組率為：1/6。二. 體細胞法1968年 Donahue 發(fā)現(xiàn) No.1染色體著絲粒區(qū)異常與Duffy 血型( Fy )相關(guān) 三. 體細胞雜交法體細胞是生物體除生殖細胞外的所有細胞。細胞雜交又稱細胞融合（cell fusion），是將來源不同的兩種細胞融合成一個新細胞。大多數(shù)體細胞雜交是用人的細胞與小鼠、大鼠或倉鼠的體細胞進行雜交。這種新產(chǎn)生的融合細胞稱為雜種細胞（hybrid cell)，含有雙親不同的染色體。雜種細胞有一個重要的特點是在其繁殖傳代過程中出現(xiàn)保留嚙齒類一方染色體而人類染色體則逐漸丟失，最后只剩一條或幾條，其原因至今不明。這種僅保留少數(shù)甚至一條人染色體的雜種細胞正是進行基因連鎖分析和基因定位的有用材料。由于人和鼠類細胞都有各自不同的生化和免疫學特征，Miller等運用體細胞雜交并結(jié)合雜