性別決定與性連鎖遺傳

第三章連鎖遺傳分析與染色體作圖第六節(jié)連鎖基因的交換和重組

連鎖遺傳現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)連鎖法則的建立完全連鎖與不完全連鎖重組頻率的測定交換基因定位與染色體作圖難點三點測交第六節(jié)連鎖基因的交換和重組一、

連鎖現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)(一)、香豌豆(Lathyrusodoratus)兩對相對性狀雜交試驗.

相引（coupling）

相斥（repulsion)互斥相——互引相——

組合一：紫花、長花粉?！良t花、圓花粉粒組合二：紫花、圓花粉?！良t花、長花粉粒

（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(couplingphase)與相斥相(repulsionphase)描述花色兩個顯性性狀連在一起遺傳(顯)((隱)((顯)圓花粉粒(紅花(隱)長花粉粒(描述親本花色花粉粒形狀P1紫花(顯)長花粉粒(顯)兩個隱性性狀連在一起遺傳P2紅花(隱)圓花粉粒((隱)一個顯性性狀與另一個隱性性狀P1紫花(顯)((隱)一個隱性性狀與另一個顯性性狀P2(隱)(顯)相引相相斥相（三）連鎖遺傳的解釋(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？(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)玉米測交試驗籽粒顏色：有色(C)、無色（c）籽粒飽滿程度：飽滿(Sh)、凹陷(sh)玉米的有色、無色、飽滿、和凹陷測交：相引相二、

完全連鎖與不完全連鎖連鎖——完全連鎖——不完全連鎖——霍爾丹定律(Haldane‘slaw)連鎖群（Linkagegroup）——連鎖群的數(shù)目，等于單倍體染色體數(shù)

果蠅的完全連鎖三、

重組頻率的測定交換值（crossing-overvalue）重組值（recombinationvalue）重組率（recombinationfrequency）公式：重組頻率（RF）=重組型數(shù)目/親組型數(shù)目+重組型數(shù)目=[重組合∕(親組合＋重組合)]100％單位:圖距單位m.u.（mapunit）或厘摩（centimorgancM）重組值

交換值玉米作為遺傳學研究材料的優(yōu)點:玉米為例，互引、互斥，RF值均約等于3%親組型遠高于重組型相引（coupling）相斥（repulsion)親組型遠高于重組型四、

交換同一染色體上的相互連鎖的基因為什么會出現(xiàn)一定頻率的重組？出現(xiàn)新組合的機制是什么？

（一）

交叉型假設(shè)要點：

核心：交叉是交換的結(jié)果，而不是交換的原因細胞學上觀察到交叉，表明同源染色體的非姐妹染色單體間已發(fā)生交換當F1植株減數(shù)分裂時，8%的性母細胞在sh-c間形成交叉（可在顯微鏡下觀察到的），意味著交換發(fā)生，由于每一個性母細胞發(fā)生一次交換，只有50%重組類型，所以，在F1形成的配子中，重組型配子應為8%×50%=4%

另外的92%的性母細胞產(chǎn)生的配子全是親組型，加上發(fā)生過交換的性母細胞產(chǎn)生的4%的親組型配子，親組型配子共為96%

測交法可用于計算重組率（=重組型配子百分率）（二）

連鎖交換定律——遺傳學第三定律基本內(nèi)容：P97生物遺傳性狀發(fā)生變異的主流：自由組合，連鎖交換

（三）

影響交換的因素物理因素化學因素生物本身因素

如：性別，

霍爾丹定律

（四）

多線交換與最大交換值最大交換值——多線交換是否會改變最大交換值？圖3-13對于A-C基因，理論上計算，產(chǎn)生的親組型和重組型的比值總是1：1，最大交換值不會超過50%

雙交換特點：1．

頻率低2.兩個基因間若發(fā)生雙交換，見不到重組體；若中央有另一個基因，則這個基因改變位置，所以，雙交換的結(jié)果使兩側(cè)基因的重組率低于實際交換值

a+++cbacb+++a+b+c+ac+++b兩個基因間若發(fā)生雙交換，見不到重組體；若中央有另一個基因，則這個基因改變位置所以，雙交換的結(jié)果使兩側(cè)基因的重組率低于實際交換值五、基因定位和染色體作圖（一）

基因直線排列原理及其相關(guān)概念1．

基因定位2．

染色體圖（基因連鎖圖或遺傳圖）3．

圖距“基因的直線排列原理”任何3個距離較近的a、b、c連鎖基因，若已分別測得a、b和b、c間的距離，那么a、c的距離，就必然等于前兩者距離的差或和例：果蠅，X染色體上3個基因，w白眼、y黃體、bi粗脈翅，測交得知，bi－w5.3cM，

w－y1.1cM要確定3個基因的相對排列位置，還需測出bi－y?即，須做3次兩點測交（每次包括2個基因在內(nèi)，分別進行3次測交的方法）

（二）

三點測交與染色體作圖兩點測交：要確定3個基因位點在一條染色體上的相對位置時，須進行3次雜交及相應的測交，較繁瑣；另一不足是，檢查不出雙交換三點測交：將3個基因包括在同一次交配中，3雜合體與3隱性個體做測交，一次實驗就等于3次“兩點試驗”（如上述）；而且，能測出雙交換

結(jié)果分析：1．

歸類2．

確定正確的基因順序3．

計算重組值，確定圖距4.繪染色體圖

為什么兩側(cè)基因ec－ct的圖距不等于ec－cv，cv－ct2個重組值之和？因為，兩側(cè)基因間發(fā)生雙交換時，測不出重組型，計算ec－ct重組值時沒有將雙交換計入，使重組值小于實際交換值

所以，ec－ct的實際交換值應該為重組值（可測得的）加2倍雙交換值，即18.4%+2×0.15%=18.7%校正后的圖距

18.7=10.3+8.4

符合“基因直線排列原理”三點測交實驗的意義在于:（1）比兩點測交方便、準確。一次三點測交相當于3次兩點測交實驗所獲得的結(jié)果；（2）能獲得雙交換的資料；（3）證實了基因在染色體上是直線排列的。

二．遺傳干涉和并發(fā)率

并發(fā)系數(shù)（coefficidenceofcoincidenceorcoincidence）C干涉或染色體干涉I

一般，雙交換頻率小于預期值。預期值=兩個單交換的乘積圖3-13例：ec-ct間，預期雙交換值10.3%×8.4%=0.865%實際值5+3/5318=0.15%這是因為，每發(fā)生一次單交換都會影響它鄰近發(fā)生另一次單交換，該現(xiàn)象稱干涉（I）或染色體干涉

當C=1，I=0時，表示無干涉

C=0，I=1時，表示存在完全干涉

1>C>0時表示存在正干涉

（positiveinterference）

C>1，I<0時，表示存在負干涉

（negativeinterference）負干涉僅在微生物中發(fā)生基因轉(zhuǎn)變時才出現(xiàn)。用并發(fā)系數(shù)（C）表示干涉作用的大小C=觀察到的雙交換率/兩個單交換乘積（理論值）交叉干涉（chiasmainterference）I

I＝1－CC越大，干涉作用越小，C=1時，I=0，表示無干涉，反之，C=0時，I=1，干涉完全（意味著一個單交換發(fā)生后，鄰近的另一個單交換就不會發(fā)生）上述

C=0.15%/0.86%=0.17I=1－C=0.83，意味著83%的雙交換被干涉掉了

三．染色單體干涉

(1)(2)(3)(4)(1)2-3二線雙交換

(2)1-4四線雙交換

(3)1-3三線雙交換

(4)2-4三線雙交換

當?shù)谝淮谓粨Q發(fā)生后，第二次交換可在任意兩條非姊妹染色單體之間進行。情況如(1)、(2)、(3)或(4)。制圖函數(shù)(mappingfunction)以重組率為自變量，圖距為因變量所得到的函數(shù)在這里只需要重組率一個變量，并不需要考慮兩基因座之間是否存在雙或多交換為什么使用制圖函數(shù)？只有在兩個基因座距離較近時，才可以使用以RF表示的圖距在中等距離時開始出現(xiàn)雙交換，這時圖距與RF已不成線性關(guān)系距離更遠時，兩基因座之間會出現(xiàn)多重交換，這種非線性關(guān)系變得更加明顯；呈現(xiàn)非連鎖狀態(tài) 在后2種情況下，需尋找一個或多個標記（為發(fā)現(xiàn)雙或多交換而尋找的居間基因）。實際操作起來很困難Haldane制圖函數(shù)Haldane(霍爾丹)推導的重組率校正函數(shù)

RF=(1-e-2x)/2

x代表交換率，e是自然底數(shù) 公式表示重組率與圖距的關(guān)系 圖距的單位是1%交換率說明縱軸為重組率。橫軸為圖距，單位為μ=100x平均交換次數(shù)越多，基因座之間的距離越遠從上圖的實線可以看出，不論染色體上的兩個基因座相距有多遠，其RF值永不會大于50%。當x→∞時e-x→0，這時RF→50%從上圖的虛線可以看出，只有在μ值很小時的一個很小區(qū)間內(nèi)，圖距才與RF呈線性關(guān)系，斜率為1，重組率是加性的。這時的RF可直接用來作為圖距交換次數(shù)很多時（曲線較大區(qū)域），斜率小于1，重組率不再是加性的，RFac<RFab+RFbc。必須用制圖函數(shù)加以校正由RF=(1-e-2x)/2解出x，x=-ln(1-2RF)/2

由此得出：MD=-50ln(1–2RF)m.u.不管基因座之間的遠近，該公式都是適用的RF=(1-e-2x)/2第八節(jié)人類基因組的染色體作圖人類遺傳圖制圖工作始于1936年，主要應用系譜分析法。70年代以后新技術(shù)的采用使此工作得到進展。90年代的人類基因組計劃(humangenomeproject)

人類基因組23對染色體，30億個堿基對，70%單拷貝，30%重復序列

人體基因定位在特定染色體上的方法

（一）

家系分析法1．

Y連鎖基因的定位只出現(xiàn)在男性的性狀2．

X連鎖基因的定位隔代交叉遺傳的性狀，其基因位于X染色體上如果2個性狀都表現(xiàn)為隔代交叉遺傳，則可以判斷2個性狀的基因都在X染色體上，但不能確定它們的排列順序和連鎖強度3.外祖父法可用于計算X染色體上基因的重組率，只需知道母