2023年果蠅雜交實驗實驗報告

果蠅雜交實驗【實驗?zāi)康摹客ㄟ^實驗驗證分離規(guī)律、自由組合規(guī)律、伴性遺傳和連鎖互換規(guī)律，掌握果蠅雜交的實驗技術(shù)和基因定位的三點測驗方法，在實驗中純熟運用生物記錄的方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析?！緦嶒炘怼?.果蠅(fruitfly)是雙翅R(Diptcra)昆蟲，屬果蠅屬(genusDrosophila)t約有3000多種，我國已發(fā)現(xiàn)800多種。大部分的物種以腐爛的水果或植物體為食,少部分則只取用真菌，樹液或花粉為其食物。以果蠅作為遺傳學(xué)研究的材料，運用突變株研究基因和性狀之間的關(guān)系已近一百年，至今，各種研究遺傳學(xué)的工具已達完善的地步，果蠅對今日的遺傳學(xué)的發(fā)展有其不可磨滅的奉獻;從1980年初,Drs.C.Ness1ein-Volhard和E.Weichaus以果蠅作為發(fā)育生物學(xué)的模式動物，運用其完備的遺傳研究工具來探討基因是如何調(diào)控動物體胚胎的發(fā)育,也帶動了其它模式生物(線蟲、斑馬魚、小鼠和擬南芥等)的研究，且有非常具體的成果。通常用作遺傳學(xué)實驗材料的是黑腹果蠅(。/心?！lame1anogaster).用果蠅作為實驗材料有許多優(yōu)點：⑴飼養(yǎng)容易。在常溫下，以玉米粉等作飼料就可以生長,繁殖。⑵生長迅速。十天左右就可完畢一個世代，每個受精的雌蠅可產(chǎn)卵400-500個，因此在短時間內(nèi)就可獲得大量的子代，便于遺傳學(xué)分析。⑶染色體數(shù)少。只有4對。⑷唾腺染色體制作容易。橫紋清楚，是細胞學(xué)觀測的好材料。⑸突變性狀多，并且多數(shù)是形態(tài)突變，便于觀測。果蠅的生活史：

bbXsnXsnBbX*YBBX+YbbXsnXsnBbX*YBBX+YBBXsnYBbXSnYbbX+Yb0灰體直剛毛黑體直剛毛灰體焦剛毛黑體焦剛毛理論比值：3：1:3:1實際數(shù)量：4243149435601199比值：3.54：1.25:2.97：反交：P：黑體直剛毛(bbXj+)X灰體焦剛毛(BBX^Y)Fl:BbX*XsnXBbX+YvF2：BBX+X+BbX+X+BBX+X5nBbX+XsnbbX+XSnbbX+X+BbX+YBBX+YBBXsnYBbXsnYbbX+Y比值：比值：8.32比值：8.322.872.57bbXsn比值：8.322.872.57K/Y灰體直剛毛、/Y黑體直剛毛k\/YY灰體焦剛毛黑體焦剛毛理論比值：9:3:3:1實際數(shù)量：580720231791698

X2檢查表型合計正父灰體直剛毛黑體直剛毛灰體焦剛毛黑體焦剛毛實得數(shù)424314943560119910496預(yù)期數(shù)393613123936131210496X294.8463P(n=3)V0.01（差異極顯著）反交實得數(shù)58072023179169810299預(yù)期數(shù)5793.18751931.06251931.0625643.687510299x217.4544P(n=3)<0.01（差異極顯著）3.伴性遺傳圖譜分析正交反交P：X“'XW（雌白眼）XX+Y（雄紅眼）X+X+(雌紅眼)XXWY(雄白眼）1F1:X+X"'（雌紅眼）XX“'Y（雄白眼）x+xw（雌紅眼）Xx+Y（雄紅眼）理論：1:111:1實際：25I：16Y29F2：X+XwXWXWX+YXWYx+x+x+xwX+YXWY

一中中雌紅眼雄紅眼一中中雌紅眼雄紅眼2:1：5135:2747：雄白眼理論1:1:1:11實際3069：2583:2537：23071965X?檢查紅眼白眼合計正交F1表型雌雄雌雄實得數(shù)25001641預(yù)期數(shù)20.50020.541X21.9756P(n=l)0.1—0.5(>().05)(差異不顯著)F2表型雌雄雌雄合計實得數(shù)306925372583230710496預(yù)期數(shù)262426242624262410496X2117.288()P(n=3)<0.01（差異極顯著）反交F1表型雌雄雌雄合計實得數(shù)30290059預(yù)期數(shù)29.529.50059x20.0169P(n=l)0.5—0.95(>0.05)(差異不顯著)F2表型雌雄雌雄合計實得數(shù)51352747-19659847預(yù)期數(shù)4923.52461.75-2461.759847X2142.3761P(n=2)<0.01（差異極顯著）4.連鎖互換定律運用正交數(shù)據(jù)進行記錄可知，表型++sn和wm+個體數(shù)目最少,應(yīng)是雙互換產(chǎn)物,由此可以推論，基因sn一定位于中間，而三基因的相對順序是w

三點測交結(jié)果記錄F2表型數(shù)量比例曷組發(fā)生在基因w-snsn—mw-m+++385666.25%wsnm3098++m88115.94%VJwsn+792+snm71814.08%VVw++760+sn+1513.73%VVw+m240總計10496117.81%19.66%30.02%互換值圖距理論值w-m30.02%+2X3.73%=37.47%37.4734.6sn-m19.66%19.6615.1w—sn17.81%17.8119.5并發(fā)率1.07干擾-0.07染色體圖TOC\o"1-5"\h\zwsnmL17.8119.66TOC\o"1-5"\h\z,33.4理論連鎖圖wsnm34.6015.1019.60【分析及討論】.分離定律的驗證：果蠅的體色是一對獨立遺傳的常染色體基因。對于這對基因來說，自身遵守分離定律，且正反交表型比率相同。但是針對實驗得到表型比率來看,相差比較大。單因子適合度測驗重要是來驗證分離定律。在X2適合度檢查中我們發(fā)現(xiàn)，正交的結(jié)果P值＞0.（）5,說明實驗得到的數(shù)據(jù)與理論的數(shù)據(jù)相差不大，支持最初的假設(shè)。但是對于反交來說,得到的P值＜0.01,說明與孟德爾分離定律相差很大，不可以用基因的回交來說明。.自由組合定律的驗證：果蠅的體色和剛毛是兩對獨立遺傳的基因，剛毛基因位于X染色體上。因此，對于這兩對基因來說，自身遵守自由組合定律，且F2正反交表型比率不同，通過圖譜分析，我們得到正交表型比率（灰體直剛毛:灰體焦剛毛:黑體直剛毛:黑體焦剛毛）分別為3:3：1:1和9:3：3:lo在雙因子x2適合度檢查中，正反交的結(jié)果P值均v0.01,與孟德爾自由組合定律相差很大。針對于以上單因子及雙因子x2適合度檢查發(fā)生的現(xiàn)象，我認為重要有以下兩個方面的因素：1）選取的實驗方案自身存在問題。這兩對基因并不是完全獨立遺傳，由反交型的單因子適合度測驗可以看出，體色分離比不符合3:1,也許兩個基因存在于某些有關(guān)于性別方面的連鎖。2）實驗的隨機誤差較大。實驗操作的不到位以及對果蠅性別、表型特性分辨錯誤使結(jié)果出現(xiàn)誤差。.伴性遺傳規(guī)律:果蠅的眼色是由X染色體控制的遺傳性狀,其基因僅位于果蠅的X染色體上。對于這對基因來說，遵守伴性遺傳的規(guī)律，且正反交個體在F1、F2代上表型比率不同,通過圖譜分析，正交個體在F1代產(chǎn)生的雄性個體都是白眼的。通過x2適合度測驗,正反交的結(jié)果F1代P值均＞0.05,符合伴性遺傳規(guī)律，而F2代P值均＜0.01,不符合伴性遺傳規(guī)律。分析因素重要是：1）在伴性遺傳中，眼色基因并不是獨立進行遺傳,其會與X染色體上其他基因發(fā)生連鎖互換，從而產(chǎn)生表型性狀不符合理論比率的情況，甚至在F2代會出現(xiàn)白眼雌蠅的性狀（按照遺傳圖譜分析,F2代不會出現(xiàn)該性狀）。2）實驗的隨機誤差較大。實驗操作的不到位以及對果蠅性別、表型特性分辨錯誤使結(jié)果出現(xiàn)誤差。.連鎖互換定律的驗證：由以上分析數(shù)據(jù)可以看出，本組實驗結(jié)果與理論值較為接近,特別是sn-m基因間的圖距。產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差的因素也許是進行實驗的環(huán)境條件有差異，我們知道不同環(huán)境條件下的重組值是有變化的。并且進行三點測交實驗數(shù)據(jù)越多越精確，實驗室中果蠅數(shù)目有限這就使偶爾因素引起的誤差的影響力加大，也是導(dǎo)致結(jié)果與理論值有偏差的因素之一。加之三隱性個體的生存力很弱,在幼蟲密度較高時易在自然選擇中被淘汰，在實驗中此因素也有也許引起誤差。并且觀測果蠅時，有一些觀測不到放走的,死掉的或者沒有觀測清楚的等等。但是雖然定量結(jié)果存在一定偏差，但是此實驗還是可以準確地反映三個基因的連鎖位置關(guān)系。根據(jù)本組實驗數(shù)據(jù)計算出的并發(fā)率近似等于1,距此可判斷此三個基因間不存在干擾。果蠅的生活周期長短與溫度有密切關(guān)系。一般來說，30C以上溫度能使果蠅不育或死亡，低溫能使生活周期延長，生活力下降，飼養(yǎng)果蠅的最適溫度為20?25°C。生活周期長短與飼養(yǎng)溫度的關(guān)系果蠅在25℃時，從卵到成蠅需10天左右，成蟲可活26?33天。果蠅的生1()℃15℃20℃25℃卵一幼蟲幼蟲f成蟲57天18天8天6大5天4天活史如下:雌蠅一減數(shù)分交受精雄蠅一減數(shù)分裂一精子第一批成蟲羽化（第八天）（可,26?33天）。。產(chǎn)第一「卵期（第四天）第二次蛻皮第二次蛻皮（第二天）-第二次蛻皮（第二天）-。。。第二次蛻皮（第二天）-。（第零天）第一次如皮蟲（第一天）果蠅的生活周期和各發(fā)育階段的通過時間果蠅的性別及突變性狀的鑒別：果蠅的每一體細胞有8個染色體（2n=8），可配成4對，其中3對在雌雄果蠅中是同樣的，稱常染色體。此外一對稱性染色體，在雌果蠅中是XX,在雄蠅中是XY。果蠅的雌雄在幼蟲期較難區(qū)別，但到了成蟲期區(qū)別相稱容易。雄性個體一般較雌性個體小，腹部環(huán)紋5條，腹尖色深，第一對腳的跑節(jié)前端表面有黑色鬃毛流蘇,稱性梳(Sexcombs)。雌性環(huán)紋7條，腹尖色淺，無性梳。實驗中選用的果蠅突變性狀一般都可用肉眼鑒定，例如紅眼與白眼，正常翅與殘翅等。而另一些性狀可在解剖鏡下鑒定，如焦剛毛與直剛毛等?，F(xiàn)列表如下:實驗中使用的果蠅突變品系焦剛毛的基因座為sn:本文簡寫為sn。影響部分突變名稱基因符號染色體上座位翅殘翅vgIIR67.0眼色白眼WX1.5體色黑體bIIR48.5剛毛焦剛毛snX21.0翅形小翅mX36.1.野生型果蠅為紅眼、灰身、長翅、直剛毛，與這些性狀相應(yīng)的突變性狀很多，其中灰身(+)與黑身(b)是一對相對?性狀，且灰身對黑身為完全顯性,控制這對相對性狀的基因位于第二號染色體上。用品有這對相對性狀的兩純合親本雜交,性狀的遺傳行為應(yīng)符合分離定律。.黑體果蠅的體色為黑色(b),與之相相應(yīng)的野生型果蠅的體色為灰色(+),灰色對黑色為完全顯性,控制這對相對性狀的基因位于第二號染色體上；果蠅另一突變性狀為焦剛毛(sn)，與之相應(yīng)的野生型性狀為直剛毛(+),控制這對相對性狀的基因位于第一號染色體上，直剛毛對焦剛毛為完全顯性。用品有這兩對相對性狀的純合親本雜交，其性狀的遺傳行為應(yīng)符合自由組合定律。.生物某些性狀的遺傳常與性別聯(lián)系在一起，這種現(xiàn)象稱為伴性遺傳(sex-1inkedinheritance),這是由于支配某些性狀的基因位于性染色體上。果蠅屬XY型生物，共有四對染色體,第一對為性染色體，其余三對為常染色體。雌果蠅的性染色體構(gòu)型為XX,、雄果蠅為XY?？刂乒壯凵幕蛭挥赬染色體上，在Y染色體則沒有與之相應(yīng)的等位基因。將紅眼（+）果蠅和白眼（w）果蠅雜交，其后代眼色的表現(xiàn)與性別有關(guān)。并且,正反交的結(jié)果不同。.不完全連鎖基因在形成配子時,隨同源染色體非姊妹染色體單體之間發(fā)生互換而互換，產(chǎn)生一定頻度的重組型配子，在子代中表現(xiàn)一定比例的重組性狀，通過觀測和記錄測交子代各種表型的個體數(shù)，可估算出連鎖基因間的互換率,由此擬定基因在染色體上的相對位置，繪制出連鎖遺傳圖。已知果蠅（Oms?！?/ame1anogaster｝的紅眼（+）對白眼（w）是顯性，直剛毛（+）對焦剛毛（sn）是顯性，長翅（+）對小型翅（m）是顯性，控制這三對相對性狀的基因都位于X染色體上，若將白眼（w）、焦剛毛（sn）、小型翅（m）三隱性突變體雌蠅（X'vsnmx"與紅眼（+）、直剛毛（+）、長翅（+）野生型雄蠅（X+++Y）雜交，則凡可產(chǎn)生三雜合體雌蠅（X'v5?區(qū)+++）和三隱性雄蠅（XwsnmY）。由于Y染色體上不攜帶相應(yīng)的等位基因，因而表現(xiàn)出X染色體上三個隱性基因所控制的性狀，相稱于一個三隱性純合體。用Fl代雜交（相稱于測交），F(xiàn)2代表現(xiàn)出的8種表型及數(shù)目與F1雌蠅產(chǎn)生的8種配子及數(shù)目一致，通過觀測和記錄F,代（相稱于測交子代）8種表型的個體數(shù)，就可估算出這三對基因間的互換率，由此擬定這三對基因其在染色體上的相對位置，繪制出連鎖遺傳圖?！緦嶒灢牧稀坎煌废档暮诟构?；黑身果蠅（b）：黑體、紅眼、長翅、直剛毛（bb++++++）品系；三隱果蠅：灰體、白眼、小翅、焦剛毛（++wwsnsnmm）品系。實驗用品、藥品：雙筒解剖鏡,銀子，解剖針，毛筆，白瓷板，吸水紙，培養(yǎng)箱，飼養(yǎng)瓶（指管），麻醉瓶，棉花，乙醛，酒精，丙酸，培養(yǎng)基等?！緦嶒灢僮鳌浚ㄒ唬┕墝嶒灱夹g(shù).麻醉:對果蠅進行檢查時，用乙醛麻醉，使果蠅處在昏迷狀態(tài)。使用時將乙醛（2~3滴）滴到麻醉瓶的棉花球上（注意不要讓乙醛流進瓶內(nèi)）,麻醉瓶要保持干燥，否則會粘住果蠅翅膀，影響觀測。麻醉果蠅時,先將長有果蠅的培養(yǎng)瓶在海棉墊上敲，使果蠅所有震落在培養(yǎng)瓶底部，然后迅速打開培養(yǎng)瓶的棉塞，把果蠅倒入去蓋的麻醉瓶中，并立即蓋好麻醉瓶，待果蠅所有昏迷后，倒在白瓷板上進行觀測。果蠅的麻醉限度看實驗規(guī)定而定,對仍需培養(yǎng)的果蠅，以輕度麻醉為宜。但對不再培養(yǎng)，單單進行性狀觀測的果蠅可以深度麻醉，甚至致死也無妨（果蠅翅膀外展45。角，說明死亡）。檢查完畢后，把不需要的果蠅倒入盛有煤油或酒精或水的瓶中（死蠅盛留器）。.果蠅交配:將雌雄果蠅放在一起培養(yǎng)，雌蠅的生殖器中有貯精囊，可保存交配所得的大量精子，雌蠅一次交配所得的精子，足夠它多次排出的卵受精，因此在做雜交實驗時,雌蠅必須選用處女蠅（沒有交配過的雌蠅）。雌蠅孵出后12小時內(nèi)不會交配，這個時間內(nèi)把果蠅所有倒出,分出雌雄蠅，單獨飼養(yǎng)，這時收集的雌蠅是處女蠅。雜交時把所需品系的雄蠅直接放到處女蠅培養(yǎng)瓶中，貼好標簽,注明兩親本的基因型及交配日期，進行培養(yǎng)。7?8天后倒掉親本（一定要倒干凈,以免親代和子代混淆），待F1成蠅羽化后開始計算，觀測性狀。可靠的計數(shù)及觀測是培養(yǎng)開始的20天以內(nèi)（再晚F2也也許有了）。若須繼續(xù)實驗，觀測F2,可在F1內(nèi)挑出雌雄數(shù)對，此外培養(yǎng),由于這次是用F1作親本，進行個體間互交，所以這時不是處女蠅也可以。但如要把F1雌蠅與另一品系雄蠅雜交時，還要嚴格地選取處女蠅，方法同上。.原種培養(yǎng)在作新的留種培養(yǎng)時，應(yīng)事先檢查一下果蠅有沒有混雜，以防原種丟失。親木的數(shù)目一般每瓶5?10對，移入新瓶時，須將培養(yǎng)瓶橫臥,然后用毛筆將麻醉的果蠅從白瓷板上輕輕掃入,待果蠅醒過來后再把培養(yǎng)瓶豎起，以防果蠅粘在飼料上。原種每2?4周換一次培養(yǎng)基（依溫度而定，10?15℃約4周換一次，20?25℃約二周換一次）。每一原種培養(yǎng)至少保存兩套，培養(yǎng)瓶的標簽上要寫明突變名稱，培養(yǎng)□期等。作原種培養(yǎng)溫度可控制在10?15C,培養(yǎng)時避免日光直射。果蠅在適宜條件下會產(chǎn)子代，在肉眼能看到幼蟲時就可把親本倒掉，幾天以后,新的成蠅便產(chǎn)生。待成蠅有了足夠保種的數(shù)量后，要調(diào)換培養(yǎng)瓶，作為下一代的親本，繼續(xù)培養(yǎng)。原種果蠅培養(yǎng)碰到的麻煩是飼料發(fā)霉。發(fā)霉的因素很多，如用品沒有滅菌，空氣污染，親本不及時倒掉，都會引起飼料發(fā)霉。嚴重的霉菌污染會影響果蠅的生長。飼料中加丙酸可以克制霉菌，但并不能完全制止。發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)瓶中有少量霉點時可用燒過的解剖針挑出。若大量霉菌污染，可把果蠅所有倒在一個消毒過的空指管中，讓它活動2?3小時，換一支指管，再活動1?2小時，而后倒入一支新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，這樣可以防止霉菌污染。原種保存碰到的另一個問題是混雜，幾個不同品系的果蠅在一起培養(yǎng)，一定要防止混雜。培養(yǎng)瓶的塞子要做得緊些，不使果蠅逃出。調(diào)換培養(yǎng)瓶時，要防止果蠅飛散。外逃的果蠅要打死。發(fā)現(xiàn)了混雜的原種，要根據(jù)原種果蠅的所有特性，挑出數(shù)對雌雄蠅飼養(yǎng)，進行篩選直到完全沒有分離為止。這樣做，費時費力，只是在不得已時才采用。一般混雜時，只要方便，可以重新引種，將混雜種棄去。（二）果蠅雜交實驗（1）果蠅的性狀觀測、性別鑒定及飼養(yǎng)。（2）選取雜交親本中所用的母本必須是處女蠅。剛羽化的雌蠅在12h內(nèi)一般無交配能力。在雜交前放出親本培養(yǎng)瓶中的所有成蠅，每隔10?12h收集一次羽化的成蠅，并將雌雄蠅分開飼養(yǎng)。收集處女蠅數(shù)量的多少根據(jù)需要而定。（3）麻醉接種用黑身果蠅與三隱果蠅雜交，正反交同時進行。即三隱第X黑身白,黑身孕X三隱白。將所選處女蠅按品系分別麻醉，按不同雜交組合分別選取雌、雄蠅各6?10只移入雜交瓶中,為了防止昏迷果蠅被培養(yǎng)基粘住，可將培養(yǎng)瓶放倒，將果蠅置于

正交孕BBx"n』x**snxbbXiY&口期：瓶壁,待其清醒后再將培養(yǎng)瓶直立，貼上標簽:反交qbbX，"X'ixBBX',rs"Y日期：將雜交瓶放在20℃?25℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)。（4）培養(yǎng)7?8d,倒掉雜交親本（倒掉的果蠅最佳處死）。（5）再過4?5d,B代成蠅出現(xiàn)，觀測R代性狀是否和預(yù)期結(jié)果一致。（6）收集6?10對R代果蠅放入一新培養(yǎng)瓶，在20C?25c恒溫箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng),以便觀測F2代（正反交作相同解決）。（7）繼續(xù)培養(yǎng)7?8d后,移去Fi代。（8）再4?5dE代成蠅出現(xiàn)，開始觀測并記錄F2代的性狀表現(xiàn)類型及數(shù)目?！窘Y(jié)果記錄分析］（一）數(shù)據(jù)記錄

正交灰體黑體合計早&早i紅、長、直+H—F162212475614263856白、小、焦一一118511543973623098白、長、直一++30926111377760紅、小、焦+-2642599996718紅、長、焦H—F63492217151白、小、直F819726