遺傳圖的制作與基因定位

關(guān)于遺傳圖的制作與基因定位第一節(jié)交換值及其測(cè)定

第2頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、交換值的概念交換值:也稱(chēng)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(cè)定各種配子的數(shù)目？第3頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、交換值的測(cè)定1.測(cè)交法:

測(cè)交后代(Ft)的表現(xiàn)型的種類(lèi)和比例直接反映被測(cè)個(gè)體(如F1)產(chǎn)生配子的種類(lèi)和比例。2.自交法:根據(jù)雙隱性個(gè)體的比例是隱性配子比例的平方.第4頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.測(cè)交法以玉米籽粒顏色和形狀這兩對(duì)連鎖基因?yàn)槔?，?lái)說(shuō)明估算交換值的方法。相引組求得：重組型配子數(shù)=149+152=301

總配子數(shù)=4032+149+152+4035=8368

交換值=(301/8368)×100%=3.6%，兩種重組配子各1.8%；玉米籽粒的有色(C)對(duì)無(wú)色(c)為顯性，飽滿(Sh)對(duì)凹陷(sh)為顯性。

第5頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.自交法

F2有四種表現(xiàn)型紫長(zhǎng)紫園紅長(zhǎng)紅園F1有四種配子PL

Pl

pL

pl設(shè)各配子的比例為a

b

c

dF2組合為(aPL

bPl

cpL

dpl)2

例如第一節(jié)中的香豌豆資料：因?yàn)榻M成F2表現(xiàn)型ppll的F1配子必然是pl，其頻率d則:F2中純合雙隱性ppll個(gè)體數(shù)即為d2第6頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天已知香豌豆ppll（雙隱）個(gè)體數(shù)為1338株(相引數(shù))；∴雙隱個(gè)體表現(xiàn)型比率=d2=1338/6952×100%=19.2%。在相引相中,pl是親本型配子,另一親本型配子PL的頻率應(yīng)與pl的相等,均為44%；則:兩種重組型配子(Pl+pL)的頻率為100-44%-44%=12%,各為6%。∴F1形成的四種配子比例為

44PL∶6pl∶6pL∶44pl或0.44∶0.06∶0.06∶0.44交換值=6%×2=12%，交換值是兩種重組型配子比例之和第7頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天

總結(jié):重組值、重組值的測(cè)定相引相①測(cè)交法——測(cè)交后代(Ft)表現(xiàn)型的種類(lèi)和比例直接反映被測(cè)個(gè)體(如F1)產(chǎn)生配子的種類(lèi)和比例。②自交法相斥相（—指雙隱性純合子的頻率）第8頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天在水稻中，A對(duì)a、B對(duì)b為完全顯性，Ab／aB基因型的植株自交，在其后代中數(shù)目最少的類(lèi)型占子代總數(shù)的0.16％，則A-a和B-b兩個(gè)基因座之間的距離為多少個(gè)圖距單位。

A．0.16B．0.32C．8D．4

0.16%開(kāi)根號(hào)，得0.04，是ab的頻率，×2得ab和AB的頻率，即0.08，圖距單位為8。選C第9頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)基因定位與連鎖遺傳圖第10頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、基因定位基因在染色體上的距離與重組率呈正相關(guān).1個(gè)圖距單位(1cM)為1%重組值根據(jù)兩個(gè)基因位點(diǎn)間的交換值能夠確定兩個(gè)基因間的相對(duì)距離，但并不能確定基因間的排列次序。第11頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、基因定位確定基因在染色體上的相對(duì)位置和排列次序叫基因定位。兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)和三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)是基因定位的主要方法。第12頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn):

先用三次雜交、再用三次測(cè)交(隱性純合親本)來(lái)分別測(cè)定兩對(duì)基因間是否連鎖，然后再根據(jù)其交換值確定它們?cè)谕蝗旧w上的位置。

分別測(cè)出Aa-Bb間重組率

確定是否連鎖；分別測(cè)出Bb-Cc間重組率

確定是否連鎖；分別測(cè)出Aa-Cc間重組率

確定是否連鎖。

如果上述3次測(cè)驗(yàn)確認(rèn)3對(duì)基因間都是連鎖

根據(jù)交換值的大小

確定這三對(duì)基因在染色體上的位置。第13頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.獲得兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)的3個(gè)測(cè)交結(jié)果第14頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.計(jì)算三對(duì)基因兩兩間的交換值

估計(jì)基因間的遺傳距離。第15頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天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:3.6 Wx-Sh:20 Wx-C:22

第16頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)的局限性1.工作量大，需要作三次雜交，三次測(cè)交；2.不能排除雙交換的影響，準(zhǔn)確性不夠高。第17頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)一次測(cè)驗(yàn)就考慮三對(duì)基因的差異，從而通過(guò)一次測(cè)驗(yàn)獲得三對(duì)基因間的距離并確定其排列次序。第18頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)

仍以玉米C/c、Sh/sh、Wx/wx三對(duì)基因連鎖分析為例，在描述時(shí)用“+”代表各基因?qū)?yīng)的顯性基因。1.用三對(duì)性狀差異的兩個(gè)純系作親本進(jìn)行雜交、測(cè)交：P: 凹陷、非糯性、有色×飽滿、糯性、無(wú)色

shsh++++++wxwxcc↓F1及測(cè)交:飽滿、非糯性、有色×凹陷、糯性、無(wú)色

+sh+wx+cshshwxwxcc

第19頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.考察測(cè)交后代的表現(xiàn)型、進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

3.確定兩種親本類(lèi)型和兩種雙交換類(lèi)型—雙交換的比例最小；三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)第20頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.根據(jù)雙交換的基因型確定三對(duì)基因在染色體上的排列順序。

根據(jù)F1的基因型，基因排列有三種可能性：sh++===========

wx在中間+wx++sh+===========

sh在中間wx+c++sh===========

c在中間wxc+哪一種排列方式可以產(chǎn)生+++與wxshc類(lèi)型的雙交換配子的基因型???第21頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天第②種排列順序才有可能出現(xiàn)+++與wxshc類(lèi)型的雙交換配子。+sh+============

sh在中間wx+c所以這三個(gè)連鎖基因在染色體的位置應(yīng)為wxshc

關(guān)鍵是確定中間一個(gè)基因．一般以最少的雙交換型與最多的親本型相比，不同的基因一定在中間。第22頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)5.計(jì)算基因間的交換值。由于雙交換實(shí)際上是在兩個(gè)區(qū)域同時(shí)發(fā)生了單交換，所以在估算每個(gè)區(qū)域交換值時(shí)，都應(yīng)加上雙交換值，才能夠正確地反映實(shí)際發(fā)生的交換頻率。第23頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)6.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。第24頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩個(gè)思考問(wèn)題1.理論雙交換值應(yīng)為多少?2.三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)考慮到了wx與c之間的雙交換值，應(yīng)該比兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)得到的遺傳距離更大。但事實(shí)上變小了，為什么？3.各種方法在各次試驗(yàn)中測(cè)定的交換值-遺傳距離都不相同，倒底哪一個(gè)最能反映基因間的遺傳距離？如何選擇？第25頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）干擾和符合1.理論雙交換值連鎖與互換的機(jī)理表明：染色體上除著絲粒外，任何一點(diǎn)均有可能發(fā)生非姊妹染色單體間的交換。但是相鄰兩個(gè)交換是否會(huì)發(fā)生相互影響呢？如果相鄰兩交換間互不影響，即交換獨(dú)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(gè)區(qū)域交換頻率(交換值)的乘積。例：wxshc三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)中，wx和c基因間理論雙交換值應(yīng)為：0.184×0.035=0.644%。第26頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天(三)干擾和符合2.干擾(interference)：測(cè)交試驗(yàn)的結(jié)果表明：

wx和c基因間的實(shí)際雙交換值為0.09％，低于理論雙交換值0.644%，這是由于wx-sh間或sh-c間一旦發(fā)生一次交換后就會(huì)影響另一個(gè)區(qū)域交換的發(fā)生，使雙交換的頻率下降。這種現(xiàn)象稱(chēng)為干擾(interference)，或干涉：

一個(gè)交換發(fā)生后，它往往會(huì)影響其鄰近交換的發(fā)生。其結(jié)果是使實(shí)際雙交換值不等于理論雙交換值。為了度量?jī)纱谓粨Q間相互影響的程度，提出了符合系數(shù)的概念。第27頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.符合系數(shù).符合系數(shù)也稱(chēng)為并發(fā)系數(shù)：用以衡量?jī)纱谓粨Q之間相互影響的性質(zhì)和程度。例如前述中：

符合系數(shù)=0.09/0.644=0.13975第28頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、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(jī)的；2.兩個(gè)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(qiáng)度、基因間的相對(duì)距離；兩基因間的距離越遠(yuǎn)，基因間的連鎖強(qiáng)度越小，交換值就越大；反之，基因間的距離越近，基因間的連鎖強(qiáng)度越大，交換值就越小。3.通常用交換值或重組率來(lái)度量基因間的相對(duì)距離，也稱(chēng)為遺傳距離(geneticdistance)。通常以1%的重組率作為一個(gè)遺傳距離單位或遺傳單位第29頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因間的距離與

交換值、遺傳距離、連鎖強(qiáng)度第30頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天影響交換值的因素1.年齡對(duì)交換值的影響：老齡雌果蠅的重組率明顯下降。2.性別對(duì)交換值的影響：雄果蠅和雌家蠶的進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)很少發(fā)生交換。3.環(huán)境條件對(duì)交換值的影響：高等植物的干旱條件下重組率會(huì)下降，溫度過(guò)高或過(guò)低的情況下，其重組率會(huì)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-是大腸桿菌中recA基因座的產(chǎn)物，具有雙重功能，能激活蛋白酶并能改變單鏈DNA分子。蛋白酶-激活活性控制SOS反應(yīng)；核酸酶活性涉及重組修復(fù)途徑。RecArecA基因產(chǎn)物具有三種生物化學(xué)活性：重組活性，單鏈DNA結(jié)合活性和蛋白酶活性。第31頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、連鎖遺傳圖連鎖群:存在于同一條染色體上的基因;染色體作圖（chromosomemapping）：指確定相互連鎖的基因在染色體上的位置及其相互間的遺傳距離的過(guò)程。連鎖遺傳圖(linkagemap)：描述基因在染色體上的排列順序和相對(duì)距離的數(shù)軸圖叫連鎖遺傳圖，又稱(chēng)遺傳圖譜(geneticmap)。特點(diǎn):

一種生物連鎖群的數(shù)目與染色體的對(duì)數(shù)是一致的。即有n對(duì)染色體就有n個(gè)連鎖群.第32頁(yè),共36