果蝇三点测交实验.doc

实验报告
2011年11月2日—2011年11月27 科目 遗传学实验 题目 果蝇连锁互换定律的验证 仪器编号___
摘要：
本实验通过白眼、小翅、焦刚毛三隐性雌果蝇与野生型雄果蝇杂交，得到F1代后使其自交，统计F2代各类果蝇数目，进行连锁分析并验证连锁互换定律。
引言：
生殖细胞形成过程中，位于同一染色体上的基因是连锁在一起，作为一个单位进行传递，称为连锁律。在生殖细胞形成时，一对同源染色体上的不同对等位基因之间可以发生交换，称为交换律或互换律。
连锁和互换是生物界的普遍现象，也是造成生物多样性的重要原因之一。一般而言，两对等位基因相距越远，发生交换的机会越大，即交换率越高；反之，相距越近，交换率越低。因此，交换率可用来反映同一染色体上两个基因之间的相对距离。以基因重组率为 1%时两个基因间的距离记作1厘摩（centimorgan，cM）。
基因座位很近，只发生一次交换，重组值＝交换率
基因座位较远，可发生两次交换，重组值＜交换率
基因图距就是通过重组值的测定而得到的。如果基因座位相距很近，重祖率与交换率的值相等，可以直接根据重组率的大小作为有关基因间的相对距离，把基因顺序地排列在染色体上，绘制出基因图。如果基因间相距较远，两个基因往往发生两次以上的交换，这是如果简单的把重组率看作交换率，那么交换率就会被低估，图距就会偏小。这时需要利用试验数据进行校正，以便正确估计图距。基因在染色体上的相对位置的确定除进行两个基因间的测交外，更常用的是三点测交法，
三点测交法就是研究三个基因在染色体上的位置。如a、b、c三个基因是连锁的，要测定三个基因的相对位置可以用野生型果蝇（+++，表示三个相应的野生型基因）与三隐性果蝇（abc，三个突变型基因）杂交，制成三因子杂种abc/+++，再用三隐性个体对雌性三因子杂种进行测交，以测出三因子杂种在减数分裂中产生的配子类型和相应数目。由于基因间的交换，除产生亲本类型的两种配子外，还有六种重组型配子，因而在测交后代中有8种不同表型的果蝇出现，这样经过数据的统计和处理，一次试验就可以测出三个连锁基因的距离和顺序，这种方法，就叫三点测交或三点试验。
通过三点测交的方法，也可根据F2代果蝇的种类数量，验证连锁互换定律。
实验器材与材料：
黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）品系：
野生型黑腹果蝇，白眼、小翅、卷刚毛三隐性果蝇、野生型果蝇（+++）：红眼，长翅，直刚毛。
器材：.解剖镜、毛笔、麻醉瓶、玻璃板、标签、吸水纸、培养瓶、酒精棉。
药品：.乙醚、75%乙醇。
实验步骤：
1、 选三隐性雌性处女蝇（wmsn/wmsn ）和野生型雄蝇（＋＋＋/Y ）4对置于新鲜培养瓶中作杂交，贴上标签，注明亲本类型，实验日期，组别及姓名。妥善保管，温箱下培养。注意谨防瓶塞掉出、瓶子摔破，避开阳光直射，保暖。
2、 7天后F1蛹出现，倒净杂交亲本。
3、 再4~5天后，子一代成蝇出现，进行观察。F1雌蝇全部是野生型，雄蝇全部是三隐性。
5、 从F1代中选6对果蝇，放到指管中，在23℃下培养。7~8天后倒去亲本。
6、 再过4~5天，F2代成蝇出现。开始观测。
果蝇倒出麻醉，放在玻璃板上，用解剖镜检查眼色、翅形、刚毛，各类果蝇分别计数。统计过的果蝇倒掉。
7、 过2天后再检查第二批。最多可连续检查7~8天，即3~4次。自第一批果蝇孵出10天内是可靠的，再迟时F3代可能会出现。
实验结果
统计F2代各类果蝇的数目，得到下表:
　　　　　　　　表1：F2代各类果蝇数目统计
　w/m/sn
雄果蝇
雌果蝇
总数

（+++）
39
50
89
178
（---）
38
51
89
（++-）
0
1
1
3
（--+）
0
2
2
（+-+）
6
15
21
37
（-+-）
8
8
16
（-++）
10
7
17
34
(+--)
6
11
17
总数
107
145
252
252
表2：F2代果蝇交换重组值的计算
测交后代表型

观察数

重组部位
w/m/sn

m—sn

m-w

w-sn
（+++）

89

178

（---）

89

（++-）

1

3
√

√
（--+）

2

（+-+）

21

37
√
√

（-+-）

16

（-++）

17

34

√
√
(+--)

17

总计

252

40

71
37
重组值

15.87%

28.17%
14.68%
分析讨论
1. 性状特征：三隐性果蝇（wmsn）个体的眼睛是白色的（w）；翅膀比野生型的翅膀短些，翅仅长至腹端，称小翅（m）；刚毛是卷曲的，称焦刚毛或卷刚毛（sn）。这三个基因都位于X染色体上，所以在本实验中可以同时进行伴性遗传的实验观察。
2. 交配方式：把三隐性雌蝇与野生型雄蝇杂交，所得子一代的雌蝇 是三因子杂种，雄雌是（横线表示一条X染色体，箭头横线 表示一条Y染色体）。子一代雌、雄果蝇相互交配，得测交后代，如下图所示：
wmsn3

wmsn3

×

+ + +

wmsn3

+ + +

×

wmsn3

自交后代

P

F1

子一代的雌蝇表型是野生型，雄蝇是三隐性。得到的测交后代其中多数个体与原亲本相同。同时也会出现少量与原亲本不同的个体，即重组型。重组型是基因间发生交换的结果。
在连锁的三基因里，交换可以发生在m-sn之间（a），也可以发生在sn－w之间（b），或同时发生在m-sn之间和sn－w之间（c）。总共可以产生8种不同的配子。
子一代雌蝇是三因子杂合体，可形成8种配子，而子一代雄蝇是三隐性个体，所以子一代雌雄蝇相互交配时，即进行测交，子二代可以得到8种表型。根据8种表型的相对频率，可以计算重组值，并确定基因排列顺序。
3. 图距和重组值的关系：图距表示基因间的相对距离，通常是由两个临近的基因图距相加得来的。重组值表示了基因间的交换频率，所以图距往往并不同于重组值。图距可以超过50％，重组值只会逐渐接近而不会超过50％，只有基因相距较近时，图距才和重组值相等。
m sn3 w

+ + +

m sn3 w

+ + +

m sn3 w

+ + +

形成配子

形成配子

m sn3 w

+ + +

m + +

+ sn3 w

m sn3 w

+ + +

m sn3 +

+ + w

m sn3 w

+ + +

m + w

+ sn3 +

（a） （b） （c）

1. 经过统计计算出，m—sn图距为15.87，m-w图距为29.36，w-sn图距为14.68。基因顺序为w-sn-m。
2. 实验结果与已知遗传图谱对比，基因的顺序为w-sn-m。w-m的图距为35cM。w-sn的图距为15.2cM。sn-m的图距为19.2cM
其中，w-m结果误差较大，怀疑为果蝇数量不足且所选果蝇种类有关。
在F2代中，出现了连锁基因的互换，证明了基因的连锁互换定律。
本实验注意事项有：
1、如果投放的不是处女蝇则很有可能已经受精，在F1代中，引入纯合子。将会影响下一代分离比，从而影响到试验结果。
2、.产卵后亲本需在一周后清理干净。一是会影响子代的计数，二是可能会和下一代交配，从而影响实验结果。
3、环境要适宜。温度过高容易造成果蝇的不育以及变异，影响到实验结果。而温度过低，则使得果蝇生长缓慢，影响实验进程。培养基不长霉菌。
4、实验可能存在统计错误，在计数的时候长翅断翅有时难以分清。
参考文献：
杨大鹏.果蝇唾液腺染色体标本的制备与观察。遗传学实验，2010年9月第八次印刷.