遗传学 第三章第三节基因互作与环境.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节,基因的相互作用及,其与环境的关系,一、,等位基因间的相互作用,1、不完全显性,指杂合体的表型介于两纯合亲本之间的现象,杂种,F,1,表现：,为两个亲本的中间类型或不同于两个亲本的新类型；,F,2,则表现：,父本类型、中间类型(新类型)和母本三种类型，呈1:2:1的比例。,表现型和基因型的种类和比例相对应，从表现型可推断其基因型。,例1 紫茉莉的花色遗传,用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交：,杂种,F,1,表现为双亲的中间类型，开粉红色花；,F,2,出现红花、粉红花和白花三种类型，呈1:2:1的比例。,如果用,R,表示红花基因，,r,表示白花基因，则红花亲本的基因型为,RR，,白花亲本的基因型为,rr,，,上述杂交过程可表示如图。,紫茉莉的花色遗传,例2 安德鲁西鸡羽毛颜色遗传,黑羽鸡(,BB),与白羽鸡(,bb),杂交:,杂种,F,1,(Bb),表现为蓝羽，,F,1,自群交配,得到的,F,2,有三种类型，黑羽(,BB)、,蓝羽(,Bb),和白羽(,bb),分别占1/4、2/4、1/4。,可以认为等位基因,B,和,b,相互作用产生了新的表现型类型，见下图。,BB,黑色,X bb,白色,Bb,兰色,1/4,BB,黑色,1/2,Bb,兰色,bb,白色,2、共显性,/并显性(,codominance,),指两纯合亲本的表型同时在子一代中表现出来的现象。,两个纯合亲本杂交：,F,1,代同时出现两个亲本性状；,其,F,2,代也表现为三种表现型，其比例为1:2:1。,表现型和基因型的种类和比例也是对应的。,例：人镰刀形贫血病遗传,正常人红细胞呈碟形，镰(刀)形贫血症患者的红细胞呈镰刀形；,镰形贫血症患者和正常人结婚所生的子女(,F,1,),红细胞既有碟形，又有镰刀形。,所以从,红细胞的形状,来看，其遗传是属于共显性。,人类红细胞形状的遗传,不完全显性：金鱼草的花,基因型 表型,L,M,L,N,x L,M,L,N,L,M,L,M,M,L,M,L,N,MN 1/4 L,M,L,M,L,N,L,NN 1/2 L,M,L,N,1/4 L,N,L,N,并显性：,MN,血型,3、镶嵌显性(,mosaic dominance),双亲的性状在后代同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式。,例：异色瓢虫色斑遗传。,与共显性并没有实质差异。,例：大豆种皮颜色遗传.,大豆有黄色种皮(俗称黄豆)和黑色种皮(俗称黑豆).,若用黄豆与黑豆杂交：,F,1,的种皮颜色为黑黄镶嵌(俗称花脸豆)；,F,2,表现型为1/4黄色种皮、2/4黑黄镶嵌、1/4黑色种皮。,4,、致死基因(,Lethal Genes),指可导致个体死亡的等位基因,隐性致死 纯合下致死,显性致死 杂合下即可致死,全致死 致死率90%以上,亚致死 致死率50%90%,半致死 致死率10%50%,弱致死 致死率10%以下,致死 基因：刺鼠皮毛颜色,二、,非等位基因间的相互作用,1,、互补基因：,两对（或若干对）独立遗传基因分别处于显性纯合或杂合状态时，共同决定,一种性状,表现（如产氰）；当只有一对基因是显性纯合，或两基因都是隐性纯合时，则表现,另一种性状（不产氰）,。,发生互补作用的基因称为,互补基因,（,complementary gene)。,特征比率9：7,白花三叶草,hhDD,X,HHdd,(,不含氰）(不含氰）,HhDd,（,含氰）,9,D_H_ 3D_,hh,3ddH_ 1ddhh,9（,含氰）,7（不含氰）,白花三叶草产氰生化途径,产,氰,糖苷酶氰酸酶,前,体含,氰,糖苷氰,基因,D,基因,H,聋哑,aaBB,X,AAbb,(,聋哑)(聋哑),AaBb,（,正常）,9,A_B_ 3A_bb 3aaB_ 1aabb,9,正常 7聋哑,2,、基因互作：,细胞内各基因在决定生物性状表现时，所表现出来的相互作用,基因互作的层次：,基因内互作(,intragenic interaction),：,等位基因间互作,。一对等位基因在决定一个性状时表现出来的相互关系：完全显性、不完全显性、共显性等。,基因间互作(,intergenic,interaction)：,非等位基因间互作,。在多因一效情况下，决定一个单位性状的多对非等位基因间表现出来的相互关系。,比率9：3：3：1，但产生新性状,例如鸡冠的遗传，子一代表现为：,单冠,X,单冠 全部单冠,胡桃冠,X,胡桃冠 全部胡桃冠,玫瑰冠,X,豌豆冠 全部胡桃冠,X,RRpp,玫瑰冠,rrPP,豌豆冠,RrPp,胡桃冠,9R_P_ 3R_pp 3rrP_ 1rrpp,3,、抑制基因：,在两对独立基因中，一对基因本身不能控制性状表现，但其显性基因对另一对基因的表现却具有抑制作用。,对其它基因表现起抑制作用的基因称为,抑制基因(,inhibiting gene,suppressor)。,特征比率：13：3,例如：,家蚕的茧色,鸡羽毛的颜色,基因,I,存在时，抑制了基因,C,基因,I,不存在时，基因,C,独立表现,4,、上位效应：,指一对等位基因影响另一对非等位基因的表型效应的现象。,（1）.显性上位性作用的含义：,两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，而且其中一对基因对另一对基因的表现有,遮盖作用,。,上位性(,epistasis,),与下位性(,hypostasis),如果起遮盖作用的基因是显性基因，称为上位显性基因；其作用称为显性上位性作用。,例：狗毛色遗传,狗毛色遗传,P,褐色狗(,bbii,),白色狗(,BBII),F,1,白色狗(,BbIi,),F,2,12,白,(9,B_I _+3bbI_):3,黑(,B_ii):1,褐(,bbii,),其中：,I对,B/b,基因有显性上位性作用。,（2）隐性上位性作用(,recessive,epistasis,),隐性上位性作用的含义：,在两对互作基因中，其中一对的隐性基因对另一对基因起上位性作用。,隐性上位性基因。,例：玉米,(,Zea mays,),胚乳蛋白质层颜色遗传,玉米胚乳蛋白质层颜色遗传,有色(,C)/,白色(,c)；,紫色(,Pr)/,红色(,pr)。,P,红色(,CCprpr,),白色(,ccPrPr,),F,1,紫色(,C_Pr_),F,2,9,紫色,(,C_Pr_):3,红色(,C_,prpr,):4,白色(,3,ccPr,_+1ccprpr),其中,c,对,Pr/pr,基因有隐性上位性作用。,W,掩盖了,Y,或,y,的效应,.,5,、叠加效应（重叠效应）：,指两对或两对以上的显性基因对表型能产生相同的作用，只要有其中任何一个显性基因存在，这个性状就能表现出来。,特征比率15：1,例如：,荠菜的蒴果的形状,三、,多,因一效与一因多效,1、,一因多效(,pleiotropism),：,指的是基因的多效性，即一个基因可以引起多个表型效应。,一个基因影响,、控制,多个性状发育的现象,。,生化基础：一个基因改变直接影响以该基因为主的生化过程，同时也影响与,之,有联系的其它生化过程，从而影响其它性状,表现,。,如：,豌豆花色基因,C/c,实际上,是与植株,色素形成相关,的,一系列生长反应相关,，,同时,还,控制,种皮,颜色,(C-,灰色,种皮，c-,淡色,种皮)、,叶腋,色斑(C-有,黑斑,，c-无,黑斑,)。,2、,多,因一效(,multigenic effect),多因一效：由多对基因控制、影响同一性状表现的现象称为,多因一效(,multigenic,effect),。,生化基础：一个性状,形成,是由许多基因所控制的许多生化过程连续作用的结果。,如：玉米正常叶绿素的形成与50多对不同的基因有关，分别控制叶绿素不同成份形成或不同发育阶段的生化反应。,四、,基因与环境,基本概念：任何一个性状都是基因与环境相互作用的结果,（一）性状表现与环境,本世纪初有一种倾向，认为那些明显符合孟德尔式遗传的性状才是遗传的，而那些受环境影响的性状是由环境所决定，与遗传无关。,事实上，生物的绝大多数性状是遗传与环境共同作用的结果。,影响性状表现的环境分外环境和内环境(生理环境)两方面。不同性状受环境影 响的程度不同：,一些性状通常不受环境条件影响而发生表现类型明显改变，如,CC,个体开红花，,cc,个体开白花。还有一些性状的表现会受环境条件影响而表现不同。,1.生理环境(内环境)对性状表现的影响,同一种基因型，处于不同的遗传背景(其它各对基因的组成)和生理环境下，可能会表现出不同的性状，等位基因间的显隐性关系也可能发生改变。,例如，绵羊有角/无角性状的遗传。,HH,基因型的个体无论母羊还是公羊都有角，,hh,基因型的个体则无论是母羊还是公羊都无角。,杂合体(,Hh,),的公羊表现为有角，,Hh,的母羊则表现为无角。,杂合体(,Hh,),处于公羊的生理环境下，,H,表现为显性，表现出有角；而处于母羊的生理环境下，,H,表现为隐性，,h,表现为显性。,2.外界环境条件对性状表现的影响,相同基因型个体处于不同外界环境中，可能产生不同的性状表现。因此，显性作用的相对性，还表现在外界条件的不同可能改变显隐性关系。,例：金鱼草(,Antirhinum majus,),红花品种与象牙色花品种杂交，其,F,1,：,如果培育在低温、强光用的条件下，花为红色；,如果在高温、遮光的条件下，花为象牙色。,又如：镰刀形贫血病杂合体通常情况不表现严重病症，在缺氧条件下会表现为贫血；,兔子皮下脂肪颜色,等。,（二）基因型与表型间关系,1、表型模拟（,phenocopy,）：,指由环境因子引起的表型改变与由基因引起的表型改变相似的现象。,2、外显率（,penetrance,):,一定基因型的个体在特定环境中产生预期表型的比率。,3、表现度（,expressivity,):,指一定的基因型在不同的遗传背景和环境因素的影响下，表型表现程度的差异。,四、,复等位基因,在群体中占据某同源染色体同一座位的,两个以上,的，决定同一性状的基因一,1,、,ABO,血型与孟买血型（,I,A,、A,Bi),N,乙酰氨基半乳糖,N,乙酰氨基葡萄糖,半乳糖,岩藻糖,前体,孟买血型,：,H,基因突变，基因型为,hh,，,只有前体物质，没有,A、B、H,抗原。,2,、其它血型：,（,1,）,Rh,血型与新生儿溶血,最早在恒河猴（,Macaca,rhesus),中发现可与人红细胞交叉反应的抗原，因此命名为,Rh,。,Rh,由三对等位基因控制：,Dd,Cc,及,Ee,，,但只有,D,是强抗原，为,Rh,阳性；,d,为,Rh,阴性。,中国人大多为,Rh,阳性，,Rh,阴性只占1.5%5%。,（,2,）,Xg,血型：,X,连锁显性遗传。因此可作为,X,染色体的标记。,XO,个体：,X,染色体26%来自父亲，74%来自母亲。说明,XO,个体是26%由卵子发育不正常引起，74%由精子不正常引起。,XXY,个体：60%来自母亲，40%来自父亲。说明60%卵子发育不正常引起，40%精子精子不正常引起。,