A连锁交换基因作图.pptx

P 紫长紫长 红圆红圆 （PPLL)（ppll）F 紫长紫长（PpLl）F2 紫长紫长 紫圆紫圆 红长红长 红圆红圆 P_L_ P_ll ppL_ ppll 观察数：观察数：284 21 21 55 按孟德尔比按孟德尔比 理论数：理论数：215 71 71 24 p 紫圆紫圆 红长红长 （PP l l）（p pLL）F1 紫长紫长 （PpLl）F2 紫长紫长 紫圆紫圆 红长红长 红圆红圆 P_L_ P_ ll ppL_ pp ll 实得数实得数：226 95 97 1 按孟德尔比按孟德尔比 理论数理论数：235.8 78.5 78.5 26.2二连锁法则的建立连锁法则的建立1910 摩尔根摩尔根 布里吉斯布里吉斯（Bridges,C.B）建立建立连锁法则连锁法则(law of linkage)红眼红眼和和紫眼紫眼（purple）顺式（顺式（Cis）长翅和残翅（长翅和残翅（vestigial）反式）反式（Trans）染色体内重组染色体内重组（intrachromosomal recombination）染色体间重组染色体间重组（interchromosomal recombination）P 红长红长 紫残紫残 （Pr+Pr+Vg+Vg+）（PrPrVgVg）F1 红长红长 紫残（测交）紫残（测交）（Pr+Pr Vg+Vg）(PrPrVgVg）F2 红长红长 紫残紫残 红残红残 紫长紫长 （Pr+Vg+）（PrVg）（Pr+Vg）（）（PrVg+）1339 1195 151 154 P 红残红残 紫长紫长 F1 红长红长 紫残（测交）紫残（测交）F2 红长红长 紫残紫残 红残红残 紫长紫长 （Pr+Vg+）（）（PrVg）（）（Pr+Vg）（）（PrVg+）157 146 965 1067 pr vg pr+vg+pr vg pr+vg+pr vg pr+vg+pr+vg+pr vg 图图5-1 两对位于同一条染色体两对位于同一条染色体 上的等位基因的简单遗传上的等位基因的简单遗传 Pr Vg Pr Vg Pr Vg Pr Vg Pr Vg Pr Vg+Pr Vg+Pr+Vg+Pr+Vg Pr+Vg Pr+Vg+Pr+Vg+Pr+Vg+图图52 在减数分裂中染色体交换在减数分裂中染色体交换摩尔根摩尔根等等1910年提出年提出连锁定律连锁定律，成为遗，成为遗传学中的第传学中的第3个基本规律。发表了个基本规律。发表了“基因基因论论”。摩尔根等提出：摩尔根等提出：(1)相引相引是两个基因位于同一条染色体是两个基因位于同一条染色体 上，上，相斥相斥则反之。则反之。(2)同源染色体在减数分裂时发生同源染色体在减数分裂时发生交换交换 (crossing-over)(3)位置相近的因子相互位置相近的因子相互连锁连锁。第二节第二节 基因重组和染色体交换的作用基因重组和染色体交换的作用一玉米实验一玉米实验 麦克林托克麦克林托克（B.McClintock）克赖顿克赖顿 （B.Creighton）No.9 染色体染色体 C :色素基因色素基因 Wx:糯质基因糯质基因 或或 蜡质基因蜡质基因 knob:节结节结 In 1931,H.Creighton&B.McClintock confirmed in a study with maize.C wx 8 c wx c Wx c wx 产生配子 产生配子 C wx 8 c wx c Wx C Wx 测交 c wx 8 C wx 8 c Wx C Wx c wx 8 c wx c wx c wx c wx 亲组合 重组合二果蝇实验二果蝇实验斯特恩斯特恩（C.Stern）X染色体染色体 car（carnation）粉红眼粉红眼 隐性基因隐性基因 B（Bareye）棒状眼棒状眼 显性基因显性基因 Evidences that Crossover causes recombination In 1931,Curt Stern worked with Drosophila morphologically distinguishable homologous chromosomes.C b c b 红色棒眼红色棒眼 c B Y 粉红园眼粉红园眼精子精子 c b Y c b 粉红粉红 Y 粉红粉红 亲组合亲组合 c B 棒眼棒眼 c B 棒眼棒眼卵卵 子子 c b 红色红色 Y 红色红色 C b 园眼园眼 C b 园眼园眼 c b 粉红粉红 Y 粉红粉红 重组合重组合 c b 园眼园眼 c b 园眼园眼卵子卵子 c b 红色红色 Y 红色红色 C B 棒眼棒眼 C B 棒眼棒眼 第三节第三节交换和重组值交换和重组值连锁群（连锁群（Linkage group）完全连锁完全连锁霍尔丹定律霍尔丹定律 (Heldanes law)交换值（交换值（crossing-over value）重组值（重组值（recombination value）重组率（重组率（recombination frequency）重组值重组值 交换值交换值P=重组合重组合(亲组合重组合亲组合重组合)100 单位单位:图距单位图距单位 m.u.（map unit）或）或 厘摩（厘摩（centimorgan cM）In 1919,1st developed mapping function to relate RF with m.u.霍尔丹图谱函数霍尔丹图谱函数 PRF=1/2(1e 2d)PRF：交换值；：交换值；e=2.71828;e=图距图距 50 40 30 20 10 m=1 m=2 m=3 50 100 150重组值%每次减数分裂产生的平均交换数相应的图距单位如通过测交得到两个基因之间的重组值为如通过测交得到两个基因之间的重组值为27.5，但由于双交换的存在，此值不能反映真实的距离。但由于双交换的存在，此值不能反映真实的距离。将次代入到将次代入到Haldane方程，求得真实图距：方程，求得真实图距：0.275=0.5(1e 2d)=0.5(1e m)0.550=1e m e m=10.550m=0.8表示每次减数分裂这两个基因之间的平均交换表示每次减数分裂这两个基因之间的平均交换0.8次，那么四条染色体中两条染色体之间的平均交次，那么四条染色体中两条染色体之间的平均交换次数换次数 0.82，即两基因之间的图距为，即两基因之间的图距为40，或，或 40m.u.或或40cM。第四节第四节 基因定位和遗传作图基因定位和遗传作图一一三点测交三点测交（threepoint test cross）斯特蒂文特（斯特蒂文特（Sturtevant）a b c 当当 ab+bc=ac 时时 三点在一条直线上三点在一条直线上 红眼红眼V（Vermilion eyes）翅无横脉翅无横脉 Cv（crossveinless）截翅截翅Ct（cut,or snipped wing edges）In 1911,A.H.Sturtevant define onegenetic map unit(m.u.)as that distancebtw genes for which one product of meiosis out of 100 is recombinant.a RF of 0.01 is defined as 1 m.u.referred as 1 centimorgan(cM)in honor of T.H.Morgan.Rationale:the probability that crossover will occur btw two genes increases with increasing distance btw two genes on the chromosome.表表5-1 三点测交的结果三点测交的结果 表型表型实得数实得数 比例比例(%)重组发生位点重组发生位点 a+/+bcabc/abc a-b a-c c-b a +580 80.9 +b c 592 a b c 45 5.9 +40 a b +89 12.6 +c 94 a +c 3 0.6 +b +5 合计合计 1448 100 18.5 6.5 13.2 ab=18.5 a c b c6.513.2 19.7 m.u ab C 0 时时 表示存在表示存在正干涉正干涉 （positive interference）C 1，I 0 时，时，表示存在表示存在负干涉负干涉 （negative interference）负干涉仅在微生物中发生负干涉仅在微生物中发生基因转变基因转变 (gene conversion)时才出现。时才出现。三染色单体干涉三染色单体干涉 (1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)2-3 (1)2-3二线双交换二线双交换 (2)1-4(2)1-4四线双交换四线双交换 (3)1-3(3)1-3三线双交换三线双交换 (4)2-4(4)2-4三线双交换三线双交换 5 51010当当第第一一次次交交换换发发生生后后，第第二二次次交交换换可可在在任任意意两两条条非非姊姊妹妹染色单体之间进行。情况如染色单体之间进行。情况如(1)(1)、(2)(2)、(3)(3)或或(4)(4)。第五节第五节 真菌的遗传分析真菌的遗传分析一一.脉孢菌脉孢菌（Neurospora crassa）分生孢子分生孢子(conidia)交配型交配型（matig type）子囊果子囊果(perithecium)子实体，子囊壳子实体，子囊壳 子囊子囊(ascus)子囊孢子子囊孢子(ascospore)四分子分析四分子分析（terard analysis）顺序四分子顺序四分子（Ordered tetrad）分析的优点：优点：(1)子囊孢子是单倍体；子囊孢子是单倍体；(2)子囊孢子在子囊中直线排列；子囊孢子在子囊中直线排列；(3)着丝粒可看成是一个基因座位着丝粒可看成是一个基因座位(locus)二二 着丝粒作图着丝粒作图原养型（原养型（prototroph）营养缺陷型（营养缺陷型（auxotroph）(一一)第一次分裂分离第一次分裂分离（first division segregation）A A A A A M A M A A a a A a a a a a a a (a)第一次分裂分离第一次分裂分离 A A A A A M a M a a A A a a A a a A a a (b)第二次分裂分离 第一次分裂分离第一次分裂分离:第二次分裂分离第二次分裂分离:8个子囊孢子排列类型个子囊孢子排列类型 （三（三)着丝粒作图（着丝粒作图（centromere mapping）重组率重组率 =交换型子囊数交换型子囊数 总子囊总子囊 1/2100 三三.链孢霉的连锁作图链孢霉的连锁作图 nic（nicotinic)ad（adenine）PD为亲二型（为亲二型（parental ditype）NPD为非亲二型为非亲二型(nonparental ditype)T为四型（为四型（tetratype）表表5-2 nic+ad 得到不同子囊型的后代得到不同子囊型的后代 （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）ad ad ad ad ad nic ad nic nic ad nic ad nic+nic ad nic ad ad nic+nic ad nic ad nic nic nic ad nic M 1 M 1 M 1 M 1 M 1 M 2 M 2 M 1 M 2 M 2 M 2 M 2 M 2 M 2 （PD （NPD）（T）（T）（PD）（NPD）（T)808 1 90 5 90 1 5RF（着丝粒（着丝粒-nic）=(4)(5)(6)(7)1000 1/2 100%=(5+90+1+5)10001/2 =5.05%=5.05 (m.u)RF（着丝粒（着丝粒-ad）=(3)(5)(6)(7)1000 1/2 100%=(90+90+1+5)10001/2 =9.30%=9.30 (m.u)nic 和和ad 这两个基因是否连锁这两个基因是否连锁?nic 和和 ad 分别位于着丝点的两侧还是同侧？分别位于着丝点的两侧还是同侧？(1)若若nic和和ad不在同不在同 nic ad 一条染色体上：一条染色体上：5.05 9.03 (2)若若nic和和ad 连锁，连锁，nic ad 但在着丝点两侧：但在着丝点两侧：5.05 9.03 (3)若若nic和和ad 连锁连锁,nic ad 在着丝点同侧在着丝点同侧:5.05 9.03 图图514 nic,ad 座位着丝点作图分析座位着丝点作图分析因亲组合因亲组合(M1M1)约占约占80，表明是连锁的；，表明是连锁的；不同步不同步：M2M15 M1M290 o 5.05 nic ad 9.03 o nic 之间发生交换的子囊为之间发生交换的子囊为 101 o ad 之间发生交换的子囊为之间发生交换的子囊为186同步同步：M2M2=90+1+5=96 o nic 之间发生交换的子囊为之间发生交换的子囊为 101次交换中有次交换中有96次次 o ad 之间也发生了交换之间也发生了交换RF(nicad)=(NPD+1/2 T)总子囊数总子囊数 =(2)+(6)+0.5 (3)(4)(7)1000 =(1+1)+0.5(90+5+5)1000=5.2%=5.2 (m.u.)四四.无序四分子分析无序四分子分析(unordered tetrad analysis)a b ab a b a b a b a b a b a b ab ab ab ab ab ab 类型:PD NPD T 图5-15无序四分子三种可能的类型 孢子 a b a b a b a b a b a b PD a+b a+b T a+b+a+b+a b+ab+a+b+a+b+a+b+a+b+a b+ab+a b+ab+NPD a+b a+b a+b a+b 在减数分裂中，中期染色体的不同在减数分裂中，中期染色体的不同 排列排列 形成三种不同类型的四分体形成三种不同类型的四分体 a NCO b a b a SCO b a b NCO:A b ab+未交换 PD a+b+T a+b a+b+a+b+a+b+a+b+SCO：单交换 a DCO b a b a DCO b a b PD a b T ab+a+b+a+b DCO：a+b+a+b+a+b+a+b+双交换 a DCO b a b a DCO b ab+T ab+NPD ab+a+b a+b a+b+a+b+a+b a+bPD型子囊四条染色单体都是亲组合，型子囊四条染色单体都是亲组合，T型子囊有两条染色单体是重组合；型子囊有两条染色单体是重组合；NPD型子囊四条染色单体都是重组合，型子囊四条染色单体都是重组合，那么两个基因之间的重组频率是：那么两个基因之间的重组频率是：(1/2TNPD)/总子囊数总子囊数100%这样计算能不能反映真实的距离？这样计算能不能反映真实的距离？应为：应为：（ab）SCO2（ab）DCO （ab）距离 ab2（ac)（bc）acbc （ab）SCO2（ab）DCO（ac）SCO（bc）SCO SCO2 DCO-（1）SCOT2 DCO-（2）而一次DCONPD-（3）总DCO4NPD -（4）现将（2）、（3）代入（1）式得：SCO2DCO（T2DCO）2（4NPD）（T2NPD）2（4NPD）T6 NPD 因因 RF1/2(1em)当当 m=0.05时时 em 0.95 RF1/2(10.95)1/2(0.05)0.0251/2 m 当当 m=0.10时时 em 0.90 RF1/2(10.90)1/2(0.10)0.05 1/2 m m是交换值；是交换值；m.u.是重组值是重组值 当当m=1时时 RFab m(T6 NPD)=500.40+(60.03)=29.5 m.u.如直接计算：如直接计算：RF(1/2)T+NPD =0.205+0.3=0.235 m.u 相差相差6m.u.