课件：第五章连锁遗传分析.ppt

第五章 连锁遗传分析,学习要点： 1 性染色体决定性别的类型； 2 各种性连锁遗传的特点； 3 交换值的测定； 4 用两点测验和三点测验进行基因定位； 5 根据交换值的大小，预期子代的类型和比例 ； 6 人类的连锁分析和基因定位的方法。,X与Y的异源区段 Y与X 的异源区段 X与Y的同源区段 Y与X 的同源区段,X Y,第一节 性染色体与性别决定,一 性染色体的发现 二 性染色体的结构,二 性染色体决定性别的类型,三 植物的性别决定,1 性染色体决定性别：雌株（XX）、雄株（XY） 2 基因决定性别 例：葫芦科喷瓜的性别 受AD、a+、ad控制，依次显性 AD：株 基因型 性别表现 a+：同株 ADa+ 株 ad：株 ADad 株 a+a+ 同株 a+ad 同株 adad 株,一 果蝇的伴性遗传,1 果蝇的伴X隐性遗传现象 P 红眼 X 白眼 F1 红眼* X 红眼 F2 红 红 白 2459 1011 782,2 Morgan假设 (1)白眼基因位于X染色体上； (2)白眼对红眼是隐性； (3)Y染色体上无对应等位基因。,第二节 性连锁遗传(伴性遗传),3 假设的验证,实验一 F1 红眼 X 白眼 X+ Xw Xw Y X+Xw X+Y XwXw XwY 预 期： 红 红 白* 白 1 ： 1 ： 1 ： 1 实验结果：129 ： 132 ： 88 ： 86,实验二 P 白* X 红 F1 红眼 白眼,实验三 白 X 红 X+X XY 全红眼 全白眼 实验结果：交叉遗传,XwXw X+Y,X+Xw X XwY X+Xw X+Y XwXw XwY F2：红 红 白 白 1 ：1 ： 1 ： 1,二 人类的伴性遗传,（一）伴X显性遗传,P 女性正常 X 男性患者 XrXr XRY 女患 男正常 XRXr XrY,1 举例 例如：抗维生素佝偻病 P 女性患者 X 男性正常 XRXr XrY 女正常 女患 男正常 男患 XrXr XRXr XrY XRY,2 伴X显性遗传的特点,1举例：A型血友病的遗传 正常女 X 血友病男 X+X+ XhY 正常女人 X 儿正常 女正常 X 正常男人 X+X+ X+Y X+Xh X+Y 子女全正常 女正常 1/2儿正常 1/2儿血友病 X+X+ X+Y XhY X+Xh,（二）伴X隐性遗传,2 伴X隐性遗传的特点,X+Y X+X-,（三）伴Y染色体遗传,1 概念： 2 伴Y染色体的遗传特点：限雄遗传.,三 鸡的伴性遗传（ 伴Z染色体遗传）,P 非芦花 X 芦花 ZbZb ZBW F1 芦花 X 非芦花 ZBZb ZbW F2 芦花 芦花 ZBZb ZBW 非芦花 非芦花 ZbZb ZbW,1 鸡羽斑纹的遗传 ZB 芦花， Zb 非芦花,2 性连锁遗传的应用,四 植物的伴性遗传女娄菜的叶形遗传,实验一 阔叶X 细叶 XBXB XbY F1 阔叶 XBY,实验三 阔叶X 阔叶 XBXb XBY 阔叶 阔叶细叶 XBXB XBY XbY XBXb,实验二 阔叶X 细叶 XBXb XbY 预期：XBXb阔 XBY阔 XbXb细 XbY细 结果：无,第三节 果蝇中的Y染色体及其性别决定,1 果蝇性染色体同源区段基因的遗传 XbbXbb X Xbb+Ybb XbbXbb+ XbbYbb 1显性 ：1隐性,XbbXbb+ X XbbYbb Xbb+Xbb Xbb+Ybb XbbXbb XbbYbb 显：隐：显：隐 1 ： 1 ： 1 ： 1 正反交结果：不一样。,2 果蝇的性别决定机制,性指数= 体细胞中X的条数 =X/A 体细胞中常染色体组数,= 1.0 = 0.5 1.0 超 0.5 超 10.5中间性别,第四节 剂量补偿效应,一 Barr小体 1949年由Barr发现 二 剂量补偿效应 1 概念： 2 补偿的可能类型： （1）性与性 X 染色体基因转录速度不同； （2）性两条X失活一条，都只有一条X有活性。 三 Lyon（莱昂）学说 1 要点：P57,2 Lyon假说的证据,（1）玳瑁猫毛色遗传 玳瑁猫：毛色具 黑色与黄色斑块；总是雌性 XO：黄色 ； Xo：黑色 XO失活 部位呈黑色 XOXo 同一个体出现黄、黑斑块 Xo失活 部位呈黄色,单个细胞组织培养电泳 单个细胞组织培养电泳,（2）6-PGD杂合体细胞电泳实验 GdA/GdB多个细胞组织培养电泳,第五节 连锁基因的交换与重组,一 连锁现象的发现 Bateson, Punnet1906年 香豌豆的杂交试验： 互引相： P 紫花长形 X 红花圆形 F1 紫长 F2： 紫长 紫圆 红长 红圆 合计 实验结果： 4831 390 393 1338 6952 自由组合预期：3910.5 1303.5 1303.5 434.5 6952,互斥相： P 紫花圆形 X 红花长形 P61 表3-3 F1 紫长 F2 紫长 紫圆 红长 红圆 合计 实验结果： 226 95 97 1 419 自由组合预期： 235.9 78.5 78.5 26.2 419 亲组合：指与亲代的性状组合相同的子代类型 。 重组合：指与亲代的性状组合不相同的子代类型。,二 完全连锁与不完全连锁,（一）果蝇中的雌雄连锁不同 1 雄果蝇的完全连锁 P 灰身长翅 X 黑身残翅 BV/BV bv/bv F1 灰、长 X 黑、残 BV/bv bv/bv 灰长 黑残 1 : 1 特点：测交子代无重组合类型，交换值为0。,2 雌果蝇的不完全连锁,P 灰身长翅 X 黑身残翅 BV/BV bv/bv F1灰、长 X 黑、残 BV/bv bv/bv 灰长 灰残 黑长 黑残 42% 8% 8% 42% 特点: 测交子代有重组合类型，交换值少于50%,交换值 = 交换型配子数 X100% 总配子数,三 交换值的概念及其测定,（一）交换值的测定方法测交法,玉米中的连锁遗传 P 有色饱满 X 无色皱缩 C Sh/C Sh c sh/c sh 测交：F1 C Sh/c sh X c sh/c sh（双隐性） CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh 有、满 有、皱 无、满 无、皱 自由组合预期： 1 1 1 1 合计 实 验 结 果 ：4032 149 152 4035 8368 亲组合 重组合 96.4% 3.6%,四 多线交换与最大交换值,结论：两连锁基因的最大交换值是50%。 当两基因间的重组值接近50%时： 或是两基因自由组合； 或两连锁基因在染色体上相距较远。,1 2 3 4,五 基因定位与染色体作图,(一)基因直线排列原理及其相关概念 基因定位:指确定基因所属连锁群或基因在染色体 上的排列顺序和相对距离的方法. 染色体图:(基因连锁图、遗传图) 图距：两个基因在染色体图上距离的数量单位。 1个图距单位是1%交换值去掉%。(1厘摩=1cM） （二）三点测交与染色体作图 1 三点测交的概念,2 果蝇三点测交,P 棘眼、截翅 X 缺翅横脉 ecct +/ecct+ + + cv/y F1 ecct+/+cvX ec ct cv/y 交子代：序号 表 型 实得数 1 ec ct + 2125 （亲组合） 2 + + cv 2207 3 ec + cv 273 （单交换I） 4 + ct + 265 5 ec + + 217 （单交换II 6 + ct cv 223 7 + + + 5 （双交换） 8 ec ct cv 3 合计 5318,1 中间位点法作图（适用于测交子代有8种类型）,A 分成4组 B 确定正确的基因顺序 亲组合 ec ct + + + cv 双交换 ec ct cv + + + 基因顺序为: ec cv ct 或 ct cv ec C 分别计算两个单交换 ec-cv:(273+265+5+3)/5318X100 %=10.2% cv-ct:(217+223+5+3)/5318 X100%=8.4% D 作图 ec 10.2 cv 8.4 ct 18.6,2 两点法作图,(1) ctcv(RF)=(217+223+5+3)/5318=8.4% (2) eccv(RF)= (273+265+5+3)/5318=10.26% (3) ecct(RF)=(273+265+217+223)/5318=18.4%,ec 8.4 cv 10.2 ct 18.4,（三）遗传干涉和并发率,1 遗传干涉的概念 2 并发率 = 实际双交换/理论双交换 = 实际双交换/单交换I X 单交换II = 0 (干涉完全) 干涉=1-并发率 并发率 01 (部分干涉) (10) = 1 (无干涉),六 大图距的准确计算,重组值: RF=1/2(1-e-m) m：平均交换数； 或 RF=1/2(1-e-2x) X：是两基因间图距； X =1/2m X = -1/2(1-2FR) a FR1=0.23 b FR2=0.32 c R3 = 0.40 X1=-1/2(1-2X 0.23)=-1/2X 0.54=0.31 X2=-1/2(1-2X 0.32)=-1/2X 0.36=0.51 X3=-1/2(1-2X 0.40)=-1/2X 0.2=0.81 X1+ X2 X3 0.31+0.51 0.81,七 连锁群与遗传学图,1 连锁群的概念 2 连锁群的数目 3 遗传学图的概念 4 遗传学图的绘制 1）测定基因所属连锁群 2）确定基因在染色体上的顺序,例2：表3-6果蝇的一些性连锁基因的重组频率,0 1.0 32.2 35.5 58 y w v m r,一人类基因定位方法 (一)家系分析法与基因定位 伴Y遗传家系中的某一性状只出现在男性中; 2 X连锁遗传 原理：根据伴性遗传特点 3 外祖父法 (1)前提条件：两个连锁基因位于X染色体上的； 母亲是两对基因的杂合体； 如：红绿色盲基因a； 蚕豆病(G6PD-)基因：g,第六节 人类的基因定位,(2) 外祖父法定位原理 外祖父 母亲(双杂合体) 儿子 AG/Y AG/ag AG/Y ag/Y Ag/Y aG/Y aG/Y aG/Ag aG/Y Ag/Y AG/Y ag/Y Ag/Y Ag/aG Ag/Y aG/Y AG/Y ag/Y 亲组合 重组合 统计结果，计算交换值。,克隆分布板法 1) 人鼠细胞融合培养 2) 杂种细胞筛选 3) 各种杂种细胞系 4) 生化分析和细胞学观察 5) 观察,比较分析、定位,(二)体细胞杂交定位法,表3-11 克隆分布法基因定位,2 利用染色体异常进行基因定位 （1）基因剂量效应法： （2）染色体缺失定位法采用染色体分带技术 人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚带。,（三）DNA介导的基因定位,1 克隆基因定位法 原理：采用已克隆基因的cDNA作探针，与杂种细胞中人染色体DNA进行分子杂交。,2 原位分子杂交法基因定位 目的基因DNA DNA* + 早中期染色体 变性 复性 干燥 放射自显影,二 人类染色体作图,（一）限制性片断长度多态（RFLP) Restrictionfragmentlengthpalymorphism 1 RFLP概念： 2 用RFLP进行基因定位原理 EcoR I 例:GAATTC 切点减少 GAGTTC CTTAAG 切点增加 CTCAAG mRNA: GAA GAG 谷aa 谷aa,用RFLP做Arabidopsis遗传图： 两个亲本分别用不同限制性内切酶做酶切，并分别用探针A（蓝色）和探针B（绿色）做Southern杂交。,若两种RFLP自由分离，F2代中亲本型和重组型出现频率相同（Case I）；否则，若二者紧密连锁，重组型出现频率将大大小于亲本型出现频率(Case II) 根据重组频率可以计算遗传标记RFLP间的图距。,（二）数目可变的串联重复序列 DNA指纹：指用限制性酶对特定DNA消化 产物在southern杂交中的一系列带纹。 三 人类基因组的物理作图 1 专一性位点图（STS：sequencetagged site） 2 表达标签序列(ESTs：expresse