水产遗传育种学-总复习

中国海洋大学水产学院,遗传育种学,1. 遗传学、育种学的含义及其任务、特点； 2. 我国遗传学在水生生物领域所取得的成就； 3.我国在水生生物育种学领域的成就,Chapter 1 绪 论,Chapter 2 孟 德 尔 定 律,1. 名詞 2.孟德尔2个定律的核心问题 3.孟德尔学说的核心颗粒遗传 4. 2测验,1.基因(gene) 2.座位 3.等位基因与复等位基因,4. 野生型（基因）与突变型（基因） 5. 纯合体和杂合体 6. 表（现）型与基因型 7. 显性性状与隐性性状 8. 显性基因与隐性基因,分离定律的核心问题： 等位基因的分离,侧交；,自由组合的核心问题： 非等位基因的自由组合,1.棋盘法 2.分支法 适合度检验 （实测值-预期值)2 n （Oi-Ei)2 X2= = 预期值 i=1 Ei 3、显著水平：通常以5%为大偏差，95%为 小偏差，落在5%区间为差异显著,第四节 遗传学数据的统计学处理,第三章 遗传的染色体学说,1. 名詞：染色体、细胞周期、联会复合体、交叉端化 2.减数分裂在真核生物中的行为和特点 3.减数分裂与有丝分裂的异同点 4. 遗传的染色体学说内容,1. 性别决定类型 2. 伴性遗传种类及特点 3. 遗传的染色体学说的直接证明（假设-验证方法） 4. 剂量补偿效应和Lyon假说,Chapter 4 性别决定与伴性遗传,性别决定的类型 1、XY型：包括人在内的哺乳动物，某些昆虫和鱼类等。 2、ZW型：鸟类、某些两栖类、爬行类、鱼类（长蛇鲻）和卤虫（Artemia salina)。 3、XO型：一部分昆虫（蝗虫、蟋蟀、蟑螂）和少数深海鱼（星光鱼，夜灯鱼）。 4、蜜蜂型：受精卵发育成蜂王（皇）及工蜂（2n=32），未受精卵发育成雄蜂（n=16）。,1、果蝇的伴性遗传,作为极好实验材料的原因： 1.体型小 2.易饲养 3.生活史短（25 ，12天一世代） 4.生命力强,二、X连锁隐性遗传的特征 1、与性别有关 2、交叉遗传（绞花遗传 criss-cross inheritance） 外祖父的性状通过女儿在外孙身上表现，或女儿象父亲，儿子象母亲。 3、隔代遗传,第二节 伴性遗传,也称为性连锁遗传(sex-linkage inheritance),一、X染色体连锁遗传,三、Z染色体上的基因遗传,二、Y染色体上的基因遗传,四、限性遗传,五、从性遗传,六、伴性遗传、限性遗传、从性遗传的关系,第三节 剂量补偿效应 (Dosage compensation effect),一. Barr 小体:1949年Murray Barr在雌猫的神经细胞间期核中有一个染色很深的染色质小体,而雄猫没有. 它是一种浓缩的、惰性的异染色质化小体，与性别有关及X染色体数目有关，称为性染色质体, 又名巴氏小体(Barr body) 二 剂量补偿效应 在性别决定机制的生物中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。 染色体的转录速度不同（果蝇） 雌性细胞中有一条染色体失活（哺乳类和人类）,第五章 基因的相互作用及与环境的关系,基因组 Gene pool 有性生殖生物的一个群体中，能进行生殖的所有个体所携带的全部基因或遗传信息 基因多效性 表现度 外显率 不完全显性 并显性 表型模写 致死基因 抑制基因 上位效应,本章要点,1. 基本概念 2. 环境影响和基因的表型效应 3. 非等位基因间的相互作用的种类和特点,第三节 非等位基因间的相互作用,一、互补基因(complementary gene): 若干非等位基因只有同时存在时才出现某一性状，其中任何一个基因发生突变都会导致同一突变性状。特征比率9：7 白花三叶草 hhDD X HHdd (不含氰） (不含氰） HhDd （含氰） 9D_H_ 3D_hh 3ddH_ 1ddhh 9（含氰） 7（不含氰）,二、基因互作：比率9：3：3：1，但产生新性状 例如鸡冠的遗传： 单冠 X 单冠 全部单冠 玫瑰冠 X玫瑰冠 全部玫瑰冠 豌豆冠X 豌豆冠 全部豌豆冠 玫瑰冠 X 豌豆冠 全部胡桃冠,三、抑制基因：指本身不一定具有表型效应，但它可抑制其它基因的表达的基因。特征比率：13：3 例如：家蚕的茧色（p38） 鸡羽毛的颜色,四、上位效应：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、隐性上位：由隐性基因抑制另一对非等位基因的表型效应的现象。 特征比率：9：3：4（家鼠及家兔的毛色） 2、显性上位：由显性基因抑制另一对非等位基因的表型效应的现象。 特征比率：12：3：1（南瓜及燕麦颖色）,五、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,第六章 数量性状遗传,名词：数量性状与质量性状，遗传率， 杂种优势 数量性状遗传的特征 近交系数的计算（通路法） F1的优势特点,数量性状的特点,可以度量的 呈连续变异 数量性状的表现易受环境影响 控制数量性状的遗传基础是多基因系统,质量性状与数量性状的比较,二、数量性状遗传的特征 数量性状是由多对基因控制的。 每对基因的作用是微小的，数量性状是由这些微效的基因共同作用的结果。 微效基因大多情况下表现为相等而且累加的效应，但有时也表现为增效效应，有时表现为减效效应。 微效基因容易受环境因素的影响，即数量性状是由遗传与环境因素共同作用的结果。,第四节 近亲繁殖与杂种优势 一、近交与近交系数的概念 近交：也称近亲繁殖或近亲交配：有亲缘关系的个体互相交配的交配形式。 近交系数（F）：个体在一个特定的基因座位上接受两个遗传上（或者说血缘上）相同的等位基因的概率。 近交的结果是导致基因的纯合。,二、近交系数的计算 自交：F = 1 (1/2)n n: 自交的代数 其它近交： a1a2 a3a4 以配子概率推算： A B K得到a1a1的概率是： C D （1/2）4 x （1/2）3=（1/2）7 G H 任何一对基因纯合的概率是： J 4 x （1/2）7=1/32 K,通路法 从欲计算近交系数的个体出发，通过他两个亲本的共同祖先，再返回到这个个体，计算相连的通路。 通路1：K-J-G-C-A-D-K- 通路2：K-J-G-C-B-D-K- 两个通路各六步。 近交系数为：F=2 x (1/2)6=1/32,近交系数的计算,自交：F = 1 (1/2)n 通路法 近交的影响 杂种优势理论 （了解） 显性说 超显性学说,一、重组频率（值）： 重组型数目 RF= X 100% 亲组型数目+重组型数目 二、染色体图距： 两个基因在染色体上的相对距离。1%的重组值定义为1个图距单位（map unit, mu)。 1mu = 1%的重组率 后人为纪念Morgan将1个图距单位称为1个厘摩（centi Morgan, cM) 。 1cM = 1%的重组率,第七章 真核生物染色体作图,三、三点测交（Three-point test cross)： 指一次测交同时包括3个基因，同时考察3个基因的顺序。 几个概念： 1、交换与重组：交换是指染色体片段的交换；重组是指基因的重新组合。 2、单交换和双交换：单交换是指在考察区域内的非姊妹染色体单体发生了一次交换，双交换是指发生了两次交换。,三点测交作图： 例：果蝇X染色体上有 y黄身，Y灰身；ct截翅，Ct正常翅；ec棘眼，Ec正常眼。 杂交：Y Ct Ec/y ct ec() x y ct ec/Y()？ 子代：y ct ec 1071 Y Ct Ec 1080 Y ct ec 66 y Ct Ec 78 Y ct Ec 293 y Ct ec 282 Y Ct ec 6 y ct Ec 4,分析： 归类：把一次交换产生的配子（表型）归为一类，填入表中： 重组 类型 数目 占总数% yec ecct yct y ct ec 1071 74.68 Y Ct Ec 1080 Y ct ec 66 5.00 y Ct Ec 78 y Ct ec 282 19.97 Y ct Ec 293 Y Ct ec 4 0.35 y ct Ec 6,确定基因顺序：根据双交换类型的特点，我们知道这3个基因的顺序为yecct。 统计各类型的数据。 计算重组值： yec: 5.00%+0.35%=5.35% ecct: 19.97%+0.35%=20.32% yct: 5.00%+19.97=24.97% 图距： y 5.35 ec 20.32 ct 24.97,问题：24.975.35+20.32 原因：双交换引起 校正： 5.35+20.32=24.97+2 x 0.35=25.67 y 5.35 ec 20.32 ct 25.67,三点试验的分析方法（小结）,（1）归类 将8种表型按对等交换类型分为4组，统计数目。,（2）找出亲本类型和双交换类型，确定正确的基因次序。,（3）计算中间基因与两端基因的重组值，即得图距。,（4）绘图， 标出顺序和距离。,Chapter 8 染色体畸变,染色体结构变异的类型 4种类型的细胞学和遗传学效应 什么是平衡致死系？保持平衡致死系统的条件 整倍体， 非整倍体定义和类型,缺失 细胞学效应和遗传学效应,重复 遗传学效应 易位 平衡易位的遗传学效应 平衡易位：也称相互易位(reciprocal translocation)，是指两条非同源染色体互相交换染色体片段的易位。较常见，也研究得较多。 不平衡易位：也称移位（shift），是指一条染色体的片段转移到另一非同源染色体上的易位。 罗伯逊易位(Robertsonian translocation)：也称着丝粒融合，两条近端着丝粒的非同源染色体在着丝粒区发生横向断裂后重新融合而成。 倒位 遗传学效应,保持平衡致死系统的条件 第二节 染色体数目的改变 染色体组、基本染色体组、单倍体、多倍体、同源多倍体、异源多倍体、非整倍体 （2n-1, 2n+1),平衡致死系利用所谓的交换抑制子保存致死突变品系。,Chapter 9 遗传的分子基础（一）,第一节 DNA的结构 DNA构型 （A,B,C,Z) 第二节 DNA重复序列 变性和复性 cot 复性曲线 Alu序列、Kpn序列、卫星DNA 第三节 基因组的结构解剖 基因组,操纵子、转座子、重叠基因 转座因子的遗传学效应： （）引起插入突变。 （）插入位置上出现新的基因。 （）造成插入位置上出现受体的少数核苷酸对的重复。 （）某些转座因子转座后原来位置上保持原有的转座因子，而仅是其拷贝的转座。 （5）转座的排它性：一个质粒上如果有一个Tn3，则能排斥另一个Tn3转座到该质粒上，这样可以控制一个细胞内的转座因子的总数。 （6）插入位点的专一性：Mu可以插入到大肠杆菌染色体的任何位置，但有些转座因子如Tn10则只能在特定的位点（GCTNAGC）插入。 （7）促使插入位点染色体发生缺失 （8）打开临近的沉默基因 （9）切离（Excision）：转座因子可以从原来的位置上消失，这种现象称为切离。准确的切离可带来和回复突变一样的遗传学效应；不准确切离则会带来多种效应，包括缺失，倒位，易位等。,转座因子 (玉米的激活解离系统,Ac-Ds）,断裂基因、多基因家族、基因复合体、假基因,原核基因组与真核基因组的比较 真核生物基因组比较大。 真核生物的一个基因组包括若干个染色体，一般不呈环状。 真核生物的DNA全长都与蛋白质稳定地结合，构成染色体。原核生物的DNA并不是全长与蛋白质稳定地结合。 真核生物DNA上有大量的重复序列。编码序列仅占基因组的.5，而原核生物基因则大多是编码序列。 真核生物基因组存在无功能的假基因。 原核生物的基因组中功能相关的基因常聚集在一起构成操纵子。真核生物的基因组虽然作用上密切相关的基因聚集在一起的情况也并不少见，但关于操纵子的确切报道还是绝无仅有。,(三) tRNA与rRNA基因,原核生物有16S，23S和5S三种rRNA；真核生物有18S，28S，5.8S和5S四种rRNA 第四节 基因的概念及其发展 基因的概念 顺反子与互补测验,Chapter 10 遗传的分子基础（二）,DNA合成的一般过程 与DNA合成有关的酶（蛋白质） DNA复制的形式 阵列式（真核生物的核基因组）、式（大肠杆菌等细菌）、滚环式（噬菌体，X174噬菌体）、环式复制（线粒体DNA或叶绿体DNA） 中心法则,Chapter 11 基因的表达与调控,第一节 原核基因转录的启动与终止 启动子 （-10和-35两个区域） 终止子 第二节 真核基因转录的启动与终止 启动子（TATA序列（TATA box） 、CAAT序列、GC序列） 起录点、核糖体结合序列与起译点（与原核对照）,第三节 基因活性的调控,操纵子大体上可以分为负控制诱导体系，负控制阻遏体系，正控制诱导体系和正控制阻遏体系四大类型 第四节 RNA的加工与调控 RNA加工包括三个步骤及功能,Chapter 12 基因的突变与重组,基因突变的类型（诱发原因，分子机理，引起的表型特征） 基因突变的一般特征 物理诱变因素和化学诱变剂的诱变机理、特点 DNA损伤修复 Holliday模型,形态突变(morphological mutation)，或可见突变(visible mutation): 能造成外形改变的突变,根据突变引起的表型特征，分为：,3条件致死突变：在一定条件下表现致死效应，而在其它条件下可以存活的突变,致死突变(lethal mutation)：能造成个体死亡的突变。可分为全致死突变型(90以上死亡)，亚致死突变(50%90%死亡)；半致死突变(10%50%死亡)和弱致死突变(10%以下死亡),4. 生化突变（biochemical mutation)：没有形态效应，但导致某种特定生化功能改变的突变。,突变的稀有性：突变频率一般很低。生物体在每一世代中（单细胞生物以每一细胞）发生突变的频率，也就是一定时间内突变可能发生的次数(突变频率)。如果在人工诱变条件下，突变频率，有时可达几千倍。,基因突变的一般特征,突变的随机性：具有时间、个体、细胞和基因上的随机性。生物个体发育的任何时期，在体细胞或性细胞中都可发生，但性细胞发生的频率要比体细胞高些。,独立性： 一个基因突变不影响其等位基因和其他基因发生突变,平行性： 具有类似遗传基础和性状的不同物种可发生同类型基因突变型， 如作物抗倒伏性,突变的多方向性：基因的突变可以向多个方向进行，一个基因可以突变为a1、a2、a3an等而构成所谓的复等位基因（multiple alleles）。这些复等位基因可以从野生型基因突变产生，也可以从其它任何一个突变基因突变产生。,突变的重演性：同种生物的同一基因突变为相同的表型，可以在不同个体间重复出现。例如果蝇的白眼突变就曾发生过几次。,突变的可逆性：可发生回复突变，显性基因可以突变为隐性基因（正向突变（forward mutation), 而隐性基因也可以突变为显性基因(反问突变或回复突变（back mutation)。,突变的有害性与有利性：突变大多数是有害的。生物经长期的自然选择，产生了与外界环境相同的协调关系，这种关系一旦因突变改变便可能干扰内部的生理生化过程，大部分突变对生物体是不利的。,第二节 DNA的损伤与修复 辐射诱变、化学诱变的特点 损伤的修复 （光复活作用、暗复活、重组修复、SOS修复系统） 基因的人工定点突变 DNA重组大致可分为三大类型（同源重组、非同源重组、异常重组） Holliday模型内容,Chapter 13 核外遗传,第一节 母性影响 第二节 真核生物的核外遗传 第三节 原核生物的核外遗传 第四节 植物的雄性不育 第五节 育种意义,Chapter 14 群体遗传学,(孟德尔)群体、基因频率与基因型频率，基因频率与基因型频率的关系 遗传平衡定律的基本内容、条件与意义 改变基因频率的因素及影响方式,改变群体遗传结构的因素,一、选择 二、突变 三、迁移 四、群体的大小 五、交配体系,选择育种 杂交育种 多倍体育种 分子标记辅助育种 单性生殖与性控 转基因与安全性 水产生物引种与驯化 种质资源的保护 (品)种的提纯与复壮,水 产 生 物 育 种 学,Chapter 16 选择育种,依据被选择