连锁遗传分析与染色体的结构

第三章连锁遗传分析与染色体作图,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掌握真菌类的着丝粒作图和重组作图方法；6根据交换值的大小，预期子代的类型和比例；7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,XY,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24591011782,2Morgan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P45,实验一F1红眼X白眼X+XwXwYX+XwX+YXwXwXwY预期：红红白*白1：1：1：1实验结果：129：132：88：86,实验二P46P白*X红F1红眼白眼,实验三P48白X白XXXY全白眼实验结果：与预期相符,XwXwX+Y,X+XwXXwYX+XwX+YXwXwXwYF2：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XrXrXRY女患男正常XRXrXrY,1举例例如：抗维生素佝偻病P女性患者X男性正常XRXrXrY女正常女患男正常男患XrXrXRXrXrYXRY,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+YX+XhX+Y子女全正常女正常1/2儿正常1/2儿血友病X+X+X+YXhYX+Xh,（二）伴X隐性遗传,2伴X隐性遗传的特点,X+YX+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ZbZbZBWF1芦花X非芦花ZBZbZbWF2芦花芦花ZBZbZBW非芦花非芦花ZbZbZbW,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XBXBXbYF1阔叶XBY,实验三阔叶X阔叶XBXbXBY阔叶阔叶细叶XBXBXBYXbYXBXb,实验二阔叶X细叶XBXbXbY预期：XBXb阔XBY阔XbXb细XbY细结果：无,第三节遗传的染色体学说的直接证明,一果蝇眼色遗传的例外现象1916:Bridges白X红XwXwX+Y红白红(不育)白(可育)X红初级例外红白红(可育)白(1/2000)次级例外(4/100),二例外遗传现象的解释减数分裂中:XX不分开,1初级例外的形成,2次级例外果蝇的形成,三细胞学的证据,果蝇的染色体：2N=8=4对根据解释：1初级例外:白XXY红XO；2次级例外：红XY；白XXY；3例外白雌的女儿：1/2XXY，1/2XX；4例外白雌的白眼儿子：1/2XYY，1/2XY。细胞学观察与预期相符。黄体(隐性)X灰身(显性)黄体正常XyXyX+Y骈连X黄体雌蝇P55,第四节果蝇中的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XbbXbbXXbb+YbbXbbXbb+XbbYbb1显性：1隐性,XbbXbb+XXbbYbbXbb+XbbXbb+YbbXbbXbbXbbYbb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=0.51.0超0.5超10.5中间性别,第五节剂量补偿效应,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：P57,2Lyon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,第六节连锁基因的交换与重组,一连锁现象的发现Bateson,Punnet1906年P60表3-2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：483139039313386952自由组合预期：3910.51303.51303.5434.56952,互斥相：P紫花圆形X红花长形P61表3-3F1紫长F2紫长紫圆红长红圆合计实验结果：22695971419自由组合预期：235.978.578.526.2419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/BVbv/bvF1灰、长X黑、残BV/bvbv/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/BVbv/bvF1灰、长X黑、残BV/bvbv/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CSh/CShcsh/csh测交：F1CSh/cshXcsh/csh（双隐性）CSh/cshCsh/cshcSh/cshcsh/csh有、满有、皱无、满无、皱自由组合预期：1111合计实验结果：403214915240358368亲组合重组合96.4%3.6%,四多线交换与最大交换值P66如图3-13,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。,1234,五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)P73图3-16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/yF1ecct+/+cvXecctcv/y交子代：序号表型实得数1ecct+2125（亲组合）2+cv22073ec+cv273（单交换I）4+ct+2655ec+217（单交换II6+ctcv2237+5（双交换）8ecctcv3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ecct+cv双交换ecctcv+基因顺序为:eccvct或ctcvecC分别计算两个单交换ec-cv:(273+265+5+3)/5318X100%=10.2%cv-ct:(217+223+5+3)/5318X100%=8.4%D作图ec10.2cv8.4ct18.6,2两点法作图,(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%,ec8.4cv10.2ct18.4,（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IX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P74-77,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=1/2mX=-1/2(1-2FR)aFR1=0.23bFR2=0.32cR3=0.40X1=-1/2(1-2X0.23)=-1/2X0.54=0.31X2=-1/2(1-2X0.32)=-1/2X0.36=0.51X3=-1/2(1-2X0.40)=-1/2X0.2=0.81X1+X2X30.31+0.510.81,七连锁群与遗传学图,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,01.032.235.558ywvmr,第七节真菌类的遗传分析-四分子分析,顺序四分子分析非顺序四分子分析:,着丝粒作图重组作图,重组作图,一顺序四分子分析,(一)着丝粒作图1概念:例如：Lys-XLys+,四分子分析,（1）非交换型子囊的形成,（2）交换型子囊的形成,着丝粒距离的计算,基因与着丝粒的交换值：=交换型子囊数(M2)X1/2X100%交换型子囊数(M2)+非交换型子囊数(M1)Lys-.交换值=（9+5+10+16）x1/2100%105+129+9+5+10+16=7.3%作图:0(着丝点）Lys07.3,（二）两连锁基因的作图,杂交实验Pn+X+a(n)(n)+n+a(2n)减数分裂36种不同组合7种不同类型子囊型表38P82,表3-8中的第5类包括：+an+an+n+an+a+a+an+n+n+n+a+a,表3-8粗糙脉孢菌n+x+a杂交结果,2计算着丝粒距离nic-.M2/(M1+M2)X1/2X100%=(5+90+1+5)/1000X100%X1/2=5.05%ade-.M2/(M1+M2)X1/2X100%=(90+90+1+5)/1000X1/2X100%=9.30%,两基因可能的位置关系：三种：自由组合连锁：着丝粒两侧着丝粒同侧,分型与连锁关系的判断,亲二型(PD):P82非亲二型(NPD):四型(T):,连锁判断：自由组合连锁结果NPD/PD=1NPD/PD12/898结果表明：nic与ade连锁,4两个连锁基因位置的判断（同臂或不同臂）,（1）利用连锁基因都处于MII时，PD和NPD四分子类型频率判断,（2）比较n和a分别为MI和MII时的子囊数进行判断,+/n+/aM1M1809M1M290M2M15M2M296,如果两基各在一侧：M2(a)/M2(n)2实验结果：M1M2/M2M1=90/5=18(倍)与实验不符，说明两基因在同侧。,5作图：,nicade05.0510.25,202+208-372=3838/4000=0.95%9.3+0.95=10.25,表3-8,二非顺序四分子遗传分析,子囊：PDNPDTABaBabABaBaBabAbAbabAbABRF（重组值）=1/2T+NPD/总子囊数X100%重组值可能被低估，可用PD、NPD、T三种子囊的频率推导出两基因间平均每个减数分裂的交换数(m)；m=SCO+2DCO交换值(X)=1/2m；m=T+6NPD交换值(X)=(T+6NPD)X50%,图3-273种无序四分子的形成,abPDABNCO,abTABSCO,abTABDCO,abNPDABDCO,如果假设双交换在四条染色单体间随机发生：DCO（4线双交换）=4NPD如果假设双交换在三条染色单体间随机发生：DCO（3线双交换）=4T=2NPDT=SCO（单交换）+DCO（3线双交换）SCO=T-DCO（3线双交换）=T2NPDm=SCO+DCO=（T-2NPD）+2（4NPD）=T+6NPD例如：PD=0.56；NPD=0.03；T=0.41交换值=1/2m=（T+6NPD）X50%图距=50（T+6NPD）=50(0.41+6X0.03)=29.5,一人类基因定位方法(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;2X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,第八节人类基因组的染色体作图,(2)外祖父法定位原理外祖父母亲(双杂合体)儿子AG/YAG/agAG/Yag/YAg/YaG/YaG/YaG/AgaG/YAg/YAG/Yag/YAg/YAg/aGAg/YaG/YAG/Yag/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DNADNA*+早中期染色体变性