连锁遗传和性连锁课件

1、第三章 连锁遗传和性连锁,第一节 连锁与交换,第四节 真菌类的连锁与交换,第二节 交换值及其测定,第三节 基因定位与连锁遗传图,第六节 性别决定与性连锁,第五节 连锁遗传规律的应用,返回,第一节 连锁与交换,一、两对相对性状的连锁遗传试验 以香豌豆为例,两对相对性性状,花色,花粉粒形状,紫色 P,红色 p,长花粉粒 L,圆花粉粒 l,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,紫花、长花粉粒PPLL,红花、圆花粉粒ppll,紫花、长花粉粒PpLl,F1,F2,紫、长P_L_,紫、圆P_ll,红、长ppL_,红、圆ppll,实际 个体数,4831,390,393,1338,按9：3：3：1推算

2、理论数,3910.5,1303.5,1303.5,434.5,与独立分配规律相比，在F2表现型中，亲本组合的实际数偏多，而重新组合的实际数偏少,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,紫花、圆花粉粒PPll,红花、长花粉粒ppLL,紫花、长花粉粒P_L_,F1,F2,紫、长P_L_,紫、圆P_ll,红、长ppL_,红、圆ppll,实际 个体数,226,95,97,1,按9：3：3：1推算理论数,235.8,78.5,78.5,26.2,与独立分配规律相比，在F2表现型中，亲本组合的实际数偏多，而重新组合的实际数偏少,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,二、连锁遗传的解释,以一对相对

3、性状的差异为例分析,第一个试验,紫花：红花=（4831+390）:（1338+393）, 3 ：1, 3 ：1,第二个试验,紫花：红花=（226+95）：（97+1）, 3 ：1,长花粉：圆花粉=（226+97）:（95+1）, 3 ：1,每一对相对性状的遗传受分离规律的支配,长花粉 :圆花粉=（4831+393）:（1338+390）,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,连锁遗传 同一亲本所具有的两个性状，在F2中常常有连系在一起遗传的倾向，这种现象称为连锁遗传,相引相 两个显性性状连系在一起遗传，两个隐性性状连系在一起遗传的杂交组合，称为相引相,相斥相 一个显性性状与一个隐性性状连系

4、在一起遗传的杂交组合，称为相斥相,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,两对相对性状分析,在独立分配情况下,F1产生数量相等的四种配子,F2四种表现型呈现为9：3：3：1,F2四种表现型不呈现9：3：3：1,F1产生的四种配子数量不相等,两对相对性状不符合独立分配规律,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,测交法验证F1产生配子的种类及比例,以玉米子粒性状为例,两对相对性状,子粒颜色,子粒形状,有色C,无色c,饱满Sh,凹陷sh,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,无色、凹陷,csh,F1,测交后代,实得粒数,有色、饱满 CcShsh,有色、凹陷 Ccshsh,无色、饱满 c

5、cShsh,无色、凹陷 ccshsh,4032,149,152,4035,F1配子,CSh,Csh,cSh,csh,有色、饱满CcShsh,有色、饱满CCShSh,无色、凹陷 ccshsh,无色、凹陷ccshsh,相引相,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,测交后代中,亲本组合 = （4032+4035）/ 8368 = 96.4%,重新组合 = （149+152）/ 8368 = 3.6%,亲本配子所占比例,重组配子所占比例,CSh,c sh,C sh,c Sh,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,无色、凹陷,csh,F1,测交后代,实得粒数,有色、饱满 CcShsh,有色、

6、凹陷 Ccshsh,无色、饱满 ccShsh,无色、凹陷 ccshsh,638,21379,21096,672,F1配子,CSh,Csh,cSh,csh,有色、饱满CcShsh,有色、凹陷CCshsh,无色、凹陷 ccshsh,无色、饱满ccShSh,相斥相,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,C SH,C SH,c sh,c sh,C SH,c sh,F1,F1配子,C SH,c sh,连锁解释,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,三、连锁和交换的遗传机理,（一）完全连锁和不完全连锁,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,A B,A B,a b,a b,A B,a b

7、,F1,F1配子,A B,a b,完全连锁,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,F1自交结果,F1测交结果,A B,A B,A B,a b,a b,a b,1,2,1,A B,a b,a b,a b,1,1,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,C Sh,C Sh,c sh,c sh,C Sh,c sh,F1,F1配子,C Sh,c sh,不完全连锁玉米子粒性状为例,相引相,C sh,c Sh,48.2,48.2,1.8,1.8,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,P,C sh,C sh,c Sh,c Sh,C sh,c Sh,F1,F1配子,C sh,c Sh,不完全连锁

8、玉米子粒性状为例,相斥相,C Sh,c sh,48.5,48.5,1.5,1.5,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,（二）交换与不完全连锁的形成,减数分裂：前期,偶线期,同源染色体配对,粗线期,非姊妹染色单体之间发生交换,双线期,交叉现象,非姊妹染色单体交换的结果,同源染色体上的非等位基因之间的连锁关系发生改变,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,交换频率靠近着丝点区段低于远离着丝点的区段,玉米第九号染色体上Cc Shsh的连锁关系,如果不发生交换,亲组类型配子,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,如果发生交换,但交换发生在 Sh-C 之外,亲组类型配子,第三章 连锁遗传规

9、律 第一节 连锁与交换,如果发生交换,但交换发生在 Sh-C 之间,亲组配子,重组配子,亲组配子,重组配子,第三章 连锁遗传规律 第一节 连锁与交换,交换都发生在同源染色体相靠近的非姊妹染色体之间，而另外两条不交换。 一部分染色体交换发生在连锁基因之内，重组配子 1/2重组、1/2亲型配子 另一部分交换发生在连锁基因之外，非重组配子 所以重组型配子自然少于50%,C Sh 举例： 假定在杂种（ ）的100个孢母细胞内，有7 c sh 个交换发生在基因之内，其他有93个，交换后的情况见表。 亲本组合=（193+193）/400 100%=96.5% 重新组合=（7+7）/400 100%=3.5

10、% 即重组型配子数应该是3.5%, 恰好是发生基因之内交换的孢母细胞的百分数一半。,亲本型配子 重组型配子 总配子数 CSh csh Csh cSh 93个孢母细胞在连锁 186 186 区段内不发生交换 93 4=372个配子 7个孢母细胞在连锁 区内发生交换 7 4=28个配子 7 7 7 7 400 193 193 7 7,亲本组合=（193+193）/400 100%=96.5% 重新组合=（7+7）/400 100%=3.5% 即重组型配子数应该是3.5%, 恰好是发生 基因之内交换的孢母细胞的百分数一半。,重组率（3.5%）, 等于发生基因 之内交换的孢母细胞的百分数一半。,所以重

11、组型配子自然少于50%,第二节 交换值及其测定,交换值 cross-over value,又叫重组率，指重组型配子数占总配子数的百分率,交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,第三章 连锁遗传规律 第二节 交换值及其测定,测交法,亲组类型,亲组类型,重组类型,重组类型,第三章 连锁遗传规律 第二节 交换值及其测定,a,b,c,d,自交法-相引相,a,b,c,d,a=b,c=d,配子,=b2,c=d =,交换值,第三章 连锁遗传规律 第二节 交换值及其测定,自交法-相斥相,a,b,c,d,a=b,c=d,配子,=d2,交换值,第三章 连锁遗传规律 第二节 交换值及其测定,交换值、基因

12、距离与连锁强度的关系,交换值,基因距离,连锁强度,大,大,弱,小,小,强,第三章 连锁遗传规律 第二节 交换值及其测定,第三节 基因定位与连锁遗传图,一、基因定位,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,（一）两点测验,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,玉米第九号染色体上三对基因的基因定位,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,P,有色、饱满,无色、凹陷,有色、饱满,无色、凹陷,有色、饱满,有色、凹陷,无色、饱满,无色、凹陷,F1,测交后代,实得粒数,CcShsh,Ccshsh,ccShsh,ccshsh,4032,149,152,4035,CcSh

13、sh,CCShSh,ccshsh,ccshsh,实验一,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,3.6%,=,149+152,8368,100%,交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,=,Sh,3.6,C,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,P,糯粒、饱满,非糯、凹陷,非糯、饱满,糯粒、凹陷,非糯、饱满,非糯、凹陷,糯粒、饱满,糯粒、凹陷,F1,测交后代,实得粒数,WxwxShsh,Wxwxshsh,wxwxShsh,wxwxshsh,1531,5885,5991,1488,WxwxShsh,wxwxShSh,wxwxshsh,WxWxshsh,实验二

14、,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,20%,=,1488+1531,14895,100%,交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,=,Sh,3.6,C,Sh,3.6,C,Wx,20,20,Wx,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,P,非糯、有色,糯粒、无色,非糯、有色,糯粒、无色,非糯、有色,非糯、无色,糯粒、有色,糯粒、无色,F1,测交后代,实得粒数,WxwxCc,Wxwxcc,wxwxCc,wxwxcc,2542,739,717,2716,WxwxCc,WxWxCC,wxwxcc,wxwxcc,实验三,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连

15、锁遗传图,22%,=,739+717,6714,100%,交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,=,Sh,3.6,C,22,Wx,20,Wx-C,22,Wx-Sh + Sh-C,23.6,问题？,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,（二）三点测验,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,玉米第九号染色体上三对基因的基因定位,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,P,糯粒、饱满、无色,非糯、凹陷、有色,非糯、饱满、有色,糯粒、凹陷、无色,F1,wx + c / + sh +,wx + c / wx + c,wx sh c / wx sh c

16、,+ sh + / + sh +,测交后代,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,三点测交后代,说明：三对基因不是独立遗传的，三对基因连锁在一对同源染色体上,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,单交换 single crossing over 两个基因之间发生的一次交换,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,双交换 double crossing over 三个基因顺序排列在一条染色体上，如果每个基因之间都分别发生一次交换，对于三个基因所包括的连锁区段来说，就是同时发生了两次交换，即双交换,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,确定三个

17、基因在染色体上的顺序,第一步,找出双交换类型,测交后代群体中双交换类型的个体应该最少,糯粒、凹陷、无色,非糯、饱满、有色,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,第二步,找出亲本类型,测交后代群体中亲本类型的个体应该最多,糯粒、饱满、无色,非糯、凹陷、有色,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,第三步,双交换类型与亲本类型比较,双交换类型,亲本类型,测交后代个体最少,亲本类型发生双交换的可能,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,确定三个基因之间的距离,第一步,计算双交换值,2,4,0.09%,=,2+4,6708,100%,双交换值（%）=,重组类型配

18、子数,总配子数,100%,=,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,三点测交后代,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,第二步,计算单交换值 wx-sh,2,4,18.4%,=,626+601+2+4,6708,100%,单交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,=,626,601,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,第三步,计算单交换值 sh-c,2,4,3.5%,=,113+116+2+4,6708,100%,单交换值（%）=,重组类型配子数,总配子数,100%,=,113,116,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,

19、第五步,确定三个基因之间的距离,wx,sh,c,18.4,3.5,21.9,基因在染色体上有一定的位置、顺序和距离，它们是呈线性排列的,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,（三）干扰和符合,干扰 interference 一个单交换的发生，在它的邻近再发生第二个单交换的机会减少的现象，称为干扰,符合系数 coefficient of coincidence 指交换受到干扰的程度,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,符合系数 =,实际双交换值,理论双交换值,=,实际双交换值,单交换单交换,0,1,完全干扰,无干扰,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图

20、,二、连锁遗传图 linkage map,连锁群 linkage group 存在于同一染色体上的所有基因，组成一个连锁群,连锁遗传图 确定基因在染色体上的相对位置，并把它们标志在染色体上，绘制成图称为连锁遗传图,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,二、连锁遗传图 linkage map,连锁群 linkage group 存在于同一染色体上的所有基因，组成一个连锁群,连锁遗传图 确定基因在染色体上的相对位置，并把它们标志在染色体上，绘制成图称为连锁遗传图,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,连锁群与染色体数目的关系,一般情况下，连锁群数目与染色体对数是一致的,

21、玉米 2n=20 连锁群 10个,水稻 2n=24 连锁群 12个,特殊情况下，连锁群数目与染色体对数是不一致的,人 2n=46,男人 连锁群 24个,女人 连锁群 23个,第三章 连锁遗传规律 第三节 基因定位与连锁遗传图,关于链孢霉,四分子分析,链孢霉的连锁,第四节 真菌类的遗传与交换,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,一、关于链孢霉 Neurospora crassa,单倍体，无显性的问题,一次只分析一个减数分裂的产物,又称粗糙链孢霉、红色面包霉， 是一种子囊菌（Ascomycetes）属于真菌类,个体小，长得快，易于培养，一次杂交可产生大量后代,进行有性生殖，染色体

22、的结构和功能类似于高等动植物,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,所以 是 遗传的好材料,分生孢子 conidium,分生孢子 conidium,分生孢子 conidium,分生孢子 conidium,菌丝体 mycelium,菌丝体 mycelium,菌丝体 mycelium,菌丝体 mycelium,无性世代,链孢霉 Neurospora crassa的生活史,原子囊果,二倍体合子2n,原子囊果,无性世代,减数分裂,有丝分裂,有性世代,二倍体合子2n,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,二、四分子分析 tetrad analysis,四分子 tetrad

23、 单一减数分裂的产物留在一起，称作四分子,四分子分析 tetrad analysis 对四分子进行遗传分析，称作四分子分析,几个概念,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,三、着丝粒作图 centromere mapping,野生型或原养型 prototroph 能在简单的基本的培养基上生长和繁殖的菌株称为野生型或原养型,营养缺陷型 auxotroph 在培养基中添加某种营养物质，菌株才能生长和繁殖，此菌株称为营养缺陷型,几个概念,Lys,赖氨酸依赖型 lysine dependent 赖氨酸缺陷型 lysine deficient,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗

24、传与交换,着丝粒作图 以着丝粒为一个位点，估算某基因与着丝点重组值，进行基因定位。,链孢霉 Neurospora crassa的杂交实验,野生型 lys+,lys lys+,实验材料,合子 2n,减数分裂,缺陷型 lys,有丝分裂,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,子囊内子囊孢子的排列方式,野生型 lys+,(1),缺陷型 lys,(2),(3),(4),(5),(6),第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,(1)和(2)子囊型是如何产生的？,减数分裂,有丝分裂,或,或,First division segregation,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节

25、真菌类的遗传与交换,(3)和 (4)子囊型是如何产生的？,减数分裂,有丝分裂,或,second division segregation,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,交换型子囊数,有关基因与着丝粒之间重组值的计算,交换型子囊数 + 非交换型子囊数, 1/2 100%,交换型子囊孢子数,交换型子囊孢子数 + 非交换型子囊孢子数, 100%,重组值 =,重组值 =,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,思考题,交换型子囊孢子,非交换型子囊孢子,为什么用子囊数计算重组值时，后面要1/2？,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,9个子囊对 ly

26、s 基因是非交换型 5个子囊对 lys 基因是交换型,5,5 + 9, 1/2 100%,=,交换型子囊数,交换型子囊数 + 非交换型子囊数, 1/2 100%,重组值 =,=,17.9 %,17.9,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,9个子囊对 lys 基因是非交换型 5个子囊对 lys 基因是交换型,5 1/2,5 1/2 + （51/2+ 9）, 100%,=,交换型子囊孢子数,交换型子囊孢子数 + 非交换型子囊孢子数, 100%,重组值 =,=,17.9 %,17.9,第三章 连锁遗传与性连锁 第四节 真菌类的遗传与交换,第五节 连锁遗传规律的应用,证实染色体是控制

27、性状遗传的基因的载体,杂交育种中，利用基因重组综合亲本优良性状，育成新品种,根据交换值大小，预测后代群体中各类型的比例，制定育种计划,第三章 连锁遗传规律 第五节 连锁遗传规律的应用,第六节 性别决定与性连锁,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,一、性别决定,（一）性染色体决定性别,性染色体 sex chromosome 直接与性别决定有关的一个或一对染色体，称为性染色体,常染色体 autosome 在生物体细胞中的染色体，除性染色体以外的染色体统称为常染色体,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,果蝇的常染色体和性染色体,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,

28、（1 ）XY型-雄杂合型,男人：2n = 46 = 44 + XY,女人：2n = 46 = 44 + XX,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,（2 ） ZW型-雌杂合型,雄家蚕：2n = 56 = 54 + ZZ,雌家蚕：2n = 56 = 54 + ZW,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,（二）其他类型的性决定,1。单倍体型-蜜蜂,雌性：2n,雄性：n,Gm,n,n,n,2n,受精卵,雄蜂,工蜂,蜂王,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,2 . 基因控制性别,单基因控制性别-石刁柏,A ,a ,AA,Aa,aa,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定

29、与性连锁,双基因控制性别-玉米,Ts ,Ba ,Ba_Ts_,Ba_tsts,babaTs_,babatsts, 、同株,株,双株,顶生株,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,（三）性别畸形,人的性别畸形,克氏综合症 klinefelter,特纳氏综合症 Turner,多Y综合症,2n = 47（XXY）,2n = 45（XO）,2n = 45（XYY）,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,果蝇的性别由X染色体与常染色体组的比值来决定,X/A=0.5,果蝇的性别,超,X/A=1,X/A1,X/A0.5,X/A=0.5-1,2n=8(XY),2n=8(XX),2n=9(XXX),超,2n=11(XY),中间性,2n=11(XX),第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,（四）性别分化与环境条件,1。性反转,2。营养条件,3。光照、温度、肥源、二氧化碳浓度,表现型的改变并不意味着基因型的改变,蜜蜂：2n的受精卵由于营养条件的不同，将发育成工蜂或蜂王,黄瓜：缩短光照、降低温度、早期氮肥、增加二氧化浓度有利于开雌花,第三章 连锁遗传规律 第六节 性别决定与性连锁,性别决定可概括为： 性别同其他性状一样，也受遗传物质的控制，但有时环境条件可以影响甚至转变性别，但不会改变原来决定性别的遗传物质 遗传物质在性别决定