第三章连锁遗传和性连锁课件.ppt
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1、第三章连锁遗传和性连锁第1页,此课件共91页哦1和交换连锁和交换连锁一、性状连锁遗传的表现一、性状连锁遗传的表现1906年,贝特生(年,贝特生(Bateson,W)等人在香豌豆的杂交试验中发现了这一现象。第2页,此课件共91页哦 香豌豆的两对性状 一对是紫花紫花红花红花(紫紫对对红红是显性是显性Pp)一对是长花长花圆花粉粒圆花粉粒(L对对l是显性是显性)第3页,此课件共91页哦P 紫、长(PPLL)(ppll)红、圆 F1 PpLl 紫、长 F2 P-L-P-ll ppL-ppll 紫、长紫、长 紫、圆紫、圆 红、长红、长 红、圆红、圆 X 4831 390 393 1338 6952 11.
2、12 0.89 0.89 3.09 类型 亲本 重组 重组 亲本在这里F2代的表现型种类和表现型种类和Mepdels规律相同规律相同,但,但比例比例不同不同。第4页,此课件共91页哦 又做了另一组合又做了另一组合 P 紫、圆(紫、圆(PPll)(ppLL)红、长)红、长 F1 PpLl 紫、长 F2 P-L-P-ll ppL-ppll X 紫、长 红、圆 226 95 97 1 419 表现型比例 8.6 3.68 3.68 0.04 类型 重组 亲本 重组 表现型种类和Mepdels规律相同,比例比例不同。紫、圆 红、长 第5页,此课件共91页哦从这里可以看出三个共同问题:从这里可以看出三个
3、共同问题:1.F2代表现型种类和表现型种类和Mepdels规律相同规律相同 2F2代比例比例不符合Mendel 规律,无一定比例。3亲本类型的大于大于Mendel规律的理论值;重组类型的小于小于Mendel规律的理论值;亲本的性状有相连遗传倾向。我们称这种现象为连锁遗传现象连锁遗传现象。第6页,此课件共91页哦相引组:相引组:一个亲本两对性状均显性,另一个 亲本两对性状均隐性.相斥组:相斥组:一个亲本为一对显性一对隐性,另一 个亲本为一对隐性一对显性。这个概念可以扩充到配子中:这个概念可以扩充到配子中:两个显性基因两个显性基因在一起为相引配子相引配子:AB 两个隐性基因两个隐性基因在一起也叫相
4、引配子:ab 一显一隐一显一隐或一隐一显为相斥配子相斥配子:Ab aB第7页,此课件共91页哦试验结果是否受分离规律支配?第一个试验第一个试验:紫花紫花 :红花红花(4831+390):(1338+393)=5221:17313:1长花粉长花粉:短花粉短花粉(4831+393):(1338+390)=5224:17283:1第二个试验:第二个试验:紫花:红花(226+95):(97+1)=321:983:1 长花粉:短花粉(226+97):(95+1)=323:963:1 以上结果一对形状都受分离规律支配,但以上结果一对形状都受分离规律支配,但不符合不符合独立分配规律独立分配规律。说明这两对基
5、因。说明这两对基因不是独立遗传不是独立遗传的。的。二、连锁遗传的解释二、连锁遗传的解释第8页,此课件共91页哦 对这种现象Morgan通过对果蝇的伴性遗传研究,认为:认为:基因在染色体上,染色体把同一个亲本的两基因在染色体上,染色体把同一个亲本的两对基因连在了一起,不同对基因在形成配子时对基因连在了一起,不同对基因在形成配子时不能自不能自由组合,由组合,但可以通过但可以通过交换交换产生产生重组重组型配子,所以在形型配子,所以在形成配子时成配子时 不同类型的配子不同类型的配子数目不相同数目不相同。总是亲本类型的配子多,重组类型的配子少,因而就导致了F2代不符合Mendel的9 3 3 1的分离现
6、象。第9页,此课件共91页哦在这里,F2代不符合代不符合9 3 3 1。主要原因是不同对基因主要原因是不同对基因在同一对染色体上不能自由组合,在同一对染色体上不能自由组合,F1代产生的不同类型的代产生的不同类型的配子数目不相等配子数目不相等,Morgan是以果蝇为试验材料,证明的方法还是用测交法测交法。第10页,此课件共91页哦果蝇:红眼红眼对紫眼紫眼是显性(Pr+pr)长翅长翅对残翅残翅为显性(vg+vg)相引组Pr+Pr+vg+vg+Pr Pr vg vg F1 Pr+prvg+vg prprvgvg Pr+vg+Pr+vg Prvg+Prvg PrvgFt 红红、长、长 红红、残、残 紫
7、紫、长、长 紫紫、残、残 1339 151 154 1195从Ft可以看出,四种配子数目不相同。第11页,此课件共91页哦相斥组相斥组Pr+pr+vgvg PrPrvg+vg+F1 Pr+prvg+vg prprvgvg Pr+vg+Pr+vg prvg+prvg prvgFt 红红 长长 红红 残残 紫长紫长 紫紫 残残 157 965 1067 146 相斥组也不符合相斥组也不符合Mendels规律,规律,四种配子数目不相等四种配子数目不相等 。第12页,此课件共91页哦 2连锁和交换的遗传机理连锁和交换的遗传机理 一、完全连锁和不完全连锁一、完全连锁和不完全连锁(一)完全连锁:(一)完全
8、连锁:杂合基因型不产生重组类型的 配子,非等位基因之间不发生交换。Morgan在果蝇中发现:灰身、长翅灰身、长翅 黑身、残翅 F1 灰、长灰、长 黑、残 Ft 灰、长灰、长 黑、残 1 1第13页,此课件共91页哦第14页,此课件共91页哦(二)不完全连锁:(二)不完全连锁:非等位基因之间可以通过交 换,产生重组型配子。如前面的果蝇例子,测交时作反交测交时作反交。F1 灰、长灰、长 黑、残 Ft 灰、长灰、长 灰、残灰、残 黑、长 黑、残 42%8%8%42%亲本 重组 亲本第15页,此课件共91页哦 从以上来看,完全连锁不存在,尤其从分子遗传学的观点来看,基因内部尚可交换,一个交换的最小单位
9、可以是一个核苷酸对核苷酸对,基因之间总是能交换,这是试验材料的问题,以上的组合作测交、反交又可以交换了。第16页,此课件共91页哦当某两对基因连锁,杂合基因型产生两种亲本类型的配子,两种重组类型的配子,亲本类型的配子多,大于亲本类型的配子多,大于50%,重组类型的配子少,小于重组类型的配子少,小于50%,重组型配子是交换的结果,所以一定少于50%,这是一种必然现象。原因是:原因是:1交换以一定的频率发生,可以发生连连 锁区段之内锁区段之内,也可以发生在连锁区段连锁区段 之外之外。2偶次交换一般一般不产生重组型配子。第17页,此课件共91页哦如:双交换属偶次交换,发生的频率较低。这种交换为二线双
10、交换这种交换为二线双交换,2、3双交换,全部亲本型。这种情况发生以后,双交换不产生重组这种情况发生以后,双交换不产生重组,但双交换也有其它种类发生,如:12 4 B a bA第18页,此课件共91页哦三线双交换:三线双交换:双交换发生在三条非姊妹染色单体上。2、3交换 2种亲本型配子 2、4交换 2种交换型配子四线双交换四线双交换:双交换发生在四条非姊妹染色单体上。1、3交换 2、4交换综观以上各种情况,还是亲本类型的配子多还是亲本类型的配子多,重组类型的配子重组类型的配子少。少。1234 A B a b1234 A B a b四种均为交换型 第19页,此课件共91页哦 三、连锁和交换的细胞学
11、基础三、连锁和交换的细胞学基础当不同对基因连锁在同一对染色体上时,就会发生交换。1二对基因的连锁和交换二对基因的连锁和交换如玉米,有色C无色c 饱满Sh凹陷sh相引 CCShSh ccshsh 产生四种配子:两两相等产生四种配子:两两相等 Csh Csh cSh csh 亲型亲型 重组重组 亲型亲型1234CShC Sh cshc shF1第20页,此课件共91页哦相斥相斥 CCshsh ccShSh F1 CcShsh 产生四种配子 CSh Csh cSh csh(两两相等两两相等)重组重组 亲型亲型 重组重组第21页,此课件共91页哦 2三对基因的连锁和交换三对基因的连锁和交换 比较容易产
12、生的三种情况交换:比较容易产生的三种情况交换:AB之间之间、BC之间之间、AB/BC同时交换同时交换,其产生配子类型为:AB之间:之间:ABC abc 亲本类型亲本类型 aBC Abc 重组类型重组类型BC之间:之间:ABC abc 亲本类型亲本类型 ABc abC 重组类型重组类型AB、BC同时交换:同时交换:ABC abc亲本类型亲本类型 AbC aBc重组类型1234 A BC abC 第22页,此课件共91页哦 三种交换的结果产生八种配子:三种交换的结果产生八种配子:亲本类型ABC abc AB之间交换aBC Abc BC之间交换ABc abC AB、BC同时发生交换AbC aBc第2
13、3页,此课件共91页哦 以上八种配子的数字关系及结果如下数字关系及结果如下:八种配子两两相等。亲本类型最多,双交换类型最少。双交换类型最少。双交换的结果交换了中间一个基因中间一个基因。第24页,此课件共91页哦 3交换值及其测定交换值及其测定 一、交换值:交换型配子在总配子所占的比率一、交换值:交换型配子在总配子所占的比率。但交换型配子很难求出,只有用重组型配子代替用重组型配子代替。实际求得的交换型是重组值实际求得的交换型是重组值 RF(recombinnation frequeney重组频率):重组频率):%100总配子数重组型配子数RF第25页,此课件共91页哦 重组重组是指外部性状表现为
14、和亲本不相同的现象。交换交换是指非姊妹染色单体交换了某一个片段。在这里,交换值应为交换值配子占总配子的比率,而是用重组型配子代替。交换可以发生重组,但也有不发生重组的现象。如两基因之间的双交换即不重组。用重组型值代替交换值,用重组型值代替交换值,必然低估交换值必然低估交换值。第26页,此课件共91页哦 二、交换值的测定二、交换值的测定(一)测交法:(一)测交法:用于异花授粉作物异花授粉作物,Ft的表现型和F1产生配子的种类和比例是一致的,通过测交后代就可以看出通过测交后代就可以看出F1代产生配子的种代产生配子的种类和各种比率。类和各种比率。如玉米CCShSh ccshsh F1 CcShsh
15、ccshsh CSh Csh cSh csh csh Ft 有饱有饱 有凹有凹 无饱无饱 无凹无凹 4032 149 152 4035 =3.6%10040351521494032152149RF第27页,此课件共91页哦(二)自交法:用于自花授粉作物。二)自交法:用于自花授粉作物。如前面讲的香豌豆香豌豆的例子:如相引组如相引组 PPLL ppll F1 PpLl 在F2代调查计算得:纯隐性性状的比率(d2)=19.2%纯隐性比率开平方即得d=0.44=44%d=a,1(da)2=b=c=6%=12%F2PL(a)Pl(b)pL(c)pl(d)PL(a)Pl(b)pL(c)pl(d)ppll
16、(d2)%44%44%6%6%6%6%100dcbacbRFPL 亲 a 在这里 a=dPl 重 b b=cpL 重 cpl 亲 d纯隐性:一种基因型纯隐性:一种基因型 一种表现型一种表现型d2=19.2%2.19%10069521338第28页,此课件共91页哦(三)意义(三)意义 1预测预测后代的分离比率,合理安排群体。2测定作物对环境的适应性适应性。3绘制基因的连锁遗传图。连锁遗传图。第29页,此课件共91页哦 4基因定位与连锁遗传图基因定位与连锁遗传图 一、连锁群和基因定位的概念一、连锁群和基因定位的概念 连锁群连锁群(Linkage group):):位于一对染色体上的一群基因。连锁
17、基因连锁基因(Linkage gene):位于同一条染色体上的不同基因.基因定基因定位:位:通过一定的方法,确定出每个基因在染色体上 的位置。通过基因定位,可以进行基因组作图基因组作图,基因组作图有两种,即:遗传图谱、物理图谱。遗传图谱、物理图谱。遗传图谱是采用交换值的方法;遗传图谱是采用交换值的方法;物理图谱是采用物理图谱是采用DNA测序的方法进行。测序的方法进行。第30页,此课件共91页哦遗传作图遗传作图的方法有多种,今天介绍交换值的方法,用交交换值换值代替代替基因间的相对距离。基因间的相对距离。用交换值有两个理由:用交换值有两个理由:1基因间的交换值一般是恒定的交换值一般是恒定的,正常情
18、况下不 会发生变化(稍有波动)。2交换值的大小可以反映出基因间的距离,交换交换 值的大小和基因间的距离呈正相关。值的大小和基因间的距离呈正相关。第31页,此课件共91页哦 交换值去掉百分号,即为基因间的相对距交换值去掉百分号,即为基因间的相对距离。离。两个基因在染色体图上距离的数量单位为图距单位图距单位,1%的重组值去掉百分号,即为1个图距单位,后来为了纪念Margan,将图图距单位距单位称称厘摩(厘摩(cM)。1cM=1%的重组值。的重组值。要进行基因定位,必须要进行基因定位,必须首先了解首先了解某基因所某基因所在的在的连锁群连锁群。第32页,此课件共91页哦二、二点测验法(二、二点测验法(
19、two-point testcross):一次 确定两个基因之间的距离如玉米有三对基因:非糯非糯 糯糯 有色有色 无色无色 饱满饱满 凹陷凹陷Wx wx C c Sh sh经测定了解到是连锁,进行基因定位。步骤:步骤:1选择二个具有二对相对性状的亲本,选择二个具有二对相对性状的亲本,杂交。杂交。2对对F1代测交。代测交。3计算交换值。计算交换值。4确定遗传距离。确定遗传距离。5绘连锁遗传图。绘连锁遗传图。第33页,此课件共91页哦1 CCShSh ccshsh F1 CcShsh ccshsh CSh Csh cSh csh csh Ft 有饱有饱 有凹有凹 无饱无饱 无凹无凹 4032 15
20、2 149 4035 x=8368 =3.6%Csh 之间为3.6个cM。%1008368149152RF第34页,此课件共91页哦 2wxwxShSh WxWxshsh F1 WxwxShsh wxwxshsh WxSh Wxsh wxSh wxsh wxsh Ft 非饱非饱 非凹非凹 糯饱糯饱 糯凹糯凹 1531 5885 5991 1488 x=14890 RF=20%wxsh 之间 20 cM。还需要进行第三次杂交、第三次测交,才能确定三个基因还需要进行第三次杂交、第三次测交,才能确定三个基因的顺序和距离。的顺序和距离。第35页,此课件共91页哦3WxWxCC wxwxcc F1 Wx
21、wxCc wxwxcc WxC Wxc wxC wxc wxc 非有非有 非无 糯有糯有 糯无 2542 739 719 2716 x=6716 RF=22%wxc之间为22cM。第36页,此课件共91页哦 绘制连锁遗传图:绘制连锁遗传图:3.6%20%C sh wx 22%在这里在这里 22%3.6%+20%这就是二点定位法的一大缺点,主要是Cwx之间发生双交换、双交换不发生重组。因此,这种方法不这种方法不能估算双交换。能估算双交换。二点测验法还有一个缺点:繁琐。二点测验法还有一个缺点:繁琐。Morgan和他的学生又创造了三点测验法三点测验法,三点测验法在一定程度上可以弥补弥补二点测验法的两
22、个缺陷。第37页,此课件共91页哦 三、三点测验法(三、三点测验法(Three-Point testcross)一次杂交一次测交一次杂交一次测交同时测定三个基因的距离。同时测定三个基因的距离。我们仍以前面的三对基因为例:在这项工作开始之前,我们也先设计一个程序。1选择两个具有三对相对性状的亲本杂交亲本杂交。2对F1代测交测交。3分析基因的连锁情况连锁情况。4确定基因的排列顺序排列顺序。5计算交换值交换值。6绘制基因的绘制基因的连锁图。连锁图。第38页,此课件共91页哦 下面按照这个程序进行基因定位。基因定位。P 凹陷、非糯、有色凹陷、非糯、有色 饱满、糯、无色饱满、糯、无色(shsh)(wxw
23、xcc)F1 sh wx c shsh wxwxcc F1代配子基因型Ft表现型个体数类 型wxcsh饱、糯、无凹、非、有27082538亲 型cshwx饱、非、无凹、糯、有626601单交换shcwx凹、非、无饱、糯、有113116单交换Shwxc饱、非、有凹、糯、无42双交换总 数6708第39页,此课件共91页哦分析三对基因的连锁关系:分析三对基因的连锁关系:这八种表现型为两两相等,说明三对连锁。这三对基因在三对染色体上则彼此相等。若在两对染色体则每四种相等。第40页,此课件共91页哦 确定基因的排列顺序确定基因的排列顺序,方法是方法是:按照双交换最少双交换最少的原则找找双交换双交换类型
24、。找找双交换双交换的基因基因。双交换的基因在中间中间排列。在这里为:wx sh C第41页,此课件共91页哦计算交换值计算交换值:一次只考虑两个基因只考虑两个基因组合与亲本是否相同。wxsh间:=18.4%18.4cM shc间:=3.5%3.5cM绘制基因的连锁图绘制基因的连锁图:C sh wx 0 3.5 21.9%100670824606626RF%100670824116113RF第42页,此课件共91页哦例例2(P112,第,第6 题)题)这三对基因测交结果如下:(见P112原题)从这八种类型的数目可知,不是彼此相等,也不是每四种相等,而是两两相等,说三对基因连锁(题已给出)。这八种
25、配子整理以后得:这八种配子整理以后得:c 382 74 ab 364 abc 66bc 98 b 3a 106 ac 5 x=1098 亲型单单双第43页,此课件共91页哦排列顺序排列顺序 b a c计算交换值:计算交换值:ba之间:只考虑ba基因组合与亲本是否相同。=19.31%19.31 cM ac之间:=13.48%13.48 cM 基因的连锁图基因的连锁图:b a c 0 19.31 32.79%10010985310698RF%1001098536674RF第44页,此课件共91页哦 四、干扰与符合四、干扰与符合干扰干扰:一个区段发生了交换而导致另一个区段交换减少的现象。干扰的发生,
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