第6章2真菌类的遗传学分析.ppt
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1、第6章2真菌类的遗传学分析现在学习的是第1页,共58页Examplesofsuchorganismsinclude脉孢菌脉孢菌Neurospora crassa-orangebreadmold链孢链孢霉,红色面包霉霉,红色面包霉酵母酵母Saccharomyces cerevisiae-bakersyeast衣滴虫衣滴虫Chlamydomonas reinhardtii-singlecelledalgaTheseorganismsarehaploid(单倍体)单倍体)Haveonecopyofeachgene(每一基因只有一份拷每一基因只有一份拷贝)贝)Genotypeandphenotypea
2、rethesame.(基因型和基因型和表现型相同)表现型相同)一、真菌类的生活史与四分子分析一、真菌类的生活史与四分子分析现在学习的是第2页,共58页脉孢菌(脉孢菌(NeurosporaCrassa)的生活史:的生活史:无性世代无性世代(单倍体世代):(单倍体世代):菌丝体菌丝体分生孢子分生孢子菌丝体。菌丝体。有性世代有性世代(双倍体世代):一个交配型的分生孢子落在另一(双倍体世代):一个交配型的分生孢子落在另一交配型原子囊壳受精丝上,从而进入原子囊(子实体),进行交配型原子囊壳受精丝上,从而进入原子囊(子实体),进行多次有丝分裂,形成多个单倍体核,这些单倍体核与子实体中多次有丝分裂,形成多个
3、单倍体核,这些单倍体核与子实体中的单倍体核融合,形成多个的单倍体核融合,形成多个二倍体核,然后进入减数分裂二倍体核,然后进入减数分裂,每,每个二倍体核形成个二倍体核形成4个单倍体核,再进行一次有丝分裂,形成个单倍体核,再进行一次有丝分裂,形成8个核,最后形成为一个子囊中的个核,最后形成为一个子囊中的8个子囊孢子。个子囊孢子。所以,一个子囊中的所以,一个子囊中的8个子囊孢子是单一减数分裂的产物。个子囊孢子是单一减数分裂的产物。现在学习的是第3页,共58页单倍体子囊孢子单倍体子囊孢子单倍体子囊孢子单倍体子囊孢子萌发萌发萌发萌发菌丝体菌丝体菌丝体菌丝体分生孢子分生孢子细胞融合细胞融合子囊子囊子囊孢子
4、子囊孢子脉孢菌(脉孢菌(Neurospora Crassa)的生活史的生活史现在学习的是第4页,共58页现在学习的是第5页,共58页脉孢菌是遗传分析的好材料:脉孢菌是遗传分析的好材料:1无性世代是无性世代是单倍体单倍体,基因型可直接在表现型上反映出来。,基因型可直接在表现型上反映出来。相当相当于测交于测交。2一次只分析一个减数分裂的产物。一次只分析一个减数分裂的产物。3个体小,长得快,易于培养,一次杂交可产生大量后代,所以个体小,长得快,易于培养,一次杂交可产生大量后代,所以统计结果易于正确,检出率统计结果易于正确,检出率10-8。4进行进行有性生殖有性生殖,染色体结构和功能类似于高等生物。,
5、染色体结构和功能类似于高等生物。红色面包霉在有性生殖过程中正红色面包霉在有性生殖过程中正(+)和负和负(-)两个接合型两个接合型(n)通过通过接合受精接合受精,在子囊和子囊菌丝细胞中形成二倍体的合子,在子囊和子囊菌丝细胞中形成二倍体的合子(2n)。这个合子经过减数分裂产生四个单倍体的子囊孢子称为四分孢这个合子经过减数分裂产生四个单倍体的子囊孢子称为四分孢子或四分子。子或四分子。对四分子进行遗传分析,称为四分子分析。对四分子进行遗传分析,称为四分子分析。现在学习的是第6页,共58页红色面包霉的四分子再经过一次有丝分裂形成红色面包霉的四分子再经过一次有丝分裂形成8个子囊个子囊孢子,由于孢子,由于红
6、色面包霉的子囊很狭小,红色面包霉的子囊很狭小,8个孢子个孢子按严按严格顺序排列在单个子囊里格顺序排列在单个子囊里,但但8个子囊孢子个子囊孢子在基因型在基因型和表型上仍可看作是和表型上仍可看作是4个个。-顺序四分子(顺序四分子(orderedtetrad)非顺序四分子分析:四分子没有严格排列顺序,非顺序四分子分析:四分子没有严格排列顺序,如酵母菌。如酵母菌。现在学习的是第7页,共58页现在学习的是第8页,共58页顺序四分子分析顺序四分子分析(Ordered tetrad analysis)链孢霉链孢霉的子囊的子囊现在学习的是第9页,共58页AdvantagesofOrderedTetradAna
7、lysis着丝粒作图(着丝粒作图(Allowsthemappingofcentromeresasgeneticloci)检验染色单体的交换是否有干涉现象(检验染色单体的交换是否有干涉现象(Allowsustoexaminethedistributionofcrossoversamongthe4chromatidsandchromatidinterference)四线或三线双交换四线或三线双交换研究基因转变(研究基因转变(geneconversion)现在学习的是第10页,共58页二、着丝粒作图(二、着丝粒作图(centromeremapping)把着丝粒作为一个座位(把着丝粒作为一个座位(lo
8、cus),利用四分子分析法,测定利用四分子分析法,测定基因与着丝粒间的距离。基因与着丝粒间的距离。1、原理:、原理:如果基因与着丝粒之间如果基因与着丝粒之间无交换无交换:则则该该基基因因与与着着丝丝粒粒同同步步分分离离,基基因因分分离离发发生生的的时时期期在在减减数分裂数分裂;现在学习的是第11页,共58页基因与着丝粒之间没有发生交换基因与着丝粒之间没有发生交换减数分裂减数分裂I减数分裂减数分裂II有丝分裂有丝分裂FirstDivisionSegregant(M1)未未交交换换类类型型现在学习的是第12页,共58页二、着丝粒作图(二、着丝粒作图(centromeremapping)把着丝粒作为
9、一个座位(把着丝粒作为一个座位(locus),利用四分子分析法,测利用四分子分析法,测定基因与着丝粒间的距离。定基因与着丝粒间的距离。1、原理:、原理:如果基因与着丝粒之间如果基因与着丝粒之间无交换无交换:则则该该基基因因与与着着丝丝粒粒同同步步分分离离,基基因因分分离离发发生生的的时时期期在在减减数数分分裂裂;如果基因与着丝粒之间如果基因与着丝粒之间发生交换发生交换:则则该该基基因因与与着着丝丝粒粒的的分分离离不不同同步步,基基因因分分离离发发生生的的时时期在减数分裂期在减数分裂。现在学习的是第13页,共58页减数分裂减数分裂I减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂基因与着丝粒之间发生了交换基因与
10、着丝粒之间发生了交换每交换一次,只有每交换一次,只有1/2的孢子发生重组的孢子发生重组SecondDivisionSegregant(M2)交交换换类类型型现在学习的是第14页,共58页着丝粒作图着丝粒作图着丝粒作图着丝粒作图(图示图示图示图示:减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂的第一次分离的第一次分离的第一次分离的第一次分离)细胞分裂时,着细胞分裂时,着丝粒的趋向是完丝粒的趋向是完全随机的。全随机的。现在学习的是第15页,共58页着丝粒作图(图示:着丝粒作图(图示:着丝粒作图(图示:着丝粒作图(图示:减数分裂的第二次分离减数分裂的第二次分离减数分裂的第二次分离减数分裂的第二次分离)现在学习的是
11、第16页,共58页+first division segregation +second division segregation 镜影镜影镜影镜影镜影镜影现在学习的是第17页,共58页+crossover交换发生在四线期的两条染色单交换发生在四线期的两条染色单体之间体之间每发生一次交换,只有每发生一次交换,只有1/2的孢子发生重组的孢子发生重组现在学习的是第18页,共58页根根据据8个个子子囊囊孢孢子子基基因因型型的的排排列列顺顺序序确确定定交交换换型型和和非交换型。非交换型。例如:例如:l-正常野生型:能在红色面包霉基本培养基上正常野生型:能在红色面包霉基本培养基上生长,子囊孢子成熟后呈生
12、长,子囊孢子成熟后呈黑色黑色。记作。记作lys或或l-赖氨酸缺陷型:是一种突变型,不能自我合赖氨酸缺陷型:是一种突变型,不能自我合成赖氨酸,成熟较迟,呈灰色,易于鉴别。记作成赖氨酸,成熟较迟,呈灰色,易于鉴别。记作lys或。或。(lysmutantsareunabletosynthesizetheirownlysine.)二、着丝粒作图(二、着丝粒作图(centromeremapping)现在学习的是第19页,共58页现在学习的是第20页,共58页lys(n)lys(n)lyslys(2n)减数分裂减数分裂子子囊囊型型 分裂类型分裂类型M1M1M2M2M2M2子囊数子囊数10512995101
13、6粗糙链孢霉粗糙链孢霉lyslys杂交子代子囊型杂交子代子囊型现在学习的是第21页,共58页所以,着丝粒与有关基因间的重组值为:所以,着丝粒与有关基因间的重组值为:现在学习的是第22页,共58页三、链孢霉的连锁与交换三、链孢霉的连锁与交换利用顺序四分子分析,同样可以进行两个基因的连利用顺序四分子分析,同样可以进行两个基因的连锁作图锁作图利用两个不同交配型进行杂交:利用两个不同交配型进行杂交:nicadelnic(nicotinicacid)为烟为烟(菸菸)酸依赖型酸依赖型lade(adenine)为腺嘌呤依赖型。为腺嘌呤依赖型。两两对对基基因因的的杂杂交交实实验验,可可产产生生66种种不不同同
14、的的子子囊囊型型,归纳为归纳为7种基本的的子囊型种基本的的子囊型现在学习的是第23页,共58页表表表表6-5 6-5 链孢霉链孢霉链孢霉链孢霉nic+adenic+ade的的的的7 7种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数子囊型子囊型交换发生部位交换发生部位基因型次序基因型次序分离分离时期时期子囊型子囊型分类分类实得实得子囊数子囊数 adeade ade adenic nic nic nic M1M1(PD)808808 nic nic adeadenicnic adeadeM1M1(NPD)1 1 adeadenic nic
15、nic nic adeadeM1M2(T)9090 adeadenic nic adeade nicnic M2M1(T)5 5adenicadenicadenicadenic现在学习的是第24页,共58页续表续表续表续表6-5 6-5 链孢霉链孢霉链孢霉链孢霉nic+adenic+ade的的的的7 7种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数种不同子囊型及相应的子囊数子囊型子囊型交换发生部位交换发生部位基因型次序基因型次序分离分离时期时期子囊型子囊型分类分类实得实得子囊数子囊数 adeadenic nic ade adenic nic M2M2(PD)90
16、90 nic nic adeade nicnic adeadeM2M2(NPD)1 1 nicnic adeade adeadenicnic M2M2(T)5 5adenicadenicadenic现在学习的是第25页,共58页1、分离发生的时期、分离发生的时期:分别考虑每一对基因分离发生的时期分别考虑每一对基因分离发生的时期(M1或或M2),),用于计算基因与着丝粒的图距。用于计算基因与着丝粒的图距。2、子囊型分类:只考虑、子囊型分类:只考虑两对基因间是否发生了重组两对基因间是否发生了重组,用,用于计算两对基因间的重组值。于计算两对基因间的重组值。三、链孢霉的连锁与交换三、链孢霉的连锁与交换
17、现在学习的是第26页,共58页亲二型(亲二型(PD,parentalditype),),两种基因型与亲两种基因型与亲代相同。包括代相同。包括,。非亲二型(非亲二型(NPD,nonparentalditype),),两种两种基因型都和亲代不一样,都是重组型。包括基因型都和亲代不一样,都是重组型。包括,。四型(四型(T,tetratype):):四种基因型,两种与亲代相四种基因型,两种与亲代相同,两种与亲代不同,有一半发生了重组。包括同,两种与亲代不同,有一半发生了重组。包括,。现在学习的是第27页,共58页重组值的计算重组值的计算l1、nic和着丝粒间的重组值和着丝粒间的重组值子囊型子囊型四分子
18、顺序四分子顺序 adeade ade adenic nic Nic Nic nicnicadeadeNicNicadeade adeadenic nic NicNicadeade adeadenicnicadeade nic nic adeadenic nic adeadenic nic nicnicadeade nicnicadeade nicnicadeade adeadenic nic 分离时期分离时期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2实得子囊数实得子囊数80819059015现在学习的是第28页,共58页重组值的计算重组值的计算l2、ade和着丝粒间的重组值和着丝
19、粒间的重组值子囊型子囊型四分子顺序四分子顺序 adeade ade adenic nic Nic Nic nicnicadeadeNicNicadeade adeadenic nic NicNicadeade adeadenicnicadeade nic nic adeadenic nic adeadenic nic nicnicadeade nicnicadeade nicnicadeade adeadenic nic 分离时期分离时期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2实得子囊数实得子囊数80819059015现在学习的是第29页,共58页adenic5.059.31)
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