连锁遗传与遗传作图精选课件.ppt
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1、关于连锁遗传与遗传作图1第一页,本课件共有50页2Bateson(1906)在香豌豆两对相对性状杂交试验中发现连锁遗传现象。Morgan(1910)提出连锁遗传规律以及连锁与交换的遗传机理,并创立基因论。第一节第一节 连锁与交换连锁与交换一、连锁遗传现象一、连锁遗传现象1香豌豆两对相对性状杂交试验香豌豆两对相对性状杂交试验花色:紫花(P)对红花(p)为显性;花粉粒形状:长花粉粒(L)对圆花粉粒(l)为显性。(1)紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒,发现其F2表型不符合自由组合规律,亲本型个体远多于重组型个体(4831:390:393:1338)。(2)紫花、圆花粉粒红花、长花粉粒,发现其F2表型也不
2、符合自由组合规律,亲本型个体远多于重组型个体(226:95:97:1)。第二页,本课件共有50页3组合一组合一组合一组合一 :紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒组合二:组合二:组合二:组合二:紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒 红花、长花粉粒红花、长花粉粒红花、长花粉粒红花、长花粉粒第三页,本课件共有50页4描述亲本花色花粉粒形状两个显性性状连在一起遗传P1紫花(显)长花粉粒(显)两个隐性性状连在一起遗传P2红花(隐)圆花粉粒(隐)一个显性性状与另一个隐性性状P1紫花(显)圆花粉粒(隐)一个隐性
3、性状与另一个显性性状P2红花(隐)长花粉粒(显)相引相相斥相描述亲本花色花粉粒形状两个显性性状连在一起遗传P1紫花(显)长花粉粒(显)两个隐性性状连在一起遗传P2红花(隐)圆花粉粒(隐)一个显性性状与另一个隐性性状P1紫花(显)圆花粉粒(隐)一个隐性性状与另一个显性性状P2红花(隐)长花粉粒(显)2连锁遗传的连锁遗传的概念概念在杂交试验中,原来为同一亲本所具有的两个性状在F2中不符合独立分配规律,而常有连在一起遗传的倾向,这种现象叫做连锁(linkage)遗传现象。3相引相相引相(coupling phase)与相斥相与相斥相(repulsion phase)相引相:指两个显性性状或两个隐性性
4、状连在一起遗传的现象。相斥相:指一个显性性状与另一个隐性性状连在一起遗传的现象。第四页,本课件共有50页5二、连锁遗传规律二、连锁遗传规律二、连锁遗传规律二、连锁遗传规律(一)(一)Bateson(1906)在香豌豆两对相对性状杂交试验的解释在香豌豆两对相对性状杂交试验的解释1香豌花色和花粉粒形状,每对相对性状是否符合分离规律?2香豌花色和花粉粒形状的测交试验表明测交后代表型不符合1:1:1:1的关系,同样是亲本型 个体远多于重组型个体。第五页,本课件共有50页6(二)摩尔根等的果蝇遗传试验(二)摩尔根等的果蝇遗传试验果蝇(Drosophila melanogaster)眼色与翅长的连锁遗传(
5、测交)眼色:红眼(pr+)对紫眼(pr)为显性;翅长:长翅(vg+)对残翅(vg)为显性。其相引相或相斥相杂交后,再测交测交后代表型不符合1:1:1:1的关系,同样是亲本型个体远多于重组型个体,这说明在形成配子时亲本型远多于重组型配子,两性状(或基因)具有连在一起遗传的倾向。第六页,本课件共有50页7果蝇眼色与翅长连锁遗传(相引相)果蝇眼色与翅长连锁遗传(相引相)P pr+pr+vg+vg+prprvgvg F1 pr+prvg+vg prprvgvg(测交)Ft pr+prvg+vg 1339 prprvgvg 1195 pr+prvgvg 151 prprvg+vg 154果蝇眼色与翅长连
6、锁遗传(相斥相)果蝇眼色与翅长连锁遗传(相斥相)Ppr+pr+vgvgprprvg+vg+F1pr+prvg+vgprprvgvg(测交)Ft pr+prvg+vg 157 prprvgvg 146 pr+prvgvg 965 prprvg+vg 1067第七页,本课件共有50页8(三)连锁遗传规律(三)连锁遗传规律连锁遗传的相对性状是由位于同一对染色体上的非等位基因间控制,具有连锁关系,在形成配子时倾向于连在一起传递;交换型配子是由于非姊妹染色单体间交换形成的。可见,以上试验结论:(1)控制香豌花色和花粉粒形状的两对非等位基因位于同一同源染色体上。(2)控制果蝇眼色和翅长的两对非等位基因位于
7、同一同源染色体上。三、完全连锁和不完全连锁三、完全连锁和不完全连锁三、完全连锁和不完全连锁三、完全连锁和不完全连锁完全连锁完全连锁(complete linkage):如果连锁基因的杂种F1(双杂合体)只产生两种亲本类型的配子,而不产生非亲本类型的配子,就称为完全连锁。不不完完全全连连锁锁(incomplete linkage):指连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型的配子,还会产生重组型子。第八页,本课件共有50页9完全连锁完全连锁(complete linkage)第九页,本课件共有50页10交换与不完全连锁的形成交换与不完全连锁的形成P12F1(复制)同源染色体联会(偶线期)非姊妹染色单体
8、交换(偶线期到双线期)终变期 四分体第十页,本课件共有50页11四、重组型配子的形成与比例四、重组型配子的形成与比例1同源染色体联会发生在偶线期,因此非姊妹染色单体间的交换发生在偶线期到双线期。2尽管在发生交换的孢(性)母细胞所产生的配子中,亲本型和重组型配子各占一半,但是双杂合体所产生的四种配子的比例并不相等,因为并不是所有的孢母细胞都发生两对基因间的交换。3重组型配子比例是发生交换的孢母细胞比例的一半,并且两种重组型配子的比例相等,两种亲本型配子的比例相等。总配子数亲型配子重组型配子CShcshCshcSh93个胞母细胞连锁基因内不发生交换 93 4=372个配子1861867个胞母细胞
9、连锁基因内发生交换 7 4=28个配子7777400个配子19319377第十一页,本课件共有50页12重组型配子的形成与比例重组型配子的形成与比例第十二页,本课件共有50页13第二节第二节 染色体基因定位与连锁遗传图染色体基因定位与连锁遗传图 一、交换值及其测定一、交换值及其测定一、交换值及其测定一、交换值及其测定1交换值交换值(cross-over value),也称重组率或重组值,是指重组型配子占总配子的百分率。交换值(%)=重组型配子数100%总配子数亲本型配子+重组型配子2 2 2 2交换值的测定交换值的测定交换值的测定交换值的测定(1)测交法:)测交法:测交后代(Ft)的表现型的种
10、类和比例直接反映被测个体(如F1)产生配子的种类和比例。(2)自自交交法法:自交法的原理与过程(以香豌豆花色与花粉粒形状两对相对性状,P-L交换值测定为例)。第十三页,本课件共有50页14(1)测交法测交法:C-ShC-Sh基因间的连锁与交换基因间的连锁与交换第十四页,本课件共有50页15(2)(2)自交法:香豌豆自交法:香豌豆P-LP-L基因间交换值测定基因间交换值测定PLaPlbpLbplaPLaPlbpLbplaa2第十五页,本课件共有50页16香豌豆香豌豆P-LP-L基因间交换值测定基因间交换值测定相引组 a2=1338/6952=0.192 a=0.44 交换值=12 0.44=0.
11、12=12%相斥组 a2=1/419=0.00239 a=0.049 交换值=0.049 2=0.098=9.8%第十六页,本课件共有50页173 3交换值与遗传距离交换值与遗传距离交换值与遗传距离交换值与遗传距离(1)交换值的范围)交换值的范围a.两个连锁基因间交换值的变化范围是050%,其变化反映基因间的连锁强度、基因间的相对距离。b.两基因间的距离越远,基因间的连锁强度越小,交换值就越大;反之,基因间的距离越近,基因间的连锁强度越大,交换值就越小。(2)遗传距离)遗传距离(genetic distance)通常用交换值(重组率)来度量基因间的相对距离,称为遗传距离。通常以1%的重组率作为
12、一个遗传距离单位/遗传单位(centi-Moegan,cM)。4、影响交换值的因素、影响交换值的因素、影响交换值的因素、影响交换值的因素(1)年龄对交换值的影响:)年龄对交换值的影响:老龄雌果蝇的重组率明显下降。(2)性性别别对对交交换换值值的的影影响响:雄果蝇和雌家蚕的进行减数分裂时很少发生交换。(3)环环境境条条件件对对交交换换值值的的影影响响:高等植物的干旱条件下重组率会下降,一定范围内,增加温度可以提高交换值。第十七页,本课件共有50页18二、基因定位二、基因定位(gene location/localization)广义的基因定位有三个层次:广义的基因定位有三个层次:染色体定位(单体
13、、缺体、三体定位法);染色体臂定位(端体分析法);连锁分析(linkage analysis)。基基因因定定位位的的概概念念:指确定基因在染色体上的相对位置和排列次序。根据两个基因位点间的交换值能够确定两个基因间的相对距离,但并不能确定基因间的排列次序。因此,一次基因定位工作常涉及三对或三对以上基因位置及相互关系。第十八页,本课件共有50页19(一)两点测验(一)两点测验(一)两点测验(一)两点测验1通过三次亲本间两两杂交,杂种通过三次亲本间两两杂交,杂种F1与双隐性亲本测交,与双隐性亲本测交,考察测交子代的类型与比例。考察测交子代的类型与比例。例:玉米第9染色体上三对基因间连锁分析:子粒颜色
14、:有色(C)对无色(c)为显性;饱满程度:饱满(SH)对凹陷(sh)为显性;淀粉粒:非糯性(Wx)对糯性(wx)为显性。(1)(CCShShccshsh)F1ccshsh(2)(wxwxShShWxWxshsh)F1wxwxshsh(3)(WXWXCCwxwxcc)F1wxwxcc第十九页,本课件共有50页20第二十页,本课件共有50页212 2计算三对基因两两间的交换值计算三对基因两两间的交换值计算三对基因两两间的交换值计算三对基因两两间的交换值3 3 3 3根据基因间的遗传距离确定基因间的排列次序并作连锁遗传图根据基因间的遗传距离确定基因间的排列次序并作连锁遗传图根据基因间的遗传距离确定基
15、因间的排列次序并作连锁遗传图根据基因间的遗传距离确定基因间的排列次序并作连锁遗传图第二十一页,本课件共有50页224 4两点测验的局限性两点测验的局限性(1)工作量大,需要作三次杂交,三次测交;(2)不能排除双交换的影响,准确性不够高。(3)当两基因位点间超过五个遗传单位时,两点测验的准确性就不够高。(二)三点测验(二)三点测验(二)三点测验(二)三点测验1 1三点测验是基因定位的最常用的方法三点测验是基因定位的最常用的方法它以三对基因为基本单位进行测定,只需通过一次杂交和一次测交,就可同时确定三对基因在染色体上的位置和次序。2 2三点测验的优点三点测验的优点它比两点测验简便,而且即使发生了双
16、交换也可以测出。因此,三点测验能更准确地确定连锁基因间的相对距离和排列次序。3 3试验及其结果试验及其结果现仍以玉米Cc、SHsh和Wxwx三对基因为例,如下:第二十二页,本课件共有50页23测交后代的表现型F1配子种类粒数交换类别饱满、糯性、无色+wx c2708凹陷、非糯、有色 sh +2538饱满、非糯、无色+c626凹陷、糯性、有色 sh wx+601凹陷、非糯、无色sh +c113饱满、糯性、有色+wx+116饱满、非糯、有色+4凹陷、糯性、无色 sh wx c2总 数6708亲本型单交换单交换双交换 P:陷、非糯性、有色 饱满、糯性、无色 shsh +wxwx cc F1及测交:饱
17、满、非糯性、有色凹陷、糯性、无色 +sh +wx +c shsh wxwx cc 第二十三页,本课件共有50页244 4 4 4计算基因间的交换值计算基因间的交换值计算基因间的交换值计算基因间的交换值第二十四页,本课件共有50页253 3绘制连锁遗传图绘制连锁遗传图绘制连锁遗传图绘制连锁遗传图 (1)根据双交换配子的类型确定排列次序)根据双交换配子的类型确定排列次序Sh位于wx与c之间。(2)基因间的遗传距离)基因间的遗传距离wx-sh:18.4sh-c:3.5wx-c:21.9第二十五页,本课件共有50页26 干扰与符合干扰与符合(1 1)干扰干扰(interference)测交试验的结果表
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