果蝇等生物有关性状的遗传学分析

1、.,实验性质：设计性实验 实验时间：4月中旬5月中旬 实验分组：34人一组 有关要求：4月16日前提交实验设计方案，5月20日前提交实验报告。,果蝇等生物有关性状的遗传学分析,.,现有条件： 材料：八种果蝇类型：野生型(+)、黑檀体(e)、残翅(vg)、白眼(w)、黑体(b)、短（小）翅(m)、白眼小翅（wm）、小翅黑体（mb） 药品用具：相关试剂、用具 遗传学实验室,.,实验目的及要求,1、实验目的： 掌握有代表性实验材料的选取方法； 掌握果蝇的性状遗传分析方法 了解由性染色体上基因所控制的性状分离规律； 要求能独立查阅相关资料， 掌握实验结果的统计分析方法， 理解孟德尔自由组合定律的基本内

2、容； 初步掌握设计实验的方法步骤。,.,2、实验要求：,34人一组，每组任意选择2种类型的突变型，分析这两种突变型之间的遗传关系。要求每组做正反交，并进行预假设和适合度检验。 实验前要写好设计方案，涉及原理、实验流程、预期结果、参考文献等。 实验过程中： 1、处女蝇的选择要准确。 2、麻醉深度适当； 3、若F1性状混杂，暂停； 4、培养基不够用，自行配制，注意配方和数量； 5、安排人员值班，每人2d，早、晚各1h。钥匙不得转手。同时督促各组做好开放实验登记和清洁卫生。,.,果蝇属节肢动物门、昆虫纲、双翅目、果蝇科、果蝇属。,一、果蝇的生活史,.,果蝇的生活史,.,果蝇识别, ：腹部背面有五条黑

3、条纹, ：腹部背面有三条黑条纹， 最后一条极宽，并延伸到腹面,二、果蝇的雌雄鉴别,.,果蝇识别, ：无性梳, ：前腿跗节上有性梳,.,果蝇的雌雄鉴别,腹片 6 4,.,三、果蝇的麻醉,麻醉剂：乙醚,.,麻醉方法： 取一麻醉瓶，瓶口与培养瓶大小相仿， 取一棉花塞，在塞入瓶口的一面滴加3滴乙醚，将果蝇转入麻醉瓶内，翻转麻醉瓶使瓶口朝上，迅速将滴有适量乙醚的棉塞盖住麻醉瓶口，约1min左右果蝇倒卧于瓶底，即可将果蝇倒出进行操作。,.,再麻醉 观察或计数过程中，果蝇可能苏醒，可准备一玻璃培养皿，内以胶带贴一小块棉球，滴入适量乙醚，培养皿口朝下置于一旁备用，如见果蝇翻身走动可将培养皿口朝下，盖于果蝇上方

4、待其麻醉后再移开。,.,果蝇转入麻醉瓶方法,.,死亡果蝇的标志,.,四、果蝇的突变型,果蝇具有丰富的外表型态差异，包括眼色、眼形、翅形、翅脉横隔、刚毛形状与数目、体色等。,.,翅脉横隔,野生型，具有横隔脉，突变型，缺横隔脉,.,体色,.,翅形,残翅,长翅,短（小）翅,.,眼色,白眼,朱红眼,墨黑眼,红眼,.,刚毛形态,.,果蝇常见突变型,残翅,野生型,棒眼,小翅,黑檀体,白眼,.,果蝇突变性状及基因,.,五、果蝇的饲养,1、 培养瓶、灭菌,2、培养基的配制,3、果蝇继代培养,.,果蝇的饲养,1、 培养瓶、塞子灭菌,牛奶瓶、大中型指管,.,2、培养基的配制,（1）果蝇培养基成份（100ml）,.

5、,（2）配制方法,玉米粉,糖 琼脂,.,果蝇的转移,转移果蝇至新培养瓶或麻醉瓶： 取一新培 养瓶，略为松动棉塞，放置于右手侧，取欲转 移果蝇培养瓶于左手侧，以左手握住瓶颈，两 指轻扣棉塞顶部，以右手轻拍瓶底使果蝇掉落 于培养基表面，左手拔起棉塞以两指夹住，右 手两指夹住棉塞新培养瓶棉塞，并将新培养瓶 倒扣于旧培养瓶上，再以左手握住两瓶口相接 处，翻转使新培养瓶位于下方，然后以右手掌 心轻拍旧培养瓶瓶底，使果蝇掉落于新培养瓶 内，迅速盖上各瓶棉塞。,.,转移果蝇时，为避免麻醉的果蝇直接掉落于培养基表面而粘着于培养基表面致死，可将培养瓶横放，将麻醉的果蝇倒于瓶壁，待其苏醒后再将培养瓶正立。,.,注

6、意事项,麻醉剂的使用：乙醚有毒, 挥发性强，使用时，要注意随时盖好瓶盖，防止乙醚挥发。 麻醉深度：麻醉果蝇时，要防止麻醉过度，影响继代培养。 做好标记：新转移的培养瓶上需贴好标签，注明继代培养日期及实验者姓名。,.,实验原理,遗传基本规律：分离规律；自由组合规律；伴性遗传规律；连锁与互换规律。 1、一对相对性状：长翅(雌)残翅(雄)；残翅(雌)长翅(雄) 2、两对相对性状：灰残(雌)檀黑长(雄)；檀黑长(雌)灰残(雄) 3、伴性遗传：红(雌)白(雄)；白(雌)红(雄),.,实验操作流程,1、根据设计分取突变体 2、果蝇饲养 3、收集处女蝇。雌蝇羽化后812h不交配。亲本和F1雌蝇都必需是处女蝇

7、。 4、按组合收集雌雄蝇杂交，贴上标签（组合名称、杂交日期、小组名称） 5、 67d后，幼虫出现后，放去成蝇（记日期），种蝇要放干净。 6、34d后，连续观察记录F1性状，并统计数字（麻醉后倒在白瓷板上进行统计）。 F1性状若不符合设计要求，终止实验。 7、选出5-6对F1雌雄蝇做兄妹交。 8、 67d后放飞F1代亲本（记录日期）。 9、 34d后，F2代成蝇出现，连续观察统计各种性状，F3代出来后停止记录。,.,实验结果与分析,1、每组根据自己的设计将各代正反交的结果填入表格。 2、将记录结果整理，分别做X2测验，看其是否符合遗传规律。F1代要多于30只，F2代要多于50只。记录好放飞时间（

8、亲代和F1代）。 3、对结果进行分析。,.,本实验的内容和要求还可以扩展到有关数量性状的遗传分析、果蝇诱变实验设计等，自行决定，但实验前要写好设计方案，涉及原理、实验流程、参考文献等。,.,诱变实验（设计性实验）,实验条件：野生型果蝇 实验目的：采用物理法、化学法、生物法等多种实验手段，使果蝇发生诱发突变，通过其遗传现象找出突变的规律和特点。,.,物理诱变剂的种类,常见的物理诱变剂是各种射线，如X射线，r射线和中子，此外还有紫外线和射线。 X射线：波长为1000100埃的电离射线，最早的诱变射线。 r射线：一种波长更短的电离射线，波长0.11埃，60CO和137CS是目前应用最广的r射线源。

9、中子：不带电粒子，在加速器或核反应堆中得到能量范围极广的中子。 射线：电子或正电子射线束，由32P和35S等放射性同位素直接发生。透过植物组织能力弱，但电离密度大。当同位素溶液进入组织和细胞后作为内照射产生诱变作用。,基本知识：,.,诱变机理,X射线和r射线都是能量较高的电磁波，能引起物质的电离。当易受辐射敏感的部位受到射线的撞击时，发生离子化，可以引起DNA链断裂，当修复不能恢复到原状就会出现突变。如果射线击中染色体可导致断裂，修复时可造成缺失、重复、倒位和易位等染色体畸变。中子不带电，但当与生物体内的原子核撞击后，使原子核变换产生r射线等能量交换，从而影响DNA和染色体的改变。,.,诱变方

10、法,一般采用r圃，以60CO源为中心放置处理材料，以材料与60CO源中心距离和照射时间来控制辐射量。这种r圃对于诱变育种的应用不是十分合适的，一般设置小的60CO室进行处理。可处理植株、植株的局部、处理种子或花粉。处理花粉的优点是产生突变不至于形成嵌合体，但花粉的存活时间短暂不易进行处理。但花粉离体培养结果表明，玉米新鲜花粉可在常温下储存在液体石蜡油中2.5h，对花粉活力没有影响。,.,化学诱变剂种类,早在1948年，Gustafsson等曾用芥子气处理大麦获得突变体。1967年Nilan用硫酸二乙酯处理大麦种子育成了矮秆、高产品种Luther。此后化学诱变剂的应用逐渐发展起来。目前较公认的最

11、有效和应用较多的是烷化剂和叠氮化物两类。烷化剂中仍以甲基磺酸乙酯(EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亚胺(EI)等类型的化合物应用较多，叠氮化合物则以叠氮化钠(NaN3 )研究和应用较多。,.,化学诱变剂诱变机理,烷化剂 指具有烷化功能的化合物,带有一个或多个活性烷基,该烷基转移到一个电子密度较高的分子上,可置换碱基中的氧原子，碱基被烷化后，DNA在复制时会导致配对错误，产生突变。 叠氮化钠 一种动植物的呼吸抑制剂，可使复制中的DNA的碱基发生替换，从而导致突变体的发生，是目前诱变率高而安全的一种诱变剂。,.,化学诱变剂的处理方法,利用化学诱变剂处理种子较为普遍，其方法是直接把种子浸泡在含有

12、化学试剂的溶液中，可以诱发各类体细胞突变。一般来说，玉米种子的处理效果较差，因为成熟的玉米籽粒胚中具有分开的、已定型的雄花和雌穗原基细胞，并且在突变发生过程中容易产生细胞间的竞争，使突变细胞受到抑制或消亡，被排斥在生殖过程之外。,.,化学诱变剂的处理方法,用含有化学药剂的石蜡油处理玉米花粉是目前已知的最有效的方法。以EMS为例，具体的处理方法步骤如下：用EMS与轻质石蜡油混合，制备成浓度为0.1-0.2%EMS处理液；在适当的时间，收集玉米新鲜花粉，在一个带盖的瓶中，把花粉与EMS处理液混合；最后用一把小号毛刷，把被处理花粉涂到选好的雌穗花丝上。,.,化学诱变剂的特点有：,诱发突变率较高，而染色体畸变较少，并且诱变范围广。 对处理材料损伤轻，有的化学诱变剂只限于DNA的某些特定部位发生变异。 大部分有效的化学诱变剂较物理诱变剂的生物损伤大，容易引起生活力和可育性下降。,.,诱变育种的一般步骤,处理材料的选择 诱变剂量的选择 用6