染色体易位专题知识讲座

1、染色体易位专题知识讲座染色体易位专题知识讲座第1页2022/9/42第一节 易位类型与发生一、易位主要类型（一）插入易位图6-1 三种插入易位发生过程.A易位段插入同一染色体臂；B易位段插入同一染色体另一臂；C易位段插入另一条非同源染色体染色体易位专题知识讲座第2页2022/9/43二）简单易位简单易位又称末端易位，指一条染色体发生断裂之后，其无着丝粒节段重新接到另一非同源染色体末端。其遗传：如人类t（7；9）（第九号染色体片段易位到第七号染色体上）。单向易位个体减数分裂时可能产生四种不一样配子，和正常人结婚时可能产生四种后代：个别单体；个别三体；正常人和平衡易位携带者。个别三体表型异常，智力

2、低下。个别单体虽未在后代中发觉，但能够预计对携带者影响更为严重。因大片段缺失往往配子难以成活或不育，故未能发觉这种个体。平衡易位表型经常是正常，但带有缺失和重复染色体，和正常人婚配后，其后代同样出现以上四种类型，形成家族性染色体异常智力低下 。染色体易位专题知识讲座第3页2022/9/44（三）相互易位:非对称易位与对称易位 染色体易位专题知识讲座第4页2022/9/45二、断点发生位置与诱发易位原因 1、易位断点多发生在着丝粒周围异染色质区2、自然可诱发易位3、非同源染色体联会4、理化原因如射线等5、转座子诱发染色体易位专题知识讲座第5页2022/9/46第二节 易位细胞学行为一、粗线期联会

3、染色体易位专题知识讲座第6页2022/9/47图6-3 玉米T8-9a杂合体粗线期染色体联会形态图6-4 玉米T2-6a杂合体粗线期：A. 同源联会；B. 个别非同源联会；C. 局部不联会染色体易位专题知识讲座第7页2022/9/48二、交叉形成与终变期构形 表6-1 几个玉米杂易位易位段长度、终变期染色体构型与花粉败育率易位代号断点位置易位段长度染色体构型花粉败育率%1212O4C42IIT8-9aL.2L.4长长108759T1-6aL.2L.54长长大部50T2-3aS.9L.6短长9610450T1-6bL.25随体长很短全部25T5-9aL.7S.4中中9408850*T3-6S.8

4、随体短很短00.310.6919-47%*50%小花粉粒，但大个别含有淀粉粒。*包含小和含有个别淀粉花粉粒。染色体易位专题知识讲座第8页2022/9/49三、中期I排列与后期I分离方式 中期I排列方式： 后期I分离方式O型 邻近式I 同源着丝粒走向两极 邻近式II同源着丝粒走向一极 Z型 交替式染色体易位专题知识讲座第9页2022/9/410染色体易位专题知识讲座第10页2022/9/411染色体易位专题知识讲座第11页2022/9/412图6-6 玉米T5-6c杂合体粗线期联会模式其它非易位段其它非易位段易位段易位段中间段染色体易位专题知识讲座第12页2022/9/413四、交换对配子育性影

5、响与各分离方式百分比交换能够发生在三个个别1、易位段：只影响细胞遗传组成，不影响NOR数量改变。交替式分离：产生有功效四分孢子各具一个核仁。邻近I分离：一极有4个NOR，另一极无NOR。产生四分孢子，都是缺失重复和不 育，但两个会出现双核仁，另外两个为分散核仁。邻近II分离：a、c与b、d分开）产生四分孢子，也是缺失重复和不育，但都有一 个NOR，故都有一个集中核仁。 2、着丝粒以外非易位染色体臂:(同易位段交换）3、中间段：交换发生在中间段，在一个发生单交换或三线双交换细胞，交替式或邻近I式分离产生一个“交换型四分孢子”，其中一个孢子无NOR，形成份散核仁，一个有两个NOR，可能形成双核仁，

6、另外两个各具一个NOR，因而为单核仁。具单核仁孢子发育正常，分散核仁与双核仁孢子是缺失重复。假如发生邻近II式分离，其结果将会产生一个“交换型四分孢子”或者一个类似正常单核仁四分孢子，但都是缺失重复（表6-2）。 染色体易位专题知识讲座第13页2022/9/414中间段无交换（交替式分离）染色体组成后期I交替式分离656655染色体易位专题知识讲座第14页2022/9/415后期II可育可育可育可育每个细胞有1个核仁组织者染色体易位专题知识讲座第15页2022/9/416中间段无交换（邻近I分离）染色体组成后期I邻近I分离656655665565染色体易位专题知识讲座第16页2022/9/41

7、7后期I邻近I式分离染色体易位专题知识讲座第17页2022/9/418后期II四个配子均不育染色体易位专题知识讲座第18页2022/9/419中间段无交换(邻近II分离）染色体组成后期I邻近II分离656655染色体易位专题知识讲座第19页2022/9/420后期II四个配子均不育染色体易位专题知识讲座第20页2022/9/421图6-6 玉米T5-6c杂合体粗线期联会模式其它非易位段其它非易位段易位段易位段中间段染色体易位专题知识讲座第21页2022/9/422有单交换交替式分离656655后期I后期II染色体组成可育可育不育不育655665染色体易位专题知识讲座第22页2022/9/423

8、有单交换邻近I分离656655后期I后期II染色体组成可育可育不育不育656565染色体易位专题知识讲座第23页2022/9/424有单交换邻近II式分离656655后期I后期II染色体组成不育不育665556665565不育不育不育不育染色体易位专题知识讲座第24页2022/9/425表6-2 玉米T5-6c杂易位产生四分孢子可能类型染色体易位专题知识讲座第25页2022/9/426经过对上述现象观察得出以下结论1.杂合易位中间段短，不发生交换时 交替分离：邻近I：邻近II2：1：1 交替式配子可育，邻近式配子不育，故50不育2. 中间段发生交换，同源着丝粒趋于两极，邻近II不发生 交替：邻

9、近I1：1 在交换发生时，交替式分离有50不育配子，邻近I有50 不育配子，故总体上也是半不育染色体易位专题知识讲座第26页2022/9/427四、配子与合子不育性纯易位：植物基础正常，动物多致死杂易位：半不育染色体易位专题知识讲座第27页2022/9/428第三节 多对染色体易位 一、独立易位二、复合易位染色体易位专题知识讲座第28页2022/9/429染色体易位专题知识讲座第29页2022/9/430第四节 易位染色体判别 玉米易位测验种组成测验染色体序号测 验 种 组1，2，3T1-3，T2-3（或T1-2，T1-3或T1-2，T2-3）4，5，7T4-5，T4-7（或T4-5，T5-7

10、或T4-7，T5-7）8，9，10T8-9，T8-10（或T8-9，T9-10或T8-10，T9-10）染色体易位专题知识讲座第30页2022/9/431表6-4 玉米3个未知易位染色体判定 测验种被测系T1-3T2-3T4-5T4-7T8-9T8-106判定结果2O42O42O4O62O4O6-T7-102O4O62O4O62O42O4-T2-7O6O62O42O42O42O4+T3-6染色体易位专题知识讲座第31页2022/9/432第五节 易位遗传行为一、杂易位遗传方式 半不育可作为显性标识，相当于单基因遗传，以T代表易位断点，t表示正常染色体对应位点，则Tt测交后代杂易位（Tt)：正常

11、（tt)=1:1，自交后代为TT:Tt:tt=1:2:1二、杂易位连锁基因遗传特点基因连锁关系改变易位断点与基因多重连锁假连锁染色体易位专题知识讲座第32页2022/9/433表6-6 玉米5号和9号染色体上个别基因在正常情况、T5-9a杂易位与纯易位体交换值（交换单位）比较正常杂易位（作父本）纯易位9号染色体yg2-sh2311sh-wx20518.6wx-v1211独立5号染色体bm-pr2732pr-wx独立2823.8染色体易位专题知识讲座第33页2022/9/434图6-10 玉米T5-9a杂合体粗线期及其相关连锁基因大致位置染色体易位专题知识讲座第34页2022/9/435三、易位

12、断点确实定因为一个易位包含两个染色体断点，那么半不育性T应与两条染色体上邻近断点基因发生连锁遗传。利用这种现象能够确定易位断点。比如，以玉米T1-2a分别与1号染色体上br（节间缩短）、f（细条纹叶）和2号染色体上lg（无叶舌）及v4（黄绿苗）基因进行测验，取得表6-5结果：测交组合原组合单交换I单交换II双交换总数+T brft+ft br+T+t brfT+fT br+t682333 2738 1719 251 6+T lgv4t+v4t lg+T+t lgv4T+v4T lg+t588163 105124 12613 2518 14T/brftbrftT/lgvttlgvtt表6-5 玉

13、米T1-2a易位断点与1号、2号染色体上连锁基因测验结果染色体易位专题知识讲座第35页2022/9/436表6-5 玉米T1-2a易位断点与1号、2号染色体上连锁基因测验结果玉米T1-2a易位断点与1、2号染色体上连锁基因测验结果在1号染色体测得遗传距离： bf f = (8+17+1+6)682 = 4.7% f T = (19+25+1+6) 682= 7.5% br T = 4.7%+7.5% = 12.2%从2号染色体测得遗传距离： lg v4 = (124+126+18+14)588 = 48.0% v4 T = (13+25+18+14)588 = 11.9% lg - T 50%

14、用遗传图表示易位断点所在，成为以下情况：染色体易位专题知识讲座第36页2022/9/437第六节 易位与进化一、曼陀罗 二、月见草 染色体易位专题知识讲座第37页2022/9/438普通月见草7对染色体中，6对发生了连续易位，因而在减数分裂中，形成一个由12条染色体组成大环和一个二价体。环中染色体各端，因同源性而连在一起。到了中期I，呈Z形排列，因而染色体分离总是交替式。形成配子只有两种，各含有6条染色体，总称为“楞纳氏复组”（Renners complex）。这个种两个复组分别命名为gaudens和velans。每一个复组内含有一个隐性致死基因，在纯合情况下，将使合子死亡。但velans组内

15、致死基因与gaudens组内致死基因并不是等位性，两个复组结合，因为互补作用合子能够成活。比如velans组为11+，gaudens组为+12，而由v和g相结合普通月见草应为11+/+12。这个月见草产生雌雄配子各有v、g两个组。自交中凡v-v和g-g结合纯种都在合子早期死亡，应占50%。只有另二分之一，由v和g结合才能成活，像它亲代一样。所以，普通月见草所以能成为一个纯育物种，就是因为这种纯合致死或平衡隐性致死（balanced recessive lethal）所致。这种现象叫做“楞纳氏效应”（Renners effect）。染色体易位专题知识讲座第38页2022/9/439 普通月见草（

16、O. lamarckiana） 欧洲月见草（O.muricata） 花粉胚囊G(有功效)V(有功效) 花粉胚囊R(无竞争力)C(发育正常)G（有功效）GG（死亡）GV成活R（发育正常）RC成活V（有功效）GV成活VV（死亡）C（受抑制）图6-12 楞纳氏效应在月见草属O.lamarckiana和O.muricata不一样表现染色体易位专题知识讲座第39页2022/9/440第七节 易位应用一、检验简单或复杂遗传基因所属染色体臂这项技术应用在玉米中有两种不一样遗传设计。（一）全部染色体臂标识技术 （二）基因标识易位技术TTwxwxttWxWx-TtWwTwx紧密连锁，自交后代分两类，糯和非糯，理

17、论上，假如在这两类籽粒中显隐比率均为3：1，则与易位无关。不然可能与易位相关。假如被测系所带基因为隐性，则非糯籽粒中应该含有较多隐性后代，即显隐比率3:1；反之显性时，则非糯籽粒应该含有较多显性,即显隐比率3:1。Wx籽粒染色体易位专题知识讲座第40页2022/9/441独立显性测验隐性测验Wx(t)非糯籽粒3:13:1显性个体多3:1隐性个体多wx(T)糯籽粒3:13:1显性个体多染色体易位专题知识讲座第41页2022/9/442 恢复系济系21与易位系杂交F2代wx植株中育性分离百分比wx易位系实际观察株数理论株数(3:1)X2P可育不育可育不育T1-9839818053174.7458.

18、250.630.25-0.50T1-9c12951135.0045.001.070.25-0.50T2-9b912184.0028.001.710.10-0.25T3-9c13655143.2547.751.470.10-0.25T4-9b842581.5027.500.300.50-0.75T4-9565714632135.0045.003.580.05-0.10T5-9a972692.2530.750.860.25-0.50T6-9a9510.503.500.860.25-0.50T7-9a182431.5010.5023.140.005*T8-9667322822.507.500.040

19、.75-0.90T8-9d18449174.7558.251.910.10-0.25T9-10b15432139.5046.506.030.01-0.025染色体易位专题知识讲座第42页2022/9/443 玉米雄花不育基因都是隐性，与纯合显性个体杂交，如ms/ms+ / +，后代全部为雄花可育（+/ms），与杂合显性个体杂交，如ms/ms+/ms，后代中有1/2雄性可育和1/2雄性不育（图6-14A）。因为处理不了保持系问题，核不育在玉米杂交种生产中一直无法加以利用。假如经过一定遗传操作，使杂合体中带有雄性可育基因染色体在靠近该基因座位处发生缺失，带有缺失染色体配子只能经过母本传递而不能经过

20、父本传递，那么，杂交后代就将全部是雄花不育株 二、利用核不育生产玉米杂交种染色体易位专题知识讲座第43页2022/9/444玉米种子生产染色体易位专题知识讲座第44页2022/9/445雄花不育株与正常杂合株（A）及缺失杂合株（B）产生后代比较ms=雄花不育，Df=缺失，N=正常染色体易位专题知识讲座第45页2022/9/446利用双杂合体生产雄花不育种子母 本 行父 本 行 Dp-Df N后 代自交系A自交系A自交系A自交系B雄花不育自交系A(ms/ms)雄花不育杂交种AB(ms/ms) +/Dp-Df与+/ms双杂合体产生过程msmsMsms染色体易位专题知识讲座第46页后期II竞争力弱

21、不参加授粉6666446446msmsMsMs 可参加授粉 带不育基因染色体易位专题知识讲座第47页 可育 半不育染色体易位专题知识讲座第48页2022/9/449智能核不育？染色体易位专题知识讲座第49页核不育染色体易位专题知识讲座第50页SPT保持系表示盒SPT保持系SPT/-; ms45/ms45 50%非转基因花粉,可育-; ms4550%转基因花粉，失活SPT; ms45SPT绒毡层基因型 Ms45, 可育含SPT小孢子体，花粉失活种子分捡是否含转基因SPT染色体易位专题知识讲座第51页转基因种子红色标识（red marker)染色体易位专题知识讲座第52页SPT保持系繁殖与生产Xi

22、e Modified Pioneer, 50%非转基因花粉，成活-; ms4550%转基因花粉，死。SPT; ms4550%非转基因雌配子，成活-; ms4550%转基因雌配子，成活。SPT; ms45染色体易位专题知识讲座第53页非转基因不育系繁殖染色体易位专题知识讲座第54页SPT技术优越性SPT借助转基因技术处理了细胞核雄性不育保持问题 繁殖雄性不育种子借助胚乳颜色和荧光，实现机械分选不育系和杂交种排除了转基因成份能够把这套SPT保持系表示盒转移到其它作物染色体易位专题知识讲座第55页2022/9/456三、易位与家蚕雌雄判别图6-16 利用染色体易位来判别雌雄蚕染色体易位专题知识讲座第

23、56页2022/9/457图6-18 玉米小孢子母细胞减数分裂粗线期TB-4a杂合体联会情况第八节 B-A染色体易位一、B-A染色体传递和遗传特点染色体易位专题知识讲座第57页2022/9/458T4-Ba细胞学特点遗传组成：4L+4S(1/4)+B B( central)+3/44S2. 分离：易位段短邻II少 交替：邻I1：13. 遗传：小孢子存在不分离现象染色体易位专题知识讲座第58页2022/9/459染色体易位专题知识讲座第59页2022/9/4604B4BB4SUB4SU4su4su 4su4su 4B4B B4SUB4SU F1 1157粒， 无甜粒1791粒，930粒甜染色体易

24、位专题知识讲座第60页2022/9/461图6-20 玉米TB-4a中B4Su不分离产生胚和胚乳基因型染色体易位专题知识讲座第61页2022/9/462表6-8 在玉米4su4su4B4BB4SuB4Su杂交中，三类雄配子与卵和极核结合方式染色体易位专题知识讲座第62页2022/9/463二、B-A染色体应用1、研究基因剂量效应：依据B染色体不分离作用，能够取得1到多个其上基因剂量，由此能够研究其效应。2、隐性基因快速定位1）基因不在易位染色体上：ccCC (T B-A) F1Cc; 没有隐性出现2) 在易位段上(设玉米籽粒有色C基因在B-A易位A染色体段上）cc ABABBACBAC雌配子：

25、胚：c；胚乳：cc雄配子：亚倍体（无B)：0c，超倍体（BB)：CC; 正常（B)：C亚倍体与雌配子结合当代表现隐性性状3）在着丝粒和断点之间： cc ACBACBBABA雌配子：胚：c；胚乳：cc 雄配子：亚倍体（无B)：C（ACB），超倍体（ACBBABA)：C; 正常（B)：CF1代选亚倍体自交，雌雄配子类型均为：亚倍体：ACB ; 正常：c；因为ACB配子活力不够，所以后代cc类型多于预期1/4。染色体易位专题知识讲座第63页2022/9/464例： 利用A-B易位定位数量性状QTL性状TB-1LaTB-2SaLSD(0.05)B73HtMo17HtMo17HtB73HtB73HtMo

26、17HtMo17HtB73Ht 1 3 1 3 1 3 1 3叶夹角叶长叶宽株高穗位雄穗分枝茎秆强度122.6 98.559.4 96.146.2 84.638.1 116.336.1 108.474.5 102.365.0 90.2169.5 102.859.1 97.446.6 86.941.7 109.939.6 99.755.4 103.272.8 102.794.8 82.379.3 94.076.7 83.386.8 94.190.9 90.249.2 109.983.8 88.1101.4 100.1 79.5 95.4 76.6 80.5 88.4 98.591.7 101.4

27、59.0 112.982.3 92.828.84.37.35.710.114.815.1（E.A. Lee 等，1996）染色体易位专题知识讲座第64页2022/9/465以带有感病基因hm材料为母本，以抗病基因HmA-B易位材料为父本，杂交F1代种子可能有三类一、正常分离，形成正常种子，胚和胚乳染色体组成为： 1N1BB1 / 1N1N1BB1二、不分离形成雄配子与雌配子结合形成小粒种子： 1N1BB1B1 / 1N1N1B三、不分离形成雄配子与极核结合形成大粒种子： 1N1B / 1N1BB1B1 假如Hm在1B上，则后两类种子植株应该抗病，假如在B1上，则第三类种子植株感病。假如该易位正常分离，则后代植株均抗病。观察结果：第一、二类种子基础上形成正常植株，全部抗病，大粒种子形成不正常植株全部感病，这说明该基因位于B1即染色体长臂上。小粒后代植株也有少数不正常且