第三章连锁遗传分析与染色体作图课件

第三章连锁遗传分析与染色体作图第一节性染色体与性别决定一、性染色体的发现性染色体（sexchromosome）是指直接与性别决定有关的一个或一对染色体；其余各对染色体则统称为常染色体（autosome），通常以A表示。果蝇：2n=8雌性：AA（44）+XX（2）雄性：AA（44）+XY（2）二、性染色体决定性别的几种类型果蝇的常染色体和性染色体第三章连锁遗传分析与染色体作图第一节性染色体与性别决11、XY型果蝇、鼠、牛、羊、人等属于这一类型。其雄性个体是异配子性别Cheter-ogametiesex），可产生含有X和Y两种雄配子，而雌性个体是同配子性别（homoganeticsex），只产生含有X一种配子，受精时，X与X结合XX，将发育为雌，X与Y结合成XY，将发育为雄性。性比为1:1。人类有23对染色体（2n=46），22对为常染色体，1对是性染色体。女性的染色体为AA+XX，男性的染色体为AA+XY。X显然地大于Y染色体，生男生女由男性决定。1、XY型2

人的染色体

人的染色体

32、ZW型

家蚕、鸟类（鸡、鸭等）、蛾类、蝶类等属于这一类型。与XY相反，雌性为异配子性别ZW，雄性为同配子性别，即ZZ。3、XO型

雌性的性染色体

为XX；雄性只有X，而没有Y，不成对。蝗虫、蟋蟀属于这一类。4、植物性别的决定

不象动物明显。低等的有性别分化，但形态差异不明显。种子植物虽有♀♂性的不同，但多数是♀♂同花、♀♂同株异花，但也有一些是♀♂异株的，如大麻、菠菜、蛇麻、番木瓜等。蛇麻属于雌性XX型和雄性XY型。2、ZW型4第二节性连锁遗传第二节性连锁遗传5

摩尔根等人（1910）以果蝇为材料进行试验时发现性连锁现象。性连锁（sexlinkage）：指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象。∴又称伴性遗传（sex-linkedinheritance）。性连锁是连锁遗传的一种特殊表现形式。孟德尔做的几个实验（P45）摩尔根等人（1910）以果蝇为材料进行试验时发现性连锁现象6实验结果说明：白眼雄果蝇永远都是纯合体，即就这个白眼基因而说，雄蝇永远不会成为杂合子。摩尔根假设：控制白眼性状的隐性基因w位于X染色体上，Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因。从而圆满解释了摩尔根的实验！

P47图实验结果说明：白眼雄果蝇永远都是纯合体，即就这个白眼基因而说7伴性遗传归纳为两条规律：1、同配性别传递显性纯合基因时，F1雌、雄个体都为显性性状。F2性状的分离呈3显：1隐；性状分离呈1:1，且隐性个体的性别与祖代隐性个体一样，即外祖父的性状通过其女儿传递给外孙；2、同配性别传递显性纯合基因时，F1表现交叉遗传，即母亲的性状传递给儿子，父亲的性状传递给女儿。F2性状与性别比均为1:1。伴性遗传归纳为两条规律：8二、人类的伴性遗传（一）伴X显性遗传：决定遗传性状的显性基因在X染色体上的遗传方式称~。女性多于男性，且多为杂合子。例如：抗维生素D佝偻病（该致病基因定位在Xp22.2-Xp22.1）：P48（二）伴X隐性遗传：由X染色体携带的隐性基因的遗传方式称~。如色盲、A型血友病等表现为伴X隐性遗传.P49图3-2二、人类的伴性遗传（一）伴X显性遗传：决定遗传性状的显性基因9色盲性连锁：①控制色盲的基因为隐性c，位于X染色体上，Y染色体上不带其等位基因；②由于色盲基因存在于X染色体上，女人在基因杂合时仍正常；而男人Y基因上不带其对应的基因，故男人色盲频率高。∴女：XCXc杂合时非色盲，只有XcXc纯合时才是色盲；男：Y染色体上不携带对应基因，XCY正常、XcY色盲色盲性连锁：10(3)(3)11(三)Y连锁遗传人类中此遗传方式很少,仅仅由父亲传给儿子,不传给女儿,又称限雄遗传。如男性的毛耳缘遗传。伴Y遗传的毛耳缘性状在印第安人群中常见，其他地区的人群中极少见。研究表明：Y染色体是雄性哺乳动物所必须的，某种雄性化基因一定存在于Y染色体的差别区段上，如睾丸决定因子（TDF）(三)Y连锁遗传人类中此遗传方式很少,仅仅由父亲传给儿子,不12图4-8耳毛的性连锁

图4-8耳毛的性连锁13三、芦花鸡的毛色遗传①.芦花基因B为显性，正常基因b为隐性，位于Z性染色体上。②.染色体上不带它的等位基因。③.雄鸡为ZZ，雌鸡为ZW。三、芦花鸡的毛色遗传①.芦花基因B为显性，正常基因b为隐性14F1

F2

P

F1F2P15P

F1

F2

PF1F216全部饲养母鸡è多生蛋全部饲养母鸡è多生蛋17四、限性遗传和从性遗传：限性遗传（sex-limitedinheritance）：指Y染色体（XY型）或W染色体（ZW型）上基因所控制的遗传性状，只局限于雄性或雌性上表现的现象。限性遗传的性状多与性激素有关。例如，哺乳动物的雌性个体具有发达的乳房、某种甲虫的雄性有角等等。限性遗传与伴性遗传的区别：限性遗传只局限于一种性别上表现，而伴性遗传则可在雄性也可在雌性上表现，只是表现频率有所差别。四、限性遗传和从性遗传：18从性遗传（sex-controlledinheritance）或称为性影响遗传（sex-influencedinheritance）：不是指由X及Y染色体上基因所控制的性状，而是因为内分泌及其它关系使某些性状只出现于雌、雄一方；或在一方为显性，另一方为隐性的现象。例如，羊的有角因品种不同而有三种特征：①.雌雄都无角；②.雌雄都有角；③.雌无角而雄有角。以前两种交配，其F1雌性无角，而雄性有角。反交结果和正交相同。从性遗传（sex-controlledinheritanc19五、植物的伴性遗传第三章连锁遗传分析与染色体作图20第三节遗传的染色体学说的直接证据摩尔根的上述实验间接证明：一个特定基因的行为对应于某一条特定的性染色体。

伴性遗传的直接证明是他的学生和Bridges提出的。Bridges重复摩尔根伴性遗传时发现了例外，称为初级例外和次级例外。P53P54第三节遗传的染色体学说的直接证据摩尔根的上述实验间接证明：21第四节果蝇的Y染色体及其性别决定果蝇Y染色体不象人一样对于决定雄性那么重要。如：

XXY

XO雌性雄性雌性雄性（果蝇）

（人类）（人类）（果蝇）

果蝇的性别决定除了性染色体外，常染色体也起重要作用，性别决定由性指数（X/A）决定。X染色体数与常染色体数的比例。（见P56表3-1）第四节果蝇的Y染色体及其性别决定果蝇Y染色体不象人一样对22若雄性果蝇无Y染色体，则不育。原因：Y染色体上带有精子生成所必需的生殖力基因。黑腹果蝇截毛基因（bb）的遗传：XbbXbb×Xbb+YbbXbbXbb×XbbYbb+(截毛)(正常）(截毛)(正常）XbbXbb+XbbYbbXbbXbbXbbYbb+(正常）(截毛)(截毛)(正常）从而证明：截毛基因存在Y染色体上。若雄性果蝇无Y染色体，则不育。原因：Y染色体上带有精子生成所23第五节剂量补偿效应一、Barr小体：一种浓缩的、惰性的异染色质的小体，与性别及X染色体数目有关，所以又称性染色质体（sex-chromatinbody)，又名巴氏小体。1949年Barr在雌猫的神经细胞间期核中发现。之后在大部分正常女性表皮羊水等组织的间期核中也发现，但男性没有。（why?)第五节剂量补偿效应一、Barr小体：一种浓缩的、惰性的异24二、剂量补给效应对于果蝇和哺乳动物来说理论上：雌性具两条X染色体，其上基因产物应有两份，而雄性只有一份。实际上：雌、雄X染色体基因产物基本相同。原因：补偿效应（dosagecompensationeffect)A：X染色体转录速率不同，雌性慢；B：雌性一条X染色体失活。（Lyon假说）二、剂量补给效应25三、Lyon假说（一）正常雌性体细胞中，只有一条X有活性（activationX,Xa)，另一条在遗传上无活性（inactivationX,Xi），保证雌雄性X染色体上基因产物相同。（二）失活是随机的。（三）失活发生在胚胎发育的早期，如人类（合子细胞增殖到5~6千个细胞时），且一旦失活，此细胞所有后代细胞的此染色体均处于失活状态。（四）杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体。

三、Lyon假说26例如：玳瑁猫几乎都是雌性。

黄毛皮O基因对黑皮毛o是显性且位于X染色体上：XOXo个体发育早期，一条X随机失活，所以呈现黑黄相间斑点。雄性个体XOXoY也是玳瑁型，切每个细胞有一个Barr小体。研究表明：Barr小体的数目正好是X染色体数目减1。失活的X染色体上所有基因并不都失活，而且失活的X染色体在进入减数分裂前将重新被激活，所以在成熟的卵母细胞中两条X染色体都是有活性的。例如：玳瑁猫几乎都是雌性。27第六节连锁基因的交换和重组一、连锁遗传现象Bateson和Punnett对香豌豆的研究中发现的。

(一)、香豌豆(Lathyrusodoratus)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.2.紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒第六节连锁基因的交换和重组一、连锁遗传现象(一)、香豌豆(281、紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒1、紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒29结果：F1两对相对性状均表现为显性，F2出现四种表现型；F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫长和红圆)的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型(紫圆和红长)的实际数少于理论数。第三章连锁遗传分析与染色体作图302、紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒2、紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒31结果：F1两对相对性状均表现为显性，F2出现四种表现型；F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫圆和红长)的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型(紫长和红圆)的实际数少于理论数。第三章连锁遗传分析与染色体作图32(二)、连锁遗传现象.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。相引相(couplingphase)与相斥相(repulsionphase).(二)、连锁遗传现象.33二完全连锁和不完全连锁完全连锁(completelinkage)：

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。不完全连锁(incompletelinkage)：

指连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型的配子，还会产生重组型配子。二完全连锁和不完全连锁完全连锁(completelin34完全连锁(completelinkage)A

Bab完全连锁(completelinkage)ABab35例：果蝇的完全连锁遗传

黑腹果蝇中灰体（B）对黑体（b）是显性，长翅（V）对残翅（v）为显性，且都位于常染色体上。BVbvBVbv灰长黑残BVbv

bvbv灰长黑残BVbvbvbv灰长黑残××♂例：果蝇的完全连锁遗传××♂36果蝇的不完全连锁(completelinkage)BVbvBVbv灰长黑残BVbv

bvbv灰长黑残BVbvBvbVbvbvbvbv灰长黑残灰残黑长42%42%8%8%亲本的类型远远多于新类型。原因：同源染色体上的非等位基因之间重新组合的结果，此现象称重组。××♀果蝇的不完全连锁(completelinkage)××♀37

三、重组频率的测定

重组型数目重组频率(RF)=亲组型数目+重组型数目以玉米为测交实验说明重组频率的测定方法。P65三、重组频率的测定38

玉米中的连锁遗传

P有色饱满X无色皱缩CSh/CShcsh/csh

↓测交：F1CSh/cshXcsh/csh（双隐性）↓CSh/cshCsh/cshcSh/cshcsh/csh有、满有、皱无、满无、皱自由组合预期：1111合计实验结果：403214915240358368亲组合重组合96.4%3.6%

玉米中的连锁遗传39四、交换（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（Janssens提出的交叉型假设）：1、减数分裂前期，同源染色体非姐妹染色单体某些区段发生交换，从而出现交叉现象。2、若处于同源染色体不同座位的两个连锁基因发生交换，即可导致此连锁基因的重组。此学说的核心：交叉是交换的结果，而不是交换的原因，即遗传学上的交换发生在细胞学似的交叉发生之前。一般情况下，染色体越长，交叉越多。一个交叉代表一次交换。四、交换（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（Ja40（二）连锁交换定律的基本内容：处在同一染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联在一起的频率大于重新组合的频率。自由组合与连锁交换的差别：1、前者基因由非同源染色体传递，而后者由同源染色体非姐妹染色单体交换重组造成。2、自由组合受生物染色体对数局限，而连锁交换则受到其染色体本身长度的限制（二）连锁交换定律的基本内容：处在同一染色体上的两个或两个以41（三）影响交换的因素1.性别：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断发生交换；2.温度：家蚕第二对染色体上PS-Y(PS黑斑、Y幼虫黄血)

饲养温度(℃)

30

28

26

23

19

交换值（%）21.48

22.34

23.55

24.98

25.863.基因位于染色体上的部位：离着丝点越近，其交换值越小，着丝点不发生交换。4.其它：年龄、染色体畸变等也会影响交换值。·由于交换值具有相对稳定性，常以该数值表示两个基因在同一染色体上的相对距离（遗传距离）。例如：3.6%即可称为3.6个遗传单位。·遗传单位值愈大，两基因间距离愈远，愈易交换；遗传单位值愈小，两基因间距离愈近，愈难交换。（三）影响交换的因素1.性别：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断42（四）多线交换与最大交换值两个基因之间发生一次交换时的最大交换值：1/2×100%=50%如两个基因距离较远时，其间可以发生两次或两次以上的交换，则涉及的染色单体将不限于2条，可以是多线交换。则最大交换值又会怎样？（四）多线交换与最大交换值两个基因之间发生一次交换时的最大交43abc对于基因座A.C来说,偶数次交换等于没有交换,奇数次交换等于单交换。P67：只要4条染色单体发生交换的机会相等，在所研究的两个基因之间产生重组型与亲组型的比总是1：1，所以最大交换值也是50%。双交换特点：1、双交换概率显著低于单交换概率。2、3个连锁基因间发生双交换的结果，旁侧基因无重组，此时旁侧基因的重组率低于实际的交换值。ABCabc对于基因座A.C来说,偶数次交A44第三章连锁遗传分析与染色体作图45五、基因定位与染色体作图（一）相关概念1、基因定位（genemapping)：根据重组值确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。2、染色体图（chromosomemap)又称基因连锁图（linkagemap)或遗传图（geneticmap)。根据基因之间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。3、图距（mapdistance)：；两个基因在染色体图上距离的数量单位称图距。图距单位称为厘摩（cM），1%交换值=1cM五、基因定位与染色体作图（一）相关概念46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。例：玉米糊粉层有色C/无色c基因、籽粒饱满Sh/凹陷sh基因均位于第九染色体上；且C-Sh基因间的交换值为3.6%。根据上述信息可知：C-Sh间遗传距离为3.6个遗传单位即图距=3.6cM；但不能确定它们在染色体上的排列次序，因而有两种可能的排列方向，如下图所示：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47通过三次测验，获得三对基因两两间交换值、估计其遗传距离；每次测验两对基因间交换值；根据三个遗传距离推断三对基因间的排列次序。两点测验局限性：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。通过三次测验，获得三对基因两两间交换值、估计其遗传距离；每次48（二）三点测交（three-pointtestcross)与染色体作图三点测验:通过一次杂交和一次用隐性亲本测交，同时测定三对基因在染色体上的位置，是基因定位最常用的方法。特点：(1).纠正两点测验的缺点，使估算的交换值更为准确；(2).通过一次试验可同时确定三对连锁基因的位置。（二）三点测交（three-pointtestcross)49(1)．确定基因在染色体上的位置：以玉米Cc、Shsh和Wxwx三对基因为例：P凹陷、非糯、有色×饱满、糯性、无色shsh++++↓++wxwxccF1饱满、非糯、有色×凹陷、粒性、无色+sh+wx+c↓shshwxwxccF1配子及Ft表型见下表：

(1)．确定基因在染色体上的位置：50第三章连锁遗传分析与染色体作图51根据F1的染色体基因型有三种可能性：

sh+++wx++sh+wx+c++shwxc+wx在中间

sh在中间

c在中间

?根据F1的染色体基因型有三种可能性：wx在中间sh在中间52第三章连锁遗传分析与染色体作图53第三章连锁遗传分析与染色体作图54确定中间一个基因：可以用最少的双交换型与最多的亲型相比è只有sh基因发生了位置改变。∴

sh一定在中间。确定中间一个基因：可以用最少的双交换型与最多的亲型相比è只有55（2）估算交换值确定基因之间的距离。

wx-sh间重组值(RF)=（601+626+4+2）/6708=18.4%sh-c间重组值(RF)=（116+113+4+2)/6708=3.5%

wx-c间重组值(RF)=(601+626+116+113)/6078=20.72%wx-c间交换值=RFwx-c+2双交换值=20.72+0.09×2=21.9%∴三对连锁基因在染色体上的位置和距离确定如下：21.918.43.5wxshc若测交后代只出现6种表型，说明无双交换。根据同样方法，已绘制了玉米染色体（P73）和果蝇（P75）的连锁图。（2）估算交换值确定基因之间的距离。56关于遗传图还需做以下说明：1、一般以最左端的基因位置为0，但随着研究的进展，发现有更左端的基因时，0点的位置让给新基因，其他基因相应移动。2、重组率在0%-50%之间，但在遗传图上，可以出现50个单位以上的图距。原因是这两个基因间发生多次交换的缘故。所以从图上数值知重组率只限临近的基因座之间。关于遗传图还需做以下说明：571.理论双交换值连锁与互换的机理表明：染色体上除着丝粒外，任何一点均有可能发生非姊妹染色单体间的交换。但是相邻两个交换是否会发生相互影响呢？如果相邻两交换间互不影响，即交换独立发生，那么根据乘法定理，双交换发生的理论频率(理论双交换值)应该是两个区域交换频率(交换值)的乘积。例：wxshc三点测验中，wx和c基因间理论双交换值应为：0.184×0.035=0.64%。（三）干扰（干涉）和符合（并发）1.理论双交换值（三）干扰（干涉）和符合（并发）582.干扰(interference)：测交试验的结果表明：

wx和c基因间的实际双交换值为0.09％，低于理论双交换值，这是由于wx-sh间或sh-c间一旦发生一次交换后就会影响另一个区域交换的发生，使双交换的频率下降。这种现象称为干扰(interference)，或干涉：

一个交换发生后，它往往会影响其邻近交换的发生。其结果是使实际双交换值不等于理论双交换值。为了度量两次交换间相互影响的程度，提出了符合系数（并发系数）的概念。2.干扰(interference)：59符合系数(coefficientofcoincidence)符合系数也称为并发系数：用以衡量两次交换间相互影响的性质和程度。例如前述中：

符合系数=0.09/0.64=0.14.符合系数的性质：真核生物：[0,1]—正干扰；*某些微生物中往往大于1，称为负干扰。符合系数(coefficientofcoincidenc60第七节真菌类的遗传分析

红色面包霉的特点易于繁殖、培养、管理；可直接观察基因表现，无需测交；可获得、分析单次减数分裂的结果；等。红色面包霉减数分裂特点：每次减数分裂结果(四个分生孢子，或其有丝分裂产生的八个子囊孢子)都保存在一个子囊中；四分子或八分子在子囊中呈直线排列——直列四分子，直列八分子，具有严格的顺序。第七节真菌类的遗传分析红色面包霉的特点61第三章连锁遗传分析与染色体作图62一、顺序四分子及其遗传分析四分子分析(tetradanalysis)：红色面包霉减数分裂的4个产物保留在一起，称四分子，对四分子表现进行的遗传分析，称为四分子分析。一、顺序四分子及其遗传分析四分子分析(tetradanal63四分子分析的优越性：1、可把着丝粒看作一个座位2、子囊孢子的对称性，证明减数分裂是一个交互过程。3、可以检验染色单体的交换是否有干涉，还可用于基因转变的研究。4、证明双交换可以包括4线中的两线、3线或4线。（一）染色体作图（centromeremapping)：利用四分子分析法，测定基因与着丝粒间的距离。染色体作图的依据：在非姐妹染色单体间没有发生着丝粒和基因间交换的减数分裂，称第一次分裂分离（first-divisionsegregation)或叫M1模式分离。P79图3-20

若发生了交换，称第二次分裂分离（second-divisionsegregation)或称M2模式分离。P80图3-21四分子分析的优越性：1、可把着丝粒看作一个座位2、子囊孢子的64第三章连锁遗传分析与染色体作图65第三章连锁遗传分析与染色体作图66例：红色面包霉的连锁与交换红色面包霉有一个与赖氨酸合成有关的基因(lys)：野生型——能够合成赖氨酸，记为lys+，能在基本培养基(不含赖氨酸)上正常生长，成熟子囊孢子呈黑色；突变型——不能合成赖氨酸，称为赖氨酸缺陷型，记为lys-，在基本培养基上生长缓慢，子囊孢子成熟较迟，呈灰色。用不同接合型的lys+和lys-杂交，可预期八个孢子中lys+和lys-呈4:4的比例，事实也是如此。在对子囊进行镜检时发现孢子中lys+和lys-有六种排列方式，即我们教材p80表3-7所示的六种排列方式。例：红色面包霉的连锁与交换红色面包霉有一个与赖氨酸合成有关的67P80表3-7粗糙脉孢菌+X-杂交子代子囊类型(1)(2)(3)(4)(5)(6)子囊类型++----+++-+--+-++--+-++-子囊型105129951016分裂类型M1M1M2M2M2M2未交换型交换型P80表3-7粗糙脉孢菌+X-杂交子代子囊类型(1)68六种子囊孢子排列方式六种子囊孢子排列方式69六种子囊孢子排列方式六种子囊孢子排列方式70第一次分裂分离与第二次分裂分离(1-2)两种排列方式：野生型lys+和突变型lys-在M1彼此分离，称第一次分裂分离(firstdivisionsegregation)。着丝粒和lys基因位点间不发生非姊妹染色单体交换，因此这两种子囊类型就是非交换型子囊。第一次分裂分离与第二次分裂分离(1-2)两种排列方式：野生型71(3-6)四种排列方式：第一分裂产物中野生型与突变型未发生分离，野生型和突变型M2发生分离，称第二次分裂分离(seconddivisionsegregation)。着丝粒与基因位点间发生非姊妹染色单体交换，因此这四种子囊均为交换型子囊。(3-6)四种排列方式：第一分裂产物中野生型与突变型未发生分72非交换型、交换型子囊的形成非交换型、交换型子囊的形成73着丝点距离与着丝点作图将着丝点当作一个基因位点看待，计算基因位点与着丝点间的交换值，估计基因与着丝点间的遗传距离，称为着丝点距离。每个交换型子囊中，基因位点与着丝粒间发生一次交换，其中半数孢子是重组型(重组型配子)。因此，交换值（重组率RF）的计算公式为：MⅡ×1/2RF=×100%

MⅠ+MⅡRF0-lys=(9+5+10+16)×1/2/(105+129+9+5+10+16)×100%=7.3%即着丝粒与lys间的距离为7.3c M。着丝点距离与着丝点作图将着丝点当作一个基因位点看待，计算基因74（二）两个连锁基因的作图粗糙链孢酶有两个突变型：烟酸依赖型(nic)----需在培养基中添加烟酸才能生长腺嘌呤依赖型(ade)---需在培养基中添加腺嘌呤才能生长

nic+×+ade,必有6×6=36种不同的子囊型，但若把着丝粒在减数分裂中的随机趋向造成的不同归为一类，可归纳为7种基本子囊型（见P82表3-8）如只考虑性状组合，不考虑孢子排列顺序，还可把子囊分为3种类型：（二）两个连锁基因的作图粗糙链孢酶有两个突变型：75子囊型①②③④⑤⑥⑦四分子基因型次序+ade+adenic+nic+++++nicadenicade+++adenic+nicade+adenicade++nic++adenic++adenic+++nicade++nicade++nicade+adenic+分离发生的时期MⅠMⅠMⅠMⅠMⅠMⅡMⅡMⅠMⅡMⅡMⅡMⅡMⅡMⅡ四分子类别PDNPDTTPDNPDT实得子囊数808190590151、亲二型（parentalditypePD)，2种基因型，都为亲型，包括①和②2、非亲二型（non-parentalditype，NPD)：2种基因型，都为重组型，包括②和⑥。3、四型（tetratype,T)：4种基因型，2亲本2重组，包括③、④和⑦子囊型①②③④⑤⑥⑦四分子基因型次序+ade+761、判断nic和ade是独立分配还是连锁：

若独立分配，则PD：NPD=1或≈1若连锁，则PD：NPD﹥1实际上：PD：NPD﹥﹥1，所以两基因连锁。2、计算着丝粒和两基因间的RF：RF（0-nic)=(MⅡ×1/2)/(MⅠ+MⅡ)×100%=1/2×(5+90+1+5)/1000×100%=5.05%;图距=5.05cMRF（0-ade)=(MⅡ×1/2)/(MⅠ+MⅡ)×100%=1/2×(90+90+1+5)/1000×100%=9.3%;图距=9.3cM根据RF值可知两基因在染色体上有两种可能排列方式：nicadenicade

5.059.35.059.3

1、判断nic和ade是独立分配还是连锁：773、判定两基因在染色体的同臂还是异臂上：估算两基因的RF值：RF（nic-ade)=重组型/（亲本型+重组型）×100%=（1/2T+NPD）/（T+PD+NPD）×100%=1/2（90+5+5）+（1+1）/1000×100%=5.2%，图距=5.2cM0nicade

5.055.210.253、判定两基因在染色体的同臂还是异臂上：78利用两连锁都处在MⅡ时的PD和NPD四分子类型出现的频率来判断它们处在同臂还是异臂上：

类型同一染色体上标记基因交换产物在异臂上在同臂上PDMⅡMⅡ+an

+两线双交换+an

+单交换+an

++an

+MⅡMⅡNPD+an

++an

+

++na

++na利用两连锁都处在MⅡ时的PD和NPD四分子类型出现的频率来判79若两连锁基因在异臂上，则PD与NPD都由双交换形成且机会相等，所以PD=NPD。但事实上PD≠NPD故此情况不可能∴nic和ade在同臂上已知RF（0-nic)+RF（nic-ade)=5.05%+5.2%RF（0-ade)=9.3%即RF（0-nic)+RF（nic-ade)≠RF（0-ade)原因：着丝粒和ade间发生过双交换，但在计算RF（0-ade)时却没有计算在内，而在计算RF（0-nic)和RF（nic-ade)时都各计算一次。若两连锁基因在异臂上，则PD与NPD都由双交换形成且机会相等80校正着丝粒与ade间的重组值子囊型每一子囊被计算为重组子的染色单体数子囊数在所有子囊中被计算为重组子的染色单体数o-nn-ao-ao-nn-ao-a234567总数

040022220202242222

190590150400180180101001800180242101010202208372校正着丝粒与ade间的重组值子每一子囊被计算为重组子的染色81由上表可以看出202+208≠372，低估的重组值=（202+208-372）/4000×100%=0.95%RF（0-nic)+RF（nic-ade)=RF（0-ade)+0.95%=9.3%+0.95%=10.25%由上表可以看出202+208≠372，82第八节人类基因组的染色体作图一、人类基因定位方法（一）家系分析法：通过分析、统计家系中有关性状的连锁情况和重组率进行基因定位的方法。1、只出现在男性基因定位在Y染色体上2、X连锁基因的定位根据伴性遗传特点3、外祖父法第八节人类基因组的染色体作图一、人类基因定位方法83(1)前提条件：两个连锁基因位于X染色体上的；母亲是两对基因的杂合体；

如：红绿色盲基因a；蚕豆病(G6PD-)基因：g(2)外祖父法定位原理

外祖父母亲(双杂合体)儿子AG/YAG/agAG/Yag/YAg/YaG/YaG/YaG/AgaG/YAg/YAG/Yag/YAg/YAg/aGAg/YaG/YAG/Yag/Y亲组合重组合统计结果，计算交换值。(1)前提条件：两个连锁基因位于X染色体上的；84１克隆分布板法

1)人鼠细胞融合培养2)杂种细胞筛选3)各种杂种细胞系4)生化分析和细胞学观察5)观察,比较分析、定位(二)体细胞杂交定位法１克隆分布板法(二)体细胞杂交定位法85保留的人体染色体号数12345678杂种细胞克隆ABC++++----++--++--+-+-+-+-表3-11克隆分布法基因定位保留的人体染色体号数12345862、利用染色体异常进行基因定位（1）基因剂量效应法：（2）染色体缺失定位法—采用染色体分带技术人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚带。2、利用染色体异常进行基因定位87（三）DNA介导的基因定位1、克隆基因定位法

原理：采用已克隆基因的cDNA作探针，与杂种细胞中人染色体DNA进行分子杂交，来确定克隆基因所在的染色体。（三）DNA介导的基因定位882、

原位分子杂交法基因定位目的基因DNA重组DNA*+早中期染色体

变性

复性

干燥

放射自显影2、原位分子杂交法基因定位89二、人类染色体作图（一）限制性片断长度多态（RFLP)Restrictionfragmentlengthpalymorphism1RFLP概念：

2用RFLP进行基因定位如产前诊断：二、人类染色体作图90人的网织细胞提纯，反转录cDNA同位素32P羊水细胞抽取DNADNA片断限制性酶切割珠蛋白mRNA走电泳碱处理成单链，移至硝酸纤维薄膜上放射自显影，寻找珠蛋白基因（RF)抽取RNA人的网织细胞提纯，反转录cDNA同位素32P羊水细胞抽取DN91（二）数目可变的串联重复序列

DNA指纹：指用限制性酶对特定DNA消化产物在southern杂交中的一系列带纹。三、人类基因组的物理作图1专一性位点图（STS：sequence–taggedsite）2表达标签序列(ESTs：expressedsequencetags)（二）数目可变的串联重复序列92演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！93第三章连锁遗传分析与染色体作图第一节性染色体与性别决定一、性染色体的发现性染色体（sexchromosome）是指直接与性别决定有关的一个或一对染色体；其余各对染色体则统称为常染色体（autosome），通常以A表示。果蝇：2n=8雌性：AA（44）+XX（2）雄性：AA（44）+XY（2）二、性染色体决定性别的几种类型果蝇的常染色体和性染色体第三章连锁遗传分析与染色体作图第一节性染色体与性别决941、XY型果蝇、鼠、牛、羊、人等属于这一类型。其雄性个体是异配子性别Cheter-ogametiesex），可产生含有X和Y两种雄配子，而雌性个体是同配子性别（homoganeticsex），只产生含有X一种配子，受精时，X与X结合XX，将发育为雌，X与Y结合成XY，将发育为雄性。性比为1:1。人类有23对染色体（2n=46），22对为常染色体，1对是性染色体。女性的染色体为AA+XX，男性的染色体为AA+XY。X显然地大于Y染色体，生男生女由男性决定。1、XY型95

人的染色体

人的染色体

962、ZW型

家蚕、鸟类（鸡、鸭等）、蛾类、蝶类等属于这一类型。与XY相反，雌性为异配子性别ZW，雄性为同配子性别，即ZZ。3、XO型

雌性的性染色体

为XX；雄性只有X，而没有Y，不成对。蝗虫、蟋蟀属于这一类。4、植物性别的决定

不象动物明显。低等的有性别分化，但形态差异不明显。种子植物虽有♀♂性的不同，但多数是♀♂同花、♀♂同株异花，但也有一些是♀♂异株的，如大麻、菠菜、蛇麻、番木瓜等。蛇麻属于雌性XX型和雄性XY型。2、ZW型97第二节性连锁遗传第二节性连锁遗传98

摩尔根等人（1910）以果蝇为材料进行试验时发现性连锁现象。性连锁（sexlinkage）：指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象。∴又称伴性遗传（sex-linkedinheritance）。性连锁是连锁遗传的一种特殊表现形式。孟德尔做的几个实验（P45）摩尔根等人（1910）以果蝇为材料进行试验时发现性连锁现象99实验结果说明：白眼雄果蝇永远都是纯合体，即就这个白眼基因而说，雄蝇永远不会成为杂合子。摩尔根假设：控制白眼性状的隐性基因w位于X染色体上，Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因。从而圆满解释了摩尔根的实验！

P47图实验结果说明：白眼雄果蝇永远都是纯合体，即就这个白眼基因而说100伴性遗传归纳为两条规律：1、同配性别传递显性纯合基因时，F1雌、雄个体都为显性性状。F2性状的分离呈3显：1隐；性状分离呈1:1，且隐性个体的性别与祖代隐性个体一样，即外祖父的性状通过其女儿传递给外孙；2、同配性别传递显性纯合基因时，F1表现交叉遗传，即母亲的性状传递给儿子，父亲的性状传递给女儿。F2性状与性别比均为1:1。伴性遗传归纳为两条规律：101二、人类的伴性遗传（一）伴X显性遗传：决定遗传性状的显性基因在X染色体上的遗传方式称~。女性多于男性，且多为杂合子。例如：抗维生素D佝偻病（该致病基因定位在Xp22.2-Xp22.1）：P48（二）伴X隐性遗传：由X染色体携带的隐性基因的遗传方式称~。如色盲、A型血友病等表现为伴X隐性遗传.P49图3-2二、人类的伴性遗传（一）伴X显性遗传：决定遗传性状的显性基因102色盲性连锁：①控制色盲的基因为隐性c，位于X染色体上，Y染色体上不带其等位基因；②由于色盲基因存在于X染色体上，女人在基因杂合时仍正常；而男人Y基因上不带其对应的基因，故男人色盲频率高。∴女：XCXc杂合时非色盲，只有XcXc纯合时才是色盲；男：Y染色体上不携带对应基因，XCY正常、XcY色盲色盲性连锁：103(3)(3)104(三)Y连锁遗传人类中此遗传方式很少,仅仅由父亲传给儿子,不传给女儿,又称限雄遗传。如男性的毛耳缘遗传。伴Y遗传的毛耳缘性状在印第安人群中常见，其他地区的人群中极少见。研究表明：Y染色体是雄性哺乳动物所必须的，某种雄性化基因一定存在于Y染色体的差别区段上，如睾丸决定因子（TDF）(三)Y连锁遗传人类中此遗传方式很少,仅仅由父亲传给儿子,不105图4-8耳毛的性连锁

图4-8耳毛的性连锁106三、芦花鸡的毛色遗传①.芦花基因B为显性，正常基因b为隐性，位于Z性染色体上。②.染色体上不带它的等位基因。③.雄鸡为ZZ，雌鸡为ZW。三、芦花鸡的毛色遗传①.芦花基因B为显性，正常基因b为隐性107F1

F2

P

F1F2P108P

F1

F2

PF1F2109全部饲养母鸡è多生蛋全部饲养母鸡è多生蛋110四、限性遗传和从性遗传：限性遗传（sex-limitedinheritance）：指Y染色体（XY型）或W染色体（ZW型）上基因所控制的遗传性状，只局限于雄性或雌性上表现的现象。限性遗传的性状多与性激素有关。例如，哺乳动物的雌性个体具有发达的乳房、某种甲虫的雄性有角等等。限性遗传与伴性遗传的区别：限性遗传只局限于一种性别上表现，而伴性遗传则可在雄性也可在雌性上表现，只是表现频率有所差别。四、限性遗传和从性遗传：111从性遗传（sex-controlledinheritance）或称为性影响遗传（sex-influencedinheritance）：不是指由X及Y染色体上基因所控制的性状，而是因为内分泌及其它关系使某些性状只出现于雌、雄一方；或在一方为显性，另一方为隐性的现象。例如，羊的有角因品种不同而有三种特征：①.雌雄都无角；②.雌雄都有角；③.雌无角而雄有角。以前两种交配，其F1雌性无角，而雄性有角。反交结果和正交相同。从性遗传（sex-controlledinheritanc112五、植物的伴性遗传第三章连锁遗传分析与染色体作图113第三节遗传的染色体学说的直接证据摩尔根的上述实验间接证明：一个特定基因的行为对应于某一条特定的性染色体。

伴性遗传的直接证明是他的学生和Bridges提出的。Bridges重复摩尔根伴性遗传时发现了例外，称为初级例外和次级例外。P53P54第三节遗传的染色体学说的直接证据摩尔根的上述实验间接证明：114第四节果蝇的Y染色体及其性别决定果蝇Y染色体不象人一样对于决定雄性那么重要。如：

XXY

XO雌性雄性雌性雄性（果蝇）

（人类）（人类）（果蝇）

果蝇的性别决定除了性染色体外，常染色体也起重要作用，性别决定由性指数（X/A）决定。X染色体数与常染色体数的比例。（见P56表3-1）第四节果蝇的Y染色体及其性别决定果蝇Y染色体不象人一样对115若雄性果蝇无Y染色体，则不育。原因：Y染色体上带有精子生成所必需的生殖力基因。黑腹果蝇截毛基因（bb）的遗传：XbbXbb×Xbb+YbbXbbXbb×XbbYbb+(截毛)(正常）(截毛)(正常）XbbXbb+XbbYbbXbbXbbXbbYbb+(正常）(截毛)(截毛)(正常）从而证明：截毛基因存在Y染色体上。若雄性果蝇无Y染色体，则不育。原因：Y染色体上带有精子生成所116第五节剂量补偿效应一、Barr小体：一种浓缩的、惰性的异染色质的小体，与性别及X染色体数目有关，所以又称性染色质体（sex-chromatinbody)，又名巴氏小体。1949年Barr在雌猫的神经细胞间期核中发现。之后在大部分正常女性表皮羊水等组织的间期核中也发现，但男性没有。（why?)第五节剂量补偿效应一、Barr小体：一种浓缩的、惰性的异117二、剂量补给效应对于果蝇和哺乳动物来说理论上：雌性具两条X染色体，其上基因产物应有两份，而雄性只有一份。实际上：雌、雄X染色体基因产物基本相同。原因：补偿效应（dosagecompensationeffect)A：X染色体转录速率不同，雌性慢；B：雌性一条X染色体失活。（Lyon假说）二、剂量补给效应118三、Lyon假说（一）正常雌性体细胞中，只有一条X有活性（activationX,Xa)，另一条在遗传上无活性（inactivationX,Xi），保证雌雄性X染色体上基因产物相同。（二）失活是随机的。（三）失活发生在胚胎发育的早期，如人类（合子细胞增殖到5~6千个细胞时），且一旦失活，此细胞所有后代细胞的此染色体均处于失活状态。（四）杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体。

三、Lyon假说119例如：玳瑁猫几乎都是雌性。

黄毛皮O基因对黑皮毛o是显性且位于X染色体上：XOXo个体发育早期，一条X随机失活，所以呈现黑黄相间斑点。雄性个体XOXoY也是玳瑁型，切每个细胞有一个Barr小体。研究表明：Barr小体的数目正好是X染色体数目减1。失活的X染色体上所有基因并不都失活，而且失活的X染色体在进入减数分裂前将重新被激活，所以在成熟的卵母细胞中两条X染色体都是有活性的。例如：玳瑁猫几乎都是雌性。120第六节连锁基因的交换和重组一、连锁遗传现象Bateson和Punnett对香豌豆的研究中发现的。

(一)、香豌豆(Lathyrusodoratus)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.2.紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒第六节连锁基因的交换和重组一、连锁遗传现象(一)、香豌豆(1211、紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒1、紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒122结果：F1两对相对性状均表现为显性，F2出现四种表现型；F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫长和红圆)的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型(紫圆和红长)的实际数少于理论数。第三章连锁遗传分析与染色体作图1232、紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒2、紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒124结果：F1两对相对性状均表现为显性，F2出现四种表现型；F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫圆和红长)的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型(紫长和红圆)的实际数少于理论数。第三章连锁遗传分析与染色体作图125(二)、连锁遗传现象.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。相引相(couplingphase)与相斥相(repulsionphase).(二)、连锁遗传现象.126二完全连锁和不完全连锁完全连锁(completelinkage)：

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。不完全连锁(incompletelinkage)：

指连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型的配子，还会产生重组型配子。二完全连锁和不完全连锁完全连锁(completelin127完全连锁(completelinkage)A

Bab完全连锁(completelinkage)ABab128例：果蝇的完全连锁遗传

黑腹果蝇中灰体（B）对黑体（b）是显性，长翅（V）对残翅（v）为显性，且都位于常染色体上。BVbvBVbv灰长黑残BVbv

bvbv灰长黑残BVbvbvbv灰长黑残××♂例：果蝇的完全连锁遗传××♂129果蝇的不完全连锁(completelinkage)BVbvBVbv灰长黑残BVbv

bvbv灰长黑残BVbvBvbVbvbvbvbv灰长黑残灰残黑长42%42%8%8%亲本的类型远远多于新类型。原因：同源染色体上的非等位基因之间重新组合的结果，此现象称重组。××♀果蝇的不完全连锁(completelinkage)××♀130

三、重组频率的测定

重组型数目重组频率(RF)=亲组型数目+重组型数目以玉米为测交实验说明重组频率的测定方法。P65三、重组频率的测定131

玉米中的连锁遗传

P有色饱满X无色皱缩CSh/CShcsh/csh

↓测交：F1CSh/cshXcsh/csh（双隐性）↓CSh/cshCsh/cshcSh/cshcsh/csh有、满有、皱无、满无、皱自由组合预期：1111合计实验结果：403214915240358368亲组合重组合96.4%3.6%

玉米中的连锁遗传132四、交换（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（Janssens提出的交叉型假设）：1、减数分裂前期，同源染色体非姐妹染色单体某些区段发生交换，从而出现交叉现象。2、若处于同源染色体不同座位的两个连锁基因发生交换，即可导致此连锁基因的重组。此学说的核心：交叉是交换的结果，而不是交换的原因，即遗传学上的交换发生在细胞学似的交叉发生之前。一般情况下，染色体越长，交叉越多。一个交叉代表一次交换。四、交换（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（Ja133（二）连锁交换定律的基本内容：处在同一染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联在一起的频率大于重新组合的频率。自由组合与连锁交换的差别：1、前者基因由非同源染色体传递，而后者由同源染色体非姐妹染色单体交换重组造成。2、自由组合受生物染色体对数局限，而连锁交换则受到其染色体本身长度的限制（二）连锁交换定律的基本内容：处在同一染色体上的两个或两个以134（三）影响交换的因素1.性别：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断发生交换；2.温度：家蚕第二对染色体上PS-Y(PS黑斑、Y幼虫黄血)

饲养温度(℃)

30

28

26

23

19

交换值（%）21.48

22.34

23.55

24.98

25.863.基因位于染色体上的部位：离着丝点越近，其交换值越小，着丝点不发生交换。4.其它：年龄、染色体畸变等也会影响交换值。·由于交换值具有相对稳定性，常以该数值表示两个基因在同一染色体上的相对距离（遗传距离）。例如：3.6%即可称为3.6个遗传单位。·遗传单位值愈大，两基因间距离愈远，愈易交换；遗传单位值愈小，两基因间距离愈近，愈难交换。（三）影响交换的因素1.性别：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断135（四）多线交换与最大交换值两个基因之间发生一次交换时的最大交换值：1/2×100%=50%如两个基因距离较远时，其间可以发生两次或两次以上的交换，则涉及的染色单体将不限于2条，可以是多线交换。则最大交换值又会怎样？（四）多线交换与最大交换值两个基因之间发生一次交换时的最大交136abc对于基因座A.C来说,偶数次交换等于没有交换,奇数次交换等于单交换。P67：只要4条染色单体发生交换的机会相等，在所研究的两个基因之间产生重组型与亲组型的比总是1：1，所以最大交换值也是50%。双交换特点：1、双交换概率显著低于单交换概率。2、3个连锁基因间发生双交换的结果，旁侧基因无重组，此时旁侧基因的重组率低于实际的交换值。ABCabc对于基因座A.C来说,偶数次交A137第三章连锁遗传分析与染色体作图138五、基因定位与染色体作图（一）相关概念1、基因定位（genemapping)：根据重组值确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。2、染色体图（chromosomemap)又称基因连锁图（linkagemap)或遗传图（geneticmap)。根据基因之间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。3、图距（mapdistance)：；两个基因在染色体图上距离的数量单位称图距。图距单位称为厘摩（cM），1%交换值=1cM五、基因定位与染色体作图（一）相关概念139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。例：玉米糊粉层有色C/无色c基因、籽粒饱满Sh/凹陷sh基因均位于第九染色体上；且C-Sh基因间的交换值为3.6%。根据上述信息可知：C-Sh间遗传距离为3.6个遗传单位即图距=3.6cM；但不能确定它们在染色体上的排列次序，因而有两种可能的排列方向，如下图所示：根据两个基因位