遗传学第三章 连锁互换和基因作图

第三章连锁互换与基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图第一节连锁与重组遗传学第三章连锁互换和基因作图性状连锁遗传的发现遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图连锁遗传的解释遗传学第三章连锁互换和基因作图测交：杂合体或未知基因型的个体与隐性纯合体的交配

遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图

1912年Morgan用果蝇为材料研究连锁现象，提出了遗传学的第三定律——连锁与互换定律遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图完全连锁与不完全连锁遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图二、交叉与交（互）换交叉：1909年Janssens首先观察到减数分裂同源染色体部分区域的交叉。互换：Morgan设想交叉的区域应该是染色体互换的区域，因此表现为不完全连锁（如上例的11%重组合）。完全连锁：雄果蝇和雌家蚕遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图几个概念：

1、重组与交换：重组是指基因的重新组合；交换是指染色体片段的交换。2、单交换和双交换：单交换是指在考察区域内发生了一次交换，同理双交换是指发生了两次交换。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图第二节重组率及测定

遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图交换值的测定遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图交换值与连锁强度的关系遗传学第三章连锁互换和基因作图影响交换值的因子遗传学第三章连锁互换和基因作图第三节基因定位与连锁遗传图

遗传学第三章连锁互换和基因作图基因定位遗传学第三章连锁互换和基因作图两点测验

遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图三点测验

遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图果蝇三点测验

遗传学第三章连锁互换和基因作图果蝇三点测交作图：例：果蝇Y染色体上有y—黄身，Y—灰身；ct—截翅，Ct—正常翅；ec—棘眼，Ec—正常眼。杂交：YCtEc/yctec(♀)xyctec/Y(♂)子代：yctec1071YCtEc1080Yctec66yCtEc78YCtec6yCtec282YctEc293yctEc4

遗传学第三章连锁互换和基因作图例如：y+w+ec+/ywec可产生8种配子，这8种配子来源于非交换、单交换及双交换。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图分析：归类：把一次交换产生的配子（表型）归为一类，填入表中：

重组类型数目占总数%y—ecec—cty—ctyctec107174.68YCtEc1080Yctec665.00√√yCtEc78yCtec28219.97√√YctEc293YCtec40.35√√yctEc6遗传学第三章连锁互换和基因作图确定基因顺序：根据双交换类型的特点，我们知道这3个基因的顺序为y—ec—ct。

统计各类型的数据,计算重组值：

y—ec:5.00%+0.35%=5.35%ec—ct:19.97%+0.35%=20.32%y—ct:5.00%+19.97=24.97%图距：y5.35ec20.32ct24.97遗传学第三章连锁互换和基因作图问题：24.97≠5.35+20.32原因：双交换引起校正：

5.35+20.32=24.97+2x0.35=25.67y5.35ec20.32ct25.67遗传学第三章连锁互换和基因作图双交换的特点：双交换的比率最低：如果3个基因是自由组合的，则8种配子的比率为1：1：1：1：1：1：1：1，如果是连锁的，则非交换>单交换>双交换。双交换的结果是3个基因中只有中间的基因位置发生改变，另两个基因位置不变。重组值与交换值的区别：发生双交换后，头尾两个基因间发生了两次交换，但两基因没有重组。理论上说，染色体图距应由交换值表示，但我们能观察到的只有表型（基因）的重组。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图干扰与符合

遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图干涉（扰）和并发系数（率）干涉：发生一次单交换后会影响临近发生另一次单交换，称干涉。可分为正干涉和负干涉。真核生物一般为正干涉，原核生物为负干涉。干涉的大小用并发系数（C）表示：观察到的双交换频率并发系数C=

两个单交换的乘积干涉I=1-并发系数上例：C=0.35%/(5.35%x20.32%)=0.3211I=1-0.3211=0.6789(67.89%)遗传学第三章连锁互换和基因作图连锁遗传图

遗传学第三章连锁互换和基因作图连锁遗传图遗传学第三章连锁互换和基因作图连锁群：彼此连锁，具有一起往下传递的趋势的许多基因，构成一个连锁群。某种生物的连锁群的数目等于该生物的染色体对数。遗传学第三章连锁互换和基因作图重组频率(值）：重组合

Rf=X100%

亲组合+重组合染色体图距：两个基因在染色体上的相对距离。1%的重组值定义为1个图距单位（mapunit,mu)。也有人将1个图距单位称为1个厘摩（centiMorgan,cM)。遗传学第三章连锁互换和基因作图果蝇的4个连锁群遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图第三节真菌的遗传分析遗传学第三章连锁互换和基因作图真菌类的遗传分析---四分子分析顺序四分子分析非顺序四分子分析:

着丝粒作图重组作图重组作图四分子分析遗传学第三章连锁互换和基因作图一、脉孢霉(红色面包霉)的生活史遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图无性孢子——分生孢子有性孢子——子囊孢子遗传学第三章连锁互换和基因作图优点：单倍体生物生活史简单，生长快，易培养具有有性生殖过程一次减数分裂的产物在一个子囊内，易分析遗传学第三章连锁互换和基因作图

红色面包霉的特点生活史简单，易于繁殖、培养、管理；子囊孢子是单倍体，表型直接反映基因型,可直接观察基因表现，无需测交；一次只分析一个减数分裂产物,可获得并分析单次减数分裂的结果；可进行有性生殖，染色体结构和功能类似于高等生物。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图粗糙链孢霉的生活史遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图二、顺序四分子分析遗传学第三章连锁互换和基因作图单倍体营养体在营养或生长环境不利时，转入有性生殖。菌丝产生的单倍体分生孢子与另一个菌丝的原子囊果中的单倍体子囊孢子杂交。形成2倍体的杂合体，该2倍体经过第一次减数分裂，获得一个细胞内含有4个单倍体的产物，4个单倍体产物呈直线排列，称为：四分子由于脉孢霉一次减数分裂的四个产物被包裹在窄窄的子囊内，称为四分子，对其分析称四分子分析（tetradanalysis）四分子在子囊中的排列顺序取决于减数分裂时着丝粒的取向，因此可以将着丝粒看作一个“基因”，以它作为标准点，将基因与它比较，分析各基因间的顺序与距离，该方法也称着丝粒作图。遗传学第三章连锁互换和基因作图PhotomicrographshowingsegregationofdarkandlightascosporesinNeurospora.遗传学第三章连锁互换和基因作图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。遗传学第三章连锁互换和基因作图三、着丝点作图（centromeremapping)：利用四分子分析法，测定基因与着丝粒间的距离。遗传学第三章连锁互换和基因作图(1)、第一次分裂分离与第二次分裂分离遗传学第三章连锁互换和基因作图M1:第一次分裂分离

着丝粒与标记基因的分离时期在第一次减数分裂时期M2：第二次分裂分离着丝粒与标记基因的分离时期在第二次减数分裂时期遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图(3)、着丝点作图的计算遗传学第三章连锁互换和基因作图着丝粒作图与基因重组交换的子囊孢子数着丝粒距离=

总孢子数

交换型子囊数

=x1/2

总子囊数

M2=x1/2

M1+M2

遗传学第三章连锁互换和基因作图例：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。遗传学第三章连锁互换和基因作图粗糙脉孢菌+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未交换型交换型遗传学第三章连锁互换和基因作图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。遗传学第三章连锁互换和基因作图着丝粒距离=如：将两种菌株进行杂交lys+×lys－，得如下结果子囊类型子囊数分裂类型（1）（2）（3）（4）（5）（6）＋＋－－＋＋－－＋－＋－－＋－＋＋－－＋－＋＋－105129951016MIMIMIIMIIMIIMII非交换型交换型遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图Lys基因与着丝粒之间的距离是7.3cM。遗传学第三章连锁互换和基因作图(4)交换型与非交换型遗传学第三章连锁互换和基因作图六种子囊孢子排列方式遗传学第三章连锁互换和基因作图六种子囊孢子排列方式遗传学第三章连锁互换和基因作图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。遗传学第三章连锁互换和基因作图(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。遗传学第三章连锁互换和基因作图非交换型、交换型子囊的形成遗传学第三章连锁互换和基因作图四、两个连锁基因的作图遗传学第三章连锁互换和基因作图亲二型（PD）、非亲二型（NPD）、四型（T）

PD：四个孢子中只有两种基因型，且分别与两亲本相同，基因间没有重组。

NPD：四个孢子中只有两种基因型，且分别与两亲本不同，是由基因重组产生的。T：四个孢子中只有四种基因型，两种分别与两亲本相同（没有重组），另两种分别与两亲本不同（重组）。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图两对基因杂交，如不考虑孢子排列，只考虑性状组合时，子囊可以分为3种四分子类型。亲二型(parentalditype,PD)，有两种基因型，并与亲代相同。包括子囊型①和⑤。非亲二型(non-parentalditype,NPD)，有两种基因型都跟亲代不同，是重组型。包括子囊型②和⑥。四型（tetratype,T），有四种基因型，2种与亲代相同，2种重组型，包括子囊型③、④和⑦。下图是从染色体交换和重组来理解各类子囊的形成原因。遗传学第三章连锁互换和基因作图交换类型染色体图象重组四分子类型子囊型无交换四线双交换单交换0%100%50%＋an＋＋an＋＋an＋＋a,＋a,n＋,n＋(PD)＋＋,＋＋,na,na(NPD)＋＋＋,＋a,n＋,na(T)①②③遗传学第三章连锁互换和基因作图交换类型染色体图象重组四分子类型子囊型二线双交换单交换四线多交换50%0%100%＋an＋＋a,na,＋＋,n＋(T)＋a,n＋,＋a,n＋(PD)＋＋,na,＋＋,na(NPD)④⑤⑥＋an＋＋an＋遗传学第三章连锁互换和基因作图Neurosporacrassa杂交结果51905901808实得子囊数TNPDPDTTNPDPD四分子类别分离发生时期四分子基因型次序⑦⑥⑤④③②①子囊型+a+an+n+++++nana+++an+na+ana++n++an++an+++na++na++na+an+MIMIMIMIMIMIIMIIMIMIIMIIMIIMIIMIIMII遗传学第三章连锁互换和基因作图＋an＋＋＋,na,＋a,n＋(T)⑦50%三线双交换资料分析：计算nic与着丝粒之间的重组率：遗传学第三章连锁互换和基因作图2.计算ade与着丝粒之间的重组率：3.判断nic、ade基因是独立分配还是连锁。如果两个基因是自由组合的话，则PD︰NPD=1︰1而实验结果PD=808+90=898，NPD=1+1=2，PD远远大于NPD。说明这两个基因是相互连锁的。遗传学第三章连锁互换和基因作图5.059.30nicadenicade5.059.30哪一种排列正确呢？遗传学第三章连锁互换和基因作图如果我们把资料用另一种方式排列，得下表：按照分离时期排列nic/＋＋/ade子囊数MIMIMIIMIIMIMIIMIMII(808+1)809(90)90(5)5(90+5+1)961000RF(·－nic)=5.05%RF(·－ade)=9.30%遗传学第三章连锁互换和基因作图若n和a各自独立的与着丝粒发生交换的话，则MII的子囊数应为9.30%︰5.05%≈1.84︰1事实上：交换发生在着丝粒与ade间，n是MI,a是MII的子囊有90个。交换发生在着丝粒与n间，n是MII

，a是MI的子囊只有5个。比例相差悬殊，所以这两个基因处在着丝粒的同一侧。另从上表可见，在n与着丝粒发生交换时，a基因也一道与着丝粒发生了交换。即n是MII

，a也是MII共计96（=90+1+5)个子囊。同一交换使＋/n出现MII型分离，也使＋/a出现MII型分离，101次中有96次，证明n,a在着丝粒的同一侧。遗传学第三章连锁互换和基因作图着丝粒nicade5.055.210.25＋an＋＋ana

＋＋

n＋遗传学第三章连锁互换和基因作图被低估的重组值从下表的分析可以将·－a间的重组值得到校正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

·－nn－a·－a

·－nn－a·－a234567040022220202242222190590150400180180101001800180242101010总数202208372遗传学第三章连锁互换和基因作图被低估的重组值遗传学第三章连锁互换和基因作图两连锁基因的作图（二）

１杂交实验

Pn+X+a

(n)(n)+n+a(2n)

减数分裂

36种不同组合

7种不同类型子囊型遗传学第三章连锁互换和基因作图

粗糙脉孢菌n+x+a杂交结果子囊型（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）四分子基因型顺序+a+an+n+++++nana+++an+na+ana++n++an++an+++na++na++na+an+分离发生时期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2四分子类型PDNPDTTPDNPDT实得子囊数80819059015遗传学第三章连锁互换和基因作图2计算着丝粒距离

nic--.＝M2/(M1+M2)X1/2X100%=(5+90+1+5)/1000X100%X1/2=5.05%ade--.＝M2/(M1+M2)X1/2X100%=(90+90+1+5)/1000X1/2X100%=9.30%两基因可能的位置关系：三种：自由组合连锁：着丝粒两侧着丝粒同侧遗传学第三章连锁互换和基因作图例：n+x+a杂交n：烟酸依赖型，a：腺嘌呤依赖型遗传学第三章连锁互换和基因作图

M25+90+1+5——n=x½==5.05M1+M21000x2

M190+90+1+5——a=x½==9.3M1+M21000x2

NPD+1/2T(1+1)+1/2(90+5+5)a——b===5.2NPD+PD+T1000遗传学第三章连锁互换和基因作图5.05N5.2A9.3?校正：——a的重组应为子囊型2、4、7分别有两次交换，子囊型6有三次，子囊型3、5各一次。但在计算时，只计算了子囊型3、5、6、7各一次。因此校正因子为：

2x1+2x5+2x1+519==0.951000x22000

9.30+0.95=5.05+5.2=10.25遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图３分型与连锁关系的判断亲二型(PD):P82非亲二型(NPD):四型(T):连锁判断：自由组合连锁结果

NPD/PD=1NPD/PD‹12/898

结果表明：nic与ade连锁

遗传学第三章连锁互换和基因作图4两个连锁基因位置的判断（同臂或不同臂）（1）利用连锁基因都处于MII时，PD和NPD四分子类型频率判断遗传学第三章连锁互换和基因作图（2）比较n和a分别为MI和MII时的子囊数进行判断+/n+/aM1M1809M1M290M2M15M2M296如果两基各在一侧：M2(a)/M2(n)≈2

实验结果：M1M2/M2M1=90/5=18(倍)与实验不符，说明两基因在同侧。5作图：

nicade

05.0510.25遗传学第三章连锁互换和基因作图子囊型

每一子囊被计算为重组子的染色单体数

.—nn—a.—a子囊型在所有子囊中被计算为重组子的染色单体数

.—nn—a.—a234567040022220202242222190590150400180180101001800180242101010总数202208372202+208-372=3838/4000=0.95%9.3+0.95=10.25遗传学第三章连锁互换和基因作图两个连锁基因的作图（三）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：遗传学第三章连锁互换和基因作图子囊型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遗传学第三章连锁互换和基因作图1、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

遗传学第三章连锁互换和基因作图3、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

5.055.210.25遗传学第三章连锁互换和基因作图利用两连锁都处在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遗传学第三章连锁互换和基因作图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。遗传学第三章连锁互换和基因作图校正着丝粒与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遗传学第三章连锁互换和基因作图由上表可以看出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%遗传学第三章连锁互换和基因作图五、非顺序四分子的遗传分析遗传学第三章连锁互换和基因作图非顺序四分子的遗传分析AB×ab杂交时，无论有无连锁，只产生3种可能的无序四分子。ABABababaBaBAbAbabaBAbABPDNPDT遗传学第三章连锁互换和基因作图RF=0.5A,B基因不连锁RF<0.5A,B基因连锁遗传学第三章连锁互换和基因作图非顺序四分子遗传分析

子囊：PDNPDTABaBabABaBaBabAbAbabAbABRF（重组值）=1/2T+NPD/总子囊数X100%

重组值可能被低估，可用PD、NPD、T三种子囊的频率推导出两基因间平均每个减数分裂的交换数(m)；

m=SCO+2DCO交换值(X)=1/2m；

m=T+6NPD交换值(X)=(T+6NPD)X50%

遗传学第三章连锁互换和基因作图3种无序四分子的形成

abPDABNCO

abTABSCO

abTABDCO

abNPDABDCO遗传学第三章连锁互换和基因作图如果假设双交换在四条染色单体间随机发生：

DCO（4线双交换）=4NPD如果假设双交换在三条染色单体间随机发生：

DCO（3线双交换）=4T=2NPDT=SCO（单交换）+DCO（3线双交换）

SCO=T-DCO（3线双交换）=T–2NPDm=SCO+DCO=（T-2NPD）+2（4NPD）

=T+6NPD例如：PD=0.56；NPD=0.03；T=0.41

交换值=1/2m=（T+6NPD）X50%

图距=50（T+6NPD）=50(0.41+6X0.03)=29.5遗传学第三章连锁互换和基因作图第四节人类染色体的基因定位

遗传学第三章连锁互换和基因作图一、人类基因定位方法遗传学第三章连锁互换和基因作图(一)家系分析法与基因定位家系分析法(pedigreemethod)：通过分析、统计家系中有关性状的连锁情况和重组率而进行基因定位的方法。

１伴Y遗传——家系中的某一性状只出现在男性中;

2X连锁遗传原理：根据伴性遗传特点

遗传学第三章连锁互换和基因作图3外祖父法

(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。遗传学第三章连锁互换和基因作图家系分析法家系的连锁分析首先要从群体中选择适合的家系，要求被挑选家系中双亲之一或两个为双杂合体，并且注意双杂合体家系要随机抽样，避免产生偏倚。遗传学第三章连锁互换和基因作图同时必须剔除下列几种家系：（1）双亲性状不能在子代中得到分离的，如GgTt╳GGTT；（2）家庭中仅有一个子代的；（3）亲本之一的基因型不明或死亡的。遗传学第三章连锁互换和基因作图三代的系谱在三代系谱中较容易确定子代是否发生基因重组，可直接计算重组值。例：如图，设黑色表示患一种显性的肌强直功能不全(mytonicdystrophy)；性状标志为唾液分泌类型，由Se和se一对等位基因所控制，Se为显性基因。遗传学第三章连锁互换和基因作图图肌强直功能不全和唾液分泌类型发生分离的家庭遗传学第三章连锁互换和基因作图I-1个体患有肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型的特性；I-2不患此病并为非分泌型。其生育的女儿（II-1）也为肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型，所以她（II-1）的疾病和分泌型性状的两个基因来自父亲，说明疾病基因和Se基因在一条染色体上，她的基因型为GSe/gse，为相引相的双杂合体。第三代的性状开始分离，有的为分泌型伴疾病，有的不伴病。遗传学第三章连锁互换和基因作图在第三代六个子代中，III-1个体为健康者并为分泌型，说明原来疾病基因和Se基因连锁的染色体与其同源染色体间发生了交换，因此该个体为重组体。III-2~III-6均为非重组体。因此重组率为：1/6。遗传学第三章连锁互换和基因作图以人类X连锁的色盲基因(a)和蚕豆病基因(G6PD)(g)为例说明外祖父法。⑴若X染色体没有重组交换，则不论母亲是顺式还是反式杂合体，其儿子中的X染色体只有两种类型。AGagAGag母亲儿子或AgaGAgaG正常色盲、蚕豆病蚕豆病色盲遗传学第三章连锁互换和基因作图⑵若母亲X染色体的两个基因间发生了交换：外祖父AG母亲(双重杂合子)AGag儿子AGagAgaG（互引相）正常色盲、蚕豆病蚕豆病色盲aGaGAgaGAgagAGAgAgaGAgaGAGag（互斥相）（互斥相）色盲色盲正常正常蚕豆病蚕豆病色盲、蚕豆病色盲、蚕豆病遗传学第三章连锁互换和基因作图根据外祖父的表型确定作为母亲的双重杂合体的连锁相（反式或顺式），然后判断其儿子中的各种表型中哪种属于重组型，统计其重组体多占的比例，就可计算两个基因间的重组率。RF(a-g)=5%=5cM家系分析法在原则上也可用于常染色体上的基因定位。遗传学第三章连锁互换和基因作图(二)体细胞杂交定位法１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、定位遗传学第三章连锁互换和基因作图体细胞是生物体除生殖细胞外的所有细胞。细胞杂交又称细胞融合（cellfusion），是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞。大多数体细胞杂交是用人的细胞与小鼠、大鼠或仓鼠的体细胞进行杂交。这种新产生的融合细胞称为杂种细胞（hybridcell)，含有双亲不同的染色体。遗传学第三章连锁互换和基因作图杂种细胞有一个重要的特点是在其繁殖传代过程中出现保留啮齿类一方染色体而人类染色体则逐渐丢失，最后只剩一条或几条，其原因至今不明。这种仅保留少数甚至一条人染色体的杂种细胞正是进行基因连锁分析和基因定位的有用材料。遗传学第三章连锁互换和基因作图由于人和鼠类细胞都有各自不同的生化和免疫学特征，Miller等运用体细胞杂交并结合杂种细胞的特征，证明杂种细胞的存活需要胸苷激酶（TK）。但凡含有人第17号染色体的杂种细胞都因有TK活性而存活，反之则死亡。从而推断TK基因定位于第17号染色体上（表6.6）。这是首例用细胞杂交法进行的基因定位。由此可见，研究基因定位时，由于有杂种细胞这一工具，只需要集中精力于某一条染色体上，就可找到某一基因座位。遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图遗传学第三章连锁互换和基因作图

杂种细胞系的染色体和TK活性

细胞系 人类染色体TK活性 （1） 5，9，12，21 － （2） 3，4，17，21 ＋ （3）5，6，14，17，22 ＋ （4） 3，4，9，18，22 － （5） 1，2，6，7，20 － （6） 1，9，17，18，20 ＋ 遗传学第三章连锁互换和基因作图保留的人体染色体号数12345678杂种细胞克隆ABC++++----++--++--+-+-+-+-克隆分布法基因定位2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。遗传学第三章连锁互换和基因作图53—1233441遗传学第三章连锁互换和基因作图(三)、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。遗传学第三章连锁互换和基因作图（四）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。

保留的人体染色体号数12345678杂种细胞克隆ABC++++----++--++--+-+-+-+-遗传学第三章连锁互换和基因作图2、

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

放射自显影遗传学第三章连锁互换和基因作图二、人类染色体作图

人类基因组计划介绍（二）遗传学第三章连锁互换和基因作图

人类基因组计划（HGP）的基本任务可以用4张图谱来概括：遗传