经典遗传开放式试验_果蝇诱变

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1、经典遗传开放式实验果蝇诱变 时间:三月份五月份 四人一组 自由设计并合作完成 厦门大学生命科学学院 遗传与分子生物学实验课 果蝇诱变实验设计 l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。学会自主设计实验, 培养独立思考和团队合作精神,模拟科研训练。 实验材料: l黑腹果蝇 (Drosophila ) 物理诱变剂的种类 l典型的物理诱变剂是不同种类的射线,常见的有X射线,r射线和中子 ,此外还有紫外线和射线。 lX射线是种波长为1000100埃的电离射线,是最早的诱变射线。 lr射线是一种波长更短的电离射线,其波长0.11埃,

2、60CO和137CS是 目前应用最广的r射线源。 l中子是不带电粒子,在加速器或核反应堆中得到能量范围极广的中子 。252Cf自发裂变中子源可应用诱发突变。 l射线是电子或正电子的射线束,由32P和35S等放射性同位素直接发生 的。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 细胞后作为内照射而产生诱变作用。 参考资料 诱变机理 lX射线和r射线都是能量较高的电磁波,能引起物 质的电离。当物体的某些较易受辐射敏感的部位 受到射线的撞击时,而发生离子化,可以引起 DNA链断裂,当修复时不能恢复到原状就会出 现突变。如果射线击中染色体则可能导致断裂, 在修复时可能造成缺失、重复、倒位和

3、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。 参考资料 诱变方法 l一般采用r圃,以60CO源为中心种植多种处理材料,并按 材料材料与60CO源中心距离和照射时间来控制照射剂量。 这种r圃对于诱变育种的应用不是十分合适的,但作为植物 对辐照的效应以及辐射生物学等理论研究是十分有意义的 。一般设设置较小的60CO室进行处理。除了处理植株或植 株的局部,也可以处理种子以及花粉。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。(目前,这个问题似乎可以解决。根据赵永亮 (1998)年花

4、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2.5小时,而对其花粉活力没有影 响。) 参考资料 化学诱变剂种类 l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。 此后化学诱变剂的以及和应用就逐渐发展起来 。目前较公认的最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。 参考资料 化学诱变剂诱变机理 l烷化剂 指具有烷化功能的化

5、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。 l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。 参考资料 化学诱变剂的处理方法 l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

6、斥在生殖过程之外。 参考资料 化学诱变剂的处理方法 l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。 参考资料 化学诱变剂的特点有: l诱发突变率较高,而染色体畸变较少,并且诱变 范围广。 l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。 l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。 参考资料 诱变育种的一般步骤 l处理材料的选择 l诱变剂量的选择 用60CO-r射线辐照自交系时,剂量为135-190Gy,辐照 杂交种时,剂量为200-320Gy为宜。 UV处理?分钟 在EMS化学诱变处理45分钟的条件下,以1-2103浓 度为宜。 叠氮化钠10g/ml ? lM1、M2、M3突变性状与选择 参考资料 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview

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