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1、单林娜制作 1 第5章真菌类染色体作图 单林娜制作 2 第5章真菌类的染色体作图 5 1两个连锁基因的作图5 2三个连锁基因的作图5 3红色面包霉染色体着丝粒作图5 4线性四分子分析和无序四分子分析结合使用 单林娜制作 3 5 1两个连锁基因的作图无序四分子分析 unorderedtetradanalysis 酵母Yeast Saccharomycescerevisiae单细胞藻类singlecelledalga 衣藻Chlamydomonasreinhardtii 构巢曲霉 以酿酒酵母为例 研究A B基因是否连锁 如连锁 图距多少 每一个子囊中的8个子囊孢子的排列是杂乱无序的 单林娜制作 4
2、 单林娜制作 5 名词 四分子 tetrad 在真菌和单细胞藻类中 减数分裂的四个产物 子囊孢子 以特定的方式结合在一起 称为四分子 线性四分子 lineartetrad 子囊孢子以线性方式排列的四分子 无序四分子 unorderedtetrad 子囊孢子无序排列的四分子 八分子 actad 减数分裂的四个产物又经一次有丝分裂所生成的八个产物 八分子是双倍的四分子 对它的分析与对四分子的分析是一样的 单林娜制作 6 无序四分子三种可能的类型ab a b 单林娜制作 7 单林娜制作 8 对于连锁的两个基因座a和b 它们之间可能存在以下三种情况 图 a b间无交换 nocrossovers NCO
3、 一次单交换 asinglecrossover SCO 存在双交换 doublecrossover DCO 当然 三次或多次交换也可能出现 但是太少了 可以忽略 单林娜制作 9 单林娜制作 10 ToP16 NPD的期望频率是DCO 4 双交换频率为DCO 4NPD 四型总频率为T SCO 2NPD 所以SCO T 2NPD NCO 1 SCO DCO 单林娜制作 11 从上图可以求出在a b基因座之间的单交换和双交换数 1 NPD只存在于双交换中 NPD的期望频率是DCO 4 所以双交换频率为DCO 4NPD2 在双交换中四型频率 2NPD 在单交换中只有四型 四型总频率为SCO 2NPD
4、所以SCO T 2NPD BackP10 单林娜制作 12 3 不发生交换的频率NCO 1 SCO DCO 4 平均交换率m是单交换率加上2倍双交换率 每个双交换含2个单交换 m SCO 2DCO T 2NPD 2 4NPD T 6NPD5 把m转换成图距MDMD 50m 50 T 6NPD 单林娜制作 13 例在ab 杂交中 各类子囊的频率为 56 PD 41 T和3 NPD 求基因座之间的图距 MD 50 T 6NPD 50 0 41 6 0 03 50 0 59 29 5m u 单林娜制作 14 用重组率估计图距 因NPD子囊全都是重组孢子 T子囊一半是重组孢子 所以RF T 2 NPD
5、 0 205 0 03 0 235MD 23 5m u 用RF估计图距 低估了6m u 这是由于RF无法校正双交换所致 只有在基因座距离较小时方可用RF作为图距 BackP11 单林娜制作 15 用作图函数求图距 把重组率代入作图函数中 求出图距 MD 50ln 1 2RF 50 ln0 53 50 0 635 31 74m u 该结果大于29 5 原因是用作图函数求图距时 考虑了多重交换 使其结果向上偏欹 单林娜制作 16 染色体交换与四分子类型的关系 单林娜制作 17 图基因不连锁PD NPD a b a b 单林娜制作 18 第5章真菌类的染色体作图 5 1两个连锁基因的作图5 2三个连
6、锁基因的作图5 3红色面包霉染色体着丝粒作图5 4线性四分子分析和无序四分子分析结合使用 单林娜制作 19 5 2三个连锁基因的作图 例如 用粗糙链孢霉的两个品系杂交 arg pabthiarg 精氨酸 arginlnerequirementpab 对氨基苯甲酸 paraaminobenzoicacidrequirementthi 硫胺素 thiaminerequirement这一杂交产生9种四分子 单林娜制作 20 单林娜制作 21 解 1 为了确定三个基因中每两个之间的重组频率 每两个一组 按可能的组合成三组 arg pab arg thi pab thi 然后分别对每一组确定和计算PD
7、NPD及T等四分子类型的数目 例如第 3 类四分子 就arg pab来说属于PD类型 但就arg thi来说 属于T类型 又如第 7 类四分子 就arg pab与pab thi来说为T 而就arg thi来说则为NPD 单林娜制作 22 2 根据四分子类型的数目 求每两个基因之间的重组频率 公式R 1 2T NPD T NPD PD X100Rarg pab 1 2 71 1 191 100 19 1 Rarg thi 1 2 167 8 191 100 47 9 Rthi pab 1 2 121 2 191 100 32 7 单林娜制作 23 arg pab 由上表资料算出的每两个基因之间的
8、PD NPD及T三种四分子的数目 单林娜制作 24 arg thi thi pab 单林娜制作 25 3 确定基因排列顺序 这里arg thi重组值最高 这两个基因应相距最远 相对位置应位于两边 而pab处于中间 arg pab thiRarg pab 19 1Rthi pab 32 7Rarg thi 47 9这是因为在arg thi基因间有双交换 最简单的校正办法是 19 1 32 7 51 8这三个基因的遗传图 19 1 32 7 47 9 单林娜制作 26 第5章真菌类的染色体作图 5 1两个连锁基因的作图5 2三个连锁基因的作图5 3红色面包霉染色体着丝粒作图5 4线性四分子分析和无
9、序四分子分析结合使用 单林娜制作 27 5 3红色面包霉染色体着丝粒作图 高等生物和单倍体低等生物 均具有连锁和交换现象 红色面包霉 Neurosporacrassa 属于子囊菌 属真核生物 特点 个体小 生长迅速 易于培养 可进行无性生殖或有性生殖 无性世代是单倍体 染色体上各显性或隐性基因均可从表现型上直接表现出来 便于观察和分析 一次只分析一个减数分裂产物 方法简便 单林娜制作 28 5 3 1链孢霉的生活史 分生孢子 conidia 交配型 matingtype 子囊果 perithecium 子实体子囊 ascus 子囊孢子 ascospore 单林娜制作 29 营养菌丝体 萌发 单
10、倍体子囊孢子 Ascus Ascospore 单林娜制作 30 红色面包霉的遗传 n 7 有性生殖过程 接合型菌丝接合受精 子囊果的子囊菌丝细胞中形成二倍体合子 2n 减数分裂 形成4个单倍的子囊孢子 四分孢子 有丝分裂 形成8个子囊孢子 按严格顺序直线排列在子囊内 四分子分析 对四分孢子进行遗传分析 通过四分子观察 可直接观察其分离比例 检验其有无连锁 单林娜制作 31 单林娜制作 32 红色面包霉 真菌类 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的特点 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
11、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 单林娜制作 33 5 3 2线性四分子分析与着丝粒作图 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 原养型 prototroph 营养缺陷型 auxotroph 单林娜制作 34 方法 以着丝点为位点 估算某一个基因与着丝粒的重组值 进行着丝粒作图 红色面包霉赖氨酸缺陷型lys 遗传 基本培养基上正常生长的红色面包霉菌株 野生型lys 或 成熟后呈黑色 由于基因突变而产生的一种不能
12、合成赖氨酸的菌株 赖氨酸缺陷型lys 或 其子囊孢子成熟后呈灰色 5 3 2线性四分子分析与着丝粒作图 单林娜制作 35 一 线性四分子分析 lineartetradanalysis lys lys 子囊孢子黑色 灰色8个子囊孢子按黑色 灰色排列顺序 可有6种方式 非交换型 1 2 交换型 3 4 5 6 单林娜制作 36 其中 1 2 非交换型 3 6 交换型 都是由于着丝点与 等位基因之间发生了交换 其交换均发生在同源染色体非姐妹染色单体间 即发生于四线期 粗线期 根据着丝粒与某杂合基因座之间是否发生交换 减数分裂中 等位基因 和 的分离有两种模式 一 线性四分子分析 单林娜制作 37 1
13、 2 3 4 5 6 单林娜制作 38 某对杂合基因在减数分裂时 基因与着丝粒间未发生交换 这对杂合等位基因在第一次减数分裂期间就彼此分离 称为第一次分裂分离 1 第一次分裂分离 first divisionsegregation MI 单林娜制作 39 AAAAAM AM AAaaAaaaaaaa a 第一次分裂分离模式 一 线性四分子分析 单林娜制作 40 某对杂合基因在减数分裂时与着丝粒间发生了交换 在第一次减数分裂时 等位基因没有分离 而在第二次减数分裂时彼此分离 称为第二次分裂分离 MII 2 第二次分裂分离 Second divisionsegregation MII MI 单林娜
14、制作 41 AAAAaAM M aaaAAaaAaAaa b 第二次分裂分离模式 一 线性四分子分析 二 线性四分子分析与着丝粒作图 单林娜制作 42 BackP52 单林娜制作 43 5 3 2线性四分子分析与着丝粒作图 单林娜制作 44 利用四分子分析法 测定基因与着丝粒间的距离 即根据子囊孢子基因型的排列顺序 计算基因与着丝粒的重组率 确定基因与着丝粒之间的距离和排列顺序 实验说明 两种链孢霉杂交 野生型菌株 lys 或十 子囊孢子 黑色 赖氨酸缺陷型 lys 或 子囊孢子 灰色 重组率 交换型子囊数 总子囊 1 2 100 二 着丝粒作图 Centromeremapping 单林娜制作
15、 45 例1 赖氨酸缺陷型 lys 野生型 lys 序号子囊类型子囊数分裂类型 I 非交换型 II 交换型 单林娜制作 46 单林娜制作 47 例2 有9个子囊对A基因为非交换型 有5个子囊对a基因为交换型 着丝粒距离 5 5 9 1 2 100 18m u着丝粒作图也可跟通常的基因作图一起进行 单林娜制作 48 第5章真菌类的染色体作图 5 1两个连锁基因的作图5 2三个连锁基因的作图5 3红色面包霉染色体着丝粒作图5 4线性四分子分析和无序四分子分析结合使用 单林娜制作 49 5 4线性四分子分析和无序四分子分析结合使用 1 无序四分子分析可精确度量基因座之间的距离 2 线性四分子分析可作
16、着丝粒制图 也可忽略子囊孢子的排列顺序 按无序四分子分析计算基因座之间的距离 3 当按无序四分子分析计算基因座之间距离时 要考虑以下三种可能性 单林娜制作 50 1 基因座分别在不同染色体上 2 基因座位于同一条染色体的着丝粒两侧 3 基因座位于同一条染色体的着丝粒同侧 其中 1 和 2 对于两个基因座来说全都是独立的MII构型 而在 3 中 着丝粒与近侧基因座之间出现交换 将在同一子囊中出现两个基因座的MII构型 由此可以判断基因座之间的连锁关系 单林娜制作 51 4 在着丝粒制图时 若基因座与着丝粒之间距离较大 也需要用平均交换次数m校正期间可能出现的双交换或多交换 单林娜制作 52 例1 粗糙脉孢菌有一杂交nic adenic 菸酸依赖型ade 腺嘌呤依赖型得到7种不同的基因子囊型和相应的子囊数 单林娜制作 53 表5 4粗糙脉孢菌nic ade杂交结果 1 4 ToP42 单林娜制作 54 单林娜制作 55 图5 63种四分子的形成 5 6 单林娜制作 56 解 先计算基因与其着丝粒间的重组率 R nic 交换型子囊数 总子囊数 1 2 100 第二次分裂分离子囊数 总子囊数
