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1、数量遗传实验报告果蝇刚毛数量性状的遗传探究张优（中山大学生命科学院11级1班广州 510275）摘要：目的：通过果蝇刚毛数量的统计，研究控制果蝇刚毛数量基因的遗传率，其数量性状遗传是否明显。方法：在亲本中分别选择5对刚毛果蝇相互最多杂交，5对刚毛最少果蝇杂交。统计亲本、子代高方向选择、子代低方向选择中雌雄各个刚毛数量的果蝇个数，做出正态分布图，并计算遗传率。结果：亲本、子代高方向选择、子代低方向选择的果蝇刚毛平均数分别为31.01、34.23、31.02 。表型标准差为2.25。遗传率为0.45。结论：在果蝇的刚毛数量遗传中，子代高方向选择明显，低方向选择不明显。刚毛性状遗传存在，且遗传率较高
2、，为0.45。关键词：黑腹果蝇；数量性状；刚毛数目；遗传率引言果蝇作为模式生物的优势从20 世纪70 年代开始, 生物学家们在很多领域都在应用果蝇进行生命科学的探索和研究。果蝇已经成为并将继续作为生命科学各个领域中应用最广泛的研究材料之一。果蝇的研究价值主要表现在2 个方面: 一是果蝇本身作为被研究对象供学者们研究; 二是果蝇作为供试材料被应用于生命科学研究的各个领域1。果蝇是一种体长约3mm 的昆虫，因其常聚集在腐烂的水果周围而得名果蝇。果蝇作为模式生物的优势主要有体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短( 约两周) 、繁殖力强、子代数量多，以及便于进行表型分析、有利于一般实验室使用
3、等2。果蝇刚毛数量性状数量性状是分布呈连续分布、表型受环境影响大的性状。这类性状的可遗传性可以通过遗传率的计算获得。通过果蝇刚毛性状的研究, 可以了解数量性状的特点, 并以此为研究对象掌握计算遗传率的方法3。因此，本实验做了以下工作，探索刚毛数量性状遗传的特征。1 材料与方法1.1实验动物两品系的黑腹果蝇若干雌雄对1.2实验仪器恒温培养箱、培养瓶、麻醉管、毛笔、白瓷砖、镊子、解剖镜一台、处死瓶、指管。1.3试剂乙醚、已配好的培养基（由实验室提供，包括琼脂、酵母、红糖、燕麦）。1.4实验操作与步骤1.4.1将两品系黑腹果蝇杂交所得世代视为亲本，倒出全部处女蝇和雄蝇，适度麻醉。分别数雌蝇倒数第二三
4、腹板刚毛数，雄蝇倒数第一二刚毛数。每只数好记录性别和刚毛数，放入指管。1.4.2挑选管中刚毛最多的雌蝇：43、42、44、42、46和刚毛最多雄蝇：35、37、37、39、36；以及刚毛最少的雌蝇：25、22、20、20、25和刚毛最少的雄蝇：21、21、22、14、19 。刚毛最多的雌雄配对，刚毛数最少的雌雄配对，放在25摄氏度恒温培养，做好标签。1.4.3一周后处死全部亲本。1.4.4再一周后，取出全部子代，麻醉数出不同组雌雄果蝇刚毛数目。1.5数据统计1.5.1数据全部分组记录1.5.2分别做出亲本、子代高方向选择、子代低方向选择的直方图和正态图。1.5.3计算方差、标准差、遗传率。2
5、实验与分析2.1亲本组果蝇刚毛统计实验对亲本果蝇的刚毛数进行了详细的统计，具体数据见附录一。进行简单的数据统计，亲本果蝇共183只，细数每只果蝇的刚毛数。发现，刚毛最多46条，最少6条，最多最少相差40条；平均刚毛数为31.01条/只，平均偏差为5.88.表一亲本刚毛统计表数据统计数据个数183最大值46最小值 6平均值31.01平均偏差 5.88根据制作直方图和正态图的要求，必须根据最大最小值的差分组。由于实验中有亲本、高方向选择、低方向选择实验三种情况作图比较，笔者决定将分组数据一致。分组最小值5，最大值为50，分为16组，组距为3。具体数据见表二。利用Excel函数统计出各组的数据，便于
6、画出直方图和正态图。表二亲本刚毛数据分析表分组分组数据直方图正态图1 5 0 0.000002 8 1 0.000033 11 1 0.000214 14 1 0.001035 17 0 0.003976 20 3 0.011757 23 9 0.026828 26 22 0.047199 29 30 0.0640010 32 39 0.0669011 35 40 0.0539012 38 21 0.0334813 41 9 0.0160314 44 6 0.0059115 47 1 0.0016816 50 0 0.00037根据表二，制成直方图，如图一。图一亲本果蝇刚毛数分布直方图由图一可
7、以直观地看出，刚毛数在第9、10、11组数目最多，课参照表二的数据，分别为30、39、40 只，最高组刚毛数在32-35组。中间的组果蝇数目较多，两端较少，呈现两端低，中间高的情况。做出正态分布图，如图二。图二亲本果蝇刚毛数分布正态图由图二可清楚地看出，在刚毛数为平均值31条处的果蝇数目最多，在图中最高。随着果蝇刚毛数的增加，果蝇数目先增后减。图像基本关于31的纵轴对称，基本分布在20-40之间。2.2高方向选择果蝇刚毛统计实验对高方向选择果蝇的刚毛数进行了详细的统计，具体数据见附录二。进行简单的数据统计，亲本果蝇共208只，细数每只果蝇的刚毛数。发现，刚毛最多45条，最少10条，最多最少相差
8、35条；平均刚毛数为34.23条/只，平均偏差为5.76.表三高方向选择刚毛统计表数据统计数据个数208最大值45最小值10平均值34.23平均偏差 5.76分组最小值5，最大值为50，分为16组，组距为3。具体数据见表四。利用Excel函数统计出各组的数据，便于画出直方图和正态图。由表中可见，前七组数据较小，第10、11、12组的数据最大，第15、16组数据较小。表四高方向选择刚毛分析表分组分组数据直方图正态图1 5 0 0.000002 8 0 0.000003 11 1 0.000024 14 0 0.000155 17 1 0.000796 20 1 0.003287 23 3 0.0
9、10358 26 9 0.024959 29 25 0.0458610 32 39 0.0642511 35 39 0.0686412 38 38 0.0559113 41 30 0.0347214 44 20 0.0164415 47 2 0.0059416 50 0 0.00163图三子代果蝇高方向选择刚毛数分布直方图由图三可以看出，该子代的果蝇刚毛数偏多，刚毛平均值34.23，柱形集中在26-47条刚毛数之间。其中29-32、32-35、35-38刚毛数的果蝇数目最多，分别为39、39、38 。做出子代果蝇高方向选择刚毛数分布正态图，如图四所示。图四子代果蝇高方向选择刚毛数分布正态图由图
10、四知，在34左右刚毛数的果蝇最多，刚毛数少于20的果蝇数目很少，刚毛数多余47的果蝇数目同样很少，刚毛在20-47之间的果蝇数目最多，分布较集中。中间特别高，两端低。2.3低方向选择果蝇刚毛统计实验对低方向选择果蝇的刚毛数进行了详细的统计，具体数据见附录三。进行简单的数据统计，亲本果蝇共298只，细数每只果蝇的刚毛数，如表五。发现，刚毛最多46条，最少13条，最多最少相差33条；平均刚毛数为31.02条/只，平均偏差为6.02.表五低方向选择刚毛统计表数据统计数据个数298最大值46最小值13平均值31.02平均偏差 6.02分组最小值5，最大值为50，分为16组，组距为3。具体数据见表六。利
11、用Excel函数统计出各组的数据，便于画出直方图和正态图。由表中可见，前5组数据较小，第9、10、11、12组的数据最大，分别为45、62、55、43。其它组较小数据。表六低方向选择刚毛分析表分组分组数据直方图正态图1 5 0 0.000012 8 0 0.000043 11 0 0.000264 14 1 0.001225 17 5 0.004416 20 12 0.012417 23 16 0.027278 26 31 0.046789 29 45 0.0626010 32 62 0.0653711 35 55 0.0532612 38 43 0.0338713 41 16 0.01680
12、14 44 11 0.0065015 47 1 0.0019616 50 0 0.00046根据表六做出直方图，见图五。图五子代果蝇低方向选择刚毛数分布直方图在图中可见，第十组柱形最高，向两边逐渐减少。在31时大约值最大。5-31段，逐渐缓慢增加；31-50段，逐渐减少，读书减小较快。图六子代果蝇低方向选择刚毛数分布正态图从状态图中也可以看出，最高点在31左右，刚毛数子啊20-40之间的果蝇数占绝大多数。在5-31段，果蝇数递增；31-50段，果蝇数递减。2.4三组数据对比综合上面三组实验结果，得到图七。图七亲本、子代果蝇高方向、低方向选择刚毛数分布正态图综合表一，表三和表五，得到表七，如下。
13、表七亲代、子代高、低方向选择平均值和标准偏差实验结果平均值标准偏差亲代31.01 5.88子代向多的方向选择（H）34.23 5.76 向少的方向选择（L）31.02 6.02观察图七和表七，发现亲代和L组的图像几乎重叠，而H组明显在亲本组的右侧。亲代的平均值为31.01，与L组的平均值几乎一致，差别不大。而H组的平均值为34.23，明显大于亲本组。图像的由高到低为H亲代L，与标准偏差H表八亲代、子代高、低方向选择平均值和方差实验结果雌雄平均方差平均方差亲代34.19 4.74 27.74 5.12子代向多的方向选择（H）36.67 5.07 31.10 5.05 向少的方向选择（L）33.5
14、5 5.16 27.38 5.28根据表八可以看出，无论三组中，34.1927.74，36.67.31.10,33.5527.38，雌性果蝇的刚毛数始终多于雄性果蝇刚毛数。分别计算雌雄果蝇的平均值和方差，得到表八。基因型遗传获得量：2G=H-L=34.23-31.02=3.21G=1.605表型标准差：Vp=1/6(4.47+5.12+5.07+5.05+5.16+5.28)=5.07p=Vp=5.07=2.25实验中挑选亲本200多只中挑选20只，查表可得标准选择差：i=1.755计算遗传率：h2=G/(pi)=1.605/(2.251.755)=0.45刚毛的遗传率为0.45，遗传率较大。
15、3.讨论实验结果中我们发现，低方向选择的果蝇刚毛数与亲本的差别极小，而理论上它们有一定的差别。古实验可能存在一些影响因素。(1)光照昆虫的生存环境中，光照是一个复杂的生态因子，有多方面的生态效应，直接或间接地影响昆虫的生长、发育和繁殖掣11泊然状态下某些昆虫的活动常常与光照有密切的联系，当光照强度上升到一定水平(昼行性昆虫)或下降到一定水平(夜行性昆虫)时，它们才开始一天的活动，这些昆虫随光照的季节性变化而改变其生活节律果蝇成虫从蛹壳羽化出来的时间都在破晓后不久，这种羽化节律是果蝇生存的重要因素羽化后一段时间里果蝇有脱水的危险，假如果蝇不在一天中湿润凉爽的黎明羽化，就不能成活3黑暗中正在发育的果蝇幼虫或蛹受到短暂的光照，其羽化节律有可能被破坏4，而这种羽化节律的破坏，会直接导致果蝇发生量的变化有实验结果表明：在25时，6hd和24hd的光照时间内不同光照强度间果蝇的发生量差异极显著(P(2)容器转接果蝇容器的转接操作会影响果蝇的性状2。(3)温度果
