果蝇杂交实验 残翅 匙形翅

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1、果蝇杂交实验摘要：自 1856 年 Mendel 发现了遗传的基本规律，1910 年，摩尔根在研究果蝇红白眼色遗传的时候，发现白眼雄蝇的白眼基因只传给女儿却不传给儿子，他将这种现象与果蝇的性染色体联系了起来。1916 年Bridges 通过对不同现象的研究，证实了 Morgan 有关白眼基因位于 X 染色体的假说。本次实验就是再次以果蝇为实验材料，研究眼色遗传，验证 Morgan 的假说。另外，研究观察均位于 II 染色体上的匙形翅与残翅基因的关系。 1. 引言 真核生物中存在着一个或已对于性别决定有关的染色体，称为性染色体。1910 年。 Morgan 在研究果蝇红白眼色遗传的时候，观察到白

2、眼雄蝇的基因传给女儿却不传给儿子， 女儿则又将白眼基因传给儿子，这表现出一种交叉遗传。1916 年 Bridges 通过对不分离现 象的研究，真实了 Morgan 的假说。 性别决定的方式有很多种，果蝇（和人类相似）中 XY 型染色体决定是最普遍的一种。 在 XX 个体中，X 染色体上的基因成对存在，共同决定一性状的表达，而在 XY 个体中，X 染 色体单个存在，故无论显隐性，X 染色体上基因均会表达。 具体地说，果蝇的性别是由 X 染色体上的雌性决定基因与各条常染色体上的雄性决定 基因之间的比例决定，Y 染色体与果蝇的性别决定无关。观察一种形状是否是伴性遗传， 实质上是确定控制这个形状的基因

3、是否位于 X 染色体上的基因定位方法。 果蝇翅形，其中残翅、匙形翅基因均位于 II 染色体上，于是提出问题：如果 II 染色 体上两个翅形基因都存在，那么这个果蝇的翅形表现型为什么？基于此问题我们做了以下 实验。 2. 实验材料 2.1. 试验材料 体视显微镜（或普通光学显微镜） 培养瓶若干、麻醉瓶、白色塑料板（或硬纸板） 、小毛笔、油性记号笔 果蝇原种以及配好的培养基 2.2. 试验方法 2.2.1. 伴性遗传 2.2.1.1.果蝇原种性状为：白眼长翅雌雄、红眼残翅雌雄 2.2.1.2.实验步骤第一周 1. 收集所需原种果蝇的处女蝇。 2. 按照实验设计，接种 2-3 对白眼长翅雌性和红眼残

4、翅雄性果蝇原种。贴上标签，写明 杂交组合，实验时间，实验者等信息，将培养瓶置于 25保存培养。第二周 将培养瓶中的亲本果蝇清除。第三周 1. 麻醉（不可致死）F1代，对子一代果蝇的雌雄眼色形状进行计数统计。 2. 在 F1中挑选 2-3 对雌雄果蝇（雌性皆为红眼、雄性皆为白眼） ，放入新的培养瓶中继续 培养。第四周将培养瓶中的 F1代果蝇清除。第五周 将所得 F2代全部麻醉，倾倒于硬纸板上计数其性状。 2.2.2. 翅形观察 2.2.2.1.果蝇原种性状为：雌性匙形翅、雄性残翅 2.2.2.2.实验步骤同伴性遗传的，注意的是，选出的 F1中的残翅做第二次杂交。 3. 实验结果 3.1. 伴性遗

5、传 3.1.1. 数据计数P: XwXw （雌性白眼） XWY（雄性红眼）性状子一代（正/反交）子二代雄、红21雄、白1920雌、红1722雌、白24P: XWXW（雌性红眼） XwY（雄性白眼）性状子一代（正/反交）子二代雄、红2221雄、白20雌、红2522雌、白24注：F1：正交结果雄性皆为白眼，雌性皆为红眼，反交结果 F1皆为红眼，雌雄分别有 25、22 只；F2：雄性 21 只红眼、20 只白眼，雌性 22 只红眼、24 只白眼，四种性状的比例约为 1:1:1:1。3.1.2. 结果讨论3.1.2.1.果蝇亲本基因型为 XwXw 、XWY 和 XWXW、XwY。正交：P: XwXw

6、（雌性白眼） XWY（雄性红眼）F1: （雄性白眼） XWXw（雌性红眼） F1中雌雄个体杂交F2: XWXW(雌性红眼) XwXw（雌性白眼）XWY（雄性红眼） XwY（雄性白眼） 1:1:1:1 反交： P: XWXW（雌性红眼） XwY（雄性白眼）F1: XWXw（雌性红眼） XWY（雄性红眼）1 : 13.1.2.2.本实验在 F1选择雌雄个体杂交，所得 F2四种性状比例为 1:1:1:1，与自由组合测交结果类似，这对于伴性遗传的验证帮助不大。 3.1.2.3.在确保所选果蝇亲本正确的情况下，尽可能多放几对果蝇（不要超过 10 对） ，以 保证有足够多的后代用来计数。3.2. 翅形研究

7、 3.2.1. 数据计数 P:雌性残翅果蝇（vg +/vg +）和雄性匙形翅果蝇（+ n/+ n）性状子一代匙形翅3残翅14单边匙形翅15F1中选匙形翅杂交，得到 F2。性状子二代匙形翅15残翅9单边匙形翅15注：（1）翅膀呈勺形，且凹面向上为匙形翅；翅膀皱缩，远小于正常翅为残翅。3.2.2. 结果讨论 3.2.2.1.亲本果蝇为：雌性残翅果蝇（vg +/vg +）和雄性匙形翅果蝇（+ n/+ n） ，F1中选 匙形翅杂交，得到 F2。 3.2.2.2.预期结果实验预期是 F1将得到得到野生型长翅果蝇，F2的三种性状之比为 1:2:1(如下图)，但实验结果与预期完全不同。P: vg +/vg

8、+（雌性残翅） + n/+ n（雄性匙形翅）F1： vg +/+ n（野生型长翅）F1自交F2： vg +/vg +（残翅） 2 vg +/+ n（长翅） + n/+ n（匙形翅）3.2.2.3.果蝇的翅形是由多对同源染色体上的多对等位基因决定的，如：位于 I 染色体 （X 染色体）上截翅基因（ct） ，小翅基因（m） ，融合翅（fu） ；II 染色体上的小 横翅基因（vc） ，扭曲翅（cu） ；III 染色体上的肥翅基因（dp） ，弯翅基因（c） ， 斑翅基因（sp）等。我们很难确定实验中观察到的果蝇的翅形是有某一单一基因 决定的。这要求我们，在以后的实验中，必须提前了解，全面的了解，不仅限

9、于 对所学问题的研究。 3.2.2.4. 有人研究过果蝇中小翅基因与残翅基因之间的关系，结论是小翅基因对残翅基因 对残翅基因有隐性上位的作用1；另外，长翅纯和果蝇在 25 度正常培养下发育成 长翅果蝇，但是将其放在 37 摄氏度的环境下处理 6 到 24 小时，则可得到残翅形 状的果蝇。 3.2.2.5.残翅的果蝇，由于核糖体合成有问题，这是导致残翅果蝇幼虫发育缓慢，甚至使幼虫死亡的内在原因 3.2.2.6.从分子生物学的角度，果蝇的匙形翅性状是由于基因突变导致某多肽链 M 异常造 成的。异常肽链与正常肽链(由 169 个氨基酸组成)相比少了 4 个氨基酸，二者前 161 个氨基酸的序列相同。

10、162 到 165 缺失。 3.2.2.7.对果蝇残翅-匙形翅的遗传作出新的假设以及讨论 1)长翅、残翅、匙形翅为复等位基因。长翅对匙形翅、残翅为显性，匙形翅对 残翅为显性。结合本次实验数据（此处把单边匙形翅的果蝇都看作匙形翅） ， 推断亲本可能是杂合匙形翅（n vg）与纯隐性残翅（vg vg）杂交，则后代表 现为残翅 : 匙形翅=14:181:1；选 F1中的匙形翅翅（vg n）自交，后代表 型为残翅 : 匙形翅=9:301:3。 如果这个假设成立，则说明此次实验中，在取 F1中残翅果蝇杂交是出现 了问题，误将匙形翅当作残翅用来杂交！ 2)长翅、残翅、匙形翅可能是拟等位基因，是在一基因座（L

11、ocus）内的不同位 点的碱基突变。假设这组拟等位基因与果蝇星状眼拟等位基因的形状决定类 似，存在顺反位置效应, 即两个拟等位基因只有在顺式排列时才表现为野生 型, 当处于反式排列时则表现为突变型。 此时，亲本为（vg +/vg +）（+ n/+ n） ，子一代为（vg +/+ n） ，表 现为突变型。子一代自交，得（vg +/vg +） 、2（vg +/+ n） 、 （+ n/+ n） ，即 残翅:突变型:匙形翅=1:2:1。 本次杂交实验中，没有得到符合以上假设的比例。一方面因为后代太少， 另一方面存在一个翅是匙形翅，一个翅是残翅的新性状果蝇。1：黑腹果蝇翅型基因相互作用的研究 ，冯航，王虹，卢朝娟，2006