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1、第五章 真菌的基因重组和遗传分析,第一节 顺序排列四分体的遗传分析,一、粗糙脉孢菌的有性杂交和顺序排列四分体,粗糙脉孢菌简介：二极性、子囊菌,同宗配合,异宗配合,初级同宗配合 次级同宗配合,二极性 四极性,二、粗糙脉孢菌顺序排列四分体的遗传分析,1、计算第一次分裂分离和第二次分裂分离 2、计算着丝粒距离 3、计算不同基因间的重组频率,1、第一次分裂分离和第二次分裂分离,1）将分属于A和a交配型的菌株进行杂交 2）显微顺序分离子囊孢子 3）培养各孢子获得菌株 4）与标准菌株杂交得到各菌株的交配型,6种排列方式,2、着丝粒距离,粗糙脉孢菌交配型基因着丝粒距离的测定,3、重组频率计算,1）营养缺陷型
2、的筛选和鉴定 2）不同菌株之间的杂交和遗传分析,营养缺陷型的筛选,营养缺陷型的筛选,重组频率的计算,4、连锁群分析,连锁群=染色体数,第二节 非顺序排列四分体的遗传分析,一、构巢曲霉的生活史,二、构巢曲霉有性杂交的遗传分析,1、重组频率,2、连锁群,四分体分布：,分别以a1，a2，a3代表PD，NPD，T型四分体出现的 频率，在a1+a2+a3=1时， a1：a2：a3称为四分体分布。,四分体分布的类型：,N型分布： a1：a2：a3=1：1：4； 两个基因不连锁 F型分布： a1=a21/6； a3 a2；a34/6；两个基因连锁,第三节 真菌的准性生殖,人们将真菌中不经过减数分裂而经过杂合
3、二倍体产生基因重组的现象称为准性生殖,准性生殖的生物学实质是：体细胞融合形成杂合二倍体，经体细胞交换单倍体化过程形成重组系,一、准性生殖的过程,1、异核体的形成,异核体：当带有不同遗传性状的两个单倍体细胞或菌丝互相融合时，会导致在一个细胞或菌丝中并存有两种以上不同遗传型的核，这样的细胞或菌丝称为异核体。,由菌丝融合导致异核体的现象称为异核现象,把构巢曲霉的营养缺陷型菌株nic +和+ ade的分生孢子混合接种于基本培养基上，培养后可以得到原养型菌落,原因：异核体、互养、单倍体重组子或者是二倍体,1）互养的排除,A、玻璃纸隔离培养法 B、混合培养后 原生质体制备 接种在基本培养基上C、荧光染色后
4、显微镜直接观察,长；（不是互养） 不长；（是互养）,2）单倍体重组和二倍体的排除,nic +,+ ade,野生型菌落,分生孢子,基本培养基,可以生长,不能生长,单倍重组体或二倍体,异核体,异核体的优势：,由于异核体中含有不同基因型的细胞核，因此异核体对其自身种群基因库的丰富和增加种群适应性和可塑性都十分有利。另外，由于异核体内不同基因型核数目的比例可以随环境条件而改变，因而也有利于菌体适应环境的短期和长期波动。因而异核体变异力较强，在多变的环境中，异核体比杂合体具有更强的可塑性和适应性,异核体的用途：,A、用异核体来进行基因定位（根据异核体内两个营养缺陷型的细胞核之间的互补作用） B、用于帮助
5、测定基因位置（核内还是核外） C、作为考察细胞质对细胞核影响的研究工具 D、测定细胞的显、隐性关系,2、核融合和杂合二倍体的形成,两个单倍体核融合成一个二倍体核的现象称为核融合,基因型不同的两个核融合形成杂合二倍体，而两个基因型不同的细胞核可以极低的频率融合形成杂合二倍体，杂合二倍体细胞形成后仍随异核体一道繁殖，在菌落表面可观察到杂合二倍体产生的斑点。核融合的频率大约为：10-710-5, 某些理化因素（紫外线、高温等）处理，可以提高杂合二倍体产生的频率,3、体细胞交换和单倍体化过程,体细胞交换：,杂合二倍体中，在有丝分裂的四线期，发生同源染色体的两条染色单体之间的交换称为体细胞交换,体细胞交
6、换的结果是产生重组体,准性生殖的结果：,1、重组二倍体 2、非整倍体 3、单倍体 4、重组单倍体,准性生殖发生的频率虽然低，但在不发生或很少发生有性生殖的真菌中，它是实现基因重组的重要方式,利用准性生殖，通过对准性生殖产生的分离子的分析，可以进行某些真菌的遗传育种和基因定位。,2）有丝分裂定位,1）遗传育种,从准性生殖的产物中可以获得较为稳定的重组二倍体和遗传稳定的重组单倍体,距离着丝点越远的基因产生交换的可能性越大，越近则越少，所以通过对纯合子数目的统计可以推算出重组频率，可以表示出基因在染色体上的相对位置,第四节 酵母菌的遗传分析,酵母菌是单细胞结构为主的非菌丝型真菌的统称，它们在真菌分类
7、中分别属于子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门,一、酿酒酵母的生活史,二、酿酒酵母接合型的调控模型及假说,1、酿酒酵母的接合型,酿酒酵母有两种接合型a和，它们位于第三条染色体上，距离着丝粒28 cM位置上,接合型基因控制着单倍体的接合过程以及二倍体进行减数分裂和形成子囊孢子的过程,2、酿酒酵母接合基因调控作用的1 、2假说,1）正常单倍体,mat ,mat 1,mat 2,对具有特异性，是sg表达所必须,对a具有特异性，阻碍sg表达,表型,mat a,mata1,使mat 1的表达终止,组成型基因,表型a,2）突变体,mat 1突变,sg无法正常表达,失去接合能力,mat 2突变,asg表达不受
8、抑制,失去接合能力,3）a/ 二倍体,Mata/ mat ,mat a1和mat 2同时发挥作用，终止了sg的表达,mat 2抑制了asg的表达,无接合能力,3、酿酒酵母接合转变,4、酿酒酵母子囊孢子生成的控制,酿酒酵母子囊孢子的形成受ssg（sporulation specific gene）控制，而ssg基因的表达受到csp,rme和sca基因的控制，这三个基因的产物是ssg基因的阻遏蛋白。,二倍体a/a或/ 型中,csp,rme,sca表达,单倍体a或型中,csp,rme,sca表达,ssg表达，形成孢子,二倍体a/ a型中,csp,rme,sca不表达,ssg受阻遏，不能形成孢子,三、遗传分析方法,1、突变株的获得,A、出发菌株采用异宗结合的单倍体 B、诱变剂：紫外、亚硝酸、等 C、突变株类型：,生物合成代谢突变株 抗性突变株 温度敏感突变株 抑制基因突变株,2、杂交与遗传分析,1）孢子对孢子杂交法2）细胞对细胞杂交法3）群体杂交法,四、酵母菌的多倍体,酿酒酵母可以形成三倍体、四倍体和多倍体，在工业上具有重要意义。,多倍体获得的方法：,1、利用多倍体酵母的方法,2、原营养体回收法,3、原生质体融合法,
