真菌類的遺傳學(xué)分析詳解演示文稿

真菌類的遺傳學(xué)分析詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共56頁(yè)。優(yōu)選真菌類的遺傳學(xué)分析當(dāng)前2頁(yè)，總共56頁(yè)。脈孢菌（NeurosporaCrassa

）的生活史：●無性世代（單倍體世代）：菌絲體→分生孢子→菌絲體?！裼行允来p倍體世代）：一個(gè)交配型的分生孢子落在另一交配型原子囊殼受精絲上，從而進(jìn)入原子囊（子實(shí)體），進(jìn)行多次有絲分裂，形成多個(gè)單倍體核，這些單倍體核與子實(shí)體中的單倍體核融合，形成多個(gè)二倍體核，然后進(jìn)入減數(shù)分裂，每個(gè)二倍體核形成4個(gè)單倍體核，再進(jìn)行一次有絲分裂，形成8個(gè)核，最后形成為一個(gè)子囊中的8個(gè)子囊孢子。所以，一個(gè)子囊中的8個(gè)子囊孢子是單一減數(shù)分裂的產(chǎn)物。當(dāng)前3頁(yè)，總共56頁(yè)。單倍體子囊孢子單倍體子囊孢子萌發(fā)萌發(fā)菌絲體菌絲體分生孢子細(xì)胞融合子囊子囊孢子脈孢菌（NeurosporaCrassa

）的生活史當(dāng)前4頁(yè)，總共56頁(yè)。當(dāng)前5頁(yè)，總共56頁(yè)。脈孢菌是遺傳分析的好材料：1無性世代是單倍體，基因型可直接在表現(xiàn)型上反映出來。相當(dāng)于測(cè)交。2一次只分析一個(gè)減數(shù)分裂的產(chǎn)物。3個(gè)體小，長(zhǎng)得快，易于培養(yǎng)，一次雜交可產(chǎn)生大量后代，所以統(tǒng)計(jì)結(jié)果易于正確，檢出率10-8。4進(jìn)行有性生殖，染色體結(jié)構(gòu)和功能類似于高等生物。紅色面包霉在有性生殖過程中正(+)和負(fù)(-)兩個(gè)接合型(n)通過接合受精，在子囊和子囊菌絲細(xì)胞中形成二倍體的合子(2n)。這個(gè)合子經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生四個(gè)單倍體的子囊孢子稱為四分孢子或四分子。

對(duì)四分子進(jìn)行遺傳分析，稱為四分子分析。當(dāng)前6頁(yè)，總共56頁(yè)。紅色面包霉的四分子再經(jīng)過一次有絲分裂形成8個(gè)子囊孢子，由于紅色面包霉的子囊很狹小，8個(gè)孢子按嚴(yán)格順序排列在單個(gè)子囊里,但8個(gè)子囊孢子在基因型和表型上仍可看作是4個(gè)。

-----順序四分子（orderedtetrad）

非順序四分子分析：四分子沒有嚴(yán)格排列順序，如酵母菌。當(dāng)前7頁(yè)，總共56頁(yè)。當(dāng)前8頁(yè)，總共56頁(yè)。順序四分子分析

（Orderedtetradanalysis)

鏈孢霉的子囊當(dāng)前9頁(yè)，總共56頁(yè)。AdvantagesofOrderedTetradAnalysis●著絲粒作圖（Allowsthemappingofcentromeresasgeneticloci）●檢驗(yàn)染色單體的交換是否有干涉現(xiàn)象（Allowsustoexaminethedistributionofcrossoversamongthe4chromatidsandchromatidinterference）●四線或三線雙交換●研究基因轉(zhuǎn)變（geneconversion)當(dāng)前10頁(yè)，總共56頁(yè)。二、著絲粒作圖（centromeremapping）●把著絲粒作為一個(gè)座位（locus)，利用四分子分析法，測(cè)定基因與著絲粒間的距離。1、原理：⑴如果基因與著絲粒之間無交換：則該基因與著絲粒同步分離，基因分離發(fā)生的時(shí)期在減數(shù)分裂Ⅰ；當(dāng)前11頁(yè)，總共56頁(yè)?；蚺c著絲粒之間沒有發(fā)生交換減數(shù)分裂I減數(shù)分裂II有絲分裂FirstDivisionSegregant（M1）未交換類型當(dāng)前12頁(yè)，總共56頁(yè)。二、著絲粒作圖（centromeremapping）●把著絲粒作為一個(gè)座位（locus)，利用四分子分析法，測(cè)定基因與著絲粒間的距離。1、原理：⑴如果基因與著絲粒之間無交換：則該基因與著絲粒同步分離，基因分離發(fā)生的時(shí)期在減數(shù)分裂Ⅰ；⑵如果基因與著絲粒之間發(fā)生交換：則該基因與著絲粒的分離不同步，基因分離發(fā)生的時(shí)期在減數(shù)分裂Ⅱ。當(dāng)前13頁(yè)，總共56頁(yè)。減數(shù)分裂I減數(shù)分裂Ⅱ有絲分裂基因與著絲粒之間發(fā)生了交換每交換一次，只有1/2的孢子發(fā)生重組SecondDivisionSegregant（M2）交換類型當(dāng)前14頁(yè)，總共56頁(yè)。著絲粒作圖

(圖示:減數(shù)分裂的第一次分離)細(xì)胞分裂時(shí)，著絲粒的趨向是完全隨機(jī)的。當(dāng)前15頁(yè)，總共56頁(yè)。著絲粒作圖（圖示：減數(shù)分裂的第二次分離）當(dāng)前16頁(yè)，總共56頁(yè)。++++————————++++firstdivisionsegregation⑴⑵——++++——++————++++——++————++——++seconddivisionsegregation⑶⑷⑸⑹鏡影鏡影鏡影當(dāng)前17頁(yè)，總共56頁(yè)。++++————⑴++——++——⑶＋＋——crossover交換發(fā)生在四線期的兩條染色單體之間每發(fā)生一次交換，只有1/2的孢子發(fā)生重組當(dāng)前18頁(yè)，總共56頁(yè)?！窀鶕?jù)8個(gè)子囊孢子基因型的排列順序確定交換型和非交換型。●例如：----正常野生型：能在紅色面包霉基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，子囊孢子成熟后呈黑色。記作lys＋或＋----賴氨酸缺陷型：是一種突變型，不能自我合成賴氨酸，成熟較遲，呈灰色，易于鑒別。記作lys－或－。(lysmutantsareunabletosynthesizetheirownlysine.)二、著絲粒作圖（centromeremapping）當(dāng)前19頁(yè)，總共56頁(yè)。當(dāng)前20頁(yè)，總共56頁(yè)。lys＋(n)×lys－(n)lys＋lys－(2n)減數(shù)分裂子囊型＋＋－－－－＋＋＋－＋－＋－－＋－＋＋－－＋－＋分裂類型M1M1M2M2M2M2子囊數(shù)105129951016粗糙鏈孢霉lys－×lys＋雜交子代子囊型當(dāng)前21頁(yè)，總共56頁(yè)。所以，著絲粒與有關(guān)基因間的重組值為：當(dāng)前22頁(yè)，總共56頁(yè)。三、鏈孢霉的連鎖與交換●利用順序四分子分析，同樣可以進(jìn)行兩個(gè)基因的連鎖作圖●利用兩個(gè)不同交配型進(jìn)行雜交：nic＋

×＋adenic（nicotinicacid）為煙(菸)酸依賴型ade（adenine）為腺嘌呤依賴型。●兩對(duì)基因的雜交實(shí)驗(yàn)，可產(chǎn)生6×6種不同的子囊型，歸納為7種基本的的子囊型當(dāng)前23頁(yè)，總共56頁(yè)。表6-5鏈孢霉nic+×+ade的7種不同子囊型及相應(yīng)的子囊數(shù)子囊型交換發(fā)生部位基因型次序分離時(shí)期子囊型分類實(shí)得子囊數(shù)⑴

＋ade＋adenic＋nic＋M1M1(PD)808⑵

＋＋＋＋nicadenic

adeM1M1(NPD)1⑶

＋＋＋

adenic

＋nicadeM1M2(T)90⑷

＋

adenicade＋＋nic

＋M2M1(T)5＋＋adenic＋＋adenic＋adenic＋＋ade＋nic當(dāng)前24頁(yè)，總共56頁(yè)。續(xù)表6-5鏈孢霉nic+×+ade的7種不同子囊型及相應(yīng)的子囊數(shù)子囊型交換發(fā)生部位基因型次序分離時(shí)期子囊型分類實(shí)得子囊數(shù)⑸

＋

adenic＋＋adenic＋M2M2(PD)90⑹

＋

＋nicade＋＋nic

adeM2M2(NPD)1⑺

＋＋nic

ade＋

adenic

＋M2M2(T)5＋＋adenic＋＋adenic＋＋adenic當(dāng)前25頁(yè)，總共56頁(yè)。1、分離發(fā)生的時(shí)期:分別考慮每一對(duì)基因分離發(fā)生的時(shí)期（M1或M2），用于計(jì)算基因與著絲粒的圖距。2、子囊型分類：只考慮兩對(duì)基因間是否發(fā)生了重組，用于計(jì)算兩對(duì)基因間的重組值。三、鏈孢霉的連鎖與交換當(dāng)前26頁(yè)，總共56頁(yè)。⑴親二型（PD，parentalditype），兩種基因型與親代相同。包括⑴，⑸。⑵非親二型（NPD，non－parentalditype），兩種基因型都和親代不一樣，都是重組型。包括⑵，⑹。⑶四型（T，tetratype）：四種基因型，兩種與親代相同，兩種與親代不同，有一半發(fā)生了重組。包括⑶，⑷，⑺。當(dāng)前27頁(yè)，總共56頁(yè)。重組值的計(jì)算1、nic和著絲粒間的重組值子囊型⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺四分子順序＋ade＋adenic＋Nic＋＋＋＋＋nicadeNicade＋＋＋

adenic＋Nicade＋adenicade＋＋nic＋＋adenic＋＋

adenic＋＋＋nicade＋＋nicade＋＋nicade＋

adenic＋分離時(shí)期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2實(shí)得子囊數(shù)80819059015當(dāng)前28頁(yè)，總共56頁(yè)。重組值的計(jì)算2、ade和著絲粒間的重組值子囊型⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺四分子順序＋ade＋adenic＋Nic＋＋＋＋＋nicadeNicade＋＋＋

adenic＋Nicade＋adenicade＋＋nic＋＋adenic＋＋

adenic＋＋＋nicade＋＋nicade＋＋nicade＋

adenic＋分離時(shí)期M1M1M1M1M1M2M2M1M2M2M2M2M2M2實(shí)得子囊數(shù)80819059015當(dāng)前29頁(yè)，總共56頁(yè)。adenic5.059.31)2)nic5.05ade9.33)nic5.05ade9.3當(dāng)前30頁(yè)，總共56頁(yè)。Whichismostlikelyarrrangementofthetwoloci?●PD=808+90=898>>>>NPD=1+1=2，親本型明顯大于重組型，說明這兩個(gè)基因不可能自由組合，而是連鎖的-------排除1●那么，兩個(gè)基因到底是位于著絲粒的兩側(cè)（可能性#2）呢----異臂還是位于一側(cè)（可能性#3）呢？----同臂●方法1：我們可以通過計(jì)算nic-ade間的重組值進(jìn)行排定。當(dāng)前31頁(yè)，總共56頁(yè)。那么，我們?nèi)绾蝸碛?jì)算nic-ade間的重組值呢？NPD均是重組型T只有一半是重組型當(dāng)前32頁(yè)，總共56頁(yè)?！馛oncludethatpossibility#3ismostlikely！當(dāng)前33頁(yè)，總共56頁(yè)。3)nic5.05ade9.35.2+5.05=10.25＞9.3，WHY？當(dāng)前34頁(yè)，總共56頁(yè)。確定兩個(gè)基因與著絲粒相對(duì)位置的另一種方法●PD=808+90=898>>>>NPD=1+1=2，親本型明顯大于重組型，說明這兩個(gè)基因不可能自由組合，而是連鎖的-------排除1●那么，兩個(gè)基因到底是位于著絲粒的兩側(cè)（可能性#2）呢----異臂還是位于一側(cè)（可能性#3）呢？----同臂●方法2：我們把資料按另一種方式排列：當(dāng)前35頁(yè)，總共56頁(yè)。表6-6鏈孢霉的nic＋×＋ade的分離資料，按照分離時(shí)期來排列nic與著絲粒間有重組，而ade與著絲粒間無重組（M2

M1）為5/1000ade與著絲粒間有重組，而nic與著絲粒間無重組（M1

M2）為90/1000上述二者相差懸殊，比例為18:1RF（nic–centromere）5.05RF（ade–centromere）=9.3二者相差不大當(dāng)前36頁(yè)，總共56頁(yè)?！裾f明：nic與著絲粒間的重組與ade與著絲粒間的重組不是相互獨(dú)立的。表6-6鏈孢霉的nic＋×＋ade的分離資料，按照分離時(shí)期來排列●nic與著絲粒間的重組總是伴隨著ade與著絲粒間的重組(96/（96+5））Concludethatpossibility#3ismostlikely當(dāng)前37頁(yè)，總共56頁(yè)。3)nic5.05ade9.35.2+5.05=10.25＞9.3，WHY？當(dāng)前38頁(yè)，總共56頁(yè)。造成這一結(jié)果的原因是計(jì)算著絲粒與ade之間的重組值時(shí)，著絲粒與ade之間發(fā)生的雙交換未被計(jì)入重組類型。＋ade＋nic＋

adenicade＋＋nic

＋例如：子囊型⑷中的兩線雙交換及其產(chǎn)物●上圖中，計(jì)算著絲粒與ade間重組值時(shí)未計(jì)算這兩次單交換，因而使著絲粒與ade間重組值估計(jì)偏低?！裨?種基本子囊類型中，著絲粒與ade間發(fā)生了雙交換的還有⑵、⑹和⑺等3種。當(dāng)前39頁(yè)，總共56頁(yè)。計(jì)算著絲粒與ade之間被低估的重組值●

5.05%＋5.20%－9.3%＝0.95%●

要了解重組值究竟是怎樣被低估的，見P209習(xí)題14被低估的重組值為：（202＋208－372）/4000×100%＝0.95%9.3＋0.95＝10.25當(dāng)前40頁(yè)，總共56頁(yè)。四、染色單體干擾（ChromatidInterference）

兩非姐妹染色單體間發(fā)生一個(gè)交換以后，可能會(huì)影響相同的兩非姐妹染色單體間發(fā)生第二次交換的概率，使第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩非姊妹染色單體間不是隨機(jī)的，這種現(xiàn)象稱為染色單體干擾?！衽c染色體干涉的區(qū)別：染色體上一個(gè)位置上的一個(gè)交換對(duì)于鄰近位置上再次發(fā)生交換的影響稱為染色體干涉。如果一個(gè)交換的發(fā)生減少另一交換發(fā)生的概率則稱為正干涉，如果增加后者發(fā)生的概率稱為負(fù)干涉。當(dāng)前41頁(yè)，總共56頁(yè)。②-③－－－二線雙交換第Ⅰ個(gè)交換是固定的，第Ⅱ個(gè)交換是隨機(jī)的。那么二線:三線:四線acac++++b+b+ⅠⅡ①②③④

①-④－－－四線雙交換①-③－－－三線雙交換②-④－－－三線雙交換＝１:２:１當(dāng)前42頁(yè)，總共56頁(yè)?！袢绻@個(gè)比例發(fā)生了偏差，那說明雙交換的發(fā)生存在著干涉現(xiàn)象?！袢绻腥旧珕误w干涉，正染色單體干涉則四線雙交換偏多，而二線雙交換減少，負(fù)染色單體干涉相反。●真菌類進(jìn)行雙交換四分子分析結(jié)果表明，染色單體干涉現(xiàn)象很少發(fā)生或沒有一致的結(jié)果。●染色體干涉影響基因間交換的頻率。染色單體干涉影響基因間交換的方式。當(dāng)前43頁(yè)，總共56頁(yè)。非順序四分子分析

（unorderedtetradanalysis）●酵母Yeast:Saccharomycescerevisiae單細(xì)胞藻類：衣滴蟲Chlamydomonasreinhardtii構(gòu)巢曲霉●非順序四分子分析：四分子沒有嚴(yán)格排列順序，無法進(jìn)行著絲粒作圖，但可進(jìn)行連鎖分析。其原理與順序四分子本質(zhì)上并無區(qū)別，只是子囊類型無法分為7類，但可以分為3類，即PD、NPD和T，2個(gè)基因座位的重組率可用下式計(jì)算。當(dāng)前44頁(yè)，總共56頁(yè)。真菌類遺傳分析與果蠅連鎖分析的異同●在脈孢菌中，8個(gè)子囊孢子按順序排列在子囊中，這使著絲粒作圖成為可能，而對(duì)于非順序四分子和高等動(dòng)植物則不可能進(jìn)行著絲粒作圖?！窠y(tǒng)計(jì)對(duì)象不同，果蠅遺傳作圖統(tǒng)計(jì)的是測(cè)交后代的表型數(shù)，脈孢菌遺傳分析統(tǒng)計(jì)的是子囊類型及其數(shù)目。●在順序四分子的遺傳分析中，通過分析7種基本子囊類型的起源，可以對(duì)染色單體的干擾進(jìn)行分析，這在果蠅的三點(diǎn)測(cè)交中是不可能的。當(dāng)前45頁(yè)，總共56頁(yè)。第三節(jié)人類基因定位方法●家系分析法●體細(xì)胞雜交定位法●原位雜交定位法●

DNA分析法當(dāng)前46頁(yè)，總共56頁(yè)。家系分析法(PedigreeAnalysis)●通過分析、統(tǒng)計(jì)家系中有關(guān)性狀的連鎖情況，計(jì)算重組率并進(jìn)行基因定位的方法?！褡畛Ｓ玫募蚁捣治鍪切赃B鎖分析法，早在20世紀(jì)30年代，已通過家系分析法將人類的紅綠色盲、血友病A、G-6-PD等基因定位在X染色體上。當(dāng)前47頁(yè)，總共56頁(yè)。家系分析法(PedigreeAnalysis)●fivemodesofMendelianinheritance：AutosomaldominantAutosomalrecessiveX-linkedrecessiveX-linkeddominant--rareY-linked--veryrare(hairyears)當(dāng)前48頁(yè)，總共56頁(yè)?！駸o中生有為隱性，隱性伴性看女病，父女都病是伴性；●有中生無為顯性，顯性伴性看男病，母女都病是伴性。家系分析法(PedigreeAnalysis)當(dāng)前49頁(yè)，總共56頁(yè)。CongenitalGeneralizedHypertrichosis(先天性多毛癥)isanX-linkeddominanttrait.Affectedfathershaveallaffecteddaughtersandnoaffectedsons.Affectedfemalesaremorecommonthanaffectedmales.Thetraitispresentineachgenerationorislost.當(dāng)前50頁(yè)，總共56頁(yè)。CongenitalGeneralizedHypertrichosis(先天性多毛癥)isonemedicalsyndromethatcouldhavecontribu