上海交通大學(xué)遺傳學(xué)課件lecture3

1、等位基因的相互作用： 顯性，隱性，部分顯性，超顯性，復(fù)的等位基因 非等位基因的相互作用： 互補(bǔ)，抑制，顯性上位，隱性上位，疊加,復(fù)習(xí):,白花,白花A 白花B,（新比例）,紅花 / 白花=9:7,紅花,A,B基因型不同,白花，隱性,分別受到兩個不同的隱性基因控制，rr,cc,白花A(rrCC),白花B(RRcc),紅花（RrCc）,9R_C_：3R_cc：3rrC_：1rrcc,紅/白9/7,互補(bǔ)！,白花,白花A 白花B,（新比例）,紅花 / 白花=9:7,紅花,A,B基因型不同,白花，隱性,分別受到兩個不同的隱性基因控制，rr,cc,白花A(rrCC),白花B(RRcc),紅花（RrCc）,9

2、R_C_：3R_cc：3rrC_：1rrcc,紅/白9/7,互補(bǔ)！,2. 抑制基因（inhibitor）,有的基因本身不能獨(dú)立表現(xiàn)任何性狀，但可以完全抑止其他非等位基因的表型,稱為抑制基因,孟德爾比例被修飾為 ：,13：3,上位效應(yīng)（epistasis）,一對基因影響了另一對非等位顯性基因的效應(yīng),3. 隱性上位,孟德爾比例被修飾為 ：,9：3：4,上位由一對隱性基因引起,CcDd 灰色,灰色家兔（CCDD） 白色（ccdd）,9 C_D_：3 C_dd：3 ccD_：1 ccdd,9灰： 3黑： 3白： 1白,9：3：4,隱性上位,4. 顯性上位,孟德爾比例被修飾為 ：,12：3：1,顯性基因

3、遮蓋了另一對非等位顯性基因的表達(dá),BbYy 黑穎,燕麥黑穎（BByy） 黃穎（bbYY）,9 B_Y_：3 B_yy：3 bbY_：1 bbyy,9黑： 3黑： 3黃： 1白,12：3：1,顯性上位,5. 疊加效應(yīng)（duplicate effect）,兩對等位基因決定同一性狀的表達(dá)，具有疊加作用,A1a1A2a2 三角形,薺菜 三角形（A1A1A2A2） 卵形（a1a1a2a2）,9 A1_A2_：3 A1_a2a2：3 a1a1A2_：1 a1a1a2a2,9三角形： 3三角形： 3三角形： 1卵形,15：1,疊加效應(yīng),香豌豆實驗,PpLl 紫長,紫圓花粉粒（PPll） 紅長（ppLL）,紫

4、長；P_L_： 紫圓 P_ll：紅長3 ppL_：紅圓ppll,3910 1303 1303 434（9:3:3:1),4831 390 393 1338,三點測驗（three-point testcross）,F1 +sh+wx+c 飽滿非糯性有色,玉米P1 P2： 凹陷、非糯性、有色 飽滿、糯性、無色,shsh、 +、 + +、wxwx、cc, shshwxwxcc 凹陷糯性無色,親型,單交換型1,單交換型2,雙交換型,怎樣決定順序？,1. 找到親型，雙交換型,2. 在連鎖群上，位置發(fā)生改變的那個基因在中間。,sh,距離的確定？,遺傳距離的確定,兩個基因距離近，交換的機(jī)會就小，距離遠(yuǎn)交換的

5、機(jī)會越大。 因此用兩個基因交換的幾率，代表兩個基因之間的距離 已知兩個基因交換的幾率可以用F1代形成配子重組型配子占總配子的比例來表示： 重組值, 距離,百分比,cM厘摩,（centimorgan）,Wx-sh間的單交換值（,Wx-sh間遺傳距離為18.4 cM,Wx-c間的單交換值,601,626,6）,/6708,=18.4%,（113,116,6）,6708,=3.5%,shc間遺傳距離為3.5 cM,Wx-sh間遺傳距離為18.4 cM,shc間遺傳距離為3.5 cM,18.4,3.5,18.4+3.5=21.9,香豌豆實驗,PpLl 紫長,紫圓花粉粒（PPLL） 紅長（ppll）,紫

6、圓；P_L_： 紫長 P_ll：紅圓3 ppL_：紅長ppll,3910 1303 1303 434（9:3:3:1),4831 390 393 1338,（9:3:3:1),紅圓ppll,1338,pl,pl,4831 390 393 1338 6952,(1338/6952)1/20.4387,1-0.43872=,0.1226,（0.50.4387）2=,P-L之間的遺傳距離為12.26,F2,紫圓；P_L_： 紫長 P_ll：紅圓3 ppL_：紅長ppll,第三章第二節(jié)性染色體與性別決定,性別是一切真核生物的共同特征 雌雄兩性別比例為1：1也是一種測交結(jié)果 性染色體：與性別決定有關(guān)的，

7、一對大小不同的同源染色體（或一個）（sexchromosome） 其余各對染色體則統(tǒng)稱為常染色體（autosome），通常以A表示。 果蠅：2n=8 雌性：AA（44）+XX（2） 雄性：AA（44）+XY（2） 性染色體決定性別的幾種類型 XY型 ZW型,全部哺乳動物 某些兩棲類 某些魚類 很多昆蟲（果蠅） 植物（雌雄異株） 果蠅為XY，但也有XO, 雄性(蝗蟲，蟋蟀)。 雌性同配子性別（homogametic-sex） 雄性：異配子性別（heterogametic-sex）,XY型,果蠅的性別決定,人的性別決定,Y染色體短臂上有一個編碼睪丸的性別決定因子（TDF）。 其中有一段序列編碼22

8、3個氨基酸的多肽稱為SRY(sex determination region on the Y )基因,鳥類(包括家禽) 鱗翅目昆蟲（家蠶） 某些兩棲類（青蛙）及爬行類（蛇，鱷，烏龜） 雄性為同配子性別（homogametic-sex）ZZ 雌性為異配子性別（heterogametic-sex）,ZW型,直翅目昆蟲(蝗蟲，蟋蟀，蟑螂) 雌性：XX 雄性：XO,XO型,高等植物大多數(shù)雌雄同株 決定與遺傳：雌雄異株：雌性XX，雄性XY,植物,海生蠕蟲后（蟲益）蟲（Bonellia） 自由游泳是中性落入海底雌性長出吻，幼蟲落到吻上，成為雄蟲，寄居在雌蟲的子宮內(nèi) 蜜蜂，倍性與環(huán)境決定性別 如鱷魚等，它

9、們的性別由孵化溫度決定：高溫為一種性別，低溫為另一種。,環(huán)境性別決定系統(tǒng),并非所有種類都是兩性分離的。絕大多數(shù)植物和少部分低等動物的個體可以既產(chǎn)生精子又產(chǎn)生卵子。 植物（玉米）成為雌雄同株， 動物（如蚯蚓）成為雌雄同體。 雌雄同株的植物和雌雄同體的動物的所有個體都具有相同的染色體,第三節(jié) 性連鎖遺傳,人類的伴性遺傳： （一）伴X顯性遺傳：決定遺傳性狀的顯性基因在X染色體上的遺傳方式稱。女性多于男性，且多為雜合子。 例如：抗維生素D佝僂病（該致病基因定位在Xp22.2-Xp22.1）：P48 （二）伴X隱性遺傳：由X染色體攜帶的隱性基因的遺傳方式稱。如色盲、A型血友病等表現(xiàn)為伴X隱性遺傳.P49

10、圖3-2,(三)Y連鎖遺傳,人類中此遺傳方式很少,僅僅由父親傳給兒子,不傳給女兒,又稱限雄遺傳。如男性的毛耳緣遺傳。 伴Y遺傳的毛耳緣性狀在印第安人群中常見，其他地區(qū)的人群中極少見。 研究表明：Y染色體是雄性哺乳動物所必須的，某種雄性化基因一定存在于Y染色體的差別區(qū)段上，如睪丸決定因子（TDF）,圖4-8 耳毛的性連鎖,四、限性遺傳和從性遺傳： 限性遺傳（sex-limited inheritance）：指Y染色體（XY型）或W染色體（ZW型）上基因所控制的遺傳性狀，只局限于雄性或雌性上表現(xiàn)的現(xiàn)象。 限性遺傳的性狀多與性激素有關(guān)。例如，哺乳動物的雌性個體具有發(fā)達(dá)的乳房、某種甲蟲的雄性有角等等。

11、 限性遺傳與伴性遺傳的區(qū)別： 限性遺傳只局限于一種性別上表現(xiàn)，而伴性遺傳則可在雄性也可在雌性上表現(xiàn)，只是表現(xiàn)頻率有所差別。,從性遺傳（sex-controlled inheritance）或稱為性影響遺傳（sex-influenced inheritance）：不是指由X及Y染色體上基因所控制的性狀，而是因為內(nèi)分泌及其它關(guān)系使某些性狀只出現(xiàn)于雌、雄一方；或在一方為顯性，另一方為隱性的現(xiàn)象。 例如，羊的有角因品種不同而有三種特征： . 雌雄都無角； . 雌雄都有角； . 雌無角而雄有角。 以前兩種交配，其F1雌性無角，而雄性有角。反交結(jié)果和正交相同。,真菌類的遺傳分析,粗糙脈孢酶和酵母都是真菌，

12、低等真核生物 1. 子囊孢子是單倍體 直接反應(yīng)基因的表型 2. 一次只分析一個減數(shù)分裂的產(chǎn)物（比較2倍體）,雌性配子n,雄性配子n,合子2n,分析減數(shù)分裂的配子,測交,3. 體積小，易繁殖，后代大量，結(jié)果容易統(tǒng)計 4. 有性生殖，染色體結(jié)構(gòu)和功能類似高等動、植物,每次減數(shù)分裂結(jié)果(四個分生孢子，或其有絲分裂產(chǎn)生的八個子囊孢子)都保存在一個子囊中； 四分子或八分子在子囊中呈直線排列直列四分子，直列八分子，具有嚴(yán)格的順序。,減數(shù)分裂特點：,一、順序四分子及其遺傳分析,四分子分析(tetrad analysis)： 減數(shù)分裂的4個產(chǎn)物保留在一起，稱四分子，對四分子表現(xiàn)進(jìn)行的遺傳分析，稱為四分子分析。

13、,（一）著絲粒作圖（centromere mapping)：利用四分子分析法，測定基因與著絲粒間的距離。 染色體作圖的依據(jù)：在非姐妹染色單體間沒有發(fā)生著絲粒和基因間交換的減數(shù)分裂，稱第一次分裂分離（first-division segregation)或叫M1模式分離。P79圖3-20 若發(fā)生了交換，稱第二次分裂分離（second-division segregation)或稱M2模式分離。P80圖3-21,例：紅色面包霉的連鎖與交換,紅色面包霉有一個與賴氨酸合成有關(guān)的基因(lys)： 野生型能夠合成賴氨酸，記為lys+，能在基本培養(yǎng)基(不含賴氨酸)上正常生長，成熟子囊孢子呈黑色； 突變型不能

14、合成賴氨酸，稱為賴氨酸缺陷型，記為lys-，在基本培養(yǎng)基上生長緩慢，子囊孢子成熟較遲，呈灰色。 用不同接合型的lys+和lys-雜交，可預(yù)期八個孢子中l(wèi)ys+和lys-呈4:4的比例，事實也是如此。 在對子囊進(jìn)行鏡檢時發(fā)現(xiàn)孢子中l(wèi)ys+和lys-有六種排列方式，即我們教材p80表3-7所示的六種排列方式。,六種子囊孢子排列方式,六種子囊孢子排列方式,第一次分裂分離與第二次分裂分離,(1-2)兩種排列方式：野生型lys+和突變型lys-在 M1彼此分離，稱第一次分裂分離(first division segregation)。 著絲粒和lys基因位點間不發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這兩種子囊類型

15、就是非交換型子囊。,(3-6)四種排列方式：第一分裂產(chǎn)物中野生型與突變型未發(fā)生分離，野生型和突變型 M2發(fā)生分離，稱第二次分裂分離(second division segregation)。 著絲粒與基因位點間發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這四種子囊均為交換型子囊。,非交換型、交換型子囊的形成,著絲點距離與著絲點作圖,將著絲點當(dāng)作一個基因位點看待，計算基因位點與著絲點間的交換值，估計基因與著絲點間的遺傳距離，稱為著絲點距離。 每個交換型子囊中，基因位點與著絲粒間發(fā)生一次交換，其中半數(shù)孢子是重組型(重組型配子)。因此，交換值（重組率RF）的計算公式為： M1/2 RF= 100% M+M RF 0

16、-lys= (9+5+10+16) 1/2 / (105+129+ 9+5+10+16) 100%=7.3% 即著絲粒與 lys 間的距離為7.3cM。,（二）兩個連鎖基因的作圖,粗糙鏈孢酶有兩個突變型： 煙酸依賴型(nic)-需在培養(yǎng)基中添加煙酸才能生長 腺嘌呤依賴型(ade)-需在培養(yǎng)基中添加腺嘌呤才能生長 nic+ +ade,必有6 6=36種不同的子囊型，但若把著絲粒在減數(shù)分裂中的隨機(jī)趨向造成的不同歸為一類，可歸納為7種基本子囊型（見P82表3-8） 如只考慮性狀組合，不考慮孢子排列順序，還可把子囊分為3種類型：,1、親二型（parental ditype PD)，2種基因型，都為親型

17、，包括和 2、非親二型（non-parental ditype，NPD)：2種基因型，都為重組型，包括和。 3、四型（tetratype,T)：4種基因型，2親本2重組，包括、和,1、判斷nic和ade是獨(dú)立分配還是連鎖： 若獨(dú)立分配，則PD：NPD=1或1 若連鎖，則PD：NPD 1 實際上： PD：NPD1，所以兩基因連鎖。 2、計算著絲粒和兩基因間的RF： RF（0-nic)=(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (5+90+1+5)/1000 100%=5.05%;圖距=5.05cM RF（0-ade)=(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (90+90+1+5)/

18、1000 100%=9.3%;圖距=9.3cM 根據(jù)RF值可知兩基因在染色體上有兩種可能排列方式： nic ade nic ade 5.05 9.3 5.05 9.3,3、判定兩基因在染色體的同臂還是異臂上： 估算兩基因的RF值： RF（nic-ade)=重組型/（親本型+重組型） 100%=（1/2T+NPD）/（T+PD+NPD） 100%= 1/2（90+5+5）+（1+1）/1000 100%=5.2%，圖距=5.2cM 0 nic ade 5.05 5.2 10.25,利用兩連鎖都處在M時的PD和NPD四分子類型出現(xiàn)的頻率來判斷它們處在同臂還是異臂上：,若兩連鎖基因在異臂上，則PD與

19、NPD都由雙交換形成且機(jī)會相等，所以PD=NPD。但事實上PDNPD故此情況不可能 nic和ade在同臂上 已知RF（0-nic)+ RF（nic-ade)=5.05%+ 5.2% RF（0-ade)=9.3% 即RF（0-nic)+ RF（nic-ade) RF（0-ade) 原因：著絲粒和ade間發(fā)生過雙交換，但在計算 RF（0-ade)時卻沒有計算在內(nèi)，而在計算RF（0-nic)和 RF（nic-ade)時都各計算一次。,校正著絲粒與 ade間的重組值,由上表可以看出202+208 372， 低估的重組值= （202+208-372）/4000 100%=0.95% RF（0-nic)+

20、 RF（nic-ade) = RF（0-ade)+0.95%=9.3% +0.95%=10.25%,第八節(jié) 人類基因組的染色體作圖,一、人類基因定位方法 （一）家系分析法：通過分析、統(tǒng)計家系中有關(guān)性狀的連鎖情況和重組率進(jìn)行基因定位的方法。 1、只出現(xiàn)在男性 基因定位在Y染色體上 2、X連鎖基因的定位 根據(jù)伴性遺傳特點 3、外祖父法,(1)前提條件：兩個連鎖基因位于X染色體上的； 母親是兩對基因的雜合體； 如：紅綠色盲基因a； 蠶豆病(G6PD-)基因：g (2) 外祖父法定位原理 外祖父 母親(雙雜合體) 兒子 AG/Y AG/ag AG/Y ag/Y Ag/Y aG/Y aG/Y aG/Ag aG/Y Ag/Y AG/Y ag/Y Ag/Y Ag/aG Ag/Y aG/Y AG