遗传作图
遗传作图及基因定位
连锁分析的原理
遗传标记与疾病基因连锁
通过分析遗传标记在疾病家系中的传递 情况，判断遗传标记与疾病基因是否连 锁。
VS
遗传距离与重组率
利用遗传标记与疾病基因的相对位置关系 ，计算遗传距离和重组率，进一步定位疾 病基因。
连锁分析的应用
定位到特定的染色体 区域。
生物信息学方法
利用计算机技术对大量基因组数据进 行整合分析，确定基因位置。
03
遗传标记与连锁分析
遗传标记的种类
形态学标记
利用个体的形态差异进行标记，如身高、肤色等。
细胞学标记
利用细胞分裂和染色体变异进行标记，如染色体数目和结构异常。
分子遗传标记
利用DNA序列变异进行标记，如单核苷酸多态性（SNP）。
遗传信息传递
生物体的遗传信息通过DNA分 子传递给后代，基因型的不同
会导致表型的不同。
连锁分析
利用基因型和表型之间的连锁 关系，通过统计分析确定基因 在染色体上的位置。
分子标记技术
利用DNA分子的多态性，通过比较 不同个体间的基因型差异，构建基 因型和表型之间的对应关系。
全基因组测序
通过对全基因组进行测序和分析，确 定基因在染色体上的位置和功能，进
疾病风险预测
基因定位可以帮助预测个体患某种疾病的风险，为预防措施提供指 导。
生物进化研究
01
物种起源与演化
基因定位有助于揭示物种的起源 和演化过程，了解生物多样性的 形成机制。
02
适应性进化研究
03
系统发生学研究
通过基因定位技术，可以研究生 物对环境变化的适应性进化过程。
基因定位有助于构建物种之间的 系统发生关系，为生物分类提供 依据。
第5篇 遗传图谱
第5章遗传图谱遗传图谱是应用遗传学技术构建能显示基因以及其它序列特征在基因组上的位置的图。
遗传学技术包括杂交育种实验、人类家族的系谱分析。
1 遗传图谱的标记1.1 基因基因是首先被使用的标记。
最初的遗传图谱是在20世纪初对果蝇等生物构建的，使用基因作为标记。
一个遗传性状必须以两种替换形式或表型存在才能用于遗传学分析。
如孟德尔首先研究的豌豆茎的高或矮。
每种表型是由相应基因的不同等位基因所决定的。
起初只有那些能通过视觉区分的基因表型能用于研究。
比如，第一张果蝇遗传图显示了负责身体颜色、眼睛颜色、翅膀形态等基因的位置，这些表型都可在低倍显微镜下或肉眼观察果蝇而看到。
早期觉得这种方法很精确，但遗传学家们很快发现，只有有限的几种可见表型的遗传可用于研究，而在许多情况下，由于不止一个基因影响一个物理特征，分析起来并不太容易。
例如，到1922年，有超过50个基因被定位在4条果蝇染色体上，而其中9个基因负责眼睛的颜色，想在此领域有所贡献的每一个初涉者必须首先学会辨别果蝇眼睛的颜色是红、淡红、朱红、石榴石红、康乃馨色、肉桂色、深褐色、猩红色或深红色。
为了使基因图更加全面，有必要找到一些比可见的性状更多、更明确而且更简单的性状。
解决的方法是应用生物化学方法区分表型。
这对于微生物与人类尤为重要。
细菌与酵母只有为数很少的可见性状，因此这类生物的基因作图只能依赖于生化表型。
人类以血液分型为代表的生化标记研究从20世纪20年代就开始了。
血液分型研究不仅包括如ABO系统的标准血型，还有血清蛋白以及人类白细胞抗原（HLA系统）等免疫蛋白的等位基因可变体。
这些标记相对于可见表型的一个巨大优点是其相关基因往往为复等位基因。
HLA-DRB1基因至少有59个等位基因，而HLA-B至少有60个。
这正是与人类基因作图相关的。
与在果蝇或小鼠等生物中建立的杂交实验不同，人类基因遗传的数据只能通过检查一个家族中各成员的表型来获得。
如果对所研究的基因而言，所有的家族成员都为纯合子，就得不到有用的信息。
第四章连锁遗传与遗传作图(共46张PPT)
描述
相引相 两两个个显显性性性性状状连在连一在起一遗起传遗传 两两个个隐隐性性性性状状连在连一在起一遗起传遗传
相斥相 一一个个显显性性性性状状与与另另一一个个隐性隐性性状性状
一个个隐隐性性性性状状与与另另一一个个显显性性性性状状
亲本 花色 花粉粒形状
P1 紫花(显) 长花粉粒 (显)
P2 红红花花(隐隐) 圆圆花花粉粉粒粒 (隐隐) P1 紫花(显) 圆花花粉粉粒粒 (隐 )
(1)紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒，发现其F2表型不符合自由组
合规律，亲本型个体远多于重组型个体（4831：390：393：1338）。 (2)紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒，发现其F2表型也不符合自由组合规 律，亲本型个体远多于重组型个体（226：95：97：1）。
1
组合一 ： 紫花、长花粉粒×红花、圆花粉粒
4、影响交换值的因素
（1）年龄对交换值的影响：老龄雌果蝇的重组率明显下降。
（2）性别对交换值的影响：雄果蝇和雌家蚕的进行减数分裂时很少发生
交换。
（3）环境条件对交换值的影响：高等植物的干旱条件下重组率会下 降，一定范围内，增加温度可以提高交换值。
16
二、基因定位（gene location/localization）
三、完全连锁和不完全连锁
１．完全连锁 (complete linkage)：如果连锁基因的杂种F1(双杂合体)只产生
两种亲本类型的配子，而不产生非亲本类型的配子，就称为完全连锁。
２．不完全连锁 (incomplete linkage)：指连锁基因的杂种F1不仅产生 亲本类型的配子，还会产生重组型子。
a2 a
14
香豌豆P-L基因间交换值测定
相引组
基因组学考试 名词解释
武汉大学李阳生老师基因组学考试名词解释名词解释1.基因= 由不同的DNA片段共同组成的一个完整的表达单元，有一个特定的表达产物，表达产物可以是RNA分子，亦可为多肽分子。
2.遗传图谱=以遗传距离表示基因组内基因座位相对位置的图谱。
3.遗传作图= 采用遗传学分析方法将基因或其他DNA顺序标定在染色体上构建连锁图。
4.DNA标记= 一段DNA顺序，具有2个或多个不同的可以区分的版本，即等位形式。
AFLP、STS、RALP、RFLP、SSR、SNP等。
5.重组热点= 染色体的某些位点之间比其他位点之间由更高的交换频率，被称为重组热点。
6.共分离= 在有性繁殖的后代，这种基因附近有一个紧密连锁的分子标记与连锁的基因有最大的可能同时出现在同一个体中，这一现象被称为共分离。
7.物理图谱= 指表示DNA序列上DNA标记之间实际距离的图。
8.物理作图= 采用分子生物学技术直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组实际位置。
9.重叠群= 相互重叠的DNA片段组成的物理图称为重叠群。
10.稀有切点限制酶=指该酶识别的碱基顺序在基因组中只有很少数量，可产生较大的DNA片段。
11.DNA指纹= 小卫星DNA具有高度的可变性，不同个体，彼此不同。
但“小卫星DNA”中有一段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。
如果把核心序列串联起来作为探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有转移性和特征性，因人而异，因此被称作“DNA指纹”(DNA fingerprint)。
12.染色体步移=从第一个重组克隆插入片段的一端分离出一个片段作为探针从文库中筛选第二个重组克隆，该克隆插入片段含有与探针重叠顺序和染色体的其他顺序。
从第二个重组克隆的插入片段再分离出末端小片段筛选第三个重组克隆，如此重复，得到一个相邻的片段，等于在染色体上移了一步，故称之为染色体步移（Chromosome Walking）染色体步移技术（genome walking）是一种重要的分子生物学研究技术，使用这种技术可以有效获取与已知序列相邻的未知序列。
连锁遗传及染色体作图
Linkage is the tendency for alleles of two or more genes to pass from one generation to the next in the same combination. Only genes situated on the same chromosome can show linkage. That means the closer together any two genes lie on the same chromosome the more linkage they are to show linkage and the stronger that linkage will be.
* 发生交换的性母细胞比例为交换值的?倍
4.3 Mapping gene on chromosome
单交换(single cross-overs)：基因间分别发生单个交换 双交换(double cross-overs)：同源染色体上的等位基因间同时 发生两次单交换。
图距：If the recombination frequency is 14%, they have a map distance of 14 map units (图距) between them. 1% recombination is equivalent to 1 map unit. (1%的重组率等于1 个图距)
Three-factor crosses (三点测验法): These are more accurate than two-factor crosses, in that they identify and utilize many of the double cross-overs that are missed by two-factor cross.
遗传作图的名词解释
遗传作图的名词解释遗传作图是一种在生物学领域中常用的研究技术，通过分析个体基因组的遗传特征来探索基因之间的关联和遗传信息的传递方式。
随着分子生物学技术的不断发展，遗传作图在基因组研究中扮演着重要的角色。
在本文中，我们将对遗传作图进行深入解释。
遗传作图的基本原理是基于遗传连锁现象。
当两个基因位点在同一染色体上，且它们之间的重组事件率低于50%时，这两个基因就会被认为存在遗传连锁现象。
遗传作图通过分析大量家系或群体的基因型数据，能够确定基因位点之间的相对位置和遗传距离。
这样的作图结果可以提供有关基因组结构和功能的重要线索。
在遗传作图中，最常用的工具是连锁图。
连锁图是一种描述遗传连锁的图形，通过将基因位点用线段连接，表示它们之间的连锁关系。
图中的距离和位置表示遗传距离和相对位置。
通过测量连锁图中的距离和角度，研究人员可以推断出基因之间的相对顺序和距离。
遗传作图对于遗传研究具有重要意义。
首先，它可以帮助科学家了解基因在染色体上的分布和排列方式。
这对于理解基因组结构和功能至关重要。
其次，遗传作图可以揭示基因之间的遗传关联和相互作用。
通过分析遗传连锁的程度和位置，研究人员可以推断出基因之间的相互作用方式，为研究复杂性状的遗传机制提供线索。
除了连锁图，遗传作图还可以利用其他可视化工具来呈现研究结果。
例如，热图可以用来展示不同基因位点之间的遗传相关性，颜色的深浅表示相关程度。
散点图则可以用来表示不同个体间基因型的差异和关联程度。
这些图形工具可以帮助研究人员更直观地理解和解释大量的遗传数据。
遗传作图也不仅仅局限于基因研究领域。
近年来，随着大规模基因组测序技术的推进，个体基因组的遗传信息越来越易获取。
因此，遗传作图不仅可以用于研究人类遗传疾病的发病机制，还可以应用于农业种质改良、动植物育种等领域。
综上所述，遗传作图是一种重要的分子生物学研究技术，通过分析基因型数据和遗传连锁现象，可以推断基因之间的相对位置和遗传距离。
细菌及病毒的遗传作图
7.1 细菌和病毒遗传研究的意义
7.1.1 细菌的培养 7.1.2 细菌在生物进化树中的地位 7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性 7.1.4 细菌和病毒的拟有性过程
7.1.1 细菌培养
平皿分离 平皿培养
摇瓶培养
7.1.2 细菌在生物进化树中的地位
产烷生物
盐杆菌
7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性
❖ 建立纯系的方法——纯培养
➢ 纯系：由单个细胞繁殖而 来的菌落称为纯系。
➢ 菌种纯：采用平板表面涂 布法或划线法获得单株菌 落。这种方法获得的纯系， 称为“菌种纯”。
➢ 菌株纯：利用显微操纵器 进行菌丝尖端切割等方法 获得单个细胞，并直接培 养建立纯系，这种方法获 得的纯系称为“菌株纯”。
❖选择培养法鉴定突变型与重组型
类病毒：一个单链环状的裸露的RNA。 拟病毒：线状单链RNA＋环状单链RNA。 朊病毒：蛋白质颗粒。
7.2.3 噬菌体的生活周期
❖烈性噬菌体（virulent phage）——噬菌体侵入宿主细
胞后，利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质
的合成，组装出许多子噬菌体，使宿主细胞裂解而释放子
许多细菌的突变都与培养基营养成分及培养条件有关。 ➢ 营养缺陷型的筛选、鉴定——选择培养法。是根据菌
+++
S C01 mi S++
+ C01 mi S C01 + + + mi
S + mi
+ C01 + 总数
975 924 30
2.9%
32 61 51 5.3% 5 13 0.86% 2091
Rf s-co1 =3.76% Rf s-mi =6.16% Rf co1-mi=9.92%
遗传作图的原理与应用
遗传作图的原理与应用1. 介绍遗传作图是一种研究基因在染色体上分布和遗传连锁关系的方法。
通过观察遗传物质在后代中的分离和重组情况，可以推断基因在染色体上的相对位置以及基因之间的遗传连锁关系。
遗传作图在遗传学研究中起着重要的作用，尤其是在进化研究、遗传病研究等领域具有广泛的应用。
2. 遗传作图的原理遗传作图的原理基于基因之间的遗传连锁关系和染色体的重组。
当两个基因位于同一染色体上，并且它们之间存在遗传连锁关系时，它们很有可能会一起遗传给后代。
通过观察后代中这两个基因的联合分离情况，可以推断它们在染色体上的相对位置。
2.1 遗传连锁关系遗传连锁是指两个或多个基因由于位于同一染色体上而在遗传过程中往往一起遗传给后代。
当两个基因位于同一染色体上时，它们的连锁距离越近，联合分离的概率越低；反之，连锁距离越远，联合分离的概率越高。
2.2 染色体的重组染色体的重组是指染色体上的两段基因在配子形成过程中会发生交叉互换，从而使得基因顺序发生改变。
重组事件会导致连锁基因发生分离，使得原本连锁的基因重新组合。
通过观察重组事件的频率，可以推断基因之间的距离。
3. 遗传作图的方法遗传作图采用一系列实验方法来观察基因的分离和连锁关系，其中最常用的方法是杂交和连锁分析。
以下是两种常见的遗传作图方法：3.1 重组频率法重组频率法是通过观察重组事件的频率来推断基因之间的距离。
首先进行杂交实验，通过自交或者交配获得大量的后代。
然后统计出现重组事件的比例，根据重组事件的频率可以推算出基因之间的距离。
3.2 构建连锁图构建连锁图是通过观察连锁事件的频率来确定基因之间的相对位置。
首先进行杂交实验，确定基因之间的连锁关系。
然后通过观察连锁的事件频率来确定哪些基因位于同一染色体上，并根据连锁频率推断基因的相对位置。
4. 遗传作图的应用遗传作图在遗传学研究中有着广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域：4.1 进化研究遗传作图可以帮助研究者了解不同物种的进化过程，推断物种间的亲缘关系以及基因在染色体上的位置。
第五章 遗传作图与QTL定位
）
11
作图软件： 作图软件：Mapmaker/QTL
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）
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）
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五）多重区间作图法
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QTL的性质 QTL的性质
可能是一个基因， ⑴ QTL可能是一个基因，也可能是几个基因； 可能是一个基因 也可能是几个基因； 数量性状受为数不多、效应不等的几个QTL影 ⑵ 数量性状受为数不多、效应不等的几个 影 响。少数位点对性状变异贡献很大 由于不同群体的遗传背景不同， ⑶ 由于不同群体的遗传背景不同，根据不同群体 确定的QTL会有差异 确定的 会有差异 统计分析确定的QTL的位置并非物理上的位置 ⑷ 统计分析确定的 的位置并非物理上的位置
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CSSLs系(chromosome segment substitution lines) 染色体片段 置换系或渗入系(intro-gression lines, ILs) 是以一亲本为受体, 另一亲本为供体, 建立的一套覆盖供体 亲本全基因组、相互重叠的染色体单片段代换群体。 ILs系 ( introgression lines )远缘杂交重组系或渗入系。 SSSL (single segment substitution lines)Байду номын сангаас片段替换系
2系祖效应3132作图群体作图群体参考家系资源家系系谱记录表型记录基因型记录遗传连锁分析linkageanalysis第一种设计近交系的杂交资源第二种设计远交系统杂交第三种设计群体结构任意家系三种系统需要系谱记录33cssls系chromosomesegmentsubstitutionlines染色体片段置换系或渗入系introgressionlinesils是以一亲本为受体另一亲本为供体建立的一套覆盖供体亲本全基因组相互重叠的染色体单片段代换群体
基因组学考试名词解释
武汉大学李阳生老师基因组学考试名词解释名词解释1.基因=由不同的DN A片段共同组成的一个完整的表达单元，有一个特定的表达产物，表达产物可以是RNA分子，亦可为多肽分子。
2.遗传图谱=以遗传距离表示基因组内基因座位相对位置的图谱。
3.遗传作图=采用遗传学分析方法将基因或其他D N A顺序标定在染色体上构建连锁图。
4.DNA标记=一段DNA顺序，具有2个或多个不同的可以区分的版本，即等位形式。
A FLP、STS、RALP、RFLP、SSR、SNP等。
5.重组热点=染色体的某些位点之间比其他位点之间由更高的交换频率，被称为重组热点。
6.共分离=在有性繁殖的后代，这种基因附近有一个紧密连锁的分子标记与连锁的基因有最大的可能同时出现在同一个体中，这一现象被称为共分离。
7.物理图谱=指表示DNA序列上DN A标记之间实际距离的图。
8.物理作图=采用分子生物学技术直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组实际位置。
9.重叠群=相互重叠的D NA片段组成的物理图称为重叠群。
10.稀有切点限制酶=指该酶识别的碱基顺序在基因组中只有很少数量，可产生较大的DNA片段。
11.DNA指纹=小卫星DNA具有高度的可变性，不同个体，彼此不同。
但“小卫星DNA”中有一段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。
如果把核心序列串联起来作为探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有转移性和特征性，因人而异，因此被称作“DNA指纹”(DNA finger print)。
12.染色体步移=从第一个重组克隆插入片段的一端分离出一个片段作为探针从文库中筛选第二个重组克隆，该克隆插入片段含有与探针重叠顺序和染色体的其他顺序。
《遗传作图》课件
对收集到的数据进行清洗、整 理和标准化处理，以确保数据 的准确性和可靠性。
统计分析
利用统计分析方法，计算遗传 标记与表型之间的关联度，并 确定基因在染色体上的位置。
数据收集
收集个体的基因型和表型数据 ，以及相关的生物样本和临床 信息。
遗传标记选择
选择与表型相关的遗传标记， 并进行基因分型。
良手段。
抗逆性研究
分析植物在各种环境压力下的基因 表达和变异，揭示植物抗逆性的分 子机制，培育抗逆性更强的新品种 。
植物系统发育研究
利用遗传作图技术，研究植物物种 间的亲缘关系和系统发育，揭示植 物多样性的演化历程。
动物遗传作图的应用案例
动物育种
通过遗传作图技术，定位和克隆 控制动物生长、繁殖和品质性状 的基因，为动物育种提供关键的
结果解读
对分析结果进行解读和解释， 并提供相关的生物信息和医学 建议。
04
遗传作图的发展与展望
遗传作图的发展历程
遗传作图的起源
遗传作图最早起源于20世纪初，随着生物学和遗传学的发 展，科学家开始尝试对生物体的遗传信息进行组织和分类 。
分子标记技术的发展
随着分子生物学技术的不断发展，科学家开始利用分子标 记技术进行遗传作图，这为遗传作图提供了更准确、更可 靠的工具。
高通量测序技术的兴起
近年来，随着高通量测序技术的兴起，遗传作图的技术手 段得到了极大的提升，可以更加快速、准确地获取生物体 的遗传信息。
遗传作图的未来展望
1 2
全面解析生物体的遗传信息
随着技术的不断发展，未来遗传作图将更加深入 地解析生物体的遗传信息，为生物体的研究和应 用提供更加全面的信息。
跨物种比较和进化研究
第十一章遗传作图课件
核苷酸杂交:
DNA芯片
动态等位基因特异 的杂交
第三节 遗传作图的方法
▪ 遗传学简介 ▪ 等位基因随机分离定律 ▪ 独立遗传定律 ▪ 完全连锁 ▪ 不完全连锁 ▪ 不完全显性 ▪ 共显性
孟德尔第一定律
等位基因随机分离(The Law of Segregation)
Parents
♂ AA
♀
×
aa
F1
▪ ♪ 在基因组编码顺序中, SNP 大多位于密码 子的摇摆位置, 表现为基因沉默而被大量保 留下来;
▪ ♪ 大多数SNP所在的位置不能被限制酶识 别, 必须采取测序或寡核苷酸杂交检测;
▪ ♪ SNP 在基因组中的数量极大.二倍体细胞
/SNP/index.html
基因标记的缺点
高等生物, 如 脊椎动物和显花植物等, 可用 作标记的基因十分有限, 许多性状都涉及多 基因；
高等生物基因组中存在大量的基因间隔区, 纯粹用基因作为标记将在遗传图谱中留下大 片的无标记区段；
只有部分基因其等位基因成员可以通过常规 试验予以区分, 因而产生的遗传图是不完整 的, 必需寻找其他有效的标记；
单一标记分析法、区间作图法、复合区间作图法、混合
5.作图实例
本章要点:
遗传作图 遗传作图的方法 PIC SSLP SNP 共分离 图位克隆 转化、转导、结合转移 思考如何将一种分子标记(如RFLP)标记在连锁遗传图上?
不完全连锁
连锁遗传定律 (48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
2.连锁分析
连锁发生的时期
减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分离 →双价体→重组
重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.
基因组学遗传作图物理图
2.2.2 DNA（分子）标记
? 限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RF）LP
? 简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) ? 小卫星序列：（Minisatellite DN）A ? 微卫星序列：（Microsatellite DNA, ）MS
? 功能蛋白质组 (Functional Proteome) ：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
中英联合实验室
基因组计划
? 模式微生物基因组计划 ? 模式植物基因组计划 ? 模式动物基因组计划 ? 人类基因组计划
中英联合实验室
什么是基因组？
一个物种中所有基因的整体组成。 人类基因组的两层意义：遗传信息和 遗传物质。 揭开生命的奥秘，需要从整体水平研 究基因的存在、基因的结构与功能、 基因之间的相互关系。
中英联合实验室
基因组研究内容
?基因表达研究，即比较不同组 织和不同发育阶段、正常状态与 疾病状态，以及体外培养的细胞 中基因表达模式的差异。 ?基因产物 -蛋白质功能研究，包 括单个基因的蛋白质体外表达方 法。
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 基因标记：有用、有效，并非理想。
? 高等生物，可用作标记的基因十分有限 ? 许多性状都涉及多基因。 ? 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因
标记将在遗传图中留下大片的 无标记区段。 ? 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因
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♪ 性别之间也会表现重组率的差异
♪ 同一染色体发生多起交换的现象
3. 不同模式生物的连锁分析 连锁分析的三大范畴: ♪ 有性杂交实验 ♪ 系谱分析 ♪ DNA转移
3.1 杂交实验的连锁分析
杂交实验的连锁分析的程序: 选择已知基因型的亲本 → 设计杂 交方案 → 获得交配的子代 → 分析其表 型及基因型
两点杂交
多点杂交
RFLP连锁图 ♪ RFLP 作图的程序 与经典遗传作图类似,只是统计性状改为DNA 分子标记; 程序：选择已知基因型的亲本 → 设计杂交方案 → 获得交配的子代 → 分析其DNA分子标记
♪ 共分离: 在有性繁殖的后代,假如基因附近有一 紧密连锁的分子标记,在细胞减数分裂时分子标 记与基因之间由于相距太近很少有机会发生交换， 那么这种分子标记与连锁的基因有最大的可能同 时出现在同一个个体中，这种现象被称为共分离. ♪ 图位克隆:从分子标记连锁图中找到与靶基因 位于同一连锁群的分子标记,然后再从同一连锁 群的分子标记中检测与靶基因接近的分子标记, 依次渐进,直至获得最接近基因座的标记为止.
Ab 25% AABb AAbb AaBb Aabb
aB 25% AaBB AaBb aaBB aaBb
ab 25% AaBb Aabb aaBb aabb
如何进行遗传作图？
A:a=1:1 B:b=1:1
连锁遗传定律
Parents
F1 F2 ♂
A B
A×a b B
AaBb
a b
♀
AB 50% AB(50%) AABB Ab(0%) aB(0%) Ab(50%) AaBb
单一标记分析法、区间作图法、复合区间作图法、混合显性模型的分析方法
5. 作图实例
本章要点：
遗传作图 遗传作图的方法 PIC SSLP SNP 共分离 图位克隆 转化、转导、结合转移 思考如何将一种分子标记(如RFLP)标记在连锁遗传图上?
♂ A
♀
A × a a
F1
F2 A A
A a
1:2:1
A a a a
A:a=1:1
如何进行遗传作图？
孟德尔第二定律
独立分配定律(the law of independent assortment) Parents F1 F2 ♂ A B A× a B b AaBb
a b
♀
AB 25% AB(25%) AABB Ab(25%) AABb aB(25%) AaBB Ab(25%) AaBb
本章主要内容： 第一节 遗传作图基本概念 第二节 遗传作图的分子标记 第三节 遗传作图的方法
第一节 遗传作图基本概念
1. 遗传作图定义 采用遗传学分析方法将基因或其他 DNA顺序标定在染色体上构建连锁图。
2. 遗传作图的基本原理 随机的染色体上两个任意基因座越远， 它们越容易被染色体断裂所分离。
细菌遗传作图的三种方法:
♪ 感染(transduction,转导):以噬菌体为媒介， 将长度可达50Kb的DNA片段从供体细胞转移到受 体细胞。
♪ 转化(transformation)：供体细胞释放的一 段DNA（通常小于50Kb）,经受体细胞摄取后整合 到基因组中，可借助抗性培养基筛选重组克隆。
4. 对数量性状作图
QTL定位理论： •早在1923 年, Sax就对菜豆种子的大小(数量性状) 与种 皮色素(离散的单基因性状) 之间的遗传关联进行了研究； •Thoday首次提出利用两个单基因标记对控制数量性状的多 基因进行系统定位的构想, 认为当标记位于要定位的基因 两侧时, 标记和要定位基因之间的共分离基因型易于鉴别, 定位也更准确,因而主张应首先筛选这样的标记； •数量性状基因座(quantitative trait loci ,简称QTL) 定位的理论,即分析标记基因型和数量性状值之间的连锁； QTL定位的群体: 单交组合产生后代F2、F3、F4；回交群体BC；重组自交系 群体（Recombinant inbred lines，RILs）；加倍单倍体 （Double haploid lines，DH） QTL 定位方法：
(短串联重复序列,STRs ,short tendem repeats)
SNP位点已经达到数十万个，平均 1000bp有 一个 ，估计1700万个(40个人筛选结果）。
2.3 分子标记 RFLP(restriction fragment length polymorphisms,限制性片段长度多态性)
Ab* 0% -
ห้องสมุดไป่ตู้
aB* ab 0% 50% AaBb aabb
如何进行遗传作图？
* 完全连锁
配子类型 (%)
AB
独立遗传 孟德尔第二定律 完全连锁
Ab
(25) (0)
aB
ab
(25) (50)
(25) (25) (0) (50)
不完全连锁 连锁遗传定律
(48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
♪
♪
/SNP/index.html
第三节 遗传作图的方法
1. 遗传学简介 等位基因随机分离定律 独立遗传定律 完全连锁 不完全连锁 不完全显性 共显性
孟德尔第一定律
等位基因随机分离(The Law of Segregation)
Parents
RFLP的特征: ♪ 处于染色体上的位置相对固定; ♪ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性片 段特征不变; ♪同一凝胶电泳可显示不同多态性片段,具有 共显性特点;
SSLPs(Simple sequence length polymorphisms,简单序列长度多态性) ♪ SSLP 产生重复序列的可变排列,同一位点重 复次数不同,表现DNA序列长度变化; ♪ 与RFLP 不同,具有多等位性; ♪ 小卫星(minisatellite)和微卫星 (microsatellite)序列都可用于遗传作图,但 微卫星更普遍;
基因标记的缺点 高等生物，如 脊椎动物和显花植物等，可 用作标记的基因十分有限，许多性状都涉及 多基因； 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区， 纯粹用基因作为标记将在遗传图谱中留下大 片的无标记区段；
只有部分基因其等位基因成员可以通过常规 试验予以区分，因而产生的遗传图是不完整 的，必需寻找其他有效的标记；
3.2 系谱分析作图 人类样品有限，借助统计学方法对获得 的数据进行可信度检验，常用的程度为lod 值评价。lod值是基因连锁可能性的对数， 用于初步研究的2个基因是否位于同一条染 色体上，或者说可以回答2个基因是否连锁。
3.3 细菌遗传作图
细菌遗传作图面临的困难: ♪ 细菌是单倍体 ♪ 细菌不发生减数分裂
2. DNA分子标记 2.1 DNA 分子标记作图的优点: 不以表型为参照 直接检测个体基因型组成 具有共显性的特点
2.2 分子标记用于基因定位的发展史
基因定位最早采用的方法就是连锁分析。 通过基因与DNA标记之间的重组率来估计基因 的位置。可用于连锁分析的DNA标志是基因定 位的基础，DNA标记越多，杂合性越强，基因 定位就越方便。DNA标记的选择经历了从RFLPSTR－SNP等发展过程。
3.遗传图距的单位 厘摩（cM）:每单位厘摩为1％交换率。 交换率或交换值或重组频率= 减数分裂的重组产物\减数分裂的总产物
4.遗传作图的主要方法 杂交实验、 家系分析
第二节 遗传作图标记
1. 基因标记 孟德尔 — 肉眼→ 豌豆植株高矮、豌 豆颜色等 摩尔根 — 显微镜、肉眼→ 果蝇躯体 颜色、翅膀形状等 生化表型→细菌、酵母遗传学研究；人 类中如血型系列（ABO）分析、血清蛋白 和免疫蛋白
2. 连锁分析 连锁发生的时期 减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分 离→双价体→重组 重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.
连锁基 因之间 的交换
重组率绘制遗传图 重组率为测量基因之间相对距离的尺度.
遗传图的偏离
♪ 近端粒区和远着丝粒区有较高的重组率; 如老鼠主要组织兼容性复合座位(major histocompatibility complex,MHC)含有一组控 制免疫反应的基因，其中一个区段的重组率高于 平均数数百倍. 重组热点(recombination hot spot):染色体的 某些位点之间比其他位点之间有更高的交换率.
PIC(polymorphic formation content):某一标记 在群体中出现多态性的频率。
183个RFLP, 多态性不够高，杂合性（PIC）平均达 到 0 .3而且在染色体上分布不均匀，难以将一些罕 见的基因进行定位；对多基因病的定位也难以奏效,
STR位点已经达到8000个，平均 100kb－200kb有 一个 STR位点，杂合性（PIC）平均达到 0 .7, 这已经使得连锁分析的功能发挥到了极限。
♪ 接合转移：两个细菌机械接触，其中一细菌（供 体）将DNA转移到另一细菌中。转移的DNA 可以 是供体细胞染色体的一段拷贝，亦可是整个染色 体，长度可达1Mb;转移的DNA也可是质粒，即附 加体转移（episome transfer）.而且供体DNA分 子转移后，必须与受体细胞DNA 发生双交换才能 整合到受体细胞染色体中，如果不发生双交换， 转移的DNA将随受体细胞分裂而丢失，除质粒附 加体转移例外。 细菌遗传作图中采用的都是生化标记，显性 或野生型具有生化特性（如合成色氨酸），隐性 表型是可以互补的性状（如不能合成色氨酸）， 从而检测转移DNA是否进入受体细胞。
SNP(single nucleotide polymorphisms, 单核苷酸多态性)
♪ ♪ ♪ 1996年，Lander报道了SNP，制备第三代遗 传连锁图的遗传标记。 基因组中单个核苷酸的突变称为点突变; 理论上每个单核苷酸位置最多只有4种形式,但某 些群体特定的单核苷酸位置只有2个或3个SNP,这 些位点称为双等位或三等位; 在基因组编码顺序中，SNP 大多位于密码子的摇 摆位置，表现为基因沉默而被大量保留下来; 大多数SNP所在的位置不能被限制酶识别，必须 采取测序或寡核苷酸杂交检测; SNP 在基因组中的数量极大.二倍体细胞中每个 SNP最多只有2种等位型;