5连锁交换2014

a-c：Z（=X+Y or X-Y ？）
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两点测交：
3. 根据基因间的遗传距离确定基因间的排列次序并作连锁 遗传图谱。C-Sh: 3.6 Wx-Sh: 20 Wx-C: ?
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两点测交：局限性
1. 工作量大，需要作三次杂交，三次测交； 2. 不能排除双交换的影响，准确性不够高。
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一、连锁现象的发现
• W. Bateson(1906)在香豌豆两对相对性状杂交试验 中发现连锁遗传(linkage)现象。
• T. H. Morgan et al.(1910)提出连锁遗传规律 以及连锁与交换的遗传机理，并创立基因论 (theory of the gene)。
摩尔根(T. H. Morgan, 1866-1945)
计算：n i 型配子=（1-RF）/2，正常 O 型=16%=（（1-RF）/2）*（（1-RF）/2），得出 RF=0.2=20% 从有综合症 A 型，有综合症 O 型，正常 A 型也可计算得出 RF，但计算过程稍复杂。
NIA
ni
Ni
n IA
NIA
有综合症 A 型 有综合症 A 型 有综合症 A 型 有综合症 A 型
子明显多于重组型配子； –两种亲本型配子数大致相等，两种重组型配
子数也大致相等。
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连锁遗传现象的解释
连锁遗传规律： 连锁遗传的相对性状是由位于同一对染
色体上的非等位基因间控制，具有连锁 关系，在形成配子时倾向于连在一起传 递； 交换型配子是由于非姊妹染色单体间交 换形成的。 • 控制果蝇身体颜色和翅长的两对非等位 基因位于同一同源染色体上。
交换值 (%)
重组型配子数 总配子数
100％
亲本型配子+重组型配子
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系谱分析定位法（pedigree method)
• 系谱分析定位法（家系分析法）是通过分 析家系中连锁基因的重组来确定同一条染 色体上基因的排列顺序以及两个基因之间 的遗传距离。
• 但由于人类的家系相对比较小，世代很长， 同时不能像动物那样进行杂交实验，因此 这种方法的使用受到了很大的局限，一般 较适合X连锁基因的定位，直到60年代后 期人们一直都采用这种方法定位。
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交换与不完全连锁的形成
• 重组合配子的产生是由于：减数分裂前期 I 同源染色体的非 姊妹染色单体间发生了节段互换。(基因论的核心内容) 1. 同一染色体上的各个非等位基因在染色体上各有一定的位 置，呈线性排列；
2. 染色体在间期进行复制后，每条染色体含两条姊妹染色单体， 基因也随之复制；
ni
有综合症 A 型 正常 O 型
有综合症 O 型 正常 A 型
Ni
有综合症 A 型 有综合症 O 型 有综合症 O 型 有综合症 A 型
n IA
有综合症 A 型 正常 A 型
有综合症 A 型 正常 A 型
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基因定位与染色体作图
• 基因定位(gene mapping/ localization / location)：根据重组值确定不同基因在染色体上 的相对位置和排列顺序的过程。
但也有小部分因为交换而产生两种新的基因组合
F1测交
B v 和b V
雌
B V
bB vv
b V
×
b v
b v雄
灰身长翅
黑身残翅
B
bB
b
b
V
vv
V
v
Bb
Vv 灰身长翅
42%
bb
Bb b b
vv
vv Vv
黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅
42% 第9页，共46页。
8%
8%
摩尔根等的果蝇遗传试验
• 结果：
–F1形成四种类型的配子； –但比例显然不符合1:1:1:1，且亲本类型配
连
有
锁 基
丝 分
裂
因
与
的
减
交 换
数 分 裂
和
的
重
比
组
较
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连锁基因的交换和重组
• 孟德尔定律的例外 • 位于一对同源染色体上的非等位基因间
的遗传关系
染色体内重组（intrachromosomal recombination） 染色体间重组（interchromosomal recombination
3. 同源染色体联会、非姊妹染色单体节段互换，导致基因交换，
产生交换型染色单体； 4. 发生交换的性母细胞中四种染色单体分配到四个子细胞
中，发育成四种配子(两种亲本型、两种重组合型/交换 型)。 5. 相邻两基因间发生断裂与交换的机会与基因间距离有关： 基因间距离越大，断裂和交换的机会也越大。
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5%
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• 人类常染色体基因N能导致指甲和髌骨的异常，称为指甲-
髌骨综合征(nail-patella syndrome) 。一个有此症的
A型血的人和一个正常的O型血的人结婚。生的孩子中有的 是A型血的该病患者。假定没有亲缘关系，但都具有这 种表型的孩子长大，并且互相通婚。生了孩子。则第 二代的这些孩子中间，表型的百分比如下：
• 染色体图（chromaosome map)：基因连锁图 (linkage map)或遗传图(genetic map)。根据基
因之间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色 体上的相对位置而绘制的简单线性示意图。
• 图距：centimorgan, cM, 1cM=1%重组值(map unit)去掉%的数值。
–centiMorgan
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连锁分析的方法
基因连锁分析的主要方法：
• (一)、两点测交(two-point testcross)
–通过三次测验，获得三对基因两两间交换值、估计其遗 传距离；每次测验两对基因间交换值；根据三个遗传距离 推断三对基因间的排列次序。
• (二)、三点测交(three-point testcross)
– 连锁群的数目(=haploid chromatid,n)通常等于单倍体染色体数 – Human:22+X+Y
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三、重组频率（recombination frequency, RF）的计算
• 又称交换值(cross-over value)或，重组值，是指重组型配子占 总配子的百分率。即：
基因间的连锁强度、基因间的相对距离；
• 两基因间的距离越远，基因间的连锁强度越小，交换值就越 大；反之，基因间的距离越近，基因间的连锁强度越大，交 换值就越小。
• 3. 通常用交换值/重组率来度量基因间的相对距离，也称为遗 传距离(genetic distance)。 –通常以1%的重组率作为一个遗传距离单位/遗传单位。
• 有综合征， 血型A 66%
• 正常，
血型O 16%
• 正常，
血型A 9%
• 有综合征， 血型O 9%
• 分析数据，解释上述概率的差异。
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表型分析：亲组合（有综合症 A 型，正常 O 型）>重组合（有综合症 O 型，正常 A 型） 有综合症：正常=3：1 A 型：O 型=3：1
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二、 完全连锁和不完全连锁
• 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。
• 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，还会产生重组型配子。
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三点测交结果总结
• 先只考虑两个基因对间的重组，而把第三个基因对暂时忘掉。
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三点测交：基因顺序的简单确定
• 在任何三点测交试验中，在测交后代的8种可能的表
型中，个体数最少（甚至完全没有）的两种表型是双 交换的产物。根据这一点，不必计算重组值，一眼就 能正确无误地判断这三个基因的顺序。
– 一次测验就考虑三对基因的差异，从而通过一次测验获得三
对基因间的距离并确定其排列次序。
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两点测交：
三个连锁基因：a, b, c
• 1.通过三次亲本间两两杂交，杂种F1与双隐性亲本测交，考察测 交子代的类型与比例。
• 2.计算三对基因两两间的交换值,估计基因间的遗传距离。
a-b：X b-c：Y
灰身长翅
(BbVv)
黑身残翅
(bbvv)
测交后 代
灰身长翅
(BbVv) 42%
黑身残翅 灰身残翅
(bbvv)42%
(Bbvv) 8%
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黑身长翅
(bbVv) 8%
基因的连锁和互换现象
雄
P
果
灰身长翅 × 黑身残翅
蝇
(BBVV)
(bbvv)
的
F1测交
雄×
雌
连 锁
灰身长翅 黑身残翅
遗
(BbVv)
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P
BB VV
灰身长翅
×
bb vv
黑身残翅
配子 F1测交
配子
测交 后代
B
b
V
v
Bb
雄V v
×
灰身长翅
b v
b v
雌
黑身残翅
B
b
b
V
v
v
Bb
Vv 灰身长翅50%
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bb vv 黑身残翅50%
F1雌果蝇的位于同一个染色体上的两个基因大都是
连锁遗传的，因此生成的
B两V种和配b子v特别多，
三点测交：双交换与校正
▪ 由于双交换实际上在两个区域均发生交换，所 以在估算每个区域交换值时，都应加上双交换 值，才能够正确地反映实际发生的交换频率。
–当两基因位点间超过五个遗传单位时，两点测验的准确性 就不够高。
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三点测交
• 将3个基因包括在同一次交配中。 例如，用3个基因的杂合体abc/+++与3
个基因的隐性纯合体做测交。 • 一次3点测交=3次2点测交
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三点测交试验举例（果蝇）
表5-2 ec ct ＋ ／ ＋ ＋ c v × ec ct c v ／Y 测交后代的数据
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摩尔根等的果蝇遗传试验
果蝇(Drosophila ter)身体颜色
与翅长的连锁遗传：
–身体：灰色(B)对黑色(b)为显性； –翅长：长翅(V)对残翅(v)为显性。
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雌果蝇的连锁和交换
P 灰身长翅 ×
(BBVV)
黑身残翅
(bbvv)
F1测交
雌×
雄
图5-14 交叉及其产物的模式图
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连锁交换定律
• 连锁：处在同一染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联合 在一起的频率大于重新组合的频率。
• 交换：重组类型的产生是由于配子形成过程中，同源染色体的 非姐妹染色单间发生了局部交换的结果。
• 连锁群(linkage group):位于同一染色体上的基因群。
解释：N 对 n 显性，IA 对 i 显性 F1 代 NnIAi, 两基因连锁，产生四种配子：亲组合型配子 NIA 和 n i，重组型配子 N i
和 n IA 连锁频率 RF=(重组型配子 N i 和 n IA)/( 亲组合型配子 NIA 和 n i + 重组型配子 N i
和 n IA), NIA 型配子= n i 型配子=（1-RF）/2 N i 型配子= n IA 型配子=（RF）/2
• 用两种双交换型配子与两种亲本型配子比较： 双交换配子与亲本型配子中不同的基因（改变了 位置的基因）一定位于中间。
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三点测交：
计算基因间的交换值，绘制连锁遗传图。
▪ 交换频率ec-cv: 10.3%, cv-ct: 8.4%, ec-ct: 18.4%，双交换：0.15%
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第18页，共46页。
1 伴Y遗传——家系中的某一性状只出现在男性中; 2 X连锁遗传：根据伴性遗传特点 3 外祖父法 (1)前提条件：两个连锁基因位于X染色体上的；
母亲是两对基因的杂合体； 如：红绿色盲基因b； 蚕豆病(G6PD-)基因g
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外祖父法定位原理 外祖父 母亲(双杂合体) 儿子 bg/Y BG/bg BG/Y bg/Y Bg/Y bG/Y bG/Y bG/Bg bG/Y Bg/Y BG/Y bg/Y Bg/Y Bg/bG Bg/Y bG/Y BG/Y bg/Y 亲组合 重组合 统计结果，计算交换值。
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基因定位的层次
广义的基因定位有三个层次：
1. 染色体定位(单体、缺体、三体定位法)； 2. 染色体臂定位(端体分析法)； 3. 连锁分析(linkage analysis) 。
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交换值与遗传距离
• 1. 非姊妹染色单体间交换数目及位置是随机的； • 2. 两个连锁基因间交换值的变化范围是[0, 50%]，其变化反映
(bbvv)
传
测交后 代
灰身长翅
50% (BbVv) 第6页，共46页。
黑身残翅
(bbvv)50%
v灰身长翅果蝇的灰身基因和长翅基因位于同 一染色体上，以 表B示V。 v黑身残翅果蝇的黑身基因和残翅基因位于
同一染色体上，以 表b 示v 。
vB经bV过v(杂B交V，)。F1是灰身长翅，其基因型是
bv