遗传学 章 染色体结构变异
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遗传学第9章 染色体畸变
人类的猫叫综合征 5p-综合征(cat cry syndrome)
1. 1963年Jerome LeJeune首先报道,1964年证实是第5号染 色体短臂部分缺失。因患儿哭声似猫叫,称“猫叫综合征”。 2. 发病率为1/50000,在常染色体结构畸变中占首位。 3. 大部分患者能活到儿童期,少数可到成年。
Genetic effect of duplications
1. Phenotypic variation 2. Gene redundancy:multiple copies of a
gene exist in a genome, rDNA (rRNA)
3. Source of genetic variation during evolution.
bb b
cc c ff f
a
中间缺失杂合体
b 及其联会 ced f
缺失的遗传效应
1 缺失对个体的生长和发育不利:影响程度与缺 失大小、区段基因、倍数等有关; 2 假显性现象:若显性基因缺失,则相应的隐性 基因表现;
3 异常的表型效应。
Pseudodominance
Deletion of sequence of one homolog sometimes “unmasks” recessive alleles present on other. 假显性(pseudodominance):由于某些显性基因的 缺失导致同源染色体上与这一缺失相对应位置上的隐 性等位基因表现出来的现象。
遗传学7第六章染色体结构变异
双着丝粒染色体就会在细胞分裂的后期
受两个着丝粒向相反两极移动所产生的
拉力所折断,再次造成结构的变异而不
能稳定
可编辑ppt
5
中间缺失染色体没有断头外露, 比较稳定,因而常见的缺失染色 体多是中间缺失的
(1)缺失杂合体:某个体的体细 胞内杂合有正常染色体及其 缺失染色体
(2)缺失纯合体:某个体的缺失 染色体是成对的
例1 果蝇眼色:红色(v+)
朱红色(v)
v+v眼色:红色
v+vv眼色:朱红色
可编辑ppt
19
果蝇棒眼遗传
野生型果蝇 的每个复眼 大约由779 个的红色小 眼所组成
可编辑ppt
20
图 6-8 果蝇染色可体编辑1ppt6A区段的遗传效应21
(2)位置效应:基因所在染色体上 的位置不同,其表现型效应也 不同
可编辑ppt
25
→若倒位区段不长,则倒位染色体与 正常染色体所联会的二价体就会在 倒位区段内形成“倒位圈”
→臂内杂合体在倒位圈内外非姊妹染 色单体之间发生交换,产生双着丝 粒染色单体,出现后期Ⅰ桥或后期 Ⅱ桥
可编辑ppt
26
图 6-10 倒位杂合体染色体联会图 与倒位杂合可编体辑p联pt 会复合体的电镜图27
10
(2)如果缺失的区段较小,含缺失染色 体的个体可能存活下来。这类个体往往 具有各种异常表现,如人类第5染色体 短臂缺失杂合个体生活力差、智力迟钝 、面部小,患儿哭声轻,音调高,常发 出咪咪声,通常在婴儿期和幼儿期夭折
第六章 染色体变异
环并不是区分重复杂合体的唯一特征 。要正确鉴定是
缺环还是重复环,应同时参考正常染色体的长度、着
丝点位置以及染色粒或带型分布等 。
28
(三)重复的遗传效应
重复对个体综合表现的影响:
重复区段内的基因重复,影响基因间的平衡关系; 一般不会影响个体的生活力(影响的程度与重复区段的大 小有关)。
剂量效应(dosage effect):
③.单着丝点的重复缺失染色体(臂间倒位杂合体)和缺失染 色体(臂内倒位杂合体),得到它们的孢子也是不育 ④.正常或倒位染色单体,孢子可育。 ∴ 倒位杂合体的大多数含交换染色单体的孢子不育,产生的 交换型配子数明显减少,是倒位杂合体的连锁基因重组率显 36 著下降的原因。
(三)倒位的遗传效应
4.倒位可以形成新种,促进生物进化:
易位:指染色体某一断裂片段转移到另一个非同源的
染色体上,实现了非同源染色体间的交换。
5
结构杂合体和结构纯合体
在发生染色体结构变异的细胞或个体中,如果一
对同源染色体中的一条发生了变异,而另一条的
相同部位正常,则称为结构杂合体(structral
heterozygote)。
若一对同源染色体均产生了相同的结构变异,称
一染色体不同的染色体臂乃至不同染色体上时形成的。
22
23
着丝点所在区段重复 点染色体 以稳定成型。
遗传学第六章染色体结构变异
倒位:染色体某一区段的正常直线 顺序颠倒了
臂内倒位(一侧倒位):倒位区段在染色 体的某一个臂的范围内
臂间倒位(两侧倒位):倒位区段内有着 丝粒,即倒位区段涉及染色 体的两个臂
图6-7 倒位的形成过程及其细胞学鉴定示意图
二、倒位的细胞学鉴定
→若倒位区段很长,则倒位染色体就可能 反转过来,使其倒位区段与正常染色体 的同源区段联会,二价体的倒位区段以 外的部分就只得保持分离
→中间缺失,且缺失的区段较长,则在缺 失杂合体的偶线期和粗线期,正常染色 体与缺失染色体所联会的二价体,常会 出现环形或瘤形突出(与重复的不同)
→顶端缺失的区段较长,可在缺失杂合体 的双线期检查交叉尚未完全端化的二价 体,看非姊妹染色单体的末端是否长短 不等
图6-2 缺失个体的染色体联会
三、缺失的遗传效应
中间缺失染色体没有断头外露, 比较稳定,因而常见的缺失染色 体多是中间缺失的
(1)缺失杂合体:某个体的体细 胞内杂合有正常染色体及其 缺失染色体
(2)缺失纯合体:某个体的缺失 染色体是成对的
二、缺失的细胞学鉴定
→在最初发生缺失的细胞内,可见到遗弃 在细胞质里无着丝粒的断片。但随着细 胞多次分裂,断片即消失
(1)染色体的某一区段缺失了,其上原 来所载基因自然就丢失了,这是有 害于生物生长和发育的
含缺失染色体的配子体一般是败育的, 花粉尤其如此,胚囊的耐性比花粉略强
臂内倒位(一侧倒位):倒位区段在染色 体的某一个臂的范围内
臂间倒位(两侧倒位):倒位区段内有着 丝粒,即倒位区段涉及染色 体的两个臂
图6-7 倒位的形成过程及其细胞学鉴定示意图
二、倒位的细胞学鉴定
→若倒位区段很长,则倒位染色体就可能 反转过来,使其倒位区段与正常染色体 的同源区段联会,二价体的倒位区段以 外的部分就只得保持分离
→中间缺失,且缺失的区段较长,则在缺 失杂合体的偶线期和粗线期,正常染色 体与缺失染色体所联会的二价体,常会 出现环形或瘤形突出(与重复的不同)
→顶端缺失的区段较长,可在缺失杂合体 的双线期检查交叉尚未完全端化的二价 体,看非姊妹染色单体的末端是否长短 不等
图6-2 缺失个体的染色体联会
三、缺失的遗传效应
中间缺失染色体没有断头外露, 比较稳定,因而常见的缺失染色 体多是中间缺失的
(1)缺失杂合体:某个体的体细 胞内杂合有正常染色体及其 缺失染色体
(2)缺失纯合体:某个体的缺失 染色体是成对的
二、缺失的细胞学鉴定
→在最初发生缺失的细胞内,可见到遗弃 在细胞质里无着丝粒的断片。但随着细 胞多次分裂,断片即消失
(1)染色体的某一区段缺失了,其上原 来所载基因自然就丢失了,这是有 害于生物生长和发育的
含缺失染色体的配子体一般是败育的, 花粉尤其如此,胚囊的耐性比花粉略强
第06章染色体变异
(一)易位的类别与形成
易位:某染色体的一个 区段移接在非同源的另一 个染色体上。 相互易位:两条非同源染 色体之间互相交换其片段。 简单易位:某染色体的一 个臂内区段,嵌入非同源染 色体的一个臂内的现象。
29
1
2
1 12 21 2
易位的形成
30
易位杂合体的联会
1
21
12
2
31
(二) 易位的细胞学鉴定
49
(三)易位在家蚕生产上的应用
养蚕业中,雄蚕的吐丝量比雌蚕高20-30%,并
且蚕丝质量也好,因而多养雄蚕经济效益较高。但
是大规模地逐个鉴定雌雄则非常困难。 遗传学家利用X射线诱变技术,获得了W染色体 上携带有黑卵基因B的WB突变体,从而成功地培育 出雌雄蚕卵自动鉴别品系。
50
W Z
B
B b b B
10 10
×
Z Z
b b
10 10
黑卵雌蚕
白卵雄蚕
W
B b
Z b b b Z Z
Z b b b
W Z
B
黑卵雌蚕
白卵雄蚕
51
(四)果蝇的ClB测定
染色体的倒位可使重组率下降,因此,早在1928年,
遗传学家就把倒位区段作为抑制交换的显性基因或 标志,而把正常染色体作为不能抑制交换的隐形标志。 果蝇的ClB系是一种倒位杂合体的雌蝇。它具有一
易位:某染色体的一个 区段移接在非同源的另一 个染色体上。 相互易位:两条非同源染 色体之间互相交换其片段。 简单易位:某染色体的一 个臂内区段,嵌入非同源染 色体的一个臂内的现象。
29
1
2
1 12 21 2
易位的形成
30
易位杂合体的联会
1
21
12
2
31
(二) 易位的细胞学鉴定
49
(三)易位在家蚕生产上的应用
养蚕业中,雄蚕的吐丝量比雌蚕高20-30%,并
且蚕丝质量也好,因而多养雄蚕经济效益较高。但
是大规模地逐个鉴定雌雄则非常困难。 遗传学家利用X射线诱变技术,获得了W染色体 上携带有黑卵基因B的WB突变体,从而成功地培育 出雌雄蚕卵自动鉴别品系。
50
W Z
B
B b b B
10 10
×
Z Z
b b
10 10
黑卵雌蚕
白卵雄蚕
W
B b
Z b b b Z Z
Z b b b
W Z
B
黑卵雌蚕
白卵雄蚕
51
(四)果蝇的ClB测定
染色体的倒位可使重组率下降,因此,早在1928年,
遗传学家就把倒位区段作为抑制交换的显性基因或 标志,而把正常染色体作为不能抑制交换的隐形标志。 果蝇的ClB系是一种倒位杂合体的雌蝇。它具有一
遗传学 第六章染色体变异
率就降低。
倒位杂合体非姐妹染色单体之间在倒位圈内外发生 交换后可以产生以下4 种情况: ①.无着丝点断片(臂内倒位杂合体),在后期Ⅰ丢失; ②.双着丝点的缺失染色体单体(臂内倒位杂合体),在成为 后期桥折断后形成缺失染色体,得到这种缺失染色体的 孢子不育; ③.单着丝点的重复缺失染色体(臂间倒位杂合体)和缺失染 色体(臂内倒位杂合体),得到它们的孢子也是不育; ④.正常或倒位染色单体,得到它们的孢子可育。 所以,倒位杂合体的大多数含交换染色单体的孢子是不育 的,这就是倒位杂合体的连锁基因重组率显著下降的原因。
三、倒位
㈠、倒位的类型:
1.概念 倒位(inversion):染色体某一区段的正常顺序颠倒了。
例:abc.defg(正常)
abed.cfg(臂间)
2.类别
abc.dfeg(臂内)
臂内倒位:倒位区段发生在染色体的某一臂上。 臂间倒位:倒位区段涉及染色体的两个臂,倒位区段 内有着丝点。
㈡、倒位染色体的联会和鉴定: ①. 很长倒位区段 倒位区反转过来与正常染色体的同源区段进行联会, 倒位区段以外的部分只有保持分离。
X射线果蝇倒位杂合体的雌蝇(XClB X+) ClB(Crossover suppressor-lethal-Bar technique):
C 代表抑制交换的倒位区段; l 代表倒位区段内的一个隐性致死基因,可使胚胎在最 初发育阶段死亡; B 代表该倒位区段范围之外有一个16区A段的重复区段, 其表现型为显性棒眼性状,故能为倒位的X染色体在某 个体内的存在提供可识别的表现型依据。
遗传学:6-第六章 染色体结构变异-new
三. 重复的遗传学效应
▪ 扰乱了基因的固有平衡
重复区段太大,生活力降低,甚至不能存活。
▪ 剂量效应(dosage effect)
同一基因或片段对表型的作用随数目增多而呈一 定的累加增长。
▪ 位置效应(position effect)
由于重复的基因或染色体片段的相对位置改变而 引起个体表型改变的效应。
第六章 染色体结构变异
本章重点
染色体结构变异的类型 细胞学特征和主要遗传学效应 倒位、易位杂合体的分析及鉴定 染色体结构变异与应用
第一节 概 述
一. 染色体的细胞学性质 二. 果蝇幼虫唾液腺染色体 三. 染色体结构变异的类型 四. 常用符号和编写术语
一. 染色体的细胞学性质
▪ 染色体的大小 ▪ 着丝粒的位置 ▪ 核仁组织者的位置 ▪ 染色粒状态 ▪ 常染色质和异染色质 ▪ 带型
增加。
3. 倒位(inversion):染色体的某一区段的正常顺
序发生了颠倒。
4. 易位(translocation):染色体的某一区段移接
到非同源的染色体上。
重复
缺失 倒位
易位
第二节 缺失
一. 缺失的类型 顶端缺失(terminal deficency) 中间缺失(interstitial deficency)
ABCDEF
ABEDCF
AB C DEF
第十一章染色体畸变的遗传分析ppt课件
abc d e f g e f g h
abc d e f g g f e h
重复的形成:同源染色体的不等交换
正常染色体
a b cdef
a
b
a
ab
c d
b ce
a
c
bd
ce d
fe f
a
d fe
f
a b c d
b
e
c
d e
f
f
a
b
c d e d
e
f
顺接重复 染色体
a
b
c d e e
d
f
反接重复 染色体
½ 相邻式分离产生不育配子
50%配子可育 50%结实率 50%自交后代半不育
12 1 2 正常 1221 易杂
1221 易杂 易纯
2. 降低连锁基因重组率
同倒位杂合体的情况相似,易位杂合体邻近易位接合点的一些基因之间
重组率有所下降。
例如,玉米t5—9a涉及第5染色体长臂外侧的一小 段和第9染色体短臂包括Wx座位在内的一大段。
缺失的细胞学特征
玉米缺失杂合体粗线期缺失环
果蝇唾腺染色体的缺失圈
(三)、缺失的遗传效应
缺失区段上基因丢失导致: 基因所决定、控制的生物功能 丧失或异常; 基因间相互作用关系破坏; 基因排列位置关系改变。
影响缺失对生物个体危害程度的因素:
abc d e f g g f e h
重复的形成:同源染色体的不等交换
正常染色体
a b cdef
a
b
a
ab
c d
b ce
a
c
bd
ce d
fe f
a
d fe
f
a b c d
b
e
c
d e
f
f
a
b
c d e d
e
f
顺接重复 染色体
a
b
c d e e
d
f
反接重复 染色体
½ 相邻式分离产生不育配子
50%配子可育 50%结实率 50%自交后代半不育
12 1 2 正常 1221 易杂
1221 易杂 易纯
2. 降低连锁基因重组率
同倒位杂合体的情况相似,易位杂合体邻近易位接合点的一些基因之间
重组率有所下降。
例如,玉米t5—9a涉及第5染色体长臂外侧的一小 段和第9染色体短臂包括Wx座位在内的一大段。
缺失的细胞学特征
玉米缺失杂合体粗线期缺失环
果蝇唾腺染色体的缺失圈
(三)、缺失的遗传效应
缺失区段上基因丢失导致: 基因所决定、控制的生物功能 丧失或异常; 基因间相互作用关系破坏; 基因排列位置关系改变。
影响缺失对生物个体危害程度的因素:
染色体结构变异
要求熟悉正常染色体的形态和结构,如染色粒、 染色带、染色纽、随体和核仁组织区等染色体 特殊结构的有无、大小和位臵等。
重复杂合体在减数分裂中的联会
三
重复的遗传学效应
①重复导致基因组的演化
②基因剂量的改变引起剂量效应
③位臵变化引起位臵效应
1、重复是生物进化的源泉之一
总体上说,重复对生物体是有害的,但 其危害程度小于缺失。 重复导致基因在chr上的相对位臵改变。 重复区域及其附近基因间的重组率降低。 重复使染色体含量增加,为积累变异提 供了材料。
随着细胞学研究逐步深入到遗传学领域,人们 才认识到,除了基因突变以外,染色体的结构 和数目也会产生变异,从而导致偏离遗传规律 的异常结果。
果蝇棒眼的遗传
• 棒眼B>正常眼B+,该 基因位于Xchr.上,伴 性遗传。
• 红眼♀蝇×棒眼♂蝇, F1代♀蝇应该是棒眼, ♂蝇应该是正常红眼。
棒眼
正常眼
重复的种类
染色体内重复 染色体间重复
染色体重复的类型与形成
染色体内重复可分为 :
同臂重复 顺接重复 反接重复
abcde cde· fghi abcde edc· fghi
异臂重复
abcde· ghi fcde
不等交换与果蝇16A区段重复
二
重复的细胞学鉴定
根据重复杂合体(duplication heterozygote)在减数分裂过程中的联 合现象。
重复杂合体在减数分裂中的联会
三
重复的遗传学效应
①重复导致基因组的演化
②基因剂量的改变引起剂量效应
③位臵变化引起位臵效应
1、重复是生物进化的源泉之一
总体上说,重复对生物体是有害的,但 其危害程度小于缺失。 重复导致基因在chr上的相对位臵改变。 重复区域及其附近基因间的重组率降低。 重复使染色体含量增加,为积累变异提 供了材料。
随着细胞学研究逐步深入到遗传学领域,人们 才认识到,除了基因突变以外,染色体的结构 和数目也会产生变异,从而导致偏离遗传规律 的异常结果。
果蝇棒眼的遗传
• 棒眼B>正常眼B+,该 基因位于Xchr.上,伴 性遗传。
• 红眼♀蝇×棒眼♂蝇, F1代♀蝇应该是棒眼, ♂蝇应该是正常红眼。
棒眼
正常眼
重复的种类
染色体内重复 染色体间重复
染色体重复的类型与形成
染色体内重复可分为 :
同臂重复 顺接重复 反接重复
abcde cde· fghi abcde edc· fghi
异臂重复
abcde· ghi fcde
不等交换与果蝇16A区段重复
二
重复的细胞学鉴定
根据重复杂合体(duplication heterozygote)在减数分裂过程中的联 合现象。
第五章染色体结构的变异-PPT课件
1.2、打破了基因的连锁平衡,破 坏了基因间的互作关系,基因所控 制的生物功能或性状丧失或异常。
猫叫综合症”
2、假显性现象——缺失杂合体 2.1、概念:在杂种F1中,如果显性基因缺失,隐性基因就会表现出来,这种现象叫 假显性现象。 2.2、实例: 绿株 a a 紫株 A A 射线
a A
a 紫株 A 课后第三题
缺失(deletion):失去了部分染色体片断。
重复(duplication):增加染色体片断。 倒位(invertion):染色体片断作180°颠倒再重接在染色体上。 易位(translocation):两条非同源染色体之间产生部分片断的交换。
5.1.4常用符号和编写术语( P114~116表5-1~5-3) +、-:①号码或字母之前,表示整个染色体添加或丧失。如:+G,G组染色体多一条 -G,G组染色体少一条;
5.1 染色体结构变异的概述 5.1.1染色体结构变异的原因 内环境:细胞内的营养、温度、生理等异常的变化 外环境:物理诱变因素和化学药剂等 5.1.2 染色体结构变异假说 断裂重接假说 正确重接→重新愈合,恢复原状; 错误重接→产生结构变异; 保持断头→产生结构变异。 5.1.3结构变异种类—缺失、重复、倒位、易位
A
B
C
D
E
2、染色体纽结: D
A
B
C
D
E
猫叫综合症”
2、假显性现象——缺失杂合体 2.1、概念:在杂种F1中,如果显性基因缺失,隐性基因就会表现出来,这种现象叫 假显性现象。 2.2、实例: 绿株 a a 紫株 A A 射线
a A
a 紫株 A 课后第三题
缺失(deletion):失去了部分染色体片断。
重复(duplication):增加染色体片断。 倒位(invertion):染色体片断作180°颠倒再重接在染色体上。 易位(translocation):两条非同源染色体之间产生部分片断的交换。
5.1.4常用符号和编写术语( P114~116表5-1~5-3) +、-:①号码或字母之前,表示整个染色体添加或丧失。如:+G,G组染色体多一条 -G,G组染色体少一条;
5.1 染色体结构变异的概述 5.1.1染色体结构变异的原因 内环境:细胞内的营养、温度、生理等异常的变化 外环境:物理诱变因素和化学药剂等 5.1.2 染色体结构变异假说 断裂重接假说 正确重接→重新愈合,恢复原状; 错误重接→产生结构变异; 保持断头→产生结构变异。 5.1.3结构变异种类—缺失、重复、倒位、易位
A
B
C
D
E
2、染色体纽结: D
A
B
C
D
E
染色体结构的变异
在高等植物中,大多数物种的配子体对缺失的 反应更为敏感,尤其是雄配子。
含缺失染色体的花粉不完全败育,在受精过程 中也会因竞争不过正常花粉而不能参与受精。
低等生物对缺失的忍受性相当强
有些低等生物,如细菌和噬菌体,对缺失的忍 受性相当坚强,而他们却都是单倍体。 在基因工程上,用噬菌体作克隆基因的载体, 切除了其本身的相当一部分DNA,甚至是大部 分DNA,而代之以外源DNA。
中间缺失 一个染色体的中间区段丢失称为中间缺失。
中间缺失至少牵涉到两个断裂,无断头外露, 较稳定。
二、缺失的细胞学鉴定
末端缺失,形成异 形二价体 倘若缺失区段很小 在形态上很难看出
中间缺失,则形成 缺失环
缺失杂合体和缺失纯合体
一对染色体中一条缺失,另一条正常, 这样的个体或细胞称为缺失杂合体 (deficiency heterozygote)
4.倒位可以形成新种,促进生物进化:
倒位会改变基因间相邻关系������ 造成遗传性状
变异������
种与种之间的差异常由多次倒位所形成。
百合(n=12):两个种(头巾百合、竹叶百合) 之间的分化由M1、M2、S1、S2、S3、S4等6个相同 染色体发生臂内倒位形成
第五节 易位
一、易位的类型 1.概念: 易位:非同源染色体之间发生节段转移的现象。
2.重复的剂量效应和位臵效应 ⑴基因的剂量效应: 细胞内某基因出现次数越多,表现型效应越显著。 ⑵基因的位臵效应: 基因的表现型效应因其所在的染色体不同位臵而 有一定程度的改变。
含缺失染色体的花粉不完全败育,在受精过程 中也会因竞争不过正常花粉而不能参与受精。
低等生物对缺失的忍受性相当强
有些低等生物,如细菌和噬菌体,对缺失的忍 受性相当坚强,而他们却都是单倍体。 在基因工程上,用噬菌体作克隆基因的载体, 切除了其本身的相当一部分DNA,甚至是大部 分DNA,而代之以外源DNA。
中间缺失 一个染色体的中间区段丢失称为中间缺失。
中间缺失至少牵涉到两个断裂,无断头外露, 较稳定。
二、缺失的细胞学鉴定
末端缺失,形成异 形二价体 倘若缺失区段很小 在形态上很难看出
中间缺失,则形成 缺失环
缺失杂合体和缺失纯合体
一对染色体中一条缺失,另一条正常, 这样的个体或细胞称为缺失杂合体 (deficiency heterozygote)
4.倒位可以形成新种,促进生物进化:
倒位会改变基因间相邻关系������ 造成遗传性状
变异������
种与种之间的差异常由多次倒位所形成。
百合(n=12):两个种(头巾百合、竹叶百合) 之间的分化由M1、M2、S1、S2、S3、S4等6个相同 染色体发生臂内倒位形成
第五节 易位
一、易位的类型 1.概念: 易位:非同源染色体之间发生节段转移的现象。
2.重复的剂量效应和位臵效应 ⑴基因的剂量效应: 细胞内某基因出现次数越多,表现型效应越显著。 ⑵基因的位臵效应: 基因的表现型效应因其所在的染色体不同位臵而 有一定程度的改变。
第六章染色体结构变异
→臂内倒位杂合体在倒位圈内外非姊 妹染色单体之间发生交换,产生双着 丝粒染色单体,出现后期Ⅰ桥或后期 Ⅱ桥
图 6-10 倒位杂合体染色体联会图 与倒位杂合体联会复合体得电镜图
(三)倒位得遗传效应
(1)倒位就是物种进化得一个重要因素。种与种 之间得差异常常就是一次又一次得倒位造成得。 (2)倒位导致倒位杂合体得部分不育 非姊妹染色单体之间在倒位圈内外发生交换,产 生四种交换染色单体: →无着丝粒断片(臂内),后期Ⅰ丢失 →双着丝粒缺失染色单体(臂内),后
期桥折断→缺失染色体→配子不育 →单着丝粒重复缺失染色体(臂间)和缺失染色体 (臀内)→配子不育 →正常或倒位染色单体→配子可育 (3)降低倒位杂合体得连锁基因重组率
臂间倒位杂合体得交换
正常 倒位 重复缺失 重复缺失
臂内倒位杂合体得交换
玉米第5染色体
倒位之后得重组率分别下降到0、4%,0%,4、 5%
• 例如,猫叫综合征就是人得第5号染色体部 分缺失引起得遗传病,因为患病儿童哭声 轻,音调高,很像猫叫而得名。猫叫综合征 患者得两眼距离较远,耳位低下,生长发育 迟缓,而且存在严重得智力障碍;果蝇得缺
刻翅得形成也就是由于一段染色体缺失 造成得
(3)如果缺失得区段较小,可能会造成 假显性现象
图 果蝇染色体16A区段得遗传效应
三、倒位
(一)倒位类型及形成 倒位:染色体中发生了某一区段倒转 臂内倒位(一侧倒位):倒位区段在染色 体得某一个臂得范围内 臂间倒位(两侧倒位):倒位区段内有着 丝粒,即倒位区段涉及染色 体得两个臂
图 6-10 倒位杂合体染色体联会图 与倒位杂合体联会复合体得电镜图
(三)倒位得遗传效应
(1)倒位就是物种进化得一个重要因素。种与种 之间得差异常常就是一次又一次得倒位造成得。 (2)倒位导致倒位杂合体得部分不育 非姊妹染色单体之间在倒位圈内外发生交换,产 生四种交换染色单体: →无着丝粒断片(臂内),后期Ⅰ丢失 →双着丝粒缺失染色单体(臂内),后
期桥折断→缺失染色体→配子不育 →单着丝粒重复缺失染色体(臂间)和缺失染色体 (臀内)→配子不育 →正常或倒位染色单体→配子可育 (3)降低倒位杂合体得连锁基因重组率
臂间倒位杂合体得交换
正常 倒位 重复缺失 重复缺失
臂内倒位杂合体得交换
玉米第5染色体
倒位之后得重组率分别下降到0、4%,0%,4、 5%
• 例如,猫叫综合征就是人得第5号染色体部 分缺失引起得遗传病,因为患病儿童哭声 轻,音调高,很像猫叫而得名。猫叫综合征 患者得两眼距离较远,耳位低下,生长发育 迟缓,而且存在严重得智力障碍;果蝇得缺
刻翅得形成也就是由于一段染色体缺失 造成得
(3)如果缺失得区段较小,可能会造成 假显性现象
图 果蝇染色体16A区段得遗传效应
三、倒位
(一)倒位类型及形成 倒位:染色体中发生了某一区段倒转 臂内倒位(一侧倒位):倒位区段在染色 体得某一个臂得范围内 臂间倒位(两侧倒位):倒位区段内有着 丝粒,即倒位区段涉及染色 体得两个臂
普通遗传学第七章染色体数目变异课件
一粒小麦 (2n=2x=AA=14=7 II)
拟斯卑尔脱山羊草 (2n=2x=BB=14=7 II)
种间杂种 (2n=2x=AB=14=14 I)
加倍
双二倍体 (2n=4x=AABB=28=14 II)
方穗山羊草 (2n=2x=DD=14=7 II)
演化
双二倍体 (2n=4x=AABB
=28=14 II)
一、同源多倍体
(一)、同源多倍体的特征
形态特征 一般情况下,在一定范围内,随染色体组 数增加(也有例外):
◆ 细胞与细胞核体积增大; ◆ 组织器官(气孔、保卫细胞、叶片、花 朵等)巨大化,生物个体更高大粗壮; ◆ 成熟期延迟、生育期延长。
不同倍数甜菜叶片气孔大小的比较
<
<
杜鹃花
矮脚苏州青
甘蔗
四倍体高梁
AAAa 15 12 1 225 360 174 24 1 783 1 AAaa 3 8 3 9 48 82 48 9 20.8 1 Aaaa 1 12 15 1 24 174 360 225 2.44 1
同源四倍体基因分离(实际资料)
根据对曼陀罗、玉米、番茄、苜蓿、水稻、菠 菜等植物的同源四倍体的分析,表明多数基因 的实际分离介于染色体随机分离比例和染色单 体随机分离比例之间。一是由于某些孢母细胞 同源组的四条染色体不是2/2分离,二是由于 基因与着丝点之间能否发生交换是相对的,在 一些孢母细胞中发生染色体随机分离,而在另 一些孢母细胞中则发生染色单体随机分离。
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②顶端缺失 ➢ 有丝分裂前出现断裂 - 融合→双着丝粒染色体——后期
染色体桥。 ➢ 减数分裂联会时,有未配对的游离区段 ③中间缺失 ➢ 减数分裂染色体联会时形成缺失环。
注意:较小的缺失往往并不表现出明显的细胞学特征; 缺失纯合体减数分裂过程也无明显的细胞学特征。
断裂 - 融合 - 桥
顶端缺失的形成(断裂) 复制
❖ 类型 ①顶端缺失(terminal deficiency):指缺失了
包括端粒在内的染色体末端区段。 ②中间缺失(interstitial deficiency):指缺
失了染色体某臂的内部区段。 特殊类型:端着丝粒染色体、环状染色体
❖ 相关术语
➢ 缺失染色体(deficiency chromosome):指 丢失了某一区段的染色体。
缺失杂合体的假显性现象
8.2.2 重复(duplication,dup)
❖ 概念:正常染色体增加了与自己相同的某一区段的 结构变异叫重复。增加了的这一区段叫重复片段。
❖ 类别 ➢顺接重复(tanden duplication):指重复区段 与原有区段在染色体上排列方向相同。 ➢反接重复(reverse duplication):指重复区段 与原有区段在染色体上排列方向相反。
剂量效应:随 着细胞内基因拷 贝数增加,基因 的表现能力和表 现程度随之加强。
位置效应:基 因的表现型效应 会随其在染色体 上的位置不同而 改变。
8.2.3 倒位(inversion,inv)
❖ 概念:正常染色体某一区段的倒转。 • 倒位染色体上的基因总量不变。 ❖ 类别
➢臂内倒位(paracentric inversion):指倒位 区段不含着丝粒,发生在一条臂内。
➢臂间倒位(pericentic inversion):指倒位区 段含着丝粒,发生在两条臂间。
臂内倒位与臂间倒位
❖ 相关术语
➢ 倒位染色体(inversion chromosome):指含有 倒位片段的染色体。
➢ 倒位杂合体(inversion heterozygote):指同源 染色体中,有一个正常而另一个是倒位染色体的 生物个体。
重复的类别
❖ 相关术语
➢ 重复染色体(duplication chromosome):指含 有重复片段的染色体。
➢ 重复杂合体(duplication heterozygote):指同 源染色体中,有一个正常而另一个是重复染色体 的生物个体。
➢ 重复纯合体(duplication homozygote):指同源 染色体中,每个染色体都含有相同的重复片段且 重复类别相同的生物个体。
❖ 玉米核雄性不育系的双杂合保持系
❖ 鉴别家蚕的性别
本章要求
➢掌握四种染色体结构变异的类型及其形成方式 ➢掌握结构变异的主要生物学特征、细胞学鉴定
方法和遗传效应 ➢了解结构变异在遗传研究与育种实践中的应用 ➢了解诱发染色体结构变异的方法和原理
➢相互易位(reciprocal translocation)(双向): 指两个非同源染色体之间发生区段互换,又称 为交互易位。
➢简单易位(simple translocation)(单向):指 一个染色体上的某一区段转移到了另一非同源 染色体上的现象,又称为转移。
❖ 特殊类型
➢ 罗 伯逊易 位 ( Robertsonian translocation) : 是两条近端着丝粒或端着丝粒染色体在着丝粒 附近断裂后互换的易位类型。
❖ 物理诱变的特点
物理因素诱发的突变是随机的,无特异性可 言,性质和条件相同的辐射可以诱发不同的变异。 因此,目前只能期望通过辐射处理得到变异,而 不能期望通过一定的辐射处理得到定向的变异。
慢照射容易获得1次断裂产生的结构变异类 型,快照射容易获得2次断裂或多次断裂产生的 结构变异类型。
8.3.2 化学因素的诱发
➢ 缺失的后果 打破了基因的连锁平衡,破坏了基因间的互作关系, 基因所控制的生物功能或性状丧失或异常。
➢ 缺失的危害程度 取决于缺失区段的大小、缺失区段所含基因的多少、 缺失基因的重要程度、染色体倍性水平。
缺失纯合体——致死或半致死
缺失杂合体——缺失区段较长时,生活力差、配子 (尤其是花粉)败育或育性降低;缺失区段较小时, 可能会造成假显性现象或其它异常现象(例猫叫综 合症)。
➢ 缺失杂合体(deficiency heterozygote):指 同源染色体中,有一个正常而另一个是缺失 染色体的生物个体。
➢ 缺失纯合体(deficiency homozygote):指同 源染色体中,每个染色体都丢失了相同区段 的生物个体。
❖ 缺失形成的机理
❖ 缺失的细胞学鉴定
①无着丝粒断片:最初发生缺失的 细胞在分裂时可见落后染色体→ 无着丝粒断片,在间期形成微核。
➢正确重接→重新愈合,恢复原状; ➢错误重接→产生结构变异; ➢保持断头→产生结构变异。 ❖结构变异类型:缺失、重复、倒位、易位
8.2 染色体结构变异的类型
8.2.1 缺失 8.2.2 重复 8.2.3 倒位 8.2.4 易位
8.2.1 缺失(deletion,del)
❖ 概念 染色体丢失了某一区段——缺失
➢注意 区分倒位圈与缺失、重复圈的结构差异 倒位纯合体无明显细胞Baidu Nhomakorabea特征
倒位杂合体的联会
倒位杂合体的“倒位圈”
臂
臂
内
间
倒
倒
位
位
杂
杂
合
合
体
体
的
的
交
交
换
换
臂内倒位形成的“后期 I 桥”
❖ 倒位的遗传效应
➢ 对基因关系的影响:倒位改变了基因间的连锁关系; ➢ 交换抑制效应:倒位区段基因间的重组率降低的效应。 ➢ 有害程度:取决于倒位区段的长短,倒位区段过长往往
8.3.1 物理因素的诱发
❖ 物理因素的诱发 染色体结构的变异需要相当大的能量,细
胞必须在获得大量的能量以后,染色体才可能 发生畸变,辐射就是很好的能源。能量低的辐 射(如可见光)只能产生热量;能量较高的辐 射(如γ射线)除产生热能和使原子激发外, 还能使原子“电离” 诱发突变。
电离辐射源:α射线、β射线和中子等粒 子辐射,也包括γ射线和X射线等电磁波辐射。
❖ 重复形成的机理
重复是由同源染色体的不对等交换产生的
❖ 重复的细胞学鉴定
➢细胞学特征 同源染色体联会时可见: ✓重复环 ✓染色体末端不配对而突出
➢注意: ✓区分重复环与缺失环 ✓当重复区段很短时很难观察到重复环 ✓重复纯合体也观察不到重复环
重复的细胞学特征
❖ 重复的遗传效应
➢重复对基因平衡的影响:扰乱了生物体本身基因固 有的平衡体系,影响了个体的生活力。
非电离辐射源:紫外线。
❖辐射剂量与染色体结构变异频率的关系
➢辐射诱变的趋势:辐射的剂量越大,诱发的突变 频率越高,但与辐射强度无关。
➢辐射剂量:是指单位质量被照射的物质所吸收的 能量数值。
➢辐射强度:是指单位时间内照射的剂量数,即剂 量率。只要照射的总剂量不变,无论辐射强度有 多大,诱发的突变总是保持一定。
分
离
毗邻式
易位杂合子产生配子的育性
十字形结构
交叉端化
8字形/四体环
交替式分离 相邻式分离
产生可育配子 产生不育配子
半不育
❖ 易位的遗传效应
➢降低了连锁基因间的重组率——联会的紧密程度降低,抑 制了正常连锁群的重组。
➢易位改变了基因间的连锁关系——出现假连锁现象,使本 应独立遗传的基因出现假连锁。
❖ 诱变剂
➢ 抗生素、药物、农药、工业废物、食品添加剂,如重氮 丝氨酸、丝裂霉素C、环磷酰胺、有机磷农药、环己基 糖精、黄曲霉素等也能诱发染色体结构变异,因其具有 破坏DNA分子结构的能力,因而造成染色体断裂,目前 很少实际应用。
❖ 化学诱变的特点
➢ 具有特异性,一定性质的药物能诱发一定类型的变异, 这使动植物育种中定向地诱发和筛选变异看到了希望。
➢有害程度:取决于重复区段的大小、基因数量的多 少、重要性及染色体倍性;与缺失相比,有害性相 对较小,但若重复区段过长,往往使个体致死。
➢对育性的影响:重复杂合体和重复纯合体一般败育 或育性降低,会产生“剂量效应(dosage effect)” 和“位置效应(position effect)”。
果蝇复眼的小眼组成数目的“剂量效应”和”位置效应”
❖ ClB测定法
倒位区段内的一个隐性致死基因,可使胚胎在最初发育阶段死亡
l
16A重复区段
X ------------------------------
CB
抑制交换的倒位区段 显性棒眼性状,识别倒位X染色体的存在
❖ ClB测定就是利用 ClB∥X+雌蝇,测定X染色体上基因的隐性突变频率
❖ ClB测定法
❖ 易位形成的机理
❖ 相互易位的细胞学鉴定
➢相互易位杂合体 减数分裂同源染色体联会时:
✓粗线期呈十字形配对 ✓终变期呈8字形、四体环或链状结构 (十字形配对结构的交替式或相邻式分离)
➢相互易位纯合体:同源染色体联会一切正常。
易位杂合体粗线期十字形配对
果蝇巨大染色体易位图
易
位
杂
合
体
的
联
会
和
交替式
姊妹染色单体顶端断头连接 (融合)
有丝分裂后期桥(桥)
新的断裂
缺失染色体的联会
玉米缺失杂合体粗线期缺失环
果蝇唾腺染色体的缺失圈
缺失的细胞学特征
微核
缺失环(环形或瘤形突出): 中间缺失杂合体偶线期和粗线期出现;可以看到 由于缺失配对的部分而形成的弧状突起,这在果 蝇的唾液腺染色体上非常清楚。
❖ 缺失的遗传效应
➢易位杂合体半不育:易位杂合体十字形配对进行交替式分 离所产生的配子是可育的,而进行相邻式分离产生的配子 是不育的;相邻式与交替式各占50%。
➢有害程度:取决于易位区段的长短,易位区段过长往往致 死;基因的数目、重要性以及染色体的倍性。
8.3 染色体结构变异的诱发
8.3.1 物理因素的诱发 8.3.2 化学因素的诱发 8.3.3 其它因素的诱变
罗伯逊易位还可能导致物种染色体数目改变!
❖ 相关术语
➢ 易位染色体(translocation chromosome):指 含有易位片段的染色体。
➢ 易位杂合体(translocation heterozygote):指 同源染色体中有一个是易位染色体的生物个体, 又叫杂易位体。
➢ 易位纯合体(translocation homozygote):指同 源染色体都含有相同易位片段的生物个体,又叫 纯易位体,由杂易位体自交获得。
➢ 倒位纯合体(inversion homozygote):指同源染 色体中,每个染色体都含有相同的倒位片段且倒 位类别相同的生物个体。
❖ 倒位形成的机理
❖ 倒位的细胞学鉴定
➢细胞学特征 同源染色体联会时:
倒位区段较短——正常部分配对,其余不配对 倒位区段适中——形成倒位圈 倒位区段过长——倒过来配对,其余游离 ➢减数分裂时倒位杂合体的交换
第六章 染色体结构变异
8.1 染色体结构变异的概述 8.2 染色体结构变异的类型 8.3 染色体结构变异的诱发 8.4 染色体结构变异的应用 本章要求
8.1 染色体结构变异的概述
8.1.1 染色体变异/染色体畸变 结构变异:染色体结构的异常变化 数目变异:染色体数目的异常变化
8.1.2 染色体结构变异假说及结构变异种类 ❖ 断裂重接假说
致死;基因的数目、重要性以及染色体的倍性。 ➢ 对育性的影响:倒位杂合体倒位圈内发生交换后,产生
的交换型配子(50%)含重复缺失染色单体,这类配子不 育。所以倒位杂合体半不育。倒位纯合的同源染色体联 会完全正常,但会产生“位置效应”。
8.2.4 易位(translocation,t)
❖ 概念:染色体上某一区段转移到非同源染色体上。 ❖ 类别
8.3.3 其它因素的诱变
❖ 某些病毒也可引起宿主细胞染色体畸变,如 猿猴空泡病毒(SV40病毒)、Rous肉瘤病毒、 带状疱疹病毒等。
❖ 生物老龄化也会导致染色体畸变,如染色体 端粒脱落等。
❖ 高温也会引起结构变异。
8.4 染色体结构变异的应用
8.4.1 利用缺失进行基因定位—假显性 8.4.2 利用重复改变作物品质—剂量效应 8.4.3 利用易位控制虫害—产生半不育配子 8.4.4 果蝇的ClB测定法—倒位 8.4.5 利用易位—创造玉米不育系的双杂合保持系 8.4.6 利用易位使家蚕自别雌雄—与性染色体连锁
染色体桥。 ➢ 减数分裂联会时,有未配对的游离区段 ③中间缺失 ➢ 减数分裂染色体联会时形成缺失环。
注意:较小的缺失往往并不表现出明显的细胞学特征; 缺失纯合体减数分裂过程也无明显的细胞学特征。
断裂 - 融合 - 桥
顶端缺失的形成(断裂) 复制
❖ 类型 ①顶端缺失(terminal deficiency):指缺失了
包括端粒在内的染色体末端区段。 ②中间缺失(interstitial deficiency):指缺
失了染色体某臂的内部区段。 特殊类型:端着丝粒染色体、环状染色体
❖ 相关术语
➢ 缺失染色体(deficiency chromosome):指 丢失了某一区段的染色体。
缺失杂合体的假显性现象
8.2.2 重复(duplication,dup)
❖ 概念:正常染色体增加了与自己相同的某一区段的 结构变异叫重复。增加了的这一区段叫重复片段。
❖ 类别 ➢顺接重复(tanden duplication):指重复区段 与原有区段在染色体上排列方向相同。 ➢反接重复(reverse duplication):指重复区段 与原有区段在染色体上排列方向相反。
剂量效应:随 着细胞内基因拷 贝数增加,基因 的表现能力和表 现程度随之加强。
位置效应:基 因的表现型效应 会随其在染色体 上的位置不同而 改变。
8.2.3 倒位(inversion,inv)
❖ 概念:正常染色体某一区段的倒转。 • 倒位染色体上的基因总量不变。 ❖ 类别
➢臂内倒位(paracentric inversion):指倒位 区段不含着丝粒,发生在一条臂内。
➢臂间倒位(pericentic inversion):指倒位区 段含着丝粒,发生在两条臂间。
臂内倒位与臂间倒位
❖ 相关术语
➢ 倒位染色体(inversion chromosome):指含有 倒位片段的染色体。
➢ 倒位杂合体(inversion heterozygote):指同源 染色体中,有一个正常而另一个是倒位染色体的 生物个体。
重复的类别
❖ 相关术语
➢ 重复染色体(duplication chromosome):指含 有重复片段的染色体。
➢ 重复杂合体(duplication heterozygote):指同 源染色体中,有一个正常而另一个是重复染色体 的生物个体。
➢ 重复纯合体(duplication homozygote):指同源 染色体中,每个染色体都含有相同的重复片段且 重复类别相同的生物个体。
❖ 玉米核雄性不育系的双杂合保持系
❖ 鉴别家蚕的性别
本章要求
➢掌握四种染色体结构变异的类型及其形成方式 ➢掌握结构变异的主要生物学特征、细胞学鉴定
方法和遗传效应 ➢了解结构变异在遗传研究与育种实践中的应用 ➢了解诱发染色体结构变异的方法和原理
➢相互易位(reciprocal translocation)(双向): 指两个非同源染色体之间发生区段互换,又称 为交互易位。
➢简单易位(simple translocation)(单向):指 一个染色体上的某一区段转移到了另一非同源 染色体上的现象,又称为转移。
❖ 特殊类型
➢ 罗 伯逊易 位 ( Robertsonian translocation) : 是两条近端着丝粒或端着丝粒染色体在着丝粒 附近断裂后互换的易位类型。
❖ 物理诱变的特点
物理因素诱发的突变是随机的,无特异性可 言,性质和条件相同的辐射可以诱发不同的变异。 因此,目前只能期望通过辐射处理得到变异,而 不能期望通过一定的辐射处理得到定向的变异。
慢照射容易获得1次断裂产生的结构变异类 型,快照射容易获得2次断裂或多次断裂产生的 结构变异类型。
8.3.2 化学因素的诱发
➢ 缺失的后果 打破了基因的连锁平衡,破坏了基因间的互作关系, 基因所控制的生物功能或性状丧失或异常。
➢ 缺失的危害程度 取决于缺失区段的大小、缺失区段所含基因的多少、 缺失基因的重要程度、染色体倍性水平。
缺失纯合体——致死或半致死
缺失杂合体——缺失区段较长时,生活力差、配子 (尤其是花粉)败育或育性降低;缺失区段较小时, 可能会造成假显性现象或其它异常现象(例猫叫综 合症)。
➢ 缺失杂合体(deficiency heterozygote):指 同源染色体中,有一个正常而另一个是缺失 染色体的生物个体。
➢ 缺失纯合体(deficiency homozygote):指同 源染色体中,每个染色体都丢失了相同区段 的生物个体。
❖ 缺失形成的机理
❖ 缺失的细胞学鉴定
①无着丝粒断片:最初发生缺失的 细胞在分裂时可见落后染色体→ 无着丝粒断片,在间期形成微核。
➢正确重接→重新愈合,恢复原状; ➢错误重接→产生结构变异; ➢保持断头→产生结构变异。 ❖结构变异类型:缺失、重复、倒位、易位
8.2 染色体结构变异的类型
8.2.1 缺失 8.2.2 重复 8.2.3 倒位 8.2.4 易位
8.2.1 缺失(deletion,del)
❖ 概念 染色体丢失了某一区段——缺失
➢注意 区分倒位圈与缺失、重复圈的结构差异 倒位纯合体无明显细胞Baidu Nhomakorabea特征
倒位杂合体的联会
倒位杂合体的“倒位圈”
臂
臂
内
间
倒
倒
位
位
杂
杂
合
合
体
体
的
的
交
交
换
换
臂内倒位形成的“后期 I 桥”
❖ 倒位的遗传效应
➢ 对基因关系的影响:倒位改变了基因间的连锁关系; ➢ 交换抑制效应:倒位区段基因间的重组率降低的效应。 ➢ 有害程度:取决于倒位区段的长短,倒位区段过长往往
8.3.1 物理因素的诱发
❖ 物理因素的诱发 染色体结构的变异需要相当大的能量,细
胞必须在获得大量的能量以后,染色体才可能 发生畸变,辐射就是很好的能源。能量低的辐 射(如可见光)只能产生热量;能量较高的辐 射(如γ射线)除产生热能和使原子激发外, 还能使原子“电离” 诱发突变。
电离辐射源:α射线、β射线和中子等粒 子辐射,也包括γ射线和X射线等电磁波辐射。
❖ 重复形成的机理
重复是由同源染色体的不对等交换产生的
❖ 重复的细胞学鉴定
➢细胞学特征 同源染色体联会时可见: ✓重复环 ✓染色体末端不配对而突出
➢注意: ✓区分重复环与缺失环 ✓当重复区段很短时很难观察到重复环 ✓重复纯合体也观察不到重复环
重复的细胞学特征
❖ 重复的遗传效应
➢重复对基因平衡的影响:扰乱了生物体本身基因固 有的平衡体系,影响了个体的生活力。
非电离辐射源:紫外线。
❖辐射剂量与染色体结构变异频率的关系
➢辐射诱变的趋势:辐射的剂量越大,诱发的突变 频率越高,但与辐射强度无关。
➢辐射剂量:是指单位质量被照射的物质所吸收的 能量数值。
➢辐射强度:是指单位时间内照射的剂量数,即剂 量率。只要照射的总剂量不变,无论辐射强度有 多大,诱发的突变总是保持一定。
分
离
毗邻式
易位杂合子产生配子的育性
十字形结构
交叉端化
8字形/四体环
交替式分离 相邻式分离
产生可育配子 产生不育配子
半不育
❖ 易位的遗传效应
➢降低了连锁基因间的重组率——联会的紧密程度降低,抑 制了正常连锁群的重组。
➢易位改变了基因间的连锁关系——出现假连锁现象,使本 应独立遗传的基因出现假连锁。
❖ 诱变剂
➢ 抗生素、药物、农药、工业废物、食品添加剂,如重氮 丝氨酸、丝裂霉素C、环磷酰胺、有机磷农药、环己基 糖精、黄曲霉素等也能诱发染色体结构变异,因其具有 破坏DNA分子结构的能力,因而造成染色体断裂,目前 很少实际应用。
❖ 化学诱变的特点
➢ 具有特异性,一定性质的药物能诱发一定类型的变异, 这使动植物育种中定向地诱发和筛选变异看到了希望。
➢有害程度:取决于重复区段的大小、基因数量的多 少、重要性及染色体倍性;与缺失相比,有害性相 对较小,但若重复区段过长,往往使个体致死。
➢对育性的影响:重复杂合体和重复纯合体一般败育 或育性降低,会产生“剂量效应(dosage effect)” 和“位置效应(position effect)”。
果蝇复眼的小眼组成数目的“剂量效应”和”位置效应”
❖ ClB测定法
倒位区段内的一个隐性致死基因,可使胚胎在最初发育阶段死亡
l
16A重复区段
X ------------------------------
CB
抑制交换的倒位区段 显性棒眼性状,识别倒位X染色体的存在
❖ ClB测定就是利用 ClB∥X+雌蝇,测定X染色体上基因的隐性突变频率
❖ ClB测定法
❖ 易位形成的机理
❖ 相互易位的细胞学鉴定
➢相互易位杂合体 减数分裂同源染色体联会时:
✓粗线期呈十字形配对 ✓终变期呈8字形、四体环或链状结构 (十字形配对结构的交替式或相邻式分离)
➢相互易位纯合体:同源染色体联会一切正常。
易位杂合体粗线期十字形配对
果蝇巨大染色体易位图
易
位
杂
合
体
的
联
会
和
交替式
姊妹染色单体顶端断头连接 (融合)
有丝分裂后期桥(桥)
新的断裂
缺失染色体的联会
玉米缺失杂合体粗线期缺失环
果蝇唾腺染色体的缺失圈
缺失的细胞学特征
微核
缺失环(环形或瘤形突出): 中间缺失杂合体偶线期和粗线期出现;可以看到 由于缺失配对的部分而形成的弧状突起,这在果 蝇的唾液腺染色体上非常清楚。
❖ 缺失的遗传效应
➢易位杂合体半不育:易位杂合体十字形配对进行交替式分 离所产生的配子是可育的,而进行相邻式分离产生的配子 是不育的;相邻式与交替式各占50%。
➢有害程度:取决于易位区段的长短,易位区段过长往往致 死;基因的数目、重要性以及染色体的倍性。
8.3 染色体结构变异的诱发
8.3.1 物理因素的诱发 8.3.2 化学因素的诱发 8.3.3 其它因素的诱变
罗伯逊易位还可能导致物种染色体数目改变!
❖ 相关术语
➢ 易位染色体(translocation chromosome):指 含有易位片段的染色体。
➢ 易位杂合体(translocation heterozygote):指 同源染色体中有一个是易位染色体的生物个体, 又叫杂易位体。
➢ 易位纯合体(translocation homozygote):指同 源染色体都含有相同易位片段的生物个体,又叫 纯易位体,由杂易位体自交获得。
➢ 倒位纯合体(inversion homozygote):指同源染 色体中,每个染色体都含有相同的倒位片段且倒 位类别相同的生物个体。
❖ 倒位形成的机理
❖ 倒位的细胞学鉴定
➢细胞学特征 同源染色体联会时:
倒位区段较短——正常部分配对,其余不配对 倒位区段适中——形成倒位圈 倒位区段过长——倒过来配对,其余游离 ➢减数分裂时倒位杂合体的交换
第六章 染色体结构变异
8.1 染色体结构变异的概述 8.2 染色体结构变异的类型 8.3 染色体结构变异的诱发 8.4 染色体结构变异的应用 本章要求
8.1 染色体结构变异的概述
8.1.1 染色体变异/染色体畸变 结构变异:染色体结构的异常变化 数目变异:染色体数目的异常变化
8.1.2 染色体结构变异假说及结构变异种类 ❖ 断裂重接假说
致死;基因的数目、重要性以及染色体的倍性。 ➢ 对育性的影响:倒位杂合体倒位圈内发生交换后,产生
的交换型配子(50%)含重复缺失染色单体,这类配子不 育。所以倒位杂合体半不育。倒位纯合的同源染色体联 会完全正常,但会产生“位置效应”。
8.2.4 易位(translocation,t)
❖ 概念:染色体上某一区段转移到非同源染色体上。 ❖ 类别
8.3.3 其它因素的诱变
❖ 某些病毒也可引起宿主细胞染色体畸变,如 猿猴空泡病毒(SV40病毒)、Rous肉瘤病毒、 带状疱疹病毒等。
❖ 生物老龄化也会导致染色体畸变,如染色体 端粒脱落等。
❖ 高温也会引起结构变异。
8.4 染色体结构变异的应用
8.4.1 利用缺失进行基因定位—假显性 8.4.2 利用重复改变作物品质—剂量效应 8.4.3 利用易位控制虫害—产生半不育配子 8.4.4 果蝇的ClB测定法—倒位 8.4.5 利用易位—创造玉米不育系的双杂合保持系 8.4.6 利用易位使家蚕自别雌雄—与性染色体连锁