真菌类的遗传学分析详解演示文稿

＋＋ nicade ＋ ade nic ＋
M1M1
808
M1M1
1
M1M2
90
M2M1
5
M2M2
90
M2M2
1
M2M2
5
重组值
交换型子囊数 总子囊数
1 2
4
5 6
总子囊数
7
1 2
5 90 1 5 1 5.05% 1000 2
第二十八页，共56页。
重组值的计算
2、ade和着丝粒间的重组值
Second Division Segregant （M2）
着丝粒作图 (图示:减数分裂
的第一次分离)
细胞分裂时，着 丝粒的趋向是完
全随机的。
第十五页，共56页。
着丝粒作图（图示：减数分裂的第二次分离）
第十六页，共56页。
镜影
+
—
+
—
+
—
+
—
—
+
—
+
—
+
—
+
镜影
镜影
+
+
—
+
—
+
—
—
—
—
+
—
+
—
＋＋ nicade ＋ ade nic ＋
M1M1
808
M1M1
1
M1M2
90
M2M1
5
M2M2
90
M2M2
1
M2M2
5
重组值
交换型子囊数 总子囊数
1 2
3
5 6
总子囊数
7
1 2
90 90 1 5 1 9.30%
1000
2
第二十九页，共56页。
1) 2)
3)
第三十页，共56页。
+
—
+
+
—
—
+
+
—
+
+
—
+
+
—
—
+
—
⑴⑵ first division segregation
第十七页，共56页。
⑶
⑷
⑸
⑹
second division segregation
交换发生在四线期的两条染色
单体之间
+
+
+
+
＋
+
—
+
—
＋crossover— Nhomakorabea—
+
—
+
—
—
—
—
—
每发生一次交换，只有 1/2的孢子发生重组
2 一次只分析一个减数分裂的产物。
3 个体小，长得快，易于培养，一次杂交可产生大量后代，所 以统计结果易于正确，检出率10-8。 4 进行有性生殖，染色体结构和功能类似于高等生物。
红色面包霉在有性生殖过程中正(+)和负(-)两个接合型(n) 通过接合受精，在子囊和子囊菌丝细胞中形成二倍体的合子(2n)。
loci）
●检验染色单体的交换是否有干涉现象（ Allows
us to examine the distribution of crossovers among the 4 chromatids and chromatid interference）
●四线或三线双交换 ●研究基因转变（gene conversion)
●方法2：我们把资料按另一种方式排列：
第三十五页，共56页。
表6-6 链孢霉的nic＋×＋ade的分离资料， 按照分离时期来排列
ade与着丝粒间有重组，而nic与着丝粒间无重组（ M1 M2 ）为90/1000
nic与着丝粒间有重组，而ade与着丝粒间无重组（ M2 M1 ）为5/1000
上述二者相差悬殊，比例为18 : 1
归纳为7种基本的的子囊型
第二十三页，共56页。
表6-5 链孢霉nic+×+ade的7种不同子囊型及相应的子囊数
子囊型
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
交换发生部位 ＋ ade
nic ＋ ＋ ade nic ＋ ＋ ade nic ＋ ＋ ade
nic ＋
基因型次序
＋ ade ＋ ade nic ＋ nic ＋
＋＋ ＋＋ nic ade nic ade
274
第二十二页，共56页。
三、链孢霉的连锁与交换
●利用顺序四分子分析，同样可以进行两个基因的 连锁作图
●利用两个不同交配型进行杂交：
nic ＋ × ＋ ade nic（nicotinic acid）为烟 (菸)酸依赖型
ade（adenine）为腺嘌呤依赖型。 ●两对基因的杂交实验，可产生6×6种不同的子囊型，
(T)
5
第二十五页，共56页。
三、链孢霉的连锁与交换
1、分离发生的时期: 分别考虑每一对基因分离发生的时期
（M1或M2），用于计算基因与着丝粒的图距。
2、子囊型分类：只考虑两对基因间是否发生了重组，用 于计算两对基因间的重组值。
第二十六页，共56页。
–⑴ 亲二型（PD，parental ditype），两种基因型与亲 代相同。包括⑴，⑸。
NPD 1 T
重组值(nic ade)
2 总子囊数
11 1 90 5 5
2
5.20%
1000
●Conclude that possibility #3 is most likely！
第三十三页，共56页。
3)
nic
ade
5.05 9.3
5.2+5.05=10.25＞9.3，WHY？
第三十四页，共56页。
⑴
⑶
第十八页，共56页。
二、着丝粒作图（centromere mapping）
●根据8个子囊孢子基因型的排列顺序确定交换型和
非交换型。 ●例如： ----正常野生型：能在红色面包霉基本培养基上生 长，子囊孢子成熟后呈黑色。记作lys＋或＋ ----赖氨酸缺陷型：是一种突变型，不能自我合成赖 氨酸，成熟较迟，呈灰色，易于鉴别。记作lys－或－。
所以，一个子囊中的8个子囊孢子是单一减数分裂的产物。
第三页，共56页。
子囊孢子
单倍体子囊孢子
萌发 分生孢子
子囊
单倍体子囊孢子
萌发
菌丝体
脉孢菌（ Neurospora Crassa ）的生活史
第四页，共56页。
细胞融合
菌丝体
第五页，共56页。
脉孢菌是遗传分析的好材料：
1 无性世代是单倍体，基因型可直接在表现型上反映出来。相 当于测交。
------排除1
●那么，两个基因到底是位于着丝粒的两侧（可能性
#2）呢----异臂
还是位于一侧（可能性#3）呢？ ----同臂
●方法1：我们可以通过计算nic-ade间的重组值进行排
定。
第三十一页，共56页。
那么，我们如何来计 算nic-ade间的重组值 呢？
NPD均是重组型
T只有一半是重组型
第三十二页，共56页。
确定两个基因与着丝粒相对位置的另一种方 法
●PD =808+90=898 >>>> NPD =1+1=2，亲本型明显
大于重组型，说明这两个基因不可能自由组合，而 是连锁的-------排除1
●那么，两个基因到底是位于着丝粒的两侧（可能性
#2）呢----异臂 还是位于一侧（可能性#3）呢？ ----同臂
( lys mutants are unable to synthesize their own lysine. )
第十九页，共56页。
第二十页，共56页。
lys＋(n)×lys－(n) lys＋lys－(2n) 减数分裂
粗糙链孢霉lys－×lys＋杂交子代子囊型
＋＋－－ －－＋＋ ＋－＋－ ＋－－＋ －＋＋－ －＋ －＋
交换发生部位 ＋ ade
nic ＋ ＋ ade
nic ＋
＋
ade
nic
＋
基因型次序
＋ ade nic ＋ ＋ ade nic ＋
＋＋ nic ade ＋＋ nic ade
＋＋ nic ade ＋ ade nic ＋
分离 时期 M2M2
M2M2
M2M2
子囊型 实得 分类 子囊数
(PD)
90
(NPD)
1
第十页，共56页。
二、着丝粒作图（centromere mapping）
●把着丝粒作为一个座位（locus)，利用四分子分析法，测定
基因与着丝粒间的距离。 1、原理：
⑴ 如果基因与着丝粒之间无交换： – 则该基因与着丝粒同步分离，基因分离发生的时期在
减数分裂Ⅰ；
第十一页，共56页。
基因与着丝粒之间没有发生交换
子囊型 四分子顺序
分离时期 实得子囊数
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
＋ ade ＋ ade nic ＋ Nic ＋
＋＋ ＋＋ nicade Nicade
＋＋ ＋ ade nic ＋ Nicade
＋ ade nicade ＋＋ nic ＋
＋ ade nic ＋ ＋ ade nic ＋
＋＋ nicade ＋＋ nicade
nic 5.05
ade 9.3
nic 5.05
ade
9.3
nic
5.05 9.3
ade
Which is most likely arrrangement of the two loci?
●PD =808+90=898 >>>> NPD =1+1=2，亲本型明显大于
重组型，说明这两个基因不可能自由组合，而是连锁的-
– 则该基因与着丝粒同步分离，基因分离发生的时期在减
数分裂Ⅰ； ⑵ 如果基因与着丝粒之间发生交换：
– 则该基因与着丝粒的分离不同步，基因分离发生的时期 在减数分裂Ⅱ。
第十三页，共56页。
基因与着丝粒之间发生了交换
交 换 类 型
减数分裂I
每交换一次，只有1/2的减数分裂Ⅱ 孢子发生重组
有丝分裂
第十四页，共56页。
非顺序四分子分析：四分子没有严格排列顺序，
如酵母菌。
第七页，共56页。
第八页，共56页。
顺序四分子分析 （Ordered tetrad analysis)
链孢霉 的子囊
第九页，共56页。
Advantages of Ordered Tetrad Analysis
●着丝粒作图（Allows the mapping of centromeres as genetic
＋＋ ＋ ade nic ＋ nic ade
＋ ade nic ade ＋＋ nic ＋
分离 时期 M1M1
M1M1
M1M2
M2M1
子囊型 分类 (PD)
(NPD)
(T)
(T)
实得 子囊数
808
1
90
5
第二十四页，共56页。
续表6-5 链孢霉nic+×+ade的7种不同子囊型及相应的子囊数
子囊型
⑸ ⑹ ⑺
–⑵ 非亲二型（NPD，non－parental ditype），两种基 因型都和亲代不一样，都是重组型。包括⑵，⑹。
–⑶ 四型（T，tetratype）：四种基因型，两种与亲代
相同，两种与亲代不同，有一半发生了重组。包括⑶，⑷， ⑺。
第二十七页，共56页。
重组值的计算
1、nic和着丝粒间的重组值
未 交 换 类 型
第十二页，共56页。
减数分裂 I
减数分裂 II
有丝分裂
First Division Segregant （M1）
二、着丝粒作图（centromere mapping）
●把着丝粒作为一个座位（locus)，利用四分子分析法，测定基
因与着丝粒间的距离。 1、原理：
⑴ 如果基因与着丝粒之间无交换：
RF（ nic – centromere）5.05 RF（ ade – centromere）=9.3
二者相差不大
第三十六页，共56页。
●说明： nic与着丝粒间的重组与ade与着丝粒间的重
组不是相互独立的。
表6-6 链孢霉的nic＋×＋ade的分离资料， 按照分离时期来排列
●nic与着丝粒间的重组总是伴随着ade与着丝粒间的重组
真菌类的遗传学分析详解演示 文稿
第一页，共56页。
优选真菌类的遗传学分析
第二页，共56页。
脉孢菌（ NeurosporaCrassa ）的生活史：
●无性世代（单倍体世代）：
菌丝体 →分生孢子→ 菌丝体。
●有性世代（双倍体世代）：一个交配型的分生孢子落在另一交
配型原子囊壳受精丝上，从而进入原子囊（子实体），进行多次 有丝分裂，形成多个单倍体核，这些单倍体核与子实体中的单倍 体核融合，形成多个二倍体核，然后进入减数分裂，每个二倍体 核形成4个单倍体核，再进行一次有丝分裂，形成8个核，最后 形成为一个子囊中的8个子囊孢子。
( 96/（96+5））
Conclude that possibility #3 is most likely
第三十七页，共56页。
3)
nic
ade
5.05 9.3
5.2+5.05=10.25＞9.3，WHY？
第三十八页，共56页。
这个合子经过减数分裂产生四个单倍体的子囊孢子称为四分孢子或
对四分子进行遗传分析，称为四分子分析。
第六页，共56页。
红色面包霉的四分子再经过一次有丝分裂形成8
个子囊孢子，由于红色面包霉的子囊很狭小， 8个孢
子按严格顺序排列在单个子囊里,但8个子囊孢子 在基因型和表型上仍可看作是4个。
-----顺序四分子（ordered tetrad）
子囊型 四分子顺序
分离时期 实得子囊数
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
＋ ade ＋ ade nic ＋ Nic ＋
＋＋ ＋＋ nicade Nicade
＋＋ ＋ ade nic ＋ Nicade
＋ ade nicade ＋＋ nic ＋
＋ ade nic ＋ ＋ ade nic ＋
＋＋ nicade ＋＋ nicade
子 囊 型
分裂类型 M1
M1
M2
M2
M2
M2
子囊数
105 129
9
5
10
16
第二十一页，共56页。
所以，着丝粒与有关基因间的重组值为：
重组值
重组型配子数 总的配子数
100%
交换型子囊数 8 1
交换型子囊数
2
非交换型子囊数
8
100%
交换型子囊数 总的子囊数 50%
9 5 10 16 50% 7.3%