第七章 遗传图的制作与基因定位

第二节 基因定位与连锁遗传图
一、基因定位

基因在染色体上的距离与重组率呈正相关.
1个图距单位(1cM)为1%重组值
根据两个基因位点间的交换值能够确定两个基因间
的相对距离，但并不能确定基因间的排列次序。
一、基因定位

确定基因在染色体上的相对位置和排列次 序叫基因定位。 两点测验和三点测验是基因定位的主要 方法。
第七章 遗传图的制作与基因定位（略讲）
第一节 交换值及其测定
一、 交换值的概念

交换值:也称重组率/重组值，是指重组型
配子占总配子的百分率。即：
重组型配子数 交换值(%) 100 ％ 总配子数
用哪些方法可以测定各种配子 的数目？
亲本型配子+重组型配子
二、 交换值的测定
1.测交法: 测交后代(Ft)的表现型的种类和比 例直接反映被测个体(如F1)产生配子的种类和 比例。 2.自交法:根据双隐性个体的比例是隐性配 子比例的平方.

为了度量两次交换间相互影响的程度，提出了符合系数 的概念。
3.符合系数.

符合系数也称为并发系数：用以衡量两次 交换之间相互影响的性质和程度。

例如前述中： 符合系数=0.09/0.644=0.13975
二、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 变化反映基因间的连锁强度、基因间的相对距离；
1.用三对性状差异的两个纯系作亲本进行杂交、测交：
P: 凹陷、非糯性、有色
×
饱满、糯性、无色
shsh
++
++
++
↓
wxwx
cc
糯性、 无色 wxwx cc
F1及测交: 饱满、非糯性、有色 × 凹陷、 +sh +wx +c shsh
三点测验
2.考察测交后代的表现型、进行分类统计 3.确定两种亲本类型和两种双交换类型—双交

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. 通常用交换值或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或遗传单位

基因间的距离与 交换值、遗传距离、连锁强度

（一）两点测验:
先用三次杂交、再用三次测交(隐性纯合亲本)来分别测定 两对基因间是否连锁，然后再根据其交换值确定它们在同一染 色体上的位置。
A B C
分别测出Aa-Bb间重组率 确定是否连锁； 分别测出Bb-Cc间重组率 确定是否连锁； 分别测出Aa-Cc间重组率 确定是否连锁。
a b c
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，温度过高或过低的情况下，其重组率会增加。
4. 交换值的遗传控制：交换的发生也受遗传控制。 如在大肠杆菌中：
换的比例最小；
测交后代的表现型 饱满、糯性、无色 凹陷、非糯、有色 饱满、非糯、无色 凹陷、糯性、有色 凹陷、非糯、无色 饱满、糯性、有色 饱满、非糯、有色 凹陷、糯性、无色 总 数 F1配子种类 + wx c sh + + + + c sh wx + sh + c + wx + + + + sh wx c 粒数 交换类别 2708 亲本型 2538 626 单交换 601 113 单交换 116 4 双交换 2 6708
两点测验的局限性
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。
（二）三点测验

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。
三点测验
仍以玉米C/c、Sh/sh、Wx/wx三对基因连锁分析为例， 在描述时用“+”代表各基因对应的显性基因。

染色体作图（chromosome mapping）：指确定相互连锁的 基因在染色体上的位置及其相互间的遗传距离的过 程。 连锁遗传图(linkage map)：描述基因在染色体上的排列 顺序和相对距离的数轴图叫连锁遗传图，又称遗传 图谱(genetic map)。


特点:
一种生物连锁群的数目与染色体的对数是一致 的。即有n对染色体就有n个连锁群.
交换值=6%×2=12%，交换值是两种重组型配子比例之和
总结: 重组值、重组值的测定
①测交法——测交后代(Ft) 表现型的种类和比例 直接反映被测个体(如F1)产生配子的种类和比例。
重组型配子数 Rf 100% 配子总数
②自交法
相 引 相
（
Rf 1 2 x
Rf 2 x
相斥 相
x —指双隐性纯合子的频率）


recA+ → recA是大肠杆菌中recA基因座的产物，具有双重功能，能激活蛋 白酶并能改变单链DNA分子。蛋白酶-激活活性控制SOS 反应； 核酸酶活性涉及重组修复途径。 RecA recA基因产物具有三 种生物化学活性：重组活性，单链DNA结合活性和蛋白酶活性。
三、 连锁遗传图
连锁群:存在于同一条染色体上的基因;
在水稻中，A对a、B对b为完全显性，Ab／aB 基因型的植株自交，在其后代中数目最少的 类型占子代总数的0.16％，则A-a和B-b两个 基因座之间的距离为多少个图距单位。 A．0.16 B．0.32 C．8 D．4
0.16%开根号，得0.04，是ab的频率，×2得 ab和AB的频率，即0.08，图距单位为8。选C
1.测交法
以玉米籽粒颜色和形状这两对连锁基因为例，来说明估算交 换值的方法。 玉米籽粒的有色(C)对无色(c)为显性，饱满(Sh)对凹陷(sh) 为显性。
相引组求得： 重组型配子数 = 149 + 152 = 301 总配子数 = 4032 + 149 + 152 + 4035 = 8368 交换值 = (301/8368)×100%= 3.6%，两种重组配子各1.8 %；

3.各种方法在各次试验中测定的交换值-遗 传距离都不相同，倒底哪一个最能反映基因 间的遗传距离？如何选择？
（三） 干扰和符合
1. 理论双交换值

连锁与互换的机理表明：染色体上除着丝粒外，任何一点
均有可能发生非姊妹染色单体间的交换。但是相邻两个交 换是否会发生相互影响呢？ 如果相邻两交换间互不影响，即交换独立发生，那么根据 乘法定理，双交换发生的理论频率(理论双交换值)应该是

两个区域交换频率(交换值)的乘积。

例：wxshc三点测验中，wx和c基因间理论双交换值应为： 0.184×0.035=0.644%。
(三) 干扰和符合
2. 干扰(interference)：

测交试验的结果表明： wx和c基因间的实际双交换值为0.09％，低于理论双交换 值0.644%，这是由于wx-sh间或sh-c间一旦发生一次交换 后就会影响另一个区域交换的发生，使双交换的频率下 降。这种现象称为干扰(interference)，或干涉： 一个交换发生后，它往往会影响其邻近交换的发生。其 结果是使实际双交换值不等于理论双交换值。
4. 根据双交换的基因型确定三对基因在染色 体上的排列顺序。 根据F1的基因型，基因排列有三种可能性：
sh +
===========
wx +
+
+
wx在中间 sh在中间
+
===========
wx + c
sh
+
+
===========
wx c +
+
sh
c在中间
哪一种排列方式可以产生+++与wxshc类型的双交换配 子的基因型 ???
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如果上述3次测验确认3对基因间都是连锁 根据交 换值的大小 确定这三对基因在染色体上的位置。
1.获得两点测验的3个测交结果
2. 计算三对基因两两间的交换值 估计基因间的遗传距离。
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: 22
第② 种排列顺序才有可能出现+++与wxshc类型的双交换配子。 + wx sh + +
============
c
sh 在中间
所以这三个连锁基因在染色体的位置应为 wx sh c
关键是确定中间一个基因．一般以最少的 双交换型与最多的亲本型相比，不同的基因一 定在中间。
三点测验
5 . 计算基因间的交换值。
F1 pl 配子频率 d 0.44 即44%
2
在相引相中,pl是亲本型配子,另一亲本型配子PL的频率应 与pl的相等, 均为44%；则:两种重组型配子(Pl+pL)的频率 为100-44%-44%=12%,各为6%。
∴F1形成的四种配子比例为
44PL∶6pl∶6pL∶44pl 或0.44∶0.06∶0.06∶0.44
遗传作图的过程与说明
要以最先端的基因点当作0点，依次向 下排列。以后发现新的连锁基因，再补充定 出位置。如果新发现的基因位置应在最先端 基因的外端，那就应该把0点让给新的基因 ，其余基因的位置要作相应的变动。
第三节 第四节 第五节 第六节
人类基因定位的基本方法（自学） 真菌类生物的遗传分析（自学） 有丝分裂交换与基因定位（自学） 细菌与噬菌体的基因定位（自学）
2.自交法
例如第一节中的香豌豆资料：
F2有四种表现型 F1有四种配子
紫长 PL
紫园 Pl
红长 pL
红园 pl
设各配子的比例为 a b c d F2组合为 (aPL bPl cpL dpl)2 因为组成F2表现型ppll的F1配子必然是pl，其频率d
则:F2中纯合双隐性ppll个体数即为d2
已知香豌豆ppll（双隐）个体数为1338株(相引数)； ∴双隐个体表现型比率= d2 =1338/6952×100%=19.2%。

由于双交换实际上是在两个区域同时发生了单交换，
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。
三点测验
6. 绘制连锁遗传图。
Sh位于wx与c之间； wx-sh:
18.4 sh-c: 3.5 wx-c:21.9。
两个思考问题

1.理论双交换值应为多少? 2.三点测验考虑到了wx与c之间的双交换值， 应该比两点测验得到的遗传距离更大。但事 实上变小了，为什么？