遗传学-人类连锁分析

3）年龄 一般年龄越大，交换值越小。位于着丝
粒附近的基因的交换值降低最多，离着丝 粒越远受影响越小。
4）温度 在适合生物生长的范围内，提高温度可
以提高交换值，该影响以着丝粒区为最大。
5）射线、化学物质等因素 放线菌素D、丝裂霉素C可使交换值增加。
3、几点说明
1）交换一般是对等的，不多一个基因，不少一
Punnett Bateson
连锁遗传和自 由组合在杂交 现象上有何不
同？
在 F2 中 ， 与 自 由 组 合 相 比 ， 连 锁 遗传表现为亲组合远远地多，重组 合远远地少；在测交结果中，连锁 遗传表现为亲组合远远地多于重组合 （ 如 双 杂 合 体 的 测 交 后 代 对 1‫׃‬1‫׃‬1‫׃‬1 比 例 的明显偏离）。
ec + ct + cv +
解题思路：
1、三基因是否为连锁基因？
看测交结果中亲组合子代数是否远远多于 重组合子代数；看遵循的遗传规律。
2、排列顺序怎样？
如果有双交换子代，根据双交换的特点， 确定三个基因的顺序。
3、基因间距离如何？
计算基因间的重组值。
举例：
某一三点测交结果如下：
+ wx c sh + + ++c sh wx + sh + c + wx + +++ sh wx c
c
亲组合
重组合
如果AB/ab形成的配子中Ab占5%，问 双杂合体的性母细胞中理论上有多少在A 和B两个连锁基因之间产生一个交叉？
2、影响交换的因素
1）着丝粒 着丝粒对附近基因的交换值有明显的影
响，使基因的交换值降低。
2）性别 一般来说，异配性别个体较少发生交换。
如人类和许多哺乳动物雌性交换值大于雄 性，有的动物（如鸽子）雄性交换值大于 雌性。
X 100% =0.09%
三个基因的连锁图：
21.72
18.4
wx
3.5
sh
c
9、连锁图（linkage map）
根据基因之间的交换值，把一对同源 染色体上的各个连锁基因的次序及位置 标定出来，绘制成的一种简单线性示意 图，也称遗传学图（genetic map）。
关于连锁图的几点说明：
§基因在连锁图上有一定的位置，称为座 位（ｌｏｃｕｓ）；
1980
对只有6种表 型子代的三点测 交试验，计算出 三个重组值后， 即可准确地对基 因进行定位。
sc ec
cv
7.6
9.7
♀+ ec +/sc + cv ♂ sc ec cv /Y
三杂合体正确基因型
+ ec +
+ ec + sc + cv
sc + cv + ec +
sc + cv
实例二：
三个突变基因
ec ct + + + cv ec + cv + ct + ec + + + ct cv
++ + ec ct cv
实得数
2125 2207 273 265 217 223
5 3
5318
7、重组值和交换值
交换值是指同源染色体的非姊妹染色单 体间有关基因的染色体片断发生互换的频 率.（实际发生的所有交换）
§一般以最先端的基因位置为0，如发现 有新基因在更先端时，把0点让给新的基 因，其余的基因座作相应的移动；
§两个基因间的交换值在0~50%之间；
在连锁图上，可出现50单位以上的图距， 因为图距是累加的；
§要从连锁图上的数值得知基因间的交 换值，仅仅限于邻近的基因座位之间。
§如果新基因发现较少，或者某一连锁群 的基因定位用的标记基因与新基因相距较 远，难以得到准确的交换值，需要进行校 正。
特点：工作量大，精确性差。
例：玉米第9染色体上三对基因间的连锁分
析：子粒颜色：有色(C)对无色(c)为显性； 饱满程度：饱满(Sh)对凹陷(sh)为显性； 淀粉粒：非糯性(Wx)对糯性(wx)为显性。 三次杂交、三次测交：
※(CCShSh×ccshsh)F1 × csh / csh ※(wxwxShSh×WxWxshsh)F1× wxsh / wxsh
+sc cv / ec++ +sc cv/Y 正常♀ 缺刚毛、缺脉♂
三杂合体
三杂合体
♀ec++/+sc cv × ♂ec sc cv /Y 测交
临时基因顺序
表型 实得数
ec + + sc ec sc ++ + sc ec +
+ 810 cv 828 + 62 cv 88 + 89 cv 103
亲组合 82.7% 重组合 7.6% 重组合 9.7%
基因间的距离越近，重组值和交换值越 吻合；基因间的距离越远，由于双交换或 多交换的发生，重组值比交换值低估得就 越多。
重组值不完全等于交换值，当基因间的 距离较远时要对重组值进行校正。
8、基因直线排列定律
三点试验中，两边两个基因对间的交换
值等于两边两个基因对间的重组值加上两
倍的双交换值。
为什么是两倍 的双交换值？
个基因；也有不对等的，不对等的交换可以导致
染色体结构的变异；
2）交换不是仅发生在同源染色体的非姊妹染色 单体之间，在姊妹染色单体之间也发生交换；
3）在一个细胞中，各对同源染色体之间的交 换不是完全独立的，而是存在相互影响；
4）交换不仅可以发生在基因与基因之间，也 可在基因内发生。
4、连锁交换定律
处在同一染色体上的两个或两个以上的基因遗 传时联合在一起的频率大于重新组合的频率。重 组类型的产生是由于配子形成过程中，同源染色 体的非姊妹染色单体间发生了局部交换的结果。
※(wxwxCC×WxWxcc)F1 × wxc / wxc
4、三点测交（验）：
用三杂合体与三隐性个体测交，把三个 基因包括在同一次交配中，从而确定这三 个基因在染色体上的位置的方法。
特点：省时省工；精确；三杂合体的获 得比较难。
5、黑腹果蝇中的三点试验实例：
A.H.Sturtevant
1891-1970
1、交换值
1%交换值去掉%后定义为1个图距单位 （map unit），即两个基因间距离的数量 单位，也称为centmorgan,cM.
2、重组频率（重组值、交换值）
重组合
重组频率=
亲组合+重组合
重组频率是根据测交或自交的结果计 算出来的。
3、两点测交（验）：
进行三次杂交、三次测交分别求出三对基因 间的交换值，进行基因定位的方法。
第五章 真核生物的 连锁分析
连锁与交换定律 真菌类的遗传学分析 重组的分子机理
人类的连锁分析
第一节 连锁与交换定律
※连锁现象的发现 ※连锁 ※交换 ※基因定位 ※干涉和并发率
※连锁与交换定律的意义
一、连锁现象的发现
1906年，Bateson和Punnett研究香豌豆 （Lathyrus odoratus）的花色、花粉形状这 两对相对性状的遗传时，首次发现连锁现象。
2708 2538
626 601 113 116
4 2
+ wx c
亲本型
sh +
+
++
+
双交换型
sh wx c
+
sh
+
wx sh c
wx +
c
++
+
三基因的顺序为：wx sh c
计算基因间的重组值：
+ wx c sh + + ++c sh wx + sh + c + wx + +++ sh wx c
实际双交换率
并发系数=
预期双交换率
实际双交换率
=
两个单交换率的乘积
干涉=1–并发率
※假设：
ec
cv
ct
0
10
18
如果干涉是0.8，问：三杂合体
ec + + / + cv ct 测交结果中各种表型
子代的预期频率是多少？
回顾：
表型
ec ct + + + cv
ec + cv + ct + ec + + + ct cv
亲组合 83%
重组合 17%
不完全连锁的特点：
①子代不仅产生亲本型配子，还有少数 重组型配子。 ②两种亲本型配子数大致相等，两种重 组型配子数也大致相等。
2、连锁遗传：亲本所具有的两个性状， 在F2中常常联系在一起遗传的现象或 者说连锁基因往往伴同而遗传的现象。
三、交换（crossing over）
提出“基因的 直线排列定律”， 创用三点测交方 法，并绘制出世 界上的第一张连 锁图。
(1.5) 0 1.0
(33.0) (36.1) 30.7 33.7
(54.5) 57.6
yw
vm
r
Sturtevant在1913年绘制的果蝇X染色体第一张 基因连锁图 (括号内为现在较为精确的数据)
y:黄体 w:白眼 v:辰砂眼 m:小翅 r:斜截翅
处于同一条染色体上的基因遗传时较 多地联系在一起的现象为连锁。
1、完全连锁与不完全连锁
测交一： X+Y ♂
测交二：
P ♀ 灰身长翅 × ♂黑身残翅
BbVv 配子 Bv BV bV bv
bbvv
bv
灰长 黑残
灰残 黑长
BbVv bbvv Bbvv bbVv 41.5% ：41.5% ： 8.5% ：8.5%
++ + ec ct cv
实得数
2125 亲组合 81.5% 2207
273 重组合 10.1% 265
217 223
重组合 8.3%
5 重组合 0.1% 3
5318
亲组合 双交换 重组合 重组合
表型
ec +
+ cv
预期频率
+ 41.08%
ct 41.08%
6、双交换
位于同一对同源染色体上的三对等位基因 间，同时发生的两次单交换。一般双交换的
频率很低，所以子代个体数目少。
ec + ct
+ cv +
ec + ct cv +
+ cv +
根据双交换的特 点―两基因对之间 发生双交换的结果 等于不交换，所以， 从双交换产物即可 准确地判断三基因 的顺序。
表型
1、玉米中的连锁与交换
玉米是非常好的遗传学分析材料。
s
S
S
s
s
SS
s
P Sh
Sh × sh
sh
C
C
c
c
F1
Sh
C 交叉发生在
Sh-C的外面
sh
c
交叉发生在 Sh-C之间
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
Sh sh
Cc
C
两个连锁 基因之间每 发生一个交 叉，产生一 半的重组类 sh 型。
实例一：
三个突变基因
ec 棘眼 sc 缺少某些胸部刚毛
cv 翅上横脉缺失
♀棘眼果蝇 ×♂缺胸刚毛,缺横脉果蝇
ec++/ec++
+sc cv/Y
配子 ec++
+sc cv Y
ec++/ +sc cv 正常♀
ec++/Y 棘眼♂
♀缺胸、缺脉果蝇 × ♂棘眼果蝇
+sc cv/+sc cv +sc cv
ec++/Y ec++ Y
连锁相（linkage phase）
杂合体中两显性基因在同一染色
体 上 ， 为 相 偶 相 （ coupling phase）,或称为相引相，如 AB/ab； 如果两显性基因分别位于一对同源 染 色 体 上 ， 为 相 斥 相 （ repulsion phase），如Ab/aB。
二、连锁（linkage）
2708 2538
626 601 113 116
4 2
wx-sh重组值=
601+626 6708
X100%+0.09%
=18.4%
sh-c重组值=
116+113 6708
X100%+0.09%
=3.5%
wx-c重组值=
Biblioteka Baidu
601+626+116+113
6708
X100%
=21.72%
双交换值=
4+2 6708
5、连锁群
位于同一染色体上及其同源染色体上的许 多连锁基因统称为一个连锁群。
某种生物的连锁群数目应该等于其单倍体 染色体数n。每个连锁群相当于一对同源染色 体。
要了解某种生物的基因 获得突变体
两个或多个基因遵循什么遗传规律？ 基因位于哪条染色体上？
将连锁基因定位于某条染色体上
四、基因定位
利用杂交、测交或自交，分别求出基因间 的交换值和相对距离，然后在染色体上确定 基因间的排列顺序，这一过程称为基因定位 （mapping）.
273 重组合 10.1% 265
217 223
重组合 8.3%
5 重组合 0.1% 3
5318
ec-cv间的重组值= 10.1%+0.1% =10.2% ct-cv间的重组值= 8.3%+0.1% =8.4% ec-ct间的重组值= 10.1%+8.3%=18.4%
ec
10.2
cv
8.4
ct
？18.4
§连锁图的绘制是大量资料、很长时间的 积累过程。
五、干涉和并发率
1、干涉：在两条非姊妹染色单体上，一个
位置上的一个单交换对于邻近位置上的交
换发生的影响，称为染色体的干涉或交叉干 涉。
第一次交换发生后，引起邻近发生第二次
交换机会降低的情况称为正干涉；引起邻近
发生第二次交换机会增加的情况称为负干涉。
2、并发率（并发系数）： 表示干涉的大小。
ec 棘眼 ct 截翅
cv 缺失横脉
棘眼、截翅果蝇 × 缺失横脉果蝇
♀ec ct +/ ++ cv × ec ct cv /Y ♂ 测交
三杂合体
表型
ec ct + + + cv ec + cv + ct + ec + + + ct cv
++ + ec ct cv
实得数
2125 亲组合 81.5% 2207