基因连锁与遗传作图
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(短串联重复序列,STRs ,short tendem repeats)
SNP位点已经达到数十万个，平均 1000bp有 一个 ，估计1700万个(40个人筛选结果）。
2.3 分子标记
RFLP(restriction fragment length polymorphisms,限制性片段长度多态性)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/index.html
第三节 遗传作图的方法
1. 遗传学简介 等位基因随机分离定律 独立遗传定律 完全连锁 不完全连锁 不完全显性 共显性
孟德尔第一定律
等位基因随机分离(The Law of Segregation)
Parents
♂ AA
2. DNA分子标记
2.1 DNA 分子标记作图的优点: 不以表型为参照 直接检测个体基因型组成 具有共显性的特点
2.2 分子标记用于基因定位的发展史
基因定位最早采用的方法就是连锁分析。 通过基因与DNA标记之间的重组率来估计基因 的位置。可用于连锁分析的DNA标志是基因定 位的基础，DNA标记越多，杂合性越强，基因 定位就越方便。DNA标记的选择经历了从RFLPSTR－SNP等发展过程。
连锁基 因之间 的交换
重组率绘制遗传图 重组率为测量基因之间相对距离的尺度.
遗传图的偏离
♪ 近端粒区和远着丝粒区有较高的重组率; 如老鼠主要组织兼容性复合座位(major histocompatibility complex,MHC)含有一组控 制免疫反应的基因，其中一个区段的重组率高于 平均数数百倍. 重组热点(recombination hot spot):染色体的 某些位点之间比其他位点之间有更高的交换率.
类中如血型系列（ABO）分析、血清蛋白 和免疫蛋白
基因标记的缺点
高等生物，如 脊椎动物和显花植物等，可 用作标记的基因十分有限，许多性状都涉及 多基因；
高等生物基因组中存在大量的基因间隔区， 纯粹用基因作为标记将在遗传图谱中留下大 片的无标记区段；
只有部分基因其等位基因成员可以通过常规 试验予以区分，因而产生的遗传图是不完整 的，必需寻找其他有效的标记；
♀
×
aa
F1
Aa
F2
1:2:1
AA
Aa a a
A:a=1:1
如何进行遗传作图？
孟德尔第二定律
独立分配定律(the law of independent assortment)
Parents
♂
A B
A B
×
a b
a b
♀
F1
AaBb
AB Ab aB ab
F2
25% 25% 25% 25%
AB(25%)AABB AABb AaBB AaBb
不完全连锁
连锁遗传定律 (48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
2. 连锁分析
连锁发生的时期
减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分 离→双价体→重组
重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.
3.遗传图距的单位 厘摩（cM）:每单位厘摩为1％交换率。
交换率或交换值或重组频率= 减数分裂的重组产物\Baidu Nhomakorabea数分裂的总产物
4.遗传作图的主要方法 杂交实验、 家系分析
第二节 遗传作图标记
1. 基因标记 孟德尔 — 肉眼→ 豌豆植株高矮、豌
豆颜色等 摩尔根 — 显微镜、肉眼→ 果蝇躯体
颜色、翅膀形状等 生化表型→细菌、酵母遗传学研究；人
本章主要内容：
第一节 遗传作图基本概念 第二节 遗传作图的分子标记 第三节 遗传作图的方法
第一节 遗传作图基本概念
1. 遗传作图定义 采用遗传学分析方法将基因或其他
DNA顺序标定在染色体上构建连锁图。
2. 遗传作图的基本原理 随机的染色体上两个任意基因座越远，
它们越容易被染色体断裂所分离。
F2
50% 0%
AB(50%)AABB -
0% 50% - AaBb
Ab(0%) -
-
-
-
aB(0%) -
-
-
-
Ab(50%)AaBb -
- aabb
* 完全连锁
如何进行遗传作图？
配子类型 (%)
AB Ab aB ab
独立遗传 孟德尔第二定律
(25)
(25)
(25) (25)
完全连锁 (50) (0) (0) (50)
Ab(25%)AABb AAbb AaBb Aabb
aB(25%)AaBB AaBb aaBB aaBb
Ab(25%)AaBb Aabb aaBb aabb
A:a=1:1 B:b=1:1
如何进行遗传作图？
连锁遗传定律
Parents
♂
A B
A B
×
a b
a b
♀
F1
AaBb
AB Ab* aB* ab
RFLP的特征: ♪ 处于染色体上的位置相对固定; ♪ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性片
段特征不变; ♪同一凝胶电泳可显示不同多态性片段,具有
共显性特点;
SSLPs(Simple sequence length polymorphisms,简单序列长度多态性)
♪ SSLP 产生重复序列的可变排列,同一位点重 复次数不同,表现DNA序列长度变化;
♪ 与RFLP 不同,具有多等位性;
♪ 小卫星(minisatellite)和微卫星 (microsatellite)序列都可用于遗传作图,但 微卫星更普遍;
SNP(single nucleotide polymorphisms, 单核苷酸多态性)
1996年，Lander报道了SNP，制备第三代遗 传连锁图的遗传标记。 ♪ 基因组中单个核苷酸的突变称为点突变; ♪ 理论上每个单核苷酸位置最多只有4种形式,但某 些群体特定的单核苷酸位置只有2个或3个SNP,这 些位点称为双等位或三等位; ♪ 在基因组编码顺序中，SNP 大多位于密码子的摇 摆位置，表现为基因沉默而被大量保留下来; ♪ 大多数SNP所在的位置不能被限制酶识别，必须 采取测序或寡核苷酸杂交检测; ♪ SNP 在基因组中的数量极大.二倍体细胞中每个 SNP最多只有2种等位型;
PIC(polymorphic formation content):某一标记 在群体中出现多态性的频率。
183个RFLP, 多态性不够高，杂合性（PIC）平均达 到 0 .3而且在染色体上分布不均匀，难以将一些罕 见的基因进行定位；对多基因病的定位也难以奏效,
STR位点已经达到8000个，平均 100kb－200kb有 一个 STR位点，杂合性（PIC）平均达到 0 .7, 这已经使得连锁分析的功能发挥到了极限。
SNP位点已经达到数十万个，平均 1000bp有 一个 ，估计1700万个(40个人筛选结果）。
2.3 分子标记
RFLP(restriction fragment length polymorphisms,限制性片段长度多态性)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/index.html
第三节 遗传作图的方法
1. 遗传学简介 等位基因随机分离定律 独立遗传定律 完全连锁 不完全连锁 不完全显性 共显性
孟德尔第一定律
等位基因随机分离(The Law of Segregation)
Parents
♂ AA
2. DNA分子标记
2.1 DNA 分子标记作图的优点: 不以表型为参照 直接检测个体基因型组成 具有共显性的特点
2.2 分子标记用于基因定位的发展史
基因定位最早采用的方法就是连锁分析。 通过基因与DNA标记之间的重组率来估计基因 的位置。可用于连锁分析的DNA标志是基因定 位的基础，DNA标记越多，杂合性越强，基因 定位就越方便。DNA标记的选择经历了从RFLPSTR－SNP等发展过程。
连锁基 因之间 的交换
重组率绘制遗传图 重组率为测量基因之间相对距离的尺度.
遗传图的偏离
♪ 近端粒区和远着丝粒区有较高的重组率; 如老鼠主要组织兼容性复合座位(major histocompatibility complex,MHC)含有一组控 制免疫反应的基因，其中一个区段的重组率高于 平均数数百倍. 重组热点(recombination hot spot):染色体的 某些位点之间比其他位点之间有更高的交换率.
类中如血型系列（ABO）分析、血清蛋白 和免疫蛋白
基因标记的缺点
高等生物，如 脊椎动物和显花植物等，可 用作标记的基因十分有限，许多性状都涉及 多基因；
高等生物基因组中存在大量的基因间隔区， 纯粹用基因作为标记将在遗传图谱中留下大 片的无标记区段；
只有部分基因其等位基因成员可以通过常规 试验予以区分，因而产生的遗传图是不完整 的，必需寻找其他有效的标记；
♀
×
aa
F1
Aa
F2
1:2:1
AA
Aa a a
A:a=1:1
如何进行遗传作图？
孟德尔第二定律
独立分配定律(the law of independent assortment)
Parents
♂
A B
A B
×
a b
a b
♀
F1
AaBb
AB Ab aB ab
F2
25% 25% 25% 25%
AB(25%)AABB AABb AaBB AaBb
不完全连锁
连锁遗传定律 (48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
2. 连锁分析
连锁发生的时期
减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分 离→双价体→重组
重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.
3.遗传图距的单位 厘摩（cM）:每单位厘摩为1％交换率。
交换率或交换值或重组频率= 减数分裂的重组产物\Baidu Nhomakorabea数分裂的总产物
4.遗传作图的主要方法 杂交实验、 家系分析
第二节 遗传作图标记
1. 基因标记 孟德尔 — 肉眼→ 豌豆植株高矮、豌
豆颜色等 摩尔根 — 显微镜、肉眼→ 果蝇躯体
颜色、翅膀形状等 生化表型→细菌、酵母遗传学研究；人
本章主要内容：
第一节 遗传作图基本概念 第二节 遗传作图的分子标记 第三节 遗传作图的方法
第一节 遗传作图基本概念
1. 遗传作图定义 采用遗传学分析方法将基因或其他
DNA顺序标定在染色体上构建连锁图。
2. 遗传作图的基本原理 随机的染色体上两个任意基因座越远，
它们越容易被染色体断裂所分离。
F2
50% 0%
AB(50%)AABB -
0% 50% - AaBb
Ab(0%) -
-
-
-
aB(0%) -
-
-
-
Ab(50%)AaBb -
- aabb
* 完全连锁
如何进行遗传作图？
配子类型 (%)
AB Ab aB ab
独立遗传 孟德尔第二定律
(25)
(25)
(25) (25)
完全连锁 (50) (0) (0) (50)
Ab(25%)AABb AAbb AaBb Aabb
aB(25%)AaBB AaBb aaBB aaBb
Ab(25%)AaBb Aabb aaBb aabb
A:a=1:1 B:b=1:1
如何进行遗传作图？
连锁遗传定律
Parents
♂
A B
A B
×
a b
a b
♀
F1
AaBb
AB Ab* aB* ab
RFLP的特征: ♪ 处于染色体上的位置相对固定; ♪ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性片
段特征不变; ♪同一凝胶电泳可显示不同多态性片段,具有
共显性特点;
SSLPs(Simple sequence length polymorphisms,简单序列长度多态性)
♪ SSLP 产生重复序列的可变排列,同一位点重 复次数不同,表现DNA序列长度变化;
♪ 与RFLP 不同,具有多等位性;
♪ 小卫星(minisatellite)和微卫星 (microsatellite)序列都可用于遗传作图,但 微卫星更普遍;
SNP(single nucleotide polymorphisms, 单核苷酸多态性)
1996年，Lander报道了SNP，制备第三代遗 传连锁图的遗传标记。 ♪ 基因组中单个核苷酸的突变称为点突变; ♪ 理论上每个单核苷酸位置最多只有4种形式,但某 些群体特定的单核苷酸位置只有2个或3个SNP,这 些位点称为双等位或三等位; ♪ 在基因组编码顺序中，SNP 大多位于密码子的摇 摆位置，表现为基因沉默而被大量保留下来; ♪ 大多数SNP所在的位置不能被限制酶识别，必须 采取测序或寡核苷酸杂交检测; ♪ SNP 在基因组中的数量极大.二倍体细胞中每个 SNP最多只有2种等位型;
PIC(polymorphic formation content):某一标记 在群体中出现多态性的频率。
183个RFLP, 多态性不够高，杂合性（PIC）平均达 到 0 .3而且在染色体上分布不均匀，难以将一些罕 见的基因进行定位；对多基因病的定位也难以奏效,
STR位点已经达到8000个，平均 100kb－200kb有 一个 STR位点，杂合性（PIC）平均达到 0 .7, 这已经使得连锁分析的功能发挥到了极限。