三点测交实验报告 (2)

果蝇翅型、刚毛、复眼基因的三点测交与遗传作图
张优
（中山大学生命科学院11级1班广州 510275）
摘要：目的通过研究果蝇同一染色体上的翅型、刚毛、眼色三对非等位基因的交换行为验证基因在染色体上呈直线排列并进行基因定位。

方法采用黑腹果蝇D.melanogaster品系的6号雌果蝇（白眼、短翅、卷刚毛）与18号雄果蝇（红眼、长翅、直刚毛）杂交，统计F2代各性状数目，分别计算m～sn³、m～w、w～sn³基因间重组值，画出遗传学图。

结果重组值（%）m～sn³为16.50、m～w为35.92、w～sn³为21.36。

校正后m～w间重组值等于w～sn³和m～sn³之和。

结论这三对基因在染色体上呈现直线排列，且顺序为m-sn³-w.
关键词：黑腹果蝇；三点测交；遗传作图
引言
果蝇作为模式生物的优势
果蝇是一种体长约3mm 的昆虫，因其常聚集在腐烂的水果周围而得名果蝇。

果蝇作为模式生物的优势主要有体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短( 约两周) 、繁殖力强、子代数量多，以及便于进行表型分析、有利于一般实验室使用等[1]。

一百余年的研究积累了很多有关果蝇的知识与信息，制备了大量的分布于数以千计的基因中的突变体，果蝇还有许多携带便于遗传操作的表型标记、分子标记或其他特性的特征染色体，这些工具可以进行大规模基因组筛选分离一系列可见或致死表型，甚至可以分离那些只在突变个体的第二或第三代才表现的表型[2·3]。

三点测交是基因连锁作图的经典方法, 由于其实用性强, 广泛地应用于基因定位的研究工作。

目前尚无一种很精确的计算方法能排除因交叉干涉而引起的双交换率降低所导致的单交换率偏差, 这就使传统经典计算方法存在一些不足之处[4]。

果蝇的表型明显，如翅型、刚毛和复眼等，可对子代进行数目统计。

本文将对果蝇同一染色体上的翅型、刚毛、眼色三对非等位基因的交换行为进行研究，确定基因在染色体上的排列方式。

1 材料与方法
1.1实验动物
黑腹果蝇( drosophila melanogaster) 6号雌果蝇（m sn³ w）短翅、卷刚毛、白眼；18号雄果蝇（+ + +）红眼、长翅、直刚毛各2只由我院果蝇实验室提供。

1.2实验仪器和试剂
恒温培养箱、培养瓶、麻醉管、毛笔、白瓷砖、镊子、解剖镜一台、处死瓶；乙醚、已配好的培养基（由实验室提供，包括琼脂、酵母、红糖、燕麦）。

1.3实验方法与步骤
1.3.1 挑选6号处女蝇2只，同时挑选18号雄果蝇2只，将其放入同一培养瓶中。

贴好标签（6号雌果蝇×18号雄果蝇三点测交实验 1班张优），放在25摄氏度的恒温培养箱中培养。

1.3.2 7天后，出现F1代幼虫。

全部处死亲本，倒掉。

1.3.3 再7天后，将F1代适度麻醉，观察性状。

选择5对F1代果蝇，放入一新的培养瓶中。

贴好标签，25摄氏度恒温培养。

1.3.4 7天后将F1代全部倒出处死。

继续培养。

1.3.5 再7天，将F2代全部倒出适度麻醉。

在解剖镜下观察果蝇的翅型、刚毛和眼色，做好记录。

统计出8种表型果蝇的数目。

1.4结果处理方法
1.4.1做出表格，统计出各个表型的数目。

1.4.2计算基因间的重组值。

1.4.3画出遗传学图。

2 结果及分析
2.1本组实验结果
2.1.1果蝇三点测交实验F2代表型统计
表一小组三点测交F2代性状观察与统计（精确到0.1）
重组发生在
测交后代表型观察数
m～sn³m～w w～sn³
sn³ w m 41
＋＋＋24
＋ w ＋11 ＋＋
sn³＋ m 10 ＋＋
sn³＋＋0 ＋＋
+ w m 1 ＋＋
+ + m 8 ＋＋
sn³ w ＋8 ＋＋
总计103 17 37 22
重组值/% 16.5 35.9 21.4
如表1所示，子二代具有8种不同的表型。

数目分别统计如上表，分别为41、24、11、10、0、1、8、8只，总计103只果蝇。

重组发生在m～sn³的数目为17只、发生在m～w间为37只、发生在w～sn³间为22只。

计算基因间的重组值。

2.1.2计算基因间的重组值
m～sn³间重组值=17/103×100%=16.5%
m～w间重组值=37/103×100%=35.9%
w～sn³间重组值=22/103×100%=21.4%
由于三对基因在染色体上的顺序不知，因此有三种假设：m-sn³-w,sn³-m-w,sn³-w-m.不考虑左右位置。

由上面三个重组值16.5+21.4的和37.9约等于35.9知，正确的顺序为m-sn³-w。

2.1.3画出遗传图
m 16.5 sn³ 21.4 w
35.9
图一三基因定位
m～sn³与w～sn³重组值和16.5+21.4为37.9，而m～w存在着35.9，两者不相等。

m～w间发生了双交换，出现了两种表型m+w+和sn³+，但本组只有一只。

在计算m～w重组值是没有算它，所以两个相距较远的基因的重组值被低估了。

校正值：1/103×100%×2=1.9%。

35.9+1.9=37.8，与37.9几乎相等。

因此，基因染色体的基因呈线性排列。

m 16.5 sn³ 21.4 w
37.8≠37.9
图二三基因定位（有误差）
2.2本组实验结果再分析
实验中发现即使校正后，37.8不等于37.9.观察本组总计果蝇，只有103只，标本数目较少，可能对实验结果有误差。

但是，实验中的数据值保留了一位小数，精确度不高，也是原因之一，为验证猜测，重新计算，保留两位小数，得到结果如表2.
表二三点测交F2代性状统计（精确到0.01）
重组发生在
测交后代表型观察数
m～sn³m～w w～sn³
sn³ w m 41
＋＋＋24
＋ w ＋11 ＋＋
sn³＋ m 10 ＋＋
sn³＋＋0 ＋＋
+ w m 1 ＋＋
+ + m 8 ＋＋
sn³ w ＋8 ＋＋
总计103 17 37 22
重组值/% 16.5 35.92 21.36
同样计算基因间的重组值
m～sn³间重组值=17/103×100%=16.50%
m～w间重组值=37/103×100%=35.92%
w～sn³间重组值=22/103×100%=21.36%
计算校正值=1/103×100%×2=1.94%。

35.92%+1.94%=37.86% ，而16.50%+21.36%=37.86%，两者的结果相等，如图三。

m 16.50 sn³ 21.36 w
37.86
图三三基因定位（校正后）
如图三所示，校正后的值上面之和等于下面，说名基因是直线排列在染色体上的，而不是其他的形式。

2.3三个小组实验数据综合分析
由于本组实验数据的不充足，达不到实验要求的250值以上。

故与其它小组合作，数据共享，统计结果如表三。

表三大组三点测交F2代统计（精确到0.01）
测交后代表型观察数
重组发生在
m～sn³m～w w～sn³
sn³ w m73
＋＋＋125
＋ w ＋43 ＋＋
sn³ ＋ m 22 ＋＋
sn³ ＋＋ 1 ＋＋
+ w m 4 ＋＋
+ + m 29 ＋＋
sn³ w ＋18 ＋＋
总计315 52 112 70
重组值/% 16.51 35.56 22.22
计算重组值如上表。

画出相应的遗传学图，见图四。

m 16.51 sn³ 22.22 w
35.56
图四大组实验三基因定位
校正值=5/315×100%×2=3.17%。

此时，35.56+3.17=38.73,
16.51+22.22=38.73。

即m～w间重组值等于m～sn³s与n³～w重组值之和。

见图五。

再次证明结论。

m 16.51 sn³ 22.22 w
35.56+3.17=38.73
图五大组三基因定位（校正后）
2.4大组与小组实验结果比较
表四三点测交大组与小组实验数据比较
类别观察数
重组发生在
m～sn³m～w w～sn³
小组总计103 17 37 22
重组值/% 16.5 35.92 21.36
大组总计315 52 112 70
重组值/% 16.51 35.56 22.22
由上图可以看出，两组的差别微小。

由于大组数据比较由可信力，基本可以代表实验结果。

小组和大组实验结果接近，说明小组的实验没有大的错误。

然而两者之间具有一些细小的差别，可能由于实验误差导致。

小组并发率=（1.94%/2）/(16.50%×21.36%)=0.275
干涉=1-0.275=0.725
大组并发率=（3.17%/2）/(16.51%×21.22%)=0.864
干涉=1-0.864=0.136
若是两基因就爱的单交换不影响邻近两基因间的单交换，那么，并发率应该为1，干涉为0.但是，每发生一次单交换，它邻近发生的机会减少。

小组的干涉较大，大组的干涉较小。

可能是由于小组的总数少，计算误差大。

环境也能影响，可能是小组受外界机械性震动导致部分果蝇死亡。

温度，湿度，营养条件的细微差别[5]，操作时的漏数及错数都可能对实验结果造成影响。

2.5讨论
2.5.1经典三点测交的意义
在同源染色体之间, 由于二线两点间的双交换的表型不可见, 所以要想确定双交换是否发生则必须在此两点间加上一个点, 才能看出这个双交换, 从而使测距更加准确, 此即经典三点测交的意义。

2.5.2单交换1、2 型和双交换
单交换1 或2 型是相邻两点间发生的交换, 双交换是不相邻两点间发生的交换。

完全干涉时双交换等于零。

2.5.3经典三点测交中的基本交叉型和组合型模式
在满足经典三点测交中3 种基因座的位置规定前提下, 按照3种基因间的交叉位置和方式可将其分为7 种基本交叉型和8 种组合型 , 所有生物皆如此。

2.5.4染色单体干涉
在经典三点测交中分为两种情况: 3 种不同基因间的相互影响以及两条染色单体间的相互影响。

前者肯定存在, 而后者是否存在尚不得而知[6]。

参考文献
[1] Rubin G M, Lewis E B. A brief history of Drosophila’s contributionstogenomeresearch. Science, 2000, 287(5461):2216~2218
[2] Adams M D, Sekelsky J J. From sequence to phenotype: reversegeneticsin Drosophila melanogaster. NatRevGenet, 2002, 3(3): 189~198
[3] Letsou A, Bohmann D. Small flies－big discoveries: nearly a century of Drosophila geneticsanddevelopment. DevDyn, 2005, 232(3): 526~528
[4]李宏.Li Hong 三点测交基因连锁作图计算的新方法[期刊论文]-生物数学学报2000,15(2)
[5]杨红彦.温度和相对湿度对果蝇寿命的影响同济大学学报2002 年2 月，第23 卷第1 期：20-22
[6] GAO Y-i Zhi. Morgan and the chromosome theory of inherit ance.Hered itas ( Beij ing ) , 2002, 24( 4) : 459~ 462.高翼之. 摩尔根与染色体遗传学说的建立. 遗传, 2002, 24( 4 ) :459~ 462.
Fruit fly wings, bristles, triple test of compound eye gene to genetic mapping
Zhang You
(class 1 of grade 11 of the college of life science at zhongshan university in guangzhou, Abstract: objective Through the study of wings fly on the same chromosome, bristles, passed three pairs of alleles of exchange behavior and verify gene on a chromosome and gene location arranged in a straight line. Methods Using drosophila melanogaster D.m elanogaster strains of 6 females (eyes, short wings, bristles) and 18 males (red eye, long wings, straight bristles) hybrid, statistical number of F2 generation of various characters, m ~ sn after calculated respectively, m ~ ~ w, w sn after intergenic recombination value, draw the figure of genetics. Results Restructuring value (%) m ~ sn after 16.50, m ~ ~ is 35.92 w, w sn after 21.36. Adjusted m restructuring between equals to w ~ ~ w sn after and m ~ sn after combined. Conclusion the three genes in the chromosome present linear arrangement, and the order for the m - sn after - w.
Keywords: drosophila melanogaster. 3 test cross; Genetic mapping。