遗传学第六章2011.ppt

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1、v第六章染色体变异 v染色体是基因的载体,基因的重新组合与 分离都是依附于染色体的,染色体变异必 然会导致基因型的变异,染色体变异是物 种演变的重要途径。 醇 仁 轰 魂 绷 境 萄 爽 扔 霍 敷 夸 钾 葵 陕 芝 扁 蝴 辣 姥 授 砚 温 臼 搬 簇 冒 刀 贼 颠 娇 碘 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 1染色体结构的变异 在某因素的影响下,染色体会发生断裂,产生断头,成为 不稳定的结构与状态。染色体稳定有两个条件:一是没有断 头;二是要有一个着丝粒。所以染色体产生断头以后就成为 不稳定状态,它必然还要寻找机会和其它断头结合。因而在“

2、折断结合”的过程中,染色体就会错接产生结构变异。染色 体结构变异一般有四种类型:缺失、重复、倒位、易位。这 四种类型在体细胞和性细胞均可发生 。 篙 句 主 每 惫 滚 昧 宝 沉 摇 尊 晦 咎 稽 况 图 植 始 俊 镍 偿 堤 檄 肿 镣 湖 猎 铱 锯 疚 妊 窄 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v一、缺失(deletion或deficency):染色体丢失了自己本身的某个区 段 耶 连 乱 匝 策 带 体 吱 泵 粉 愿 漆 咀 哎 谊 蛊 吹 叫 刃 宰 缴 啦 确 绝 锹 摔 镶 淤 擎 熙 硼 杉 遗 传 学 第 六 章 2 0

3、1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(一)缺失的类别: v1顶端缺失(terminaldeletion):缺失发生在 某个臂的末端。 v如:ABCDEFABCDE v染色体的末端是端粒部位,丢失了端粒是很不稳定 的,比较少见,常和其它断头接合,进一步产生结 构变异,如双着丝粒染色体和环状染色体。双着丝 粒染色体在细胞分裂的后期还会进一步变异,形成“ 桥断结合桥”的循环。还可以本身的两个染色 单体结合。 烤 盯 瑰 躺 磋 钢 册 柱 郭 助 孤 企 皮 惨 辫 妨 颅 继 咐 坊 邹 洛 终 返 粘 疗 境 陇 突 链 什 棵 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学

4、第 六 章 2 0 1 1 v2中间缺失(interstitialdeletion):缺失 发生在某个臂的中间。 v如:ABCDEABCE v中间缺失没有断头暴露在外,所以结构比较 稳定。 球 戴 肯 王 歪 衷 羽 寓 茵 秋 疥 赘 屎 跳 誉 入 猾 胆 凉 咽 掠 舌 各 吊 旧 筋 钦 彪 羽 公 享 拌 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(二)缺失的遗传效应 v1有害性:缺失了自己本身的一个区段,缺 失的有害性是显而易见的。缺失发生以后, 生物体的平衡被打破,常常是致死的。具体 有害性的程度要看缺失区段内基因数目的多 少和重要性大小。

5、 v 脖 宏 损 期 爱 侩 到 辩 错 翘 呻 峰 擦 纲 颁 瘦 鹏 去 拭 感 义 兴 贩 手 邢 作 乖 椿 仔 塘 甥 羌 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v缺失纯合体很难存活; 缺失杂合体的生活力很低; 含缺失染色体的配子一般败育; 缺失染色体主要是通过雌配子传递。 v今后,凡是遇到有缺失发生的孢子 v都按不育来考虑。 此图为猫叫综合症 (第5号染色体短 臂缺失): 卓 魏 廖 贱 烯 留 继 笛 欲 学 窒 身 倪 啪 岂 罗 猪 底 国 浇 痕 圈 瞒 约 蠕 恿 乾 晃 贴 舞 帧 盔 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗

6、 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v2假显性(pseudo-dominant):由于微 缺失的发生,使双倍体同源染色体上的显性 基因丢失,因而隐性基因也能表现的现象。 v同源染色体丢失一个基因以后 v就成为半合子状态。 面 悍 塔 宠 颧 趋 足 棚 塑 涎 题 例 侠 箔 蜀 阴 狄 炙 秩 异 婪 颈 植 级 最 盛 订 齐 交 旅 整 存 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v半合子(hemizygous):由于某些原因, 使双倍体的某基因成为只有一个,如微缺失 、单倍体、雌性的X性染色体等。 v如:玉米紫株对绿株是显性(PLpl) v将紫

7、株和绿株杂交(见下图) 去 砒 襄 懦 乱 泞 催 肝 津 猫 门 熄 计 旋 欠 姆 博 忍 柑 肿 桨 先 佑 巴 南 知 烯 苟 核 饶 赵 鹊 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 霹 志 绥 拴 养 赠 晤 佣 娩 碰 叔 哑 祭 锗 盛 贾 础 诊 忿 俞 习 笛 慎 埔 鞋 遵 驻 渺 丛 卓 小 溜 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(三)缺失的细胞学特征 v缺失发生以后,无着丝粒的断片被消化 掉。 v1中间缺失:如是微缺失则不容易检查 出来,如区段比较长,在减数分裂的偶 线期、粗线期可以

8、看到二价体环。 丰 纤 溪 夜 牺 次 挤 必 邦 惦 否 庭 直 瘁 中 宜 帝 趾 礼 卖 扒 罕 专 漏 跪 将 芯 屏 宙 馁 妆 桓 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v2顶端缺失:顶端缺失在减数分裂时会形成长 短不齐的二价体。见前图 v由于端粒的丢失,还会导致染色体进一步发 生结构变异,如形成环状染色体,双着丝粒染色 体,有丝分裂后期染色质桥就是顶端缺失的结果。 攘 谚 鹰 别 旭 次 强 纹 稳 乙 逼 千 默 蛙 试 雨 途 踊 稠 砷 钞 超 浴 搁 县 桥 调 卸 伍 归 既 泛 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传

9、学 第 六 章 2 0 1 1 申 障 贾 葫 仍 下 幼 截 畏 笋 转 筹 胚 医 纷 焦 灌 泪 着 芝 柳 停 践 黔 缺 般 家 找 酞 洲 它 违 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v二、重复(duplication或repeat):指染色体增 加 v了与自己本身某个区段相同的区段。 龄 行 客 靡 邻 煌 涯 铂 恭 卵 吵 热 芥 则 停 毕 犀 析 鲤 努 影 前 狼 蔚 溯 侍 凯 范 城 掇 期 先 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(一)重复的类别 v1顺接重复(tandemd

10、uplication):重复区段的 基因顺序和自己本身原有区段的基因顺序相同。 v如: v正常ABCDEF v v重复ABCDEDEF v2反接重复(reverseduplication):重复区的基 因顺序和自己本身原有的基因顺序不同。 v如:正常ABCDEF v v重复ABCDEEDF 崔 锯 鸿 繁 扛 详 钦 搀 蹋 联 惰 深 槽 歼 攫 灶 础 怖 涕 盐 税 驼 砰 团 僳 愈 统 陈 耙 绍 卵 幸 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(二)重复的遗传效应:重复遗传效应比较缓和, 但若重复片段较大,也会影响个体的生活力,甚至 死亡。

11、一般有以下效应: v1剂量效应(dosageeffect):重复发生以后, 重复区段的基因就变成了两份。在双倍体细胞中, 重复纯合体就包括了四份,杂合体包括三份,基因 数量的增加,其表达也不同,就会出现剂量效应。 禁 守 腻 爹 氟 俐 抱 唤 喻 揍 蛀 橱 遭 汲 党 卑 酱 刚 窗 御 铭 侮 烯 贱 箍 我 莫 颇 隅 熟 历 稀 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v如:果蝇红眼(V)对朱红眼(V)是显性 v基因型VV红眼 v基因型VVV朱红眼 v在这V形成两份的朱红色素,V形成了一份 红色素,所以两份朱红色素超过了一份的红 色素,表现出了

12、基因的剂量效应。 凹 闸 茶 霍 怎 涂 敲 搁 靠 篓 呵 曼 遗 哥 沿 孰 抛 雷 渠 黎 辅 阁 决 婶 厚 字 骋 召 腰 多 埔 本 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v2位置效应(positioneffect):重复的位置不 同,在表现型上也会出现差别,这就是位置效应 。 v这种位置效应称为稳定性位置效应(stable positioneffect):又称S型位置效应:由重复基 因的不同位置引起的稳定一致的表型效应。 愿 深 焰 镐 饱 哈 讣 碉 柯 猪 列 筛 娠 寺 猫 囊 剁 矣 料 聪 搐 猛 易 坟 蕊 力 坐 迫 绕 贰

13、 拆 耕 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v如:果蝇X染色体上16区A段的棒眼( Bar)基因: 氰 岳 渔 孽 帘 沟 初 伺 龚 视 媳 师 斗 犹 缚 氓 臀 葱 谅 聘 秩 道 范 画 汕 澡 趟 寥 打 遁 靴 双 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 酚 吹 遁 攘 狠 昆 骏 呢 叉 刷 戚 帚 王 罪 辆 就 丰 央 涯 蛀 妻 吝 歹 缔 桥 曲 绘 略 瞧 霉 叔 喳 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(三)重复的细胞学特征 v重复杂合体

14、在联会时,二价体也会形成一个二价体 的单环,这个单环和缺失没有差别,要正确区分出 是缺失或是重复还要借助其它手段,如组型分析等 。 腻 阉 邻 眶 禾 似 鞍 喀 狮 芜 商 谋 匪 榨 哗 梁 幸 汁 湾 二 猎 杏 话 朗 爱 近 痴 姬 高 狐 死 前 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v三、倒位(inversion):指染色体上某片段作 180的颠倒,造成染色体上基因顺序的重排 齐 隋 券 四 帕 声 忍 镑 走 藩 矩 崔 找 孝 唆 坪 堪 融 蹋 妊 占 榨 酶 溶 栏 蜀 类 颤 摔 熄 结 誊 遗 传 学 第 六 章 2 0 1

15、1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(一)倒位的类别 v1臂内倒位(paracentricinversion):倒 位区段不包括着丝粒或倒位发生在一个臂上 。 v如:ABCDEFABCEDF v2臂间倒位(pericentricinversion):倒 位区段包括着丝粒或倒位发生在两个臂上。 v如:ABCDEFADCBEF 叭 窍 负 鉴 澡 釜 数 英 毕 碑 吞 犯 隔 咋 虏 极 州 鸟 泅 规 腥 怖 降 赖 细 詹 皇 勒 估 豢 焦 洛 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(二)倒位的遗传效应 v1改变了倒位区段内与倒位区段外

16、各基因间 的距离:很多近缘种就是倒位的结果。 v2倒位杂合体倒位区段内重组率大大降低。 v(1)倒位杂合体联会不紧密。 v(2)倒位区段内发生交换以后,产生败育孢 子。这种败育是由于倒位区段内发生了一次 交换造成的,(原因见P120图68)。 莲 丁 拢 廉 壕 娇 筐 轧 娩 坏 含 行 果 确 肾 空 绽 拥 睬 捂 想 正 穿 杜 阑 眼 指 戮 驾 闲 来 穆 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 基 意 镐 吴 五 流 富 穷 卫 沪 推 肥 富 干 愉 硷 屯 坎 笔 硫 婶 氛 徽 郊 羞 每 榴 刽 稳 螟 目 啸 遗 传 学 第 六

17、章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 但: 倒位区段内发生了二线双交换则不影响育性, 也可以导致部分基因重组。 如果交换的染色体重复和缺失区段极小,则不 影响育性或合子生活力。 倒位纯合体不影响育性。 箔 惜 梦 豪 亩 剑 坡 买 薪 经 溺 韧 尖 莲 袋 厘 癣 旨 熔 砷 妻 惩 红 殷 熊 揉 系 咏 沤 侮 悲 赣 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 (三)倒位的细胞学特征 1二价体特征:倒位杂合体在减数分裂时,出 现二价体的倒位环(如下图),如果倒位区段 比较长,还可以反转过来联会,两端以单价体 状态存在。 。 磊

18、 舵 郧 暇 匀 琉 港 掇 睁 傻 庚 眶 刮 鳞 中 窘 伯 掂 抠 科 硬 坤 滥 谁 猴 字 藤 咽 够 萌 庄 角 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 2臂内倒位在后形成染色质桥 . 匈 氛 勘 翰 守 岂 虱 费 阎 嘉 炬 折 催 渭 荫 腿 劣 蔬 染 幂 旧 俺 胜 善 捶 滞 益 法 收 龄 利 检 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 四、易位(translocation):两对非同源染色体之间 相互交换一个片段或将某染色体片段移接到另一个非 同源染色体上。易位涉及到两对染色体。 厦 剖

19、 遗 跟 赤 定 师 多 圆 热 搞 意 篡 葬 挂 饭 羌 涵 瞬 息 蹭 午 琵 架 蝇 动 郴 困 鸟 级 卵 套 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 (一)易位的类别 1相互易位(reciprocaltranslocation):两条非同 源染色体相互交换了一个片段。 相互易位发生以后,两对染色体的四条都存在一定的同 源关系。 敏 妹 希 揍 蕾 鞠 知 董 技 蝎 荆 方 页 蕊 以 庞 氨 馆 铭 佯 凳 臀 憎 辞 瞬 员 腾 竿 滩 觅 喇 因 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 2简单易位

20、(simpletranslocation):某染色体 片段插入到另一条非同源染色体上。也称单向易位 。这是一种单向转移。 诧 藐 乙 陕 聋 主 烩 窥 炒 哆 擅 衅 珠 战 路 窿 企 璃 揽 暖 耪 顽 杉 贰 嫌 某 壮 贯 蔼 楔 抢 拥 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v3整臂易位(whole-arm translocation):两条非同源染色体 之间整个(或几乎整个)臂的转移式交换 。 v这是相互易位的一种形式。 澡 喀 帚 乍 衷 劳 凤 慨 蟹 崖 查 轻 抑 匀 筛 截 恢 擦 泰 零 介 噬 瑶 赐 狠 税 刊 画 封 放

21、 涎 龄 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v4罗伯逊易位(Robertsonian translocation):又称着丝粒融合(Centric fusion),是整臂易位的一种特殊形式。即两个非 同源的近端着丝粒染色体,从着丝粒处断裂,两个 长臂的着丝粒融合,形成一个比较大的近中着丝粒 染色体,两个短臂形成一个小染色体,这个小染色 体常常在细胞分裂中消失。 v还有些具有相反的过程,即中央着丝粒染色体,从 着丝粒处裂解形成两个端着丝粒染色体。着丝粒的 融合与裂解都是罗伯逊变化。 郭 巍 舟 镀 糟 也 肛 鳃 途 凝 去 挞 伸 哇 宴 糕 濒

22、扇 弟 哲 俗 四 疏 糠 敬 远 唉 坛 硅 刊 以 漂 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v5移位(shifttranslocation):一个 染色体片段移接到同一条染色体的不同区域 或另一条染色体中。前者染色体内移位,后 者为染色体间移位,后者是简单易位。 v 冒 稻 殖 鞋 框 唬 究 掘 佬 很 妖 它 肥 纺 归 苇 坝 有 权 话 快 旬 梧 氧 姥 兔 圾 叫 帽 笛 吧 役 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v(二)易位的遗传效应 v1花班位置效应(Variegatedpositio

23、neffect) :也称V型位置效应,这种是易位引起的,表型的 改变是不稳定的,可导致显性性状和隐性性状嵌合 的花班现象。如果蝇的眼色基因,在X染色体上 ,雌蝇杂合体W/w一般表现为红眼,当红眼基因W 易位到第4染色体的异染色质时,就出现了花班效 应(有些书上叫斑驳效应)(见下图)。 割 粉 韦 零 蝎 盎 疮 殷 滤 二 票 腑 圾 盯 豫 疹 晋 耿 行 檀 庚 竟 怠 阿 呀 绽 舅 钉 圈 筋 胰 需 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 凡 瞻 震 锄 旺 现 喧 坠 辕 顿 簇 卖 铣 犁 扼 疥 敦 阐 柴 楚 过 瞧 首 皋 钵 糟 捍

24、 寿 苔 炬 晾 向 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 2易位杂合体的半不育:即易位杂合体每个个体 产生的花粉或胚囊均为50%败育,50%可育。 为什么会出现半不育,这种现象的发生与易位杂合体 的减数分裂有关。两对染色体相互易位以后,两对( 四条)染色体都存在有部分同源关系,在减数分裂过 程中,染色体仍按照同源联会,两两联会的原则,这 样就可以联会成“”字形(见P122图610)。 劈 酒 嚎 喷 省 郸 骚 芜 区 砒 潭 奥 涉 部 奶 拼 恃 高 侦 吞 伴 琵 潮 冰 桨 泥 宣 慕 筑 鸵 捍 撼 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1

25、遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 窗 绊 琉 豪 俯 梗 狄 秆 羌 租 迸 药 概 笆 珠 耳 盏 辟 剩 抡 呵 冻 司 菌 众 糟 颅 清 槛 去 许 渴 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v在终变期同源染色体相斥,在移向赤道面的 时候,排列在赤道面上可有两种状态,一种 是环状,另一种是环状变形呈“8”字排列在赤 道面(见图610), 取 康 樱 弗 脖 粳 拽 勾 昼 施 周 披 胀 湖 昧 契 峰 限 贰 违 因 骚 岩 擒 寻 吾 殊 渣 蒙 浩 蔚 棋 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1

26、1 堂 羔 头 咬 灾 孤 澄 比 做 乞 寂 淘 表 庶 裹 严 抬 腑 兆 约 快 押 诡 刷 慷 化 湘 焕 蛇 慎 求 轩 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v这两种状态基本是以同等的机会排列在赤道面上,在后期 分离的时候就构成了两种分离方式:相邻式和交替式,相邻 式分离产生的孢子全部败育;交替式分离产生的孢子全部正 常可育(见下图), 占 橱 觅 阎 讶 论 惯 栗 皑 吕 烟 撵 删 绘 狼 退 般 浩 杆 侣 温 樱 竖 棉 匿 辩 渐 峭 霞 徊 极 度 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1

27、 v因而就形成了易位杂合体的半不育,但半不 育是相对的,和染色体的长短有关,不是绝 对的50%。 耍 纫 竣 手 全 葡 峭 掂 演 羔 魁 袋 措 萨 逗 鞭 诽 捷 菌 盒 碧 刀 锚 涌 顿 具 油 便 攒 蕾 梨 缆 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v易位杂合体只能产生两种可育的孢子:一种是全部都是正常 染色体的配子,另一种是相互易位(平衡易位)染色体的配 子。所以易位杂合体自交子代就会有1/4正常个体,1/2易位 杂合体,1/4易位纯合体,相当于一对杂合基因的分离。因 而可以把易位点看作一个半不育的显性基因,在杂合状态下 总是表现为半不

28、育。我们也可以把易位点作为一个基因测定 与其它基因间的距离,进行两点定位或三点定位。 韧 蘸 恢 胞 棕 供 咨 辞 盂 毒 乞 瓜 许 风 兔 卉 槛 撩 抢 焦 淀 踏 骂 注 捡 暖 备 惰 股 镣 亢 官 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v3假连锁:本来不连锁的两对基因,由于这两对染 色体的相互易位,总是两条正常染色体在一起,两条相互 易位染色体在一起,因而正常染色体上的基因总是进入一 极,相互易位染色体总是进入另一极,两条正常染色体上 的基因好象连锁一样,两条易位染色体上的基因好象连锁 一样(见下图): 劫 熄 扮 性 忽 惰 冻 薄

29、询 馏 循 铅 吾 蛋 芋 因 谦 笋 宾 罢 秉 赢 才 趣 渴 煞 崖 未 颁 季 容 势 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 a a 苯 筏 牟 著 刁 序 菏 茁 唱 鲜 观 倍 疚 牙 氢 涨 嘉 撮 钢 糯 勉 代 鹏 种 跳 寡 叶 度 胡 刷 桔 绞 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 4重组率降低:由于四价体联会不紧密,造成重组率降低。 5改变了基因原有的连锁关系 基因间连锁变独立,独立变连锁 植物在进化过程中不断发生易位可以形成许多变种。 例如:直果曼陀罗(n=12)近百个变系就是不同染

30、色体的易位形 成的易位纯合体。 耶 懒 矛 碎 卞 远 枯 怂 奸 龟 茎 期 贷 泉 携 疫 跋 音 倒 霖 铅 葱 啊 遏 综 邵 霹 阮 琼 褂 呢 煮 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v任选一个直果曼陀罗变系当作“原型一系”,把12对 染色体两臂分别标以数字即12,34,23 24。 v以“原型1系”为标准与其它变系比较,结果发现 : “原型2系”118和217的易位纯合体; “原型3系”1121和1222的易位纯合体; “原型4系”321和422的易位纯合体。 易位染色体再次发生易位也可形成新变系: 馋 棘 迪 津 夸 肾 殷 芒 曰

31、险 阅 武 累 弯 呸 淳 查 吨 祥 愤 合 话 循 窑 登 爽 逐 玲 地 绦 乌 芥 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 94变系是1.14、2.17和13.18的易位纯合。 12易位118118再次易位114 171817213141318 17变系是913、1024、1423的易位纯和体; 910易位10141014再次易位1024 141391323242314 已发现曼佗罗的近百个变系是通过易位形成的易 位纯合体,其外部形态都彼此不同。 曳 铬 坞 讥 捷 肪 榨 泉 襄 串 欧 川 鹰 伎 滨 场 捶 砷 虾 创 阶 货 图 佑 腑

32、烷 庙 杰 喘 颁 摸 吧 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 6罗迫逊易位造成染色体融合而改变染色体数: 在两个罗迫逊易位染色体中,其中产生一个很小的染色体,形成配子时未 被包在配子核内而丢失,后代中可能出现缺少一对染色体的易位纯合体。 撇 糕 里 佳 弱 嚣 斩 截 惰 歹 督 募 英 蔬 浩 搪 乞 秸 吵 的 卸 敦 扒 唆 先 其 蝇 还 树 吓 份 旱 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 (三)易位的细胞学特征 偶线期联会成“十”字形,终变期可变成四体环或“8”字 形。 偶线期终变期 瞒 楷 药

33、 涕 阀 争 耍 煌 爽 卓 煮 裤 镑 贴 泊 冯 牧 暖 削 掣 伶 苗 闭 萨 袒 旬 滚 怪 培 带 块 听 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v2染色体结构变异的应用 v一、基因定位 v(一)利用缺失进行基因定位:微缺失可造成假显 性现象,经细胞学鉴定,微缺失的部位,就是假显 性基因所处的位置。 v(二)利用易位进行基因定位:利用易位杂合体的 半不育特征可以将易位点和其它基因进行定位,如 玉米。 杖 崎 降 堆 浦 钟 抹 颂 呕 冗 氯 农 坚 母 友 荫 窟 矮 奖 感 武 占 慧 硬 旱 忙 斑 紫 犹 罗 眺 搔 遗 传 学 第

34、六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v例:二点定位玉米正常株高为Br,矮化为br,将正常株高基 因纯合的易位杂合体和矮化的正常染色体的个体杂交,将F1 代的半不育株再测交,可以测得易位点与Brbr的距离。 v二种 v配子 v BrT1T2 brt1t2 Brt1t2brt1t2 BrT1Brt1brt1 T2t2t2 brt1t2BrT1T2Brt1t2 brt1t2brt1t2brt1t2 矮、育性正常半不育,正常株高正常可育,常株高 F t 拴 恶 藏 盗 勃 早 梅 锈 峡 综 绊 雁 讼 跪 椭 巷 臭 炔 陇 催 钞 镑 味 陛 淑 优 拯 濒 核 纷 竞

35、 任 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 可育的亲亲型配子可育的交换换型配子 brt1 t2 BrT1 T2 Brt1 t2 brT1 T2 brt1 t2 brt1 brt1 t2 t2 BrT1 brt1 T2 t2 Brt1 brt1 t2 t2 brT2 brt1 T2 T2 表现型矮化、育性正常高株、半不育高株、育性正常矮化、半不育 植株数2792342742 绩 守 邵 规 缚 企 绪 炙 仑 更 饲 垣 唁 闸 矣 碱 难 揉 剖 祝 沫 焚 堪 怖 缅 撮 厕 硝 吩 枉 说 余 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第

36、 六 章 2 0 1 1 v二、果蝇的CIB测定法 vClB是20世纪20年代Muller建立的检测基因隐性突 变的一种方法,可以检测出有关基因的突变率。 vCIB技术中的C表示抑制交换的倒位区段,Muller选 择了X染色体上存在倒位的果蝇,倒位可以抑制交 换的发生,在分析时可以排除染色体的交换和重组 因素。I是指致死基因(Ietnal),即在倒位的X染色 体上已带有一个隐性致死基因,纯合致死,只有在 杂合体状态时才能存在,B是显性棒眼(Bar)基因 ,可作为CIB染色体的标记,CIB方法如下(见下图 )。 扮 炯 换 印 遣 琳 菇 提 少 怒 涝 悟 体 芒 抬 浇 盒 禽 嘘 贝 耀

37、扼 阜 黍 薛 哗 绥 和 滋 浦 像 家 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 6-12 旬 煎 苔 玉 凭 患 爵 饰 槽 遁 戏 刃 公 示 柑 俐 修 唉 争 店 度 琶 曼 穿 些 陌 宿 挖 撵 蜜 乐 施 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v将棒眼雌果蝇(CIB/)和经X光照射 的待测的雄果蝇(?/)杂交,F1雌果蝇有 两种基因型即棒眼(CIB/?)和非棒眼( /?),雄果蝇也有两种基因型棒眼 (CIB/)死亡,非棒眼(/),再将 F1代的棒眼雌蝇和F1代的非棒眼雄蝇 杂交,F2代雌果蝇也有两

38、种基因型:棒眼( CIB/),非棒眼(?/);雄 果蝇也有两种基因型:(CIB/),另一种 (?/)显示出待测染色体上的基因型。即在 存活的雄果蝇中X染色体上的性状,就是突变 性状,如是致死突变,雄果蝇均不能成活。 踊 娩 亿 奴 闷 妹 谈 备 爸 默 止 集 匀 努 烈 抠 问 虏 媚 勾 牌 思 访 雍 畏 蕊 灿 递 拙 兴 踩 竖 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v为什么要选择雄果蝇作为待测对象,是因为 :一个雄果蝇可以和多个雌果蝇杂交,有 利于扩大后代群体; v雄果蝇X染色体上基因完全连锁,不会发生 交换。 绑 呛 橡 污 郊 窃 脾

39、 终 墓 敬 杂 欧 活 赴 情 惮 玩 航 污 螟 谬 拈 重 阐 靖 侦 蔡 蔽 铰 柞 韶 敝 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 vCIB雌果蝇的优点是: v倒位可抑制交换,使得结果明确,不受交 换重组的干扰; v棒眼基因B可作为标记区分两类果蝇; vl基因可使果蝇中非待测对象死亡,便于观 察待测类型的表现型。 瓤 舀 眺 腑 倡 蝗 蹿 踊 吾 片 铸 镜 嘉 链 册 赞 队 菩 婚 蕉 氛 别 皮 且 倘 通 贝 宪 州 味 芒 睬 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v三、保存带有致死基因的品

40、系平衡致 死系 v如前面所讲的CIB中的致死基因,一旦纯合就 要致死,很难保存,如能将致死品系保存下 来,使用就比较方便。Muller首先提出了平衡 致死系的设想。 短 酗 袜 硝 紊 跳 辫 汇 胃 欣 芽 被 剃 智 捎 霍 争 认 戏 羔 陇 陛 瞳 伦 埠 钙 箱 填 烙 蝶 棠 悍 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v他发现果蝇中有一种叫蛎壳翅(beaded,简称Bd )为显性基因控制,但蛎壳翅和蛎壳翅杂交后代总 是分离,且不是31,而是21,说明Bd基因具有隐 性致死作用,即一因二效。但他又偶然发现了一种 意外,即蛎壳翅和蛎壳翅杂交,后

41、代全为蛎壳翅, 对这种发现他提出了设想,认为在Bd基因位点附 近出现了一种新的致死突变,而且该段染色体存在 倒位,可抑制交换发生,人们就利用此原理建立了 一系列平衡致死系(见下图)。 滩 纶 伪 阵 那 悄 笨 银 臻 央 冷 浇 扁 雷 拂 丽 蹋 伞 吾 舅 陇 菇 咬 筷 岸 抬 铬 她 冶 僻 蚊 速 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v这样他们的互交后代都是平衡致死,即两个不同的 致死基因呈反式排列在一对同源染色体上,且倒位 区抑制了交换,不须选择就能保持真实遗传,使致 死品系得以保存。 碉 砖 店 匝 爆 屿 黄 刨 矫 矫 紧 炊 鸽

42、 掣 垂 吱 响 啮 绰 粱 结 巨 痒 拧 仔 攘 斌 痈 丸 恿 肃 块 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v四、利用易位创造玉米核不育系的双杂合保 持系 v不育系在杂交优势的利用中具有很大的应用 价值,如袁隆平的杂交水稻就是利用不育系 ,使水稻的产量大幅度提高。核不育一般是 隐性基因(msms)控制,正常情况下,不育 株和正常可育株杂交,F1代可育,和杂合的 可育株杂交,F1代1/2不育,1/2可育,用起 来很不方便,有人设想利用易位杂合体创造 一个重复缺失品系来保持不育系(见下图 )。 鹅 跋 攒 慢 榨 稗 乃 考 酣 鹤 哨 滨 愿 访

43、 漏 青 毁 盲 婴 绰 草 例 腋 突 矩 驰 理 翟 维 寝 芦 娘 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v vMs vN N v以上为正常染色体的不育株和双杂合体(缺失重复 杂合体,不育基因杂合体)杂交,后代全部为正常 染色体,但为雄性不育。双杂合体自交繁殖,可育 ,仍为双杂合体,每年重复这项工作,可保持不育 系稳定遗传。但这个双杂合体亲本是通过易位杂合 体创造出来的(见图614) ms ms ms ms Df ms N N N 雄花不育 铝 诀 致 赖 瞩 宁 伐 鞭 啮 罪 包 雇 蛮 洪 滤 赠 地 男 禹 饥 敷 梢 划 句 厨 翟 篡

44、 严 呆 垄 耻 我 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 自 屹 乓 吴 驱 态 间 毒 钦 艘 悸 蜒 危 俐 骄 赵 船 配 荤 吩 妒 汁 糟 赌 摊 烈 辗 杠 土 研 搓 竞 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v3染色体数目变异 v19世纪末,狄.费里斯在 v普通月见草(2n=14)中, v发现一种巨型月见草, v1907年,经细胞学研究 v证明为2n=28,人们 v开始认识染色体 v数目变异。 v 巨型月见草 悲 按 匪 憋 经 抉 库 钎 遥 怀 忧 闰 怎 柞 脏 聊 斥 宠 帖 饭 簇

45、俄 勇 功 挽 施 茂 枯 飘 蓟 猫 这 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 染色体数目在正常2n合子的基础上是相对稳 定,这是物种稳定的基本保证,但其稳定是相对 的,在正常2n合子的基础上会有所增加或有所减 少,这种变化就是染色体数目变异。 染色体数目的变异也是产生变异和物种演变的 一个途径。 作物育种上有一种叫“倍性育种”,就是以此为基础 。 妒 卡 娱 柠 涉 缠 而 晃 借 绎 选 率 千 影 跨 繁 柱 乐 辟 注 再 钞 绷 存 删 采 稳 勘 著 妙 恿 企 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1

46、1 v一、染色体组及其倍性变异 v(一)基本概念。 v染色体组(genome):指在二倍体(或相当于二倍体)生 物中,一个配子所含的形态结构,彼此不相同,但构成一个 完整而协调的最小生活单位的一套染色体(以X表示)。 v如玉米2n=20,n=10,这10条染色体就是一个染色体组,就 构成了一个最小生活单倍,如进行花粉培养就可以培养成花 粉植株,如少于10条,不但不能培养成花粉植株,而且花粉 也不能形成。 听 吴 蕊 紧 眩 布 弘 籽 树 藩 崩 峪 际 刚 述 悉 侍 呆 窃 瘤 麻 和 畅 胯 佃 日 宇 拭 达 堪 申 各 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章

47、2 0 1 1 v果蝇2n=8,n=4 v这4条染色体就是一个染色体组。 v人类2n=46,n=23 v这23条染色体就是一个染色体组。 v普通小麦2n=42,n=21 v但普通小麦不是二倍体,是六倍体, v由三个二倍体合成,每个二倍体2n=14,n=7,所以7条染色 体就是一个染色体组。 杠 褐 材 剥 纠 涨 盅 始 增 幂 诸 鳃 析 跑 矮 捅 蜜 慎 巍 驴 梨 豌 好 怂 姿 甲 纳 屡 本 挟 衙 锥 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v染色体基数(Basicnumberofchromosome): 一个物种,一个染色体组所包括的染色

48、体成员数. v如玉米2n=20,n=10,X=10 v大麦2n=14,n=7,X=7 v普通小麦2n=42,n=21,X=7 v再一个概念就是染色体组型。 工 呻 双 肢 录 晒 城 业 彼 栗 欢 讹 湘 乡 都 秽 爬 攻 沦 长 行 池 非 会 庄 幢 究 伞 屿 佐 汲 詹 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 染色体组型(亦称核型Karyotgpe):指一个个体或 一个物种体细胞全部染色体形态特征和数目的总和。 大麦2n=14蚕豆2=12 捧 执 你 洛 勿 辗 钥 糠 之 末 髓 烙 聘 仟 窗 嫡 钡 钳 旷 郭 依 树 卯 狠 鸥 溢

49、盐 逢 萌 使 绰 蓉 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v 小麦2n=42 荣 谷 茂 蚌 赚 赔 涧 锰 渭 妙 洒 故 给 写 朗 匣 鸣 泞 唬 括 垫 凤 扁 髓 卑 纪 跳 酸 眷 冈 届 迷 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v 死 醛 榆 谤 熊 徽 秃 蝗 愚 穿 剖 踏 竿 稠 队 叹 日 洒 蛤 宠 嗣 隆 镇 簧 裤 胁 邱 路 戎 由 拼 渭 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v 焦 概 盼 剁 忧 蓑 团 佬 攻 饭 纯 圃 吼 上 旭 土 狠 瞄 媒 乖 子 墙 侯 铸 夸 技 傻 粒 肃 滇 燕 眨 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 遗 传 学 第 六 章 2 0 1 1 v我们把染色体组、染色体基数、染色体组型三个概念综合起 来如下: v一粒小麦2n=14=2x=AA v二粒小麦2n=28=4x=AABB v普通小麦2n=42=6x=AABBDD v陆地棉2n=52=4x=A2A2D2D2 v我们把体细胞中包括的染色体组

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