第四章-連鎖遺傳分析與染色體作圖---第三章-連鎖遺傳分析與染色體作圖課件(1)

1、第四章 連鎖遺傳分析與染色體作圖 第一節(jié) 連鎖與交換定律問題:基因在染色體上如何排列？同一條染色體上的基因之間在遺傳時如何相互作用？內(nèi)容：I. 連鎖交換定律 II. 基因定位與染色體作圖III. 人類基因組和染色體作圖 相引與相斥 1906 ，貝特遜（Bateson, W.） 龐尼特（Punnet, R.C） 香豌豆（Lathyrus doratus） 一、 連鎖交換定律（一） 連鎖交換定律的發(fā)現(xiàn)Bateson-Punnet 香豌豆雜交試驗(yàn)P: 紫花長花粉紅花圓花粉 F1: 紫花長花粉 表型 觀察數(shù)(O) 期望比例 期望值(E)F2: 紫長 4831 9 3910.5紫圓 390 3 1303

2、.5紅長 393 3 1303.5紅圓 1338 1 434.5 總計 6952 2 = (Oi-Ei)2/Ei=3371.58 df=4-1=3, 差異極顯著， 結(jié)果不符合自由組合定律， F2代中性狀的親組合類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于重組類型。P: 紫花圓花粉紅花長花粉 F1: 紫花長花粉 表型觀察數(shù)(O) 期望比例 期望值(E)F2: 紫長 226 9 235.8紫圓 95 3 78.5紅長 97 3 78.5紅圓 1 1 26.2 總計 419 2 = (Oi-Ei)2/Ei=32.4 df=4-1=3, 差異極顯著， 結(jié)果不符合自由組合定律。Batson等：互引相(coupling phase) 前

3、一種親本組合 互斥相(repulsion phase) 后一種親本組合1912年，摩爾根： 連鎖交換定律 凡是伴性遺傳的基因，相互之間總是連鎖的。（二）連鎖與交換 連鎖(linkage): 1、摩爾根的試驗(yàn)：P: 灰體長翅(BBVV) 黑體殘翅(bbvv) F1:灰體長翅(BbVv) 測交1：灰體長翅(BbVv) 黑體殘翅(bbvv) 灰體長翅(BbVv) : 黑體殘翅(bbvv) =1 : 1測交2： 灰體長翅(BbVv) 黑體殘翅(bbvv) 灰體長翅(BbVv) : 0.42 黑體長翅(bbVv) : 0.08 灰體殘翅(Bbvv) : 0.08 黑體殘翅(bbvv) : 0.42 測交

4、子代雖然出現(xiàn)了四種類型，但是重組類型顯著少于親本類型。摩爾根的解釋： 基因B、V處于同一條染色體上，而其等位基因b、v位于同源染色體的另一條上。減數(shù)分裂時不能獨(dú)立分配和自由組合。2、完全連鎖(Complete linkage):如測交1：基因完全連鎖，不能發(fā)生重組。例雄果蠅和雌家蠶P: 灰體長翅(BBVV) 黑體殘翅(bbvv) F1: 灰體長翅(BbVv) 黑體殘翅(bbvv) 灰體長翅(BbVv) : 黑體殘翅(bbvv) =1 : 1B VB Vb vb vB Vb vb vb vB Vb vb vb v3、 不完全連鎖(Incomplete linkage)： 如測交2，基因可以發(fā)生部

5、分重組，但親本類型多于重組類型。 灰體長翅(BbVv) 黑體殘翅(bbvv) 灰體長翅: 黑體長翅: 灰體殘翅: 黑體殘翅 (BbVv) (bbVv) (Bbvv) ( bbvv) B Vb vB vb VB Vb vb vb vb vb vb vb v42% 8% 8% 42%Results of gamate formation where two hererozygous genes are (a) on two different pairs of chromoses; Results of gamate formation where two hererozygous genes a

6、re (b)on the same pair of homologs, but where no exchange occurs between themResults of gamate formation where two hererozygous genes are (c) on the same pairs of homologs, where an exchange occurs between two nonsister chromatids. 4、互引相和互斥相 (1)相引是兩個基因位于同一條染色體上， 相斥則反之。 (2)同源染色體在減數(shù)分裂時發(fā)生交換 ( crossing-

7、over ) (3)位置相近的因子相互連鎖。(孟德爾遺傳的隨機(jī)分離與相引Science,191134.384)5、 交換 1）.交換的機(jī)制： Janssens, 1909 交叉型假設(shè)（chiasmatype hypothesis) 要點(diǎn)： (1). 減數(shù)分裂前期的粗線期，非姊妹染色單體之間由于在粗線期發(fā)生交換(crossing over)而在雙線期出現(xiàn)交叉(chiasma)。(2). 相互連鎖的兩個基因之間如發(fā)生交換，會導(dǎo)致這兩個基因發(fā)生重組。A Ba bA ba B交換A BA ba Ba bA Ba bA Ba bA Ba b復(fù)制 交換發(fā)生過交換的性母細(xì)胞產(chǎn)生的配子，只有一半是重組子，另一

8、半是親組合型。 交換的特點(diǎn)：2）交換率（crossoverrate）：又稱交換值或重組率(RF ，recombination frequency)。指重組型配子占總配子的百分率。 交換率= 重組合(親組合重組合) 100單位: 圖距單位 m.u. (map unit)或厘摩(centimorgan cM)以玉米的測交實(shí)驗(yàn)為例說明交換率測定方法。 C與Sh連鎖，親本為互引相時：分析：不論哪種基因組合的交配方式，測交后代中親組合的頻率都是97%左右（高），重組合的頻率僅占3%左右（低）。 RF值越小，基因間的連鎖強(qiáng)度越大。 RF值越大，基因間的連鎖強(qiáng)度越??；接近50%時，基因間的連鎖關(guān)系難以判斷，

9、必須用大量的測交后代的數(shù)據(jù)方可鑒別。6、 連鎖群連鎖現(xiàn)象在生物界普遍存在。連鎖群(linkage group) ：連鎖群的數(shù)目=單倍體染色體數(shù)(n) 人類 果蠅7、連鎖交換定律 摩爾根遺傳學(xué)第三大定律：連鎖交換定律。 內(nèi)容： 處在同一染色體上的兩個或多個基因聯(lián)合在一起傳入子代的頻率大于重新組合的頻率. 重組類型的產(chǎn)生是由于配子形成時，同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生了局部交換的結(jié)果。8、三大遺傳定律的關(guān)系 1. 分離定律是自由組合定律和連鎖交換定律的基礎(chǔ)； 2.自由組合定律和連鎖交換定律是生物體遺傳性狀發(fā)生變異的主要機(jī)制； 3. 自由組合與連鎖交換的區(qū)別： (1)染色體間重組(interchr

10、omosomal recombination) 染色體內(nèi)重組(intrachromosomal recombination) (2)自由組合受生物染色體對數(shù)的限制，而連鎖交換則受其染色體本身長度的限制。9. 影響交換的因素: 1. 年齡: 老齡雌果蠅的重組率明顯下降。 2. 性別: 雄果蠅和雌家蠶進(jìn)行減數(shù)分裂時很少發(fā)生交換。 3. 環(huán)境條件: 高等植物的干旱條件下重組率會下降，而溫度 過高或過低的情況下，其重組率會增加。 4. 交換值的遺傳控制: 交換的發(fā)生也受遺傳控制，如在大腸桿菌中： recA+ recA- RecA(重組酶)10. 霍爾丹定律 生理學(xué)及遺傳學(xué)家JBSHaldane（英）

11、凡是較少發(fā)生交換的個體必定是異配性別個體。霍爾丹定律。 在一定條件下，相同基因之間的交換值是相對穩(wěn)定的。11、 雙交換雙交換（double crossingover）雙交換特點(diǎn)（1）（2）（3）A ba B 單交換A Ba b A Ba b雙交換A Ba bA C Ba c b A c Ba C b雙交換Consequences of a double exchange between two nonsister chromatids. 二、 基因定位與染色體作圖 基因在染色體上的位置是相對恒定的。根據(jù)是兩個基因之間的重組值(率)的相對恒定性。不同基因間的重組值不同。 摩爾根(1911) ：重

12、組值(交換值)的大小反映著基因座在染色體上距離的遠(yuǎn)近。于是將交換的百分率直接定為染色體上基因座之間的距離單位。 AHSturtevant ：“基因的直線排列”原理任何3個距離較近的a、b、c連鎖基因，若已分別測得a、b和b、c間的距離，那么a、c的距離，就必然等于前二者距離的和或差。(一).基因直線排列原理及相關(guān)概念基因直線排列原理：1基因定位(gene mapping) 2染色體圖(chromosome map)3圖距(map distance) 圖距單位(map unit，mu)： “厘摩” (centimorgan, cM)，l cM=l%重組值去掉%的數(shù)值。(二).染色體作圖 1. 兩

13、點(diǎn)測交(two-point testcross)1). 測交并計算重組值： bi-w: 5.3cM w-y: 1.1 cM (1) w-y-bi (2) y-w-bi y-bi: 5.5 cM2). 畫出基因連鎖圖。 (1) w y bi 1.1 cM 4.2cM (2) y w bi 1.1 cM 5.3cM 兩點(diǎn)測驗(yàn)：局限性1. 工作量大，需要作三次雜交，三次測交；2. 不能排除雙交換的影響，準(zhǔn)確性不夠高。當(dāng)兩基因位點(diǎn)間超過5個遺傳單位時，兩點(diǎn)測驗(yàn)的準(zhǔn)確性就不夠高。2. 三點(diǎn)測交(three-point testcross)MorganSturtevant：三點(diǎn)測交:用3個基因的雜合體ab

14、c/+與3個基因的隱性純合體abc/abc做測交。以下用實(shí)驗(yàn)說明其遺傳分析的方法： 表型 個體數(shù)目 比例 類型ec ct + 2125+ + cv 2207ec + cv 273 + ct + 265ec + + 217 + ct cv 223+ + + 5 ec ct cv 3 合計 5318 100% 81.5% 親本型 10.1% 單交換型 8.3% 單交換型 0.1% 雙交換型 ec-ct間的重組值是18.4%，但不等于ec-cv及cv-ct間兩個重組值分量之和，即10.2%+8.4%=18.6%=/=18.4%。計算的ec-ct重組值為什么低于ec-cv及cv-ct間重組值之和? 因

15、為在雙交換類型中，末端兩個基因(ec和ct)之間雖同時發(fā)生了兩次交換，但看不到重組，對于ec-ct來講，雙交換的結(jié)果等于不交換。只有當(dāng)基因cv存在時，才能從表型上辨認(rèn)出雙交換。后代8種個體中，+和ec ct cv為雙交換產(chǎn)物，計算ec-cv及cv-ct重組值時都用了此數(shù)值，但計算ec-ct的重組值時卻未用到，因?yàn)閑c-ct間雙交換的結(jié)果并不出現(xiàn)重組，所以ec-ct之間的實(shí)際交換值為重組值加2倍雙交換值，即18.4%+2*0.1%=18.6%。對ec-ct的交換值作上述校正之后，它們之間的圖距就是18.6cM，正好等于 ec-cv和cv-ct圖距之和。因此當(dāng)三點(diǎn)測交后代出現(xiàn)8種表型時，表明相距較

16、遠(yuǎn)的末端兩個基因間必定有雙交換發(fā)生，而末端兩基因間的重組值往往會低估了交換值，此時需要用兩倍雙交換值來作校正。若相距較近的3個基因的三點(diǎn)測交，往往不出現(xiàn)雙交換類型，測交后代只有6種表型，無需校正。3. 干涉和并發(fā)率1）. 干涉(interference, I) 在三點(diǎn)測交中每發(fā)生一次 單交換都會影響它鄰近發(fā)生另一次單交換，這種現(xiàn)象稱作干涉或染色體干涉。2）. 正干涉和負(fù)干涉 第一次交換發(fā)生后，引起鄰近發(fā)生第二次交換機(jī)會降低的情況稱為正干涉(positive interference) ，引起第二次交換機(jī)會增加的為負(fù)干涉(negative interference) 。3）. 并發(fā)系數(shù)(coef

17、ficient of cincidence) 觀察到的雙交換率與預(yù)期的雙交換率的比值稱做并發(fā)系數(shù)(coefficient of coincidence，C)。 干涉I=l-C。C愈大，干涉愈?。籆=l時，I=0, 沒有干涉；I=1表示干涉完全，實(shí)驗(yàn)中無雙交換，后代只有6種表型，一般是由于基因間相距很近，雙交換不易發(fā)生。A partial genetic map of the four chromosome of Drosophila melanogaster. 玉米的染色體圖關(guān)于遺傳學(xué)圖的補(bǔ)充說明: (1).一般以最左瑞的基因位置為0，隨研究進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)有新基因在更左端時，把0點(diǎn)的位置讓給新基因

18、，其余的基因座相應(yīng)移動。 (2). 重組率在0%-50%之間，但遺傳學(xué)圖上可出現(xiàn)50個單位以上的圖距。這是因?yàn)檫@兩個基因之間距離較遠(yuǎn)，發(fā)生多次交換的緣故，但實(shí)際上它們之間的重組率不會超過50%。要從圖上得知基因之間的重組率只限于鄰近的基因座間。相距較遠(yuǎn)基因之間的重組率要通過測交才能得知。y w v m r 0.0 1.0 30.7 33.7 57.6基因間的距離與交換值、遺傳距離、連鎖強(qiáng)度第二節(jié)粗糙脈孢菌的遺傳學(xué)分析 一. 鏈孢霉（Neurospora crassa）的生活史 分生孢子(conidia)交配型（matig type）子囊果(peri thecium)子實(shí)體子囊(ascus)子囊

19、孢子(ascospore)鏈孢霉的生活史分生孢子（n）菌絲（n）子實(shí)體核融合合子核(2n)交配型A交配型B減數(shù)分裂I減數(shù)分裂II有絲分裂萌發(fā)(n)子囊孢子（n）粗糙鏈孢霉屬于低等真核生物，特點(diǎn)： (1).子囊孢子是單倍體，無顯隱性復(fù)雜性，表型直接反映基因型。 (2). 一次只分析一個減數(shù)分裂的產(chǎn)物。 (3). 體積小，易增殖，易培養(yǎng)，一次雜交可以產(chǎn)生大量后代，易于獲得正確的統(tǒng)計結(jié)果。 (4). 進(jìn)行有性生殖，染色體的結(jié)構(gòu)和功能類似于高等動、植物。 粗糙脈孢菌的營養(yǎng)菌絲體是分節(jié)的，每一節(jié)內(nèi)含有許多單倍體的核，它的每一節(jié)都有不成對的7條染色體。分生孢子萌發(fā)，菌絲生長，形成菌絲體，菌絲再長出分生孢子

20、散開去，繼續(xù)無性繁殖周期。 1. 無性生殖 兩種不同的接合型相互結(jié)合:一種接合型菌株(A)的分生孢子落在另一種接合型菌株(a)的子實(shí)體的受精絲上。其細(xì)胞核進(jìn)人受精絲中，形成異核體。經(jīng)多次有絲分裂，兩種細(xì)胞核在子囊(ascus)中融合成合子核(2n)。接著合子核在子囊中進(jìn)行減數(shù)分裂，每一個二倍體核產(chǎn)生4個單倍體核。每一單倍體又進(jìn)行一次有絲分裂，使每一成熟的子囊中含有8個子囊孢子，其中鄰接的每一對孢子有相同的基因型。2、 有性生殖3、脈孢霉減數(shù)分裂二. 順序四分子及其遺傳分析1、順序四分子1）四分子(tetrad) 一個性母細(xì)胞減數(shù)分裂的四個產(chǎn)物（子代個體）留在一起. 四分子分析(tetrad a

21、nalysis) 對四分子進(jìn)行遺傳學(xué)分析. 順序四分子(ordered tetrad)： 鏈孢霉的減數(shù)分裂的 四個產(chǎn)物（子代鏈孢霉）不僅留在一起，而且 以直線方式順序排列在子囊中。 脈孢菌減數(shù)分裂的4個產(chǎn)物保留在一起，稱為四分子(tetrad)，但是，子囊的外形是如此狹窄，以致分裂的紡錘體不能重疊，只能縱立于它的長軸之中，所有分裂后的核8個子囊孢子都從上到下順序排列成行，可以推知，第一對子囊孢子來自一條染色單體，第二對孢子則是來自這條染色單體的姊妹染色單體;第三和第四對子囊孢子是來自前一條染色體同源染色體的姊妹染色單體。所以，脈孢菌減數(shù)分裂所產(chǎn)生的四分子是屬于順序四分子(orded tetra

22、d)。 順序四分子在遺傳分析上有很多優(yōu)越性 (1)可以把著絲粒作為一個座位(locus)，計算基因與著絲粒的重組率，即著絲粒作圖。 (2) 子囊中子囊孢子的對稱性，證明減數(shù)分裂是一個交互過程。 (3). 可以檢驗(yàn)染色單體的交換有否干涉現(xiàn)象，還可利用它來進(jìn)行基因轉(zhuǎn)變(gene conversion)的研究。 (4). 證明雙交換不僅可以包括4線中的兩線而且可以包括3線或4線 利用四分子分析法，測定基因與著絲粒間的距離稱為著絲粒作圖。問題：高等動植物中能否用著絲粒作圖來確定某基因在染色體上的位置？2. 著絲粒作圖(centromere mapping) 1）.第一次分裂分離( first-divi

23、sion segregation , MI)AAaa 如果著絲粒與某雜合基因座之間沒有發(fā)生交換，則減數(shù)分裂中，等位基因A和a的分離發(fā)生在第一次減數(shù)分裂期間。MIAAaanAAaaAAaanAAaa2nM A A A A A M A M A A a a A a a a a a a a (a) 第一次分裂分離 2) 第二次分裂分離( Second-division segregation , MII) 如果著絲粒與某雜合基因座之間發(fā)生了交換，則減數(shù)分裂中，等位基因A和a的分離發(fā)生在第二次減數(shù)分裂期間。AaAaAaAaAaAaAAaaAaAaMII2nnnn A A A A A M a M a a

24、A A a a A a a A a a (b) 第二次分裂分離 第一次分裂分離: 第二次分裂分離: 8個子囊孢子排列類型 3) 著絲粒作圖(Centromere mapping) 利用四分子分析法，測定基因與著絲粒間的距離，即根據(jù)子囊孢子基因型的排列順序，計算基因與著絲粒的重組率，確定基因與著絲粒之間的距離和排列順序。實(shí)驗(yàn)說明：兩種鏈孢霉雜交： 野生型菌株(lys+，或十)，子囊孢子：黑色。 賴氨酸缺陷型(lys 或 )，子囊孢子：灰色。重組率= 交換型子囊數(shù) 總子囊 1/2100 賴氨酸缺陷型(lys-) X 野生型(lys+)序號子囊類型子囊數(shù) 分裂類型 I 非交換型 II 交換型 RF=

25、 * *100% II(MI+MII) 9+5+10+16105+129+9+5+10+16=* *100% =7.3%=7.3cMlys+/-7.3cM3、 連鎖基因作圖例：煙酸依賴型(n +) X 腺嘌呤依賴型(+ a)序號 1 2 34567 +a+a+a+子 +a+anan+nana囊 n+nan+a+a型 n+ nanan+n+nan+分離 MIMI MIMI MIMII MIIMI MIIMII MIIMII MIIMII類別 PD NPDTTPDNPDT數(shù)目 80819059015(1). 對子囊進(jìn)行分類統(tǒng)計，不考慮孢子排列順序，根據(jù)性狀組合將四分子分為三種類型：PD: 親二型（

26、parental ditype)：孢子有2種基因型，且與親代相同.NPD: 非親二型（non-parental ditype)：孢子有2種基因型，且與親代不同. 如果 PD:NPD=1:1，則兩個基因自由組合，否則連鎖。T: 四型（tetratype):孢子有4種基因型， 2種與親代相同, 2種與親代不同. 鏈孢霉的連鎖作圖 nic（nicotinic) ad（adenine） PD為親二型（parental ditype） NPD為非親二型 ( nonparental ditype ) T為四型（tetratyne）表： nic + + ad 得到不同子囊型的后代 （1） （2） （3） （

27、4） （5） （6） （7) ad ad ad ad ad nic ad nic nic ad nic ad nic + nic ad nic ad ad nic + nic ad nic ad nic nic nic ad nic M 1 M 1 M 1 M 1 M 1 M 2 M 2 M 1 M 2 M 2 M 2 M 2 M 2 M2 （PD） （NPD）（T） （T） （PD） （NPD） （T) 808 1 90 5 901 5 (1) 四分子類型的形成無交換 0%單交換 50%四線雙交換 100%二線雙交換 50%單交換 0%四線多交換 100%三線雙交換 50%子囊型 染色體圖

28、交換類型，重組率及四分子類型 (2). 計算著絲粒與基因n之間的重組率：RF.-n= * *100% II MI+MII 5+90+1+5 1000=* *100% =5.05%=5.05cM序號 1 2 34567 +a+a+a+子 +a+anan+nana囊 n+nan+a+a型 n+ nanan+n+nan+分離 MIMI MIMI MIMII MIIMI MIIMII MIIMII MIIMII類別 PD NPDTTPDNPDT數(shù)目 80819059015-n 5.05 序號 1 2 34567 +a+a+a+子 +a+anan+nana囊 n+nan+a+a型 n+ nanan+n+

29、nan+分離 MIMI MIMI MIMII MIIMI MIIMII MIIMII MIIMII類別 PD NPDTTPDNPDT數(shù)目 80819059015RF.-a= * *100% II MI+MII 90+90+1+51000=* *100% =9.3%=9.3cM (3). 計算著絲粒與基因a之間的重組率： -a 9.3（4）計算基因a、n之間的重組率：RFn-a= NPD+ T PD+ NPD + T(1+1) + (90+5+5) 1000=5.2%=5.2cM（5）畫出基因連鎖圖：-n 5.2 -a5.05 9.3+0.95=10.25 -n -a 5.05 9.3RF（著絲

30、粒-nic） =(4)(5)(6)(7) 1000 1/2 100% = (5+90+1+5) 10001/2 = 5.05 % = 5.05 (m.u)RF（著絲粒-ad） = (3) (5) (6) (7) 1000 1/2 100% = (90+90+1+5) 10001/2 = 9.30 % = 9.30 (m.u)nic 和ad 這兩個基因是否連鎖 ?RF(nicad) = ( NPD+1/2 T) 總子囊數(shù) = (2) + (6) + 0.5 (3) (4) (7) 1000 = (1+1) + 0.5 ( 90+5+5 ) 1000 = 5.2 % = 5.2 (m.u.)nic

31、 和 ad 分別位于著絲點(diǎn)的兩側(cè)還是同側(cè)？ (1)若nic和ad不在同 nic ad 一條染色體上： 5.05 9.03 (2) 若nic和ad 連鎖， nic ad 但在著絲點(diǎn)兩側(cè)： 5.05 9.03 (3) 若nic和ad 連鎖, nic ad 在著絲點(diǎn)同側(cè): 5.05 9.03 圖： nic,ad 座位著絲點(diǎn)作圖分析因親組合(M1M1)約占80，表明是連鎖的；不同步： M2M15 M1M290 o 5.05 nic ad 9.03 o nic 之間發(fā)生交換的子囊為 101 o ad 之間發(fā)生交換的子囊為186同步：M2M2= 90 + 1+ 5 = 96 o nic 之間發(fā)生交換的子囊

32、為 101次交換中有96次 o ad 之間也發(fā)生了交換第三節(jié) 重組的分子機(jī)理 一、基因轉(zhuǎn)變 如前所述，重組通?？偸墙换サ模缭谝粋€雜合體Aa中，如果一染色體把基因A交給其同源染色體，則它的同源染色體必定把 a回交給它。所以在真菌如鏈孢霉中，一個座位上的兩等位基因分離時，應(yīng)該呈現(xiàn)2：2分離，即野生型與突變型孢子為4：4分離。1930年Winkler把真菌中不規(guī)則分離現(xiàn)象解釋為基因轉(zhuǎn)變（conversion）。Lindegren,C.C（1949）報道了酵母有規(guī)律的異常分離現(xiàn)象：交配型Aa的雜交中，有些子囊所含的孢子為（3A+1a），也稱為基因轉(zhuǎn)變。50年代中期Mitchell M.B.發(fā)現(xiàn)了鏈孢

33、霉中的異常分離，認(rèn)為其不是由于整個染色體的異常行為，而是由于特定位點(diǎn)的“基因轉(zhuǎn)變”所致，即屬于基因內(nèi)重組。Olive, E1-Ani和Kitani等在糞殼菌（Sodaria fimicola）中也發(fā)現(xiàn)了異常分離。認(rèn)為這種異常分離是有絲分裂的產(chǎn)物，稱為減數(shù)后分離（postmeiotic segreation） Mitchell,M. B.的雜交實(shí)驗(yàn)：兩種吡哆醇（B6）合成營養(yǎng)缺陷型雜交 + pdxp pdx + 585個子囊，其中4個特殊 子 囊孢 子 對第一對 + pdxp pdx + + + pdx +第二對 + + pdx + + pdxp + pdxp第三對 + pdxp + + pdx

34、 + + +第四對 pdx + + pdxp pdx + pdx + 1 2 3 4可能的解釋： 重組？！ 相反的重組子未出現(xiàn)。 突變？！ 其出現(xiàn)的概率比正常的突變率高的多。pdx + + pdxp pdx + + pdxppdx + pdx + pdx pdxp pdx + + + + + + pdxp + pdxp 正常分離 正常2：2 異常3：1 基因轉(zhuǎn)變往往伴有轉(zhuǎn)換區(qū)外基因的重組，但區(qū)外基因的重組是正常的交互形式，所以雖然pdxp位點(diǎn)出現(xiàn)異常的3：1（或6：2）分離，但鄰接的pdx位點(diǎn)仍顯示正常的2：2分離。 在糞生糞殼菌中也發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。被廣泛研究的是g基因，其決定子囊孢子的顏色： g

35、+為黑色 g-為灰色 g+ g- 正常4：4 5：3 6：2 3：1：1：3 異常（0.080.06%）+gg+g+ + + + + + g g 6：2+/gg+ + + + + g g g 5：3+/g+/g + + + g + g g g 異常4：4 此菌異常分離子代中，雖g+/g-呈現(xiàn)異常分離，但鄰近的A/a基因仍呈現(xiàn)正常分離。A A a aAAaag+A g+Ag+a g-ag+Ag-Ag-ag-a非重組孢子對重組孢子對，其中一個孢子發(fā)生基因轉(zhuǎn)變重組孢子對，其中一個孢子發(fā)生基因轉(zhuǎn)變非重組孢子對雙鏈斷裂模型二、 重組機(jī)制 （一）各種模型理論 1、交叉理論（chiasmatatype hy

36、pothesis） 1909年Janssens并提出了交叉型理論 2、斷裂重接（愈合）模型 1937年Darlington提出 3、模板選擇學(xué)說（copy choice ） Belling J.首先提出，1933年他又撤回了這 一假設(shè)。 4、 1948年Hershey提出模板選擇學(xué)說斷裂重接模型和模板選擇復(fù)制模型的否定斷裂重接模型不能解釋基因轉(zhuǎn)變和極化子現(xiàn)象模板選擇復(fù)制模型存在的問題： (1) 違背了半保留復(fù)制； (2) DNA復(fù)制應(yīng)在S期，重組應(yīng)在粗線期，不應(yīng)同時發(fā)生。 (3)不能解釋3線和4線交換。（二） Holliday 模型 基因重組的模型都必須解釋異源雙鏈的形成以及基因轉(zhuǎn)變往往伴隨著

37、兩側(cè)基因重組這一現(xiàn)象。1964年美國學(xué)者Robin Holliday提出了著名的Holliday模型。g+ g-g+: 5-ACAGT-33-TGTCA-5 5-ACATT-33-TGTAA-5g-: 5-ACAGT-33-TGTCA-53-TGTAA-55-ACATT-3 重組 5-ACAGT-33-TGTAA-53-TGTCA-55-ACATT-3G（+）A（g）GC A丟失TAG丟失野生型（+） 突變型（g）三、重組類型（一）同源重組 (homologous recombination )或 普遍性重組（generalized recombination ）（二）位點(diǎn)特異性重組(site

38、-specific recombination) 如1、在att位點(diǎn)的整合 2、倒位重組：沙門氏細(xì)菌（Salmonella） 的相轉(zhuǎn)變 Mu噬菌體G片段的倒位 3、 酵母交配型轉(zhuǎn)變的重組（三）非同源重組 如轉(zhuǎn)座 四、轉(zhuǎn)座（一） 原核生物的轉(zhuǎn)座因子 1951年McClintock：轉(zhuǎn)座（Transposition） 跳躍基因(jumping gene) 1、原核生物中的轉(zhuǎn)座因子的發(fā)現(xiàn)和檢出 1967年Shapiro才在E.coli的半乳糖操縱子(gal K,T,E）中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座因子（transposable element）。2原核轉(zhuǎn)座因子的類型(1) 插入序列(IS)(2) 復(fù)合轉(zhuǎn)座子。 (3) TnA家族 (4)Mu噬菌體3轉(zhuǎn)座