粗糙脈孢霉四分子遺傳分析

真菌類的遺傳分析四分子分析與作圖-粗糙脈孢霉的性質(zhì)與生活史（一）粗糙脈抱霉的性質(zhì)粗糙脈抱霉（Neurosporocrassa）屬于真菌中的子囊菌綱，是低等的真核生物。每一菌絲細胞中含有幾十個細胞核。是遺傳分析好材料：1子囊抱子是單倍體，其表型直接反應(yīng)其基因型。2一次只分析一個減數(shù)分裂的產(chǎn)物。3體積小，易培養(yǎng)，繁殖快，一次雜交就能產(chǎn)生大量的后代，便于獲得正確的統(tǒng)計學(xué)結(jié)果。4能進行有性生殖，其染色體的結(jié)構(gòu)和功能類似于高等動植物。5更加重要的是，子囊抱子在子囊中的線性排列順序與減數(shù)分裂中期染色體在赤道板兩側(cè)的排列順序相同，這就是粗糙脈抱霉成為了遺傳分析的好材料。（二）粗糙鏈抱霉的生活史子H果菌絲融合圖示錠弛霉的生活同期

粗糙鏈抱霉有有性生殖和無性生殖。＜無性世代（單倍體世代）：粗糙脈弛菌（粗糙脈弛菌（NeurosporaCrassa）的生殖方式有性世代（雙倍體世代）：一個交配型的分生抱子落在另一交配型原子囊殼受精絲上，從而進入原子囊（子實體），進行多次有絲分裂，形成多個單倍體核，這些單倍體核與子實體中的單倍體核融合，形成多個二倍體核，然后進入減數(shù)分裂，每個二倍體核形成4個單倍體核，再進行一次有絲分裂，形成8個核，最后形成為一個子囊中的8個子囊抱子。無性孢子——分生孢子有性孢子——子囊孢子二順序四分子與遺傳分析（一）順序四分子（ordedtetrad）粗糙脈霉菌減數(shù)分裂的四個產(chǎn)物保留在一起，稱為四分子。無性孢子——分生孢子有性孢子——子囊孢子但是，在分裂的過程中子囊的外形比較狹窄，以至分裂的紡錘體不能重疊，只能縱立于它的長軸中，這樣所有分裂后的核一一8個子囊抱子都是從上到下排列成行，所以，脈抱菌減數(shù)分裂所產(chǎn)生的四分子是屬于順序四分子（ordedtetrad）。可推知：第一對子囊抱子來自一條染色單體，第二對抱子則是來自這條染色單體的姊妹染色單體；第三和第四對子囊抱子是來自前一條染色體同源染色體的姊妹染色單體。

從上到下排列成行8個子囊抱子都是這種順序四分子在遺傳分析上有很多優(yōu)越性:.可.子⑶.可以以把著絲粒作為一個座位(locus)從上到下排列成行8個子囊抱子都是這種順序四分子在遺傳分析上有很多優(yōu)越性:.可.子⑶.可以囊中子囊抱子的對稱性，證明減數(shù)分裂是一個交互過程，而非單向過程。'染色單體的交換有否染色單體干涉現(xiàn)象，還可利用它來進行基因轉(zhuǎn)變(geneI研究。conversi(4).證E(二粒作圖與遺傳分析'換不僅可以包括4線中的兩線，而且可以包括3線或conversi(4).證E(二粒作圖與遺傳分析利用四分子分析法，測定基因與著粒間的距離稱為著絲粒作圖。著絲粒作圖是基于這樣的事實：減數(shù)分裂中在同源染色體的一對非姊妹染色單體的著絲粒和某雜合基因座間有沒有發(fā)生交換，和其產(chǎn)物四分子中的等位基因在排列方式上是不同的?？煞譃閮煞N：沒有發(fā)生交換的產(chǎn)物為第一次分裂分離(firstdivisionsegregation)或叫MI模式;發(fā)生了交換的產(chǎn)物為第二次分裂分離(seconddivisionsegregation)或稱為MII模式AA3AA3第一次分裂分離(圖示一種可能)第二次分裂分離(圖示一種可能性)第二次分裂分離(圖示一種可能性)利用四分子分析，測定基因與著絲粒間的距離，即根據(jù)子囊抱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。一對基因的遺傳分析材料有兩種不同接合型的脈抱菌菌株：?一種是能合成賴氨酸(lysine)的野生型菌株(記作lys+，或+)，該菌株成熟的子囊抱子呈黑色。?另一種是賴氨酸缺陷型(記作lys—或一)，這種菌株的子囊抱子成熟較遲，呈灰色。序號子囊類型子囊數(shù)分裂類型將這兩種菌株雜交雜種子囊減數(shù)分裂的產(chǎn)物根據(jù)黑色抱子和灰色抱子的賴氨酸缺陷型(lys-)X野生型(lys+),排列次序可有6種子囊型，為方便起見只寫出其4個抱子對(sporepairs),其計數(shù)的結(jié)果：序號子囊類型子囊數(shù)分裂類型序號子囊類型子囊數(shù)分列類型1++105M1非交換型2++1293+—+—9M2交換型4—+—+55++106—+—+16W拋+=古土址田心苦卯審第二次分裂分離子囊數(shù)（或交換型子囊數(shù)）1

著絲粒與有關(guān)基因的重組率=子囊總數(shù)X::1Mrr七

或者，重組率K著絲粒一基因）=—一注一xlOO%

叫+Mrr將表3-7中所觀察到的各類子囊數(shù)代入上式可得：1…Mrr.著絲粒-lys*基夷的重狙率=x100%M:+Mr1..(9+5+1。+1"5xlOO=13%105+129+9+5+10+16lys+基因與著絲粒間的圖距是7.3cM兩個基因的連鎖圖形利用順序四分子分析，同樣可以進行兩個基因的連鎖作圖遍C（nicotinicacid）為煙酸依賴型n

ade(adenme)為腺嘌吟依賴型a兩對基因的雜交實驗，可產(chǎn)生(6X6)36種不同的子囊型，歸納為7種基本的的子囊型序號1234567子囊型+a+++++a+a+++++a+++anan+nana-4—-1—^n+nan++++a+++an+nanan+n+nan+分離類型MIMIMIMIMIMIIMIIMIMIIMIIMIIMIIMIIMII類別PDNPDTTPDNPDT數(shù)目80819059015對子囊進行分類統(tǒng)計，不考慮抱子排列順序，根據(jù)性狀組合將四分子分為三種類型PD:親二型(parentsditype)：抱子有2種基因型，且與親代相同.NPD:非親二型(non-parentalditype):抱子有〉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。E四型(tetratype):抱子有4種基因型，2種與親代相同,2種與親代不同.首先判斷n、a基因是獨立分配還是連鎖。根據(jù)上表中的數(shù)字，PD=808+90=898，NPD=1+1=2。如果這兩個基因是自由組合的話，可以預(yù)期PD:NPD=1:1，而實驗結(jié)果PD>>NPD。說明這兩個基因不是自由組合，而是相互連鎖的。其次計算著絲粒(?:與基因(n)、(a)間的重組率(皿)及基因離著絲粒的距離MrrMrr爹*皿’-n)=-一￡Mt+MrrMrr跛(,一熟=一子M]+M.：例+5+5)+(1+1)乙=5.2%?5.2cM■.■■,(5+90+1+5)=5.05%n5.05cM10001-■：(90+90+1+5)...=9.3%；9.3cM10005.05V9.5，所以n基因比a基因離著絲粒近n、a在染色體上的排列可能有兩種方式：在著絲粒的同側(cè)或者是異側(cè)。1先判斷基因的在同側(cè)還是異側(cè)⑴如果n、a在異側(cè)上，則PD與NPD都是由雙交換形成，因而PD與NPD的頻率相等。但是，上表的實驗數(shù)據(jù)顯示，同處MIIMII的PD子囊數(shù)為90,同處MIIMII的NPD子囊數(shù)為1。PD多于NPD于是n、a在同側(cè)。(2)另一種方法是在n和a分別為MI和MII的情況下，對子囊數(shù)與RF(?—n),RF(?—a)進行比較分析已知RF(?—nic)=5.05%，RF(?—ade)=9.3%，兩者相差不到一倍，若n和a各自獨立地與著絲粒發(fā)生重組的話，則MII的子囊數(shù)也應(yīng)相差不到一倍。但實際上，交換發(fā)生在著絲粒與a間，n是MI，a是MII的子囊有90個；交換發(fā)生在著絲粒與n間時，n是MII，a是MI的子囊只有55個。兩者相差懸殊，與計算的重組值不相符合。所以，這兩個基因不可能獨自與著絲粒發(fā)生交換。另外，從上表可見，在n與著絲粒發(fā)生交換時，a基因也與著絲粒交換了，即n是MII，a也是MII共計96(=90+1+5)個子囊。也就是說，同一交換使十/n出現(xiàn)MII型分離，也使十/a出現(xiàn)MII型分離，101次中有96次，證明了n和a的連鎖關(guān)系是同側(cè)n—a間的重組率可用公式：yT+NPD1000心"匕r’T+NPD+PD=5.05+5?2=10?25>9?3由果蠅的三點測交的遺傳分析中可知，造成這一結(jié)果的根源是著絲粒一a基因間發(fā)生過雙交換。1000當我們回顧先前所述的計算過程時可以發(fā)現(xiàn)，在求RF(?一a)時，是把所有MII的子囊相加除以2倍的總子囊數(shù)，這樣把少量的在?一a間起過交換的子囊遺漏了。例如子囊型4,對于十/a來講，是屬于M