实验目的

1.进一步理解绘制遗传学图的原理和方法。

2.学习和掌握利用三点测交进行基因定位的方法。

3.加深对重组率、遗传学图、双交换率、干涉和并发系数等概念的理解。

4.学习实验结果的数据处理方法。

实验原理

基因定位（gene mapping）是指确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。依据基因之间的重组率（或交换率）或采用其他方法，确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图就称为染色体图（chromosome map），又称基因连锁图（linkage map）或遗传图（genetic map）。两个连锁基因在染色体图上相对距离的数量单位称为图距（mapdistance）。1%重组率去掉其百分率的数值定义为一个图距单位（map unit，mu）。后人为了纪念现代遗传学的奠基人T.H.Morgen，将图距单位称为厘摩（centimorgan，cM），1 cM=1%重组率去掉%的数值。

通过一次杂交实验和一次测交实验来确定两对基因是否连锁，然后再根据重组率来确定它们在同一染色体上的位置，这种方法称为两点测交。两点测交是基因定位最基本的一种方法，但存在三个缺点：首先是繁锁，如果要进行3个基因的定位，就要进行三次杂交和三次测交；其次是粗放，每次实验的遗传背景和其他情况不尽相同，易造成差异；再有就是看不出双交换（Double cross-over，DCO）。双交换是指在一个四联体中发生的两个交换，涉及2条、3条或4条染色单体，分别称为二线、三线、四线双交换。

三点测交能够在同一基因型背景，同一环境条件下一次达到分析三个连锁基因之间关系的目的。它是通过一次杂交和一次测交同时测定三对基因在染色体上的位置。但缺点是测交实验需要培育三隐性个体。

双交换率理论上应为两个单交换率的乘积（因二者是独立事件），但通常实际观察到的双交换往往要比理论双交换少。其原因是一个单交换的发生可能影响邻近发生第二次交换的机会，遗传学上把这种现象称为干涉或染色体干涉（chromosome interference），干涉程度的大小用并发系数（coefficient of coincidence，c）来表示：并发系数（c）=实际双交换率/理论双交换率。并发系数通常在0～1之间，并发系数为0时，说明未发生双交换，干涉强度最大，三点测交只产生6种表型；并发系数为1时，双交换最大，不存在干涉现象。

在果蝇的X染色体上观察到三个隐性突变，w（X 1.50）导致复眼呈白色，与之对应的野生型果蝇呈现砖红色复眼；m（X 36.1）导致小翅突变，与之对应的野生型称为长翅；sn（X 21.0）导致焦刚毛突变，野生型表现为直刚毛。用同时具有这三个隐性突变的纯种果蝇（三隐品系）与野生型果蝇进行正反交，由于这三个基因位于X染色体上，F1代会呈现伴性遗传的交叉遗传特点。让F1代的果蝇个体间互相交配，F2代产生性状的分离（表2-Ⅵ-1）。通过对后代中出现的各种表型进行统计分析，就可以对w、m和sn这三个基因进行基因定位。

表2-Ⅵ-1　果蝇的三点测交遗传分析（红眼-白眼，直刚毛-焦刚毛，长翅-小翅）

续表2-Ⅵ-1

实验用品

1.材料

黑腹果蝇的野生型品系（红眼、直刚毛、长翅，+++∥+++，+++∥Y）、三隐品系（白眼、焦刚毛、小翅，w sn m∥w sn m，w sn m∥Y）。

2.试剂

同实验二-Ⅰ。

3.器材

同实验二-Ⅰ。

实验操作程序

具体实验操作程序详见实验二-Ⅰ。(www.daowen.com)

1.原种果蝇培养

2.挑选杂交亲本果蝇

3.麻醉接种

4.去亲本

5.观察杂种F1代

6.培养杂交F2代

7.分析并解释实验结果（表2-Ⅵ-2），计算基因间的重组率和双交换率，根据计算结果画出遗传学图。

表2-Ⅵ-2　正反交F1代和F2代果蝇观察记录表

预期实验结果与分析

1.利用三隐品系和野生型果蝇杂交，由于控制所观察三个性状的基因位于X染色体上，所以在F1代会表现出伴性遗传的特点——交叉遗传，即在正交F1代出现雌性子代像父本，雄性子代像母本的结果。

2.由于Y染色体上不携带与X染色体相应的等位基因，三隐雌蝇（w sn m∥w sn m）和野生型雄蝇（+++∥Y）做亲本杂交后，其F1代互交（+++∥w sn m×w sn m∥Y）实际上就相当于测交，F2就是测交的后代。分析F2代各种表型的个体数，就可以估算出连锁基因间的重组率，从而确定基因在染色体上的相对位置。根据已知的果蝇遗传图谱，三个基因之间的相对位置和距离是：w-sn：19.5；sn-m：15.1；w-m：34.6。据此可以估算出F2代群体中出现了8种表型，除亲组型外，还会有单交换型和双交换型。其中以野生型和三隐果蝇为主，数量最少的表型应为焦刚毛和白眼小翅型。

3.反交实验组合的F1代雄蝇表现为野生型（+++∥Y），由于雄果蝇完全连锁，X和Y染色体不发生交换，所以只产生两类配子（X+++和Y）。反交F2代中，所有的雌性子代都表现为野生型，雄性子代出现8种性状分离。

要点及注意事项

1.三隐果蝇的生活力相对较弱，杂交时可适当增加亲本的数量。操作时，尽量选择浅麻醉或不麻醉。

2.F2代群体数量越多，计算的重组率越准确。单一培养瓶的子代数量不足以确定连锁距离，因此可以综合多个实验组的数据，使得估算更准确。

作业与思考题

1.根据表2-Ⅵ-2 的数据，确定基因间发生重组的情况，计算重组率及双交换率。

2.根据计算结果画出遗传图。

3.RFw-sn+RFsn-m是否等于RFw-m?为什么？如何校正？

4.计算并发系数，判断干涉作用的大小。