基因的連鎖交換和基因定位（表）

一、實驗目的

觀察玉米籽粒性狀間的連鎖遺傳現象；理解連鎖和交換的原理；掌握測定基因間交換值和基因定位的方法。

二、實驗原理

位于同一染色體上的兩非等位基因(如AB或ab)，總是有聯系在一起分配到同一配子中去的傾向。若兩非等位基因完全連鎖，雜合體(AB//ab)只產生2種親本型配子(AB和ab)，F2代出現與雜交親本相同的2種表型。若兩非等位基因不完全連鎖，雜合體(AB//ab)仍產生4種類型的配子，但它們的比例不是1:1:1:1，且總是親本型配子(AB和ab)占多數，重組型配子(Ab和aB)占少數；F2代也出現4種表型，但比例不符合9:3:3:1，而是親本型表型數比例大，重組型表型數比例少。這種遺傳現象稱為連鎖遺傳。

兩不完全連鎖的非等位基因的雜合體產生4種數目不等的配子，其原因在于： 一對同源染色體上的非等位基因之間，在減數分裂過程中通常會交*斷裂而發生交換，導致基因重組，發生交換而使基因重組的某孢(性)母細胞形成4種比例相等的配子(親本型配子AB和ab和重組型配子Ab和aB)，而在該位點不發生交換或雖發生交換但未導致基因重組的孢(性)母細胞只形成2種親本型配子(AB和ab)。因此，兩個性狀的連鎖遺傳中，雜種后代只出現少量的重組型個體。重組型個體在雜種后代群體中出現的概率P(0≤P≤50%)取決于兩對基因間發生交換的幾率，一般用重組值(Rf)(F1代孢/性母細胞產生的重組型配子數占配子總數的百分率)表示。重組值的求算方法常有測交法和自交(F2)法兩種。一般玉米等異花授粉作物和動物，多采用測交法來測定重組值，而小麥，水稻等自花授粉作物，由于測交法的工作量太大，常用自交法。

根據染色體-基因理論，基因在染色體上按一定的順序和距離呈線性排列，相鄰兩基因位點之間發生斷裂和交換而形成重組型配子的幾率與二者間的距離呈正相關，即距離越大，斷裂和交換而產生重組型配子的幾率也越大。因此，兩基因間相對距離的大小可以用交換率來反映。規定1%的交換率稱為一個遺傳圖距(1cM = 1Mbp)，兩基因間的相對距離(遺傳距離)用兩基因的交換率來表示。交換率越小，表明兩個基因間的距離越近，連鎖越緊密；反之，交換率越大，則兩基因間距離越遠，連鎖越松散。連鎖分析就是要測定基因間的交換值，并確定基因間的排列順序，繪出連鎖遺傳圖(linkage map)。通過連鎖分析可以確定基因在染色體上的相對位置，因此也稱為基因定位(gene location)。

基因定位是新性狀/基因遺傳基礎研究的重要內容。基因定位常用的方法是三點測驗(three-point test cross)，它通過一次雜交和一次測交，確定三對基因在染色體上的相對位置和遺傳距離。與兩點測驗相比，三點測驗操作簡便，并且可在一定程度上消除雙交換的干擾，得到的交換值可以更準確地反映兩基因間的遺傳距離。

已知控制玉米(Zea mays)籽粒的三對性狀:即有色(C)/無色(c)，飽滿(Sh)/凹陷(sh)，非糯(Wx)/糯性(wx)的基因均位于第9染色體上。以籽粒有色飽滿非糯自交系(CCShShWxWx)與無色凹陷糯性自交系(ccshshwxwx)雜交，雜種F1與三隱性無色凹陷糯性(ccshshwxwx)自交系進行測交，或以F1自交，然后根據測交(測交子代)或自交果穗上每種表型的子粒數及其比例，估算出基因間的交換值；利用三點測驗，進行基因定位。

三、實驗材料

玉米(Zea mays) 果穗；[(有色飽滿非糯(CCShShWxWx)×無色凹陷糯性(ccshshwxwx))F1×無色凹陷糯性(ccshshwxwx)]的測交果穗；[(有色飽滿非糯(CCShShWxWx)×無色凹陷糯性(ccshshwxwx))F1的自交果穗。

四、實驗儀器及用具

計算器，計數器。

五、實驗步驟

(一)測定交換值

1.測交法 取供試玉米測交果穗，按籽粒有色/無色，飽滿/凹陷兩對相對性狀所的四種組合表型，觀察計數測交所結籽粒(測交子代)各種表型的粒數，填入下表，匯總全班(組)數據，并計算其交換值。

b+c
交換值= x100%
a+b+c+d

2.自交法 取供試的玉米自交果穗，按前述方法觀察計數自交所結籽粒(F2)的四種表型的粒數，上式中，k表示雙隱性個體的百分數。填入下表，匯總全班數據，并計算其交換值。

d
雙隱性個體百分數k = x100%
a+b+c+d
交換值= [1-2（k的開方）] x100%

(二) 三點測驗

1.觀察計數

取供試玉米三對相對性狀測交果穗，按8種籽粒表型分別計數其粒數，填入下表中，匯總全班(組)數據。

2.分析計算

(1)確定3對基因的遺傳關系 表中所列測交子代的8種表型中，各有2種表型的比例比較接近，共可分4組，這表明此3對基因連鎖在同一對同源染色體上。

(2)確定交換類型 在測交子代中觀察數最多的一組為親本型，最少的一組為雙交換型，其余兩組為單交換型。

(3)確定3對基因的排列順序 在雙交換型中，若有兩對性狀表現為親本的組合類型，則控制第3對性狀的基因必然位于上述兩對基因之間。例如，本實驗的雙交換型中，有色非糯和無色糯性分別為親本的組合類型，則控制飽滿/凹陷的這對基因必位于上述兩對基因之間。

(4)計算交換值 將結果填入表中。

雙交換值=(g+h)/T×l00%。

3.繪連鎖遺傳圖

根據以上估算的單交換值I，II和雙交換值，確定3對基因排列順序，繪出連鎖遺傳圖。

六、實驗作業

1.測交法和自交法求得的交換值是否等同？為什么？

2.繪出C/c，Sh/sh和Wx/wx這3對基因的連鎖遺傳圖并加以分析。