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三點測交
鎖定
- 中文名
- 三點測交
- 排列方式
- 直線排列
- 圖 距
- 1%的互換
- 發現者
- 摩爾根
三點測交研究簡史
基因位於染色體上,而且位置相近的基因是相互連鎖的,即某些基因具有一起遺傳下來的傾向,不難想象這些基因在一條染色體上是直線排列的。但事實上位於同一條染色體上的基因是很多的,為了更有效地對基因定位,摩爾根(Morgan)和他的學生斯特蒂文特(Sturtevant)想出了一個巧妙的辦法,那就是三點測交(three point testcross)。
三點測交是涉及到三個連鎖基因的測交,可用來測定待測基因的順序及相互之間的差距及雙交換的頻率和干涉的方法。染色體上兩連鎖基因距離越遠,在它們之間非姊妹染色單體互換的機會就越多,反之就越少,因此可用這兩基因間的互換百分數即重組值作為連鎖基因的距離單位。為了紀念解釋連鎖現象的遺傳學家摩爾根,規定1%重組值等於一個圖距單位,圖距單位用釐摩(centi Morgan,cM)表示,1cM即為1%重組值去掉百分號的數值。
三點測交實驗原理
三雜合體abc/+++與三隱形純合體abc/abc測交後(“+”表示野生型顯性基因,小字母abc表示隱形突變基因),雖然可能會出現很多種連鎖和交換現象情況。對於三種連鎖基因來説,子代的表型都可以歸為四類,即親本型、雙交換型和兩種單交換型。
發生非姊妹染色單體發生單次交換的可能位置可能在基因a和基因b中間,或基因a和基因c中間。因此,子代的單交換表型有兩種。而同時在基因a和基因b中間,基因a和基因c中間發生了交換的結果,就等同於位於中間的基因b與另一條非姊妹染色單體的等位基因+調換了。
只要清楚所有子代表型的數量,其中重組數量最少的為雙交換型,找出它與親本型突變的單種基因,它就是位於三個連鎖基因中間的基因,從而確定了三個基因在染色體上的相對順序。
三點測交實驗過程
摩爾根的實驗材料是三雜合體雌蠅(ec ct +/+ + cv)與三隱形雄蠅(ec ct cv/Y)。研究的三個連鎖基因是黑腹果蠅的X染色體上存在三個隱形突變基因,分別是棘眼ec(echinus),在複眼表面上有很多小毛;截翅ct(cut),翅的末端截斷;以及橫脈缺失cv(crossveinless)基因。把棘眼、截翅個體ec ct +與橫脈缺失個體+ + cv交配的測交結果見下表。注:此時的ec、ct、cv的排列不代表它們在X染色體的真實順序。
序號 | 表型 | 實際數 | 比例 | ec-ct | ec-cv | ct-cv |
① | 親本型ec ct + /+ + cv | 2125 /2207 | 81.46% | - | - | - |
② | 單交換I型ec + cv/+ ct + | 273/265 | 10.12% | √ | √ | - |
③ | 單交換II型ec + +/+ ct cv | 217/223 | 8.27% | √ | - | √ |
④ | 雙交換型ec ct cv/+ + + | 3/5 | 0.15% | - | √ | √ |
合計 | - | 5318 | 100% | 18.39% | 10.27% | 8.42% |
在具體分析時,可以按以下步驟進行:
1.確定親組合和雙交換類型。 實得數最多的①中兩種表型為親組合,實得數最少的⑦為雙交換類型。
2.比較雙交換與親組合類型,確定三個基因的順序。把雙交換類型ec ct cv、+ + +分別與親組合ec ct +、+ + cv比較,可以發現只有cv這個基因位置發生了改變,説明cv只有在中間, 親組合類型通過ec與+、+與ct的兩次交換才能得到ec +ct /+cv+的雙交換結果。(表型的兩次交換:ec + ct / + cv +→ec cv + / + + ct→ ec cv ct/ + + +,見圖2)
3.A.計算相鄰ec-cv的重組值,就應該忽視表中的中間一行ct/+,只對ec-cv 考慮。
重組值(RF)=重組合/(親組合+重組合),ec +與+ cv為親組合,ec cv與+ +為重組合,即在上表打勾。
重組合RFec-cv=(273+265+3+5)/5318×100%=10.27%
B.計算cv-ct的重組值,同理忽視表中的第一行(ec/+)得重組值RFec-ct=8.42%
C.計算ec-ct的重組值,同理忽視表中的第三行,得RFec-ct=18.39%
4.染色體連鎖圖的繪製 ec-ct的重組值為18.39%,但它小於ec-cv與cv-ct的重組值之和18.69%。分析其原因是在計算RFec-cv,RFcv-ct時都把ec、ct、cv與+ + +這八個果蠅算進去了,也就是考慮到它們在ec-cv件和cv-ct間各進行了一次交換。但是在計算ec-ct間的圖距、交換值時,雖然發生了兩次交換但是無法直觀地辨認出來,故容易被漏掉。所在ec-ct的圖距是ec-ct的重組值18.39%基礎上加上兩倍的雙交換值,即18.39%+2×0.15%=18.69%。
5.干涉與併發係數。從三點測交的結果中可以發現雙交換頻率很低,一般雙交換的發生頻率往往低於預期的雙交換頻率,預期的雙交換頻率應等於兩個單交換的乘積,如ec-ct基因的雙交換頻率預期應是0.86%,而實際收到的雙交換頻率=(3+5)/5318=0.15%。從中可以看出每發生一次單交換都會影響它鄰近發生另一次單交換,這種現象叫干涉(interference,I)。
這裏把實際的雙交換率除以預期雙交換頻率,這一比值稱為併發係數或符合係數(coefficient of coincidence,C)。干涉與併發係數的關係為 I=1-C
如上述實驗併發係數C=0.15%/(10.27%×8.42%)=0.17,干涉I=1-C=1-0.17=0.83。
當C=1,I=0時,表示不存在干涉。
當C=0,I=1時,表示存在完全乾涉(無雙交換)。
三點測交簡例
例如,已知位於玉米一對同源染色體上的控制籽粒有關性狀的有3對基因:C(有色)和c(無色),Sh(飽滿)和sh(凹陷),WX(非糯)和wx(糯性)。用C,Sh,WX(有色,飽滿,非糯)和c,sh,wx(無色,凹陷,糯性)雜交出F1。再用F1與三隱性(無色、凹陷、糯性)個體測交。若仍用c、sh和wx分別代表有關隱性基因,而用“+”代表各顯性基因,則有關雜交、測交及測交一代結果如下:
單互換
單互換
於是,這三個基因在染色體上的順序和距離為:
三點測交實驗的意義
(1) 比兩點測交方便、準確。一次三點測交相當於3次兩點測交實驗所獲得的結果;
(2) 能獲得雙交換的資料;
(3) 證實了基因在染色體上是直線排列的。