果蝇的三点测交与遗传作图

实验九　果蝇的三点测交与遗传作图

一、实验目的

（1）掌握实验果蝇的杂交技术，并学会记录交配结果和掌握统计处理方法。

（2）掌握绘制遗传学图的原理和方法，进一步加深对重组值、遗传学图、双交换值、并发率和干涉等概念的理解。

二、实验原理

基因图距是通过重组值的测定而得到的。如果基因座位相距很近，重组率与交换率的值相等，可以根据重组率的大小作为有关基因间的相对距离，把基因顺序地排列在染色体上，绘制出基因图。如果基因间相距较远，两个基因间往往发生两次以上的交换，这时如果简单地把重组率看做交换率，那么交换率就要低估了，图距自然也随之缩小了。这时需要利用实验数据进行校正，以便正确估计图距。根据这个道理，可以确定一系列基因在染色体上的相对位置。例如，a、b、c三个基因是连锁的，要测定三个基因的相对位置可以用野生型果蝇（＋＋＋，表示三个野生型基因）与三隐性果蝇（a，b，c三个突变隐性基因）杂交，制成三因子杂种abc／＋＋＋，再把雌性杂种与三隐性个体测交，由于基因间的交换，从而在下代中得到8种不同表型的果蝇。这样经过数据处理，一次实验就可以测出三个连锁基因的距离和顺序，这种方法，叫做三点测交或三点实验。

三、实验材料

黑腹果蝇品系：

野生型果蝇（＋＋＋）长翅、直刚毛、红眼，三隐性果蝇（msn³w）小翅、卷刚毛、白眼。

四、实验用具和试剂

1．仪器用具

解剖镜，麻醉瓶，海绵，毛笔，镊子，吸水纸，培养瓶。

2．药品试剂

乙醚。

五、实验说明

1．性状特征

三隐性果蝇（msn³w）（如左图所示）个体的翅比野生型的翅短些，翅仅长至腹端，称小翅（m），刚毛是卷曲的，称焦刚毛（sn³）或卷刚毛，眼睛是白色（w）。这三个基因都在X染色体上。

2．交配方式

把三隐性雌蝇与野生型雄蝇杂交，所得子一代的雌蝇是三因子杂种，雄蝇是（横线表示一条X染色体，带箭头横线表示一条Y染色体）。子一代雌、雄果蝇相互交配得测交后代（如图9．1所示）。

图9．1　测交示意图

子一代的雌蝇表型是野生型，雄蝇是三隐性。得到的测交后代中多数个体与原来亲本相同。同时也会出现少量与亲本不同的个体，称重组型。重组型是基因间发生交换的结果（如图9．2所示）。

（A）交换发生在m-sn³间，（B）发生在sn³-w间，（C）同时发生在m-sn³间和sn³-w间。

图9．2　重组示意图

子一代雌蝇是三因子杂合体，可形成8种配子，而子一代雄蝇是三隐性个体，所以子一代雌、雄蝇相互交配时，子二代可得到8种表型。根据8种表型的相对频率，可以计算重组值，并确定基因排列顺序。

3．图距和重组值的关系

图距表示基因间的相对距离，通常是由两个邻近的基因图距相加得到的。重组值表示基因间的交换频率，所以图距往往并不同于重组值。图距可以超过50％，重组值只会逐渐接近而不会超过50％，只有基因相距较近时，图距才和重组值相等。

六、实验步骤

（1）收集三隐性个体的处女蝇，培养在培养瓶中，每瓶5～6只。

（2）杂交：挑出野生型雄蝇放到处女蝇瓶中去杂交，每瓶5～6只。

（3）贴好标签（如上图所示），在25℃下培养。

（4）7d以后，出现蛹。倒去亲本。

（5）再过4d后，蛹孵化出子一代（F₁）成蝇，可以观察到F₁雌蝇全部是野生型表型，雄蝇都是三隐性。

（6）从F₁代中选20～30对果蝇，放到新的培养瓶中继续杂交。每瓶5～6对。

（7）7d后，蛹出现，倒去亲本。

（8）再过4d后，蛹孵化出子二代（F₂）成蝇，开始观察。

（9）把F₂果蝇倒出麻醉，放在白瓷板上，用实体显微镜检查眼色、翅形、刚毛。各类果蝇分别计数。检查过的果蝇倒掉。过2d后再检查第二批，连续检查8～10d，即3～4次。在25℃下，自第一批果蝇孵化出10d内是可靠的，再迟时F3代可能会出现。要求至少统计250只果蝇。

七、实验结果

按下列顺序填表和计算（所列数字举例说明）

（1）先写出所得到的F2代8种表型，填上观察数，计算总数。

（2）填写“基因是否重组一栏”。因为测交亲本是三隐性，所以若基因间有交换，便可在表型上显示出来。因而从测交后代的表型便可推知某两个基因是否重组。

（3）计算基因间的重组值：

m-sn³间的重组值＝A／T×100％

m-w间的重组值＝B／T×100％

w-sn³间的重组值＝C／T×100％

（4）绘制连锁图谱：

m-w间重组值小于m-sn³间和sn³-w间重组值之和，分析原因。

（5）计算双交换值：

m-w间重组值小于m-sn³间与w-sn³间重组值之和，是因为两个相距较远的基因发生了双交换的结果。而这种发生了双交换的果蝇在基因顺序尚未揭晓时，也就是说，当遗传学图还没有画出时，是难以确定的。遗传学图画出以后，可以分析出m-w间发生双交换能产生两种表型的果蝇：m＋w（小翅、直刚毛、白眼）和＋sn³＋（长翅、卷刚毛、红眼）。在计算m-w间重组值时，这两种果蝇数值没有被计算进去。两个相距较远的基因的重组值被低估了。因为是双交换，所以应乘以2，得到的值为校正值。画出图距。

（6）计算并发率和干涉：

如果两个基因间的单交换并不影响邻近两个基因的单交换，那么预期的双交换频率应等于两个单交换频率的乘积。但实际上观察到的双交换频率往往低于预期值。因为每发生一次单交换，它邻近也发生一次交换的机会就减少一些，这叫做干涉。一般用并发率来表示干涉的大小。

干涉＝1-并发率

八、作业

（1）分别以个人、小组、大组为单位整理数据，计算重组值、并发率，作连锁图。

（2）分析总结影响实验结果的因素。

说明：本实验持续五周完成。