一、实验目的
通过实验验证分离规律、自由组合规律、伴性遗传和连锁互换规律,掌握果蝇杂交的实验技术和基因定位的三点测验方法,在实验中熟练运用生物统计的方法对实验数据进行分析。
二、实验原理
(1)野生型果蝇为红眼、灰身、长翅、直刚毛,与这些性状对应的突变性状很多,其中灰身(+)与黑身(b)是一对相对性状,且灰身对黑身为完全显性,控制这对相对性状的基因位于第二号染色体上。用具有这对相对性状的两纯合亲本杂交,性状的遗传行为应符合分离定律。
(2)黑体果蝇的体色为黑色(b),与之相对应的野生型果蝇的体色为灰色(+),灰色对黑色为完全显性,控制这对相对性状的基因位于第二号染色体上;果蝇另一突变性状为焦刚毛(sn),与之对应的野生型性状为直刚毛(+),控制这对相对性状的基因位于第一号染色体上,直刚毛对焦刚毛为完全显性。用具有这两对相对性状的纯合亲本杂交,其性状的遗传行为应符合自由组合定律。
(3)生物某些性状的遗传常与性别联系在一起,这种现象称为伴性遗传(sex-linked inheritance),这是由于支配某些性状的基因位于性染色体上。果蝇属XY型生物,共有四对染色体,第一对为性染色体,其余三对为常染色体。雌果蝇的性染色体构型为XX,雄果蝇为XY。控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,在Y染色体则没有与之相应的等位基因。将红眼(+)果蝇和白眼(w)果蝇杂交,其后代眼色的表现与性别有关。而且,正反交的结果不同。
(4)不完全连锁基因在形成配子时,随同源染色体非姊妹染色体单体之间发生交换而交换,产生一定频度的重组型配子,在子代中表现一定比例的重组性状,通过观察和统计测交子代各种表型的个体数,可估算出连锁基因间的交换率,由此确定基因在染色体上的相对位置,绘制出连锁遗传图。已知果蝇(Drosophila melanogaster)的红眼(+)对白眼(w)是显性,直刚毛(+)对焦刚毛(sn)是显性,长翅(+)对小型翅(m)是显性,控制这三对相对性状的基因都位于X染色体上,若将白眼(w)、焦刚毛(sn)、小型翅(m)三隐性突变体雌蝇(Xw sn mXw sn m)与红眼(+)、直刚毛(+)、长翅(+)野生型雄蝇(X+++Y)杂交,则F1可产生三杂合体雌蝇(Xw sn mX+++)和三隐性雄蝇(Xw sn mY)。由于Y染色体上不携带相应的等位基因,因而表现出X染色体上三个隐性基因所控制的性状,相当于一个三隐性纯合体。用F1代杂交(相当于测交),F2代表现出的8种表型及数目与F1雌蝇产生的8种配子及数目一致,通过观察和统计F2代(相当于测交子代)8种表型的个体数,就可估算出这三对基因间的交换率,由此确定这三对基因其在染色体上的相对位置,绘制出连锁遗传图。
三、实验材料
黑身果蝇(b):黑体、红眼、长翅、直刚毛(bb ++ ++ ++)品系;
三隐果蝇:灰体、白眼、小翅、焦刚毛(++ ww snsn mm)品系。
四、实验用具、药品
双筒解剖镜,镊子,解剖针,毛笔,白瓷板,吸水纸,培养箱,饲养瓶,麻醉瓶,乙醚,酒精,丙酸,培养基等。
五、实验方法及步骤
(1)果蝇的性状观察、性别鉴定及饲养。(略)
(2)选取杂交亲本中所用的母本必须是处女蝇。刚羽化的雌蝇在12h内一般无交配能力。在杂交前放出亲本培养瓶中的所有成蝇,每隔10~12h收集一次羽化的成蝇,并将雌雄蝇分开饲养。收集处女蝇数量的多少根据需要而定。
(3)麻醉接种 用黑身果蝇与三隐果蝇杂交,正反交同时进行。即三隐♀×黑身♂,黑身♀×三隐♂。
将所选处女蝇按品系分别麻醉,按不同杂交组合分别选取雌、雄蝇各6~10只移入杂交瓶中,为了防止昏迷果蝇被培养基粘住,可将培养瓶放倒,将果蝇置于瓶壁,待其苏醒后再将培养瓶直立,贴上标签:
反交
♀bb X+++ X+++ BBXw-m-snY♂
日期:
姓名:
正交
♀BBXw-m-snXw-m-snbbX+++Y♂
日期:
姓名:
将杂交瓶放在20℃~25℃恒温箱内培养。
(4)培养7~8d,倒掉杂交亲本(倒掉的果蝇最好处死)。
(5)再过4~5d,F1代成蝇出现,观察F1代性状是否和预期结果一致。
(6)收集6~10对F1代果蝇放入一新培养瓶,在20℃~25℃恒温箱内继续培养,以便观察F2代(正反交作相同处理)。
(7)继续培养7~8d后,移去F1代。
(8)再4~5d,F2代成蝇出现,开始观察并统计F2代的性状表现类型及数目。
六、结果统计分析
将实验结果汇总后,填入表格,并进行卡方检验,验证实验结果是否与遗传规律相符,如出现异常结果,请分析原因。
表一 F1代统计表
F1代 | 正 交 | 反 交 | ||
♀ | ♂ | ♀ | ♂ | |
灰体、白眼、 小翅、焦刚毛 | ||||
黑体、红眼、 长翅、直刚毛 | ||||
黑体、白眼、 小翅、焦刚毛 | ||||
灰体、红眼、 长翅、直刚毛 |
正交F2表型数目 | 灰体灰体(BbBb) | |||
灰体 | 黑体 | |||
♀ 红眼、长翅、直刚毛 ♂ 白眼、小翅、焦刚毛 X+++X w-m-sn X w-m-sn Y | 红眼、长翅、直刚毛 | ♀ | ||
♂ | ||||
白眼、小翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、长翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、小翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、长翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、小翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、小翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、长翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ |
反交F2表型数目 | 灰体灰体(BbBb) | |||
灰体 | 黑体 | |||
♀ 红眼、长翅、直刚毛 ♂ 红眼、长翅、直刚毛 X+++X w-m-sn X +++ Y | 红眼、长翅、直刚毛 | ♀ | ||
♂ | ||||
白眼、小翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、长翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、小翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、长翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、小翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
红眼、小翅、直刚毛 | ♀ | |||
♂ | ||||
白眼、长翅、焦刚毛 | ♀ | |||
♂ |