果蝇X染色体上基因相对顺序和距离的测定
宋蕊（同组者：张月）200900140103 生科四班
摘要 本实验用表型为白眼、小翅、焦刚毛（w sn m/w sn m）雌蝇与红眼、长翅、直刚毛（+++/Y）雄蝇纯合体杂交，产生雌蝇（w sn m/+++）和雄蝇（w sn m/Y）,F1兄妹交即测交，通过统计F2代中各表型的个体数，估算这些基因间的交换值，确定其在X染色体上的相对位置，绘制出连锁遗传图。
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1 引言
1903年，Sutton 根据减数分裂中染色体的行为与Mendel假设的因子的行为平行，推断基因位于染色体上。同时认为，一条染色体上必然有多个基因，这些基因在配子形成时不能自由组合而是相互连锁。Morgan等人实验证实了这个推论，并发现连锁的基因可以通过交换产生重组，连锁强度与染色体上连锁基因的直线距离有关。
1913年，Sturtevant 按上述思路，以重组频率作为基因间的距离尺度。确定了果蝇X染色体上几个基因的相对顺序和距离。绘制了遗传史上第一张遗传学图，并提出了基因在染色体上线性排列的观点。
位于同一条染色体上的基因是连锁的，同源染色体的基因之间会发生一定频率的交换，使子代中出现一定数量的重组型。重组型出现的多少，即重组值反映基因间发生交换的频率的高低。根据基因在染色体上直线排列的原理，基因交换频率的高低与基因间的距离有一定的对应关系。基因图距就是通过基因间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，直接将重组值作为基因图距；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，必须进行校正。两个基因间的单交换往往影响邻近两个基因的单交换，使实际观察到的双交换值低于预期值（两个单交换频率的乘积），因为每发生单交换，邻近发生交换的机会减少，这叫干涉。一般用符合系数表示干涉的程度。
符合系数＝ 观察到的双交换频率／ 两个单交换频率的乘积 研究重组值问题，最容易想到的方法就是研究几个相互连锁的基因间的重组值之间的关系。摩尔根和他的学生Sturtevant 等早就发现可以把3个基因包括在同一次交配中，那就是用三杂合体abc/+++或ab+/++c跟三隐性个体abc/abc测交。这种实验叫做三点测交。果蝇由于染色体少，相对性状明显且多，交配可控制，世代周期短，子代个数多，易于管理等原因是理想的遗传学实验材料。25℃下成年蝇孵化卵到成虫大约需要9天，成虫8个小时即可交配，所以要控制好时间，保证雌蝇是处女蝇。
连锁遗传图对遗传学研究及育种工作都有很高的参考价值，目前果蝇、玉米等一些物种都绘制了连锁遗传图。
2 实验材料及方法
2.1 实验材料
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)品系：野生型雄蝇（+++）： 红眼、长翅、直刚毛
3三隐性雌蝇（wmsn）：白眼、小翅、焦刚毛，体视显微镜，恒温培养箱，麻醉瓶，毛笔，滤纸，装好果蝇培养基的培养瓶 2.2 实验方法
2.2.1 设计实验组合，亲本杂交（第一周）
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（1） 确定杂交组合: ♀w m sn/w m sn（6号） ×♂+++/Y（18号）
(2) 取两个装好果蝇培养基的洁净培养瓶，分别放入 3对果蝇。接种完毕，贴好标签，
注明杂交组合，实验日期，实验者等项目，置于25℃下培养。 2.2.2 放出亲本蝇 （第二周） 将上周接种的亲本蝇清除干净。（将亲本蝇倒入盛有清水的瓶中） 2.2.3 观察统计F1代，F1代杂交（第三周）
（1）将孵化出的F1代子蝇麻醉，观察翅形、刚毛形态、颜色等性状，并做记录。
（2）从F1中挑选两组10只处女蝇15只雄蝇，分别放入两个新的培养瓶中置25℃下培养。 2.2.4 放出亲本蝇（第四周）
清除培养瓶中所有的F1代亲本。
2.2.5 观察统计F2代个体（第五周及第六周）
把F2全部麻醉至死，先按眼色和翅形将果蝇区分开，再用解剖镜检查果蝇的刚毛状态，统计8种不同类型的果蝇数目，由于果蝇的生活周期大约为9天，培养瓶中还存在部分F2的幼虫，过了两天再次统计剩余F2个体。将结果记录在下表中，测算3个基因的相对顺序与距离，并计算符合系数。所有的观察统计结束后，将果蝇倒入水池。
3 实验结果及分析
3.1 遗传图谱分析
m sn3 w P： + + + × ♀ m sn w m sn3 w 3（♂m sn3 w × （测交） F1： ♀ + + + （♂m sn3 w + + + m sn3 w + + + m sn3 w + + + m sn3 w m sn3 w m sn3 w m + + + sn3 w + + + m sn3 + + + w + + + m + w + sn3 + + + + m sn3 w
3.2 F1代表现型如表1
表1 F1代表现型观察记录
表现型 +++ w m sn 3基因型 +++/wmsn wmsn/Y 33♀ 21 0 ♂ 0 31 3.3 F2 代表现型如表2
表2 F2代表现型观察记录
表型 红长直 白小焦 红小直 白长焦 红小焦 白长直 红长焦 白小直 总计 雌配子 类型 +++ wmsn +m+ w+sn +msn w++ ++sn wm+ 3333个体数 我们组 158 86 20 23 24 22 2 3 338 其他组 401 193 25 68 96 55 10 16 864 总计 559 279 45 91 120 91 12 19 1202 本组比例 总比例 重组部位 w-- sn — 3m-- sn — 3m –w — 72.2% 69.7% 12.7% 11.3% — √ √ 13.6% 16.4% √ __ √ 1.5% 2.6% √ 15.1% 19.0% √ 14.2% 13.9% — 26.3% 27.7% 100% 100% 注：其他组数据来自于周五的遗传实验室。
3.4 绘制遗传学图及相关计算
①由表2 重组值数据可绘制如下遗传学图 (单位：m.u) 本组数据遗传学图如图1
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w sn m
15.1 14.2 29.3
图1 连锁遗传图 总数据遗传学图如图2
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w sn m
19.0 13.9 32.9
图2 连锁遗传图
②数据最小的为双交换情况，即本组数据双交换率=1.5% ，总数据双交换率=2.6% ③校正遗传学图（以总数据为例）
m –w 之间的距离为 27.7m.u+2×2.6m.u=32.9m.u
④总数据符合系数= 观察到的双交换频率／ 两个单交换频率的乘积 = 2.6%/(16.4%×11.3%)=1.4 即干扰=1-1.4=-0.4
本组数据符合系数=1.5%/(13.6%×12.7%)=0.87 即干扰=1-0.87=0.13
3.5 实验分析
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由果蝇X染色体连锁图可知：w m sn三个基因的相对顺序与距离，做连锁遗传图如图3
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w sn m
19.5 15.1 34.6
图3 理论连锁遗传图
果蝇X染色体连锁图节选
比较由我们小组数据做的遗传图、总数据的和理论的连锁遗传图，由以上分析数据可以看出，总数据结果与理论值较为接近，尤其是w-m基因间的图距。产生数据偏差的原因可能是： ①进行试验的环境条件有差异，不同环境条件下的重组值是有变化的。 ②进行三点测交实验数据越多越精确，本组果蝇数目有限，使得偶然因素引起的误差的影响力加大。
③三隐性个体的生存力很弱，在幼虫密度较高时易在自然选择中被淘汰，在实验中此因素也有可能引起误差。
④观察果蝇时，有一些观察不到放走的，死掉的或者没有观察清楚的等等。
虽然定量结果存在一定偏差，但是此实验还是比较准确地反映三个基因的连锁位置关系。
4. 实验小结
1）使用毛笔和瓷板，要用酒精棉球消毒，同时必须晾干才能使用。操作过程中注意无菌。 2）果蝇要适度麻醉，挑蝇用毛笔，忌用镊子和其他工具，以免影响果蝇生长繁育。
3）挑处女蝇时，每次最好挑12小时内羽化成虫，超过12小时的成虫已逐渐有交配能力，成虫8小时后会交配。
4）刚羽化的果蝇色淡白，体软绵，难辨雌雄，务必小心区别
5）放果蝇时，用毛笔把果蝇扫进试管，试管要平放，待蝇醒后，方能竖起，避免果蝇粘在培养基上被闷死，放回培养箱。
6）培养箱温度保持在25℃，不要随意更改或调整其他旋钮，以免影响整个实验。 7）两周后停止对F2代的计数，此时可能已有F3代混入影响结果。
8）尽量避免由于操作不当造成的果蝇的逃逸，这样会对最后的结果产生影响。
9）果蝇的某一些性状本身可能会受到环境之类的影响从而出现与理论不相符的结果。 10）因为本次实验每组的数据有限，误差较大。将实验室的结果统计起来一起分析，可减小
误差。 11）本次实验的连续性很强，一定要注意每一步的时间和操作，否则就会产生不可逆的后果，
严重的要重做。
12）本次实验是自主设计型的实验，整个过程自主参与的方面占绝大部分。持续的时间长，
有很强的连续性。但是通过这次实验，我们能把理论与实际更好的结合，将实验现象与数理统计更好的结合。提高了自己实验的能力，并且体会到前人实验的不易。
参考文献
【1】 杨大翔，遗传学实验第二版53-54页
【2】 百度文库http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/3632188984868762caaed549.html 【3】 刘祖洞，《遗传学》 高等教育出版社