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1、粗糙鏈孢霉的雜交一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模喝?、?shí)驗(yàn)材料:四、操作步驟:五、結(jié)果分析:二、實(shí)驗(yàn)原理:六、參考文獻(xiàn):一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)粗糙孢霉的賴氨酸缺陷型的野生型雜交所得后代的表現(xiàn)型的分析,了解順序排列的四分體的遺傳學(xué)分析方法,進(jìn)行有關(guān)基因的著絲粒距離的計(jì)算和作圖。二、實(shí)驗(yàn)原理:粗糙鏈孢霉(Neurosporacrass)屬于真菌中的子囊菌綱。它是進(jìn)行順序排列的四分體的遺傳學(xué)分析的好材料。粗糙鏈孢霉的菌絲體是單倍體(n=7),每一菌絲細(xì)胞中含有幾十個(gè)細(xì)胞核。由菌絲頂端斷裂形成分生孢子。分生孢子有兩種,小型分生孢子中含有一個(gè)核,大型分生孢子中含有幾個(gè)核。分生孢子萌發(fā)成菌絲,可再生
2、成分生孢子,周而復(fù)始,這是粗糙鏈孢霉的無(wú)性生殖過(guò)程。粗糙鏈孢霉的菌株有兩種不同的接合型(matingtype),用A、a或mt+、mt-表示,它們受一對(duì)等位基因控制。不同接合型菌株的細(xì)胞接合產(chǎn)生有性孢子,這過(guò)程稱為有性生殖。有性生可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行:二、實(shí)驗(yàn)原理:1.當(dāng)菌絲在有性生殖用的雜交培養(yǎng)基上增殖時(shí),就會(huì)產(chǎn)生許多原子囊果,內(nèi)部附有產(chǎn)囊體,若另一接合型的分生孢子落在這原子囊果的受精絲上時(shí),分生孢子的細(xì)胞核進(jìn)入受精絲,到達(dá)原子囊果的產(chǎn)囊體中,形成接合型基因的異核體。進(jìn)入產(chǎn)囊體中的分生孢子的核發(fā)生分裂,并進(jìn)入產(chǎn)囊菌絲中,被隔膜分成一對(duì)細(xì)胞形成鉤狀細(xì)胞,亦稱原子囊。
3、鉤狀細(xì)胞頂端細(xì)胞的二個(gè)核形成合子,合子核再進(jìn)行減數(shù)分裂,成為四個(gè)單倍體的核,就是四分體,再進(jìn)行一次有絲分裂,變成八個(gè)核,順序地排列在一個(gè)子囊中。原子囊果在受精后增大變黑,成熟為子囊果。一個(gè)子囊果葉集中著三十到四十個(gè)子囊,成熟的子囊孢子呈橄欖球狀,長(zhǎng)30-40微米,比3-5微米的分生孢子要大得多。子囊孢子如經(jīng)60℃處理30-60分鐘,便會(huì)發(fā)芽,長(zhǎng)出菌絲,再度開(kāi)始無(wú)性繁殖(圖10-1)。二、實(shí)驗(yàn)原理:圖10-1二、實(shí)驗(yàn)原理:2.不同接合型的菌標(biāo)的菌絲連接,兩種接合型的細(xì)胞核發(fā)生融合形成合子,產(chǎn)生子囊果。粗糙鏈孢霉的于囊孢子是單倍體細(xì)胞,由它發(fā)芽長(zhǎng)成的菌絲體也是單焙體。所
4、以一對(duì)等位摹因決定的性狀在雜交子代中就能分離。在粗糙鏈孢霉中;一次減數(shù)分裂產(chǎn)物包含在一個(gè)子囊中,所以很容易看到一次減數(shù)分裂所產(chǎn)生的四分體中一對(duì)基因的分離,這就直觀地證明基因的分離,并證明基因在染色體上。同時(shí)由于8個(gè)子囊孢子順序地排列在子囊中,這就可以測(cè)定著絲粒距離并發(fā)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變(geneconversion)。若兩個(gè)親代菌株有某一遺傳性狀的差異,那么雜交所形成的每一子囊,必定有4個(gè)子囊孢子屬于一種類型,4個(gè)子囊孢子屬于另一類型,它們的分離比倒是1:1,而且子囊孢子按一定順序排列。如果這一對(duì)等位基因與予囊孢子的顏色或形狀有關(guān),那么在顯微鏡下可以直接觀察到子囊孢子的不同
5、排列方式。`二、實(shí)驗(yàn)原理:本實(shí)驗(yàn)用賴氨酸缺陷型(記作Lys-)與野生型(記作Lys+)雜交,得到的子囊孢子分離為4個(gè)黑的(+),4個(gè)灰的(-)。黑的孢子是野生型的,賴氨酸缺陷型孢子成熟遲,所以呈灰色。根據(jù)黑色孢子和灰色孢子在子囊中的排列順序,可有6種子囊類型。二、實(shí)驗(yàn)原理:子囊型(1)和(2)的產(chǎn)生如圖。第一次減數(shù)分裂(M1)時(shí),帶有Lys+的兩條染色單體移向一致,而帶有Lys-的兩條染色單體移向另一極。Lys+/Lys-這對(duì)基因在第一次減數(shù)分裂時(shí)分離,稱第一次分裂分離(firstdivisionsegregration)。第二次減數(shù)分裂(M2)時(shí),每一染色單體相互
6、分開(kāi),形成四分體,順序是++--或--++,再經(jīng)過(guò)一次有絲分裂,成為(1)和(2)子囊型。形成這兩種子囊型時(shí),在著絲粒和基因?qū)ys+/Lys-間未發(fā)生過(guò)交換,是第一次分裂分離子囊。二、實(shí)驗(yàn)原理:下圖表示子囊型(3)和(4)的形成。由于Lys基因與著絲粒間發(fā)生了一個(gè)交換,Lys+/Lys-在第一次減數(shù)分離時(shí)沒(méi)有分離,到第二次減數(shù)分裂(M2)時(shí),帶有Lys+的染色單體才和帶有Lys-的染色單體相互分開(kāi),所以稱為第二次分裂分離(seconddivisionsegregration)。然后再經(jīng)一次有絲分裂,形成4個(gè)孢子對(duì),順序是++--++--或--++--++。這是第二
7、次分裂分離子囊。二、實(shí)驗(yàn)原理:(5)和(6)子囊型的形成與(3)和(4)類似,也是兩個(gè)染色單體發(fā)生了交換,不過(guò)交換不是發(fā)生在第2條染色單體與第3條染色單體之間,而是發(fā)生1,3或2,4兩條染色單體之間,如下圖。二、實(shí)驗(yàn)原理:從上面的分析可知,第二次分裂分離子囊的出現(xiàn),是由于有關(guān)的基因和著絲粒之間發(fā)生了一次交換的結(jié)果。第二次分裂子囊愈多,則有關(guān)基因和著絲粒之間的距離愈遠(yuǎn)。所以由第二次分裂分離子囊的頻度可以計(jì)算某一基因和著絲粒之間的距離,稱為著絲粒距離。因?yàn)榻粨Q在兩條染色單體之間發(fā)生而與另外兩條無(wú)關(guān),而每發(fā)生一次交換,產(chǎn)生一個(gè)第二次分裂分離子囊,所以,求出第二次分裂分