1、精品文檔果蠅雜交實驗【實驗目的】通過實驗驗證分離規律、 自由組合規律、伴性遺傳和連鎖互換規律，掌握果蠅雜交的實驗技術和基因定位的三點測驗方法， 在實驗中熟練運用生物統計的方法對實驗數據進行分析。【實驗原理】1.果蠅（ fruit fly）是雙翅目 （ Diptera ）昆蟲，屬果蠅屬 （ genusDrosophila ），約有 3000 多種，我國已發現 800 多種。大部分的物種以腐爛的水果或植物體為食，少部分則只取用真菌， 樹液或花粉為其食物。 以果蠅作為遺傳學研究的材料，利用突變株研究基因和性狀之間的關系已近一百年，至今， 各種研究遺傳學的工具已達完善的地步， 果蠅對今日的遺傳學的發展

2、有其不可磨滅的貢獻；從 1980 年初， Drs. C. Nesslein-Volhard 和 E. Weichaus 以果蠅作為發育生物學的模式動物， 利用其完備的遺傳研究工具來探討基因是如何調控動物體胚胎的發育， 也帶動了其它模式生物 （線蟲、斑馬魚、小鼠和擬南芥等） 的研究，且有非常具體的成果。通常用作遺傳學實驗材料的是黑腹果蠅（ Drosophila melanogaster ）。用果蠅作為實驗材料有許多優點：飼養容易。在常溫下，以玉米粉等作飼料就可以生長，繁殖。生長迅速。 十天左右就可完成一個世代， 每個受精的雌蠅可產卵 400 500 個，因此在短時間內就可獲得大量的子代，便于遺傳

3、學分析。染色體數少。只有4 對。唾腺染色體制作容易。橫紋清晰，是細胞學觀察的好材料。突變性狀多，而且多數是形態突變，便于觀察。果蠅的生活史：果蠅的生活周期長短與溫度有密切關系。 一般來說， 30以上溫度能使果蠅不育或死亡， 低溫能使生活周期延長， 生活力下降， 飼養果蠅的最適溫度為 2025。生活周期長短與飼養溫度的關系10152025卵幼蟲18 天8 天5 天57 天6 天4 天幼蟲成蟲果蠅在 25時，從卵到成蠅需10 天左右，成蟲可活2633 天。果蠅的生活史如下：。1 歡迎下載精品文檔雌蠅 減數分裂 卵受精雄蠅 減數分裂精子第一批成蟲羽化（第八天）（可活 2633 天）產第一批卵蛹（第四

4、天）第二次蛻皮第一批卵孵化（第二天）（第零天）第一次蛻皮幼蟲（第一天）果蠅的生活周期和各發育階段的經過時間果蠅的性別及突變性狀的鑒別：果蠅的每一體細胞有8 個染色體（ 2n=8），可配成 4 對，其中 3 對在雌雄果蠅中是一樣的，稱常染色體。另外一對稱性染色體，在雌果蠅中是 XX，在雄蠅中是 XY。果蠅的雌雄在幼蟲期較難區別， 但到了成蟲期區別相當容易。 雄性個體一般較雌性個體小，腹部環紋 5 條，腹尖色深， 第一對腳的跗節前端表面有黑色鬃毛流蘇，稱性梳（ Sex combs）。雌性環紋 7 條，腹尖色淺，無性梳。實驗中選用的果蠅突變性狀一般都可用肉眼鑒定， 例如紅眼與白眼， 正常翅與殘翅等。

5、而另一些性狀可在解剖鏡下鑒定， 如焦剛毛與直剛毛等。 現列表如下：實驗中使用的果蠅突變品系影響部分突變名稱基因符號染色體上座位翅殘翅vgIIR 67.0眼色白眼wX 1.5體色黑體bIIR 48.5剛毛焦剛毛snX 21.0翅形小翅mX 36.1焦剛毛的基因座為sn3, 本文簡寫為 sn。2 歡迎下載精品文檔2. 野生型果蠅為紅眼、灰身、長翅、直剛毛，與這些性狀對應的突變性狀很多，其中灰身（ +）與黑身（ b）是一對相對性狀，且灰身對黑身為完全顯性，控制這對相對性狀的基因位于第二號染色體上。 用具有這對相對性狀的兩純合親本雜交，性狀的遺傳行為應符合分離定律。3. 黑體果蠅的體色為黑色（ b），

6、與之相對應的野生型果蠅的體色為灰色 （ +），灰色對黑色為完全顯性， 控制這對相對性狀的基因位于第二號染色體上； 果蠅另一突變性狀為焦剛毛（ sn），與之對應的野生型性狀為直剛毛（ +），控制這對相對性狀的基因位于第一號染色體上， 直剛毛對焦剛毛為完全顯性。 用具有這兩對相對性狀的純合親本雜交，其性狀的遺傳行為應符合自由組合定律。4. 生物某些性狀的遺傳常與性別聯系在一起，這種現象稱為伴性遺傳（ sex-linked inheritance ），這是由于支配某些性狀的基因位于性染色體上。果蠅屬 XY型生物，共有四對染色體，第一對為性染色體，其余三對為常染色體。雌果蠅的性染色體構型為 XX，、雄

7、果蠅為 XY。控制果蠅眼色的基因位于 X 染色體上，在 Y 染色體則沒有與之相應的等位基因。將紅眼（ +）果蠅和白眼（ w）果蠅雜交，其后代眼色的表現與性別有關。而且，正反交的結果不同。5. 不完全連鎖基因在形成配子時，隨同源染色體非姊妹染色體單體之間發生交換而交換，產生一定頻度的重組型配子， 在子代中表現一定比例的重組性狀，通過觀察和統計測交子代各種表型的個體數， 可估算出連鎖基因間的交換率， 由此確定基因在染色體上的相對位置，繪制出連鎖遺傳圖。已知果蠅 （Drosophila melanogaster ）的紅眼（ +）對白眼（ w）是顯性，直剛毛（ +）對焦剛毛（ sn）是顯性，長翅（ +

8、）對小型翅（ m）是顯性，控制這三對相對性狀的基因都位于 X 染色體上，若將白眼（ w）、焦剛毛（ sn）、小型翅（ m）三隱性突變體雌蠅（ Xw sn mXwsn m+可產）與紅眼（ +）、直剛毛（ +）、長翅（ +）野生型雄蠅（ X Y）雜交，則 F1w sn m+w sn m生三雜合體雌蠅（ XX ）和三隱性雄蠅（ XY）。由于 Y 染色體上不攜帶相應的等位基因， 因而表現出 X 染色體上三個隱性基因所控制的性狀，相當于一個雌蠅產生的 8 種配子及數目一致，通過觀察和統計 F2 代（相當于測交子代） 8 種表型的個體數， 就可估算出這三對基因間的交換率， 由此確定這三對基因其在染色體上的

9、相對位置，繪制出連鎖遺傳圖。【實驗材料】不同品系的黑腹果蠅；黑身果蠅（ b）：黑體、紅眼、長翅、直剛毛（bb + + + ）品系；三隱果蠅：灰體、白眼、小翅、焦剛毛（+ ww snsn mm）品系。實驗用具、藥品：雙筒解剖鏡，鑷子，解剖針，毛筆，白瓷板，吸水紙，培養箱，飼養瓶（指管），麻醉瓶，棉花，乙醚，酒精，丙酸，培養基等。【實驗操作】（一）果蠅實驗技術。3 歡迎下載精品文檔1. 麻醉：對果蠅進行檢查時，用乙醚麻醉，使果蠅處于昏迷狀態。使用時將乙醚（ 23 滴）滴到麻醉瓶的棉花球上（注意不要讓乙醚流進瓶內） ，麻醉瓶要保持干燥，否則會粘住果蠅翅膀，影響觀察。麻醉果蠅時，先將長有果蠅的培養瓶在

10、海棉墊上敲， 使果蠅全部震落在培養瓶底部， 然后迅速打開培養瓶的棉塞，把果蠅倒入去蓋的麻醉瓶中，并立即蓋好麻醉瓶，待果蠅全部昏迷后， 倒在白瓷板上進行觀察。果蠅的麻醉程度看實驗要求而定， 對仍需培養的果蠅，以輕度麻醉為宜。但對不再培養，單單進行性狀觀察的果蠅可以深度麻醉，甚至致死也無妨 （果蠅翅膀外展 45 角，說明死亡）。檢查完畢后，把不需要的果蠅倒入盛有煤油或酒精或水的瓶中（死蠅盛留器） 。2. 果蠅交配：將雌雄果蠅放在一起培養，雌蠅的生殖器中有貯精囊，可保留交配所得的大量精子，雌蠅一次交配所得的精子，足夠它多次排出的卵受精，因此在做雜交試驗時，雌蠅必須選用處女蠅（沒有交配過的雌蠅） 。雌

11、蠅孵出后12 小時內不會交配，這個時間內把果蠅全部倒出，分出雌雄蠅，單獨飼養，這時收集的雌蠅是處女蠅。 雜交時把所需品系的雄蠅直接放到處女蠅培養瓶中， 貼好標簽，注明兩親本的基因型及交配日期，進行培養。 78 天后倒掉親本（一定要倒干凈，以免親代和子代混淆） ，待 F1 成蠅羽化后開始計算，觀察性狀。可靠的計數及觀察是培養開始的 20 天以內（再晚 F2 也可能有了）。若須繼續實驗，觀察 F2，可在 F1 內挑出雌雄數對，另外培養，因為這次是用 F1 作親本，進行個體間互交，所以這時不是處女蠅也可以。但如要把F1 雌蠅與另一品系雄蠅雜交時，還要嚴格地選取處女蠅，方法同上。3.原種培養在作新的留

12、種培養時， 應事先檢查一下果蠅有沒有混雜，以防原種丟失。親本的數目一般每瓶 510 對，移入新瓶時，須將培養瓶橫臥， 然后用毛筆將麻醉的果蠅從白瓷板上輕輕掃入， 待果蠅醒過來后再把培養瓶豎起， 以防果蠅粘在飼料上。原種每 24 周換一次培養基 （依溫度而定， 10 15約 4 周換一次， 2025約二周換一次）。每一原種培養至少保留兩套，培養瓶的標簽上要寫明突變名稱，培養日期等。作原種培養溫度可控制在1015，培養時避免日光直射。果蠅在適宜條件下會產子代， 在肉眼能看到幼蟲時就可把親本倒掉， 幾天以后，新的成蠅便產生。待成蠅有了足夠保種的數量后，要調換培養瓶，作為下一代的親本，繼續培養。原種果

13、蠅培養遇到的麻煩是飼料發霉。發霉的原因很多，如用具沒有滅菌，空氣污染，親本不及時倒掉， 都會引起飼料發霉。 嚴重的霉菌污染會影響果蠅的生長。飼料中加丙酸可以抑制霉菌， 但并不能完全制止。 發現培養瓶中有少量霉點時可用燒過的解剖針挑出。 若大量霉菌污染， 可把果蠅全部倒在一個消毒過的。4 歡迎下載精品文檔空指管中，讓它活動 23 小時，換一支指管，再活動 12 小時，而后倒入一支新的培養瓶中繼續培養，這樣可以防止霉菌污染。原種保存遇到的另一個問題是混雜， 幾個不同品系的果蠅在一起培養， 一定要防止混雜。培養瓶的塞子要做得緊些，不使果蠅逃出。調換培養瓶時，要防止果蠅飛散。外逃的果蠅要打死。 發現了

14、混雜的原種， 要根據原種果蠅的全部特征，挑出數對雌雄蠅飼養，進行篩選直到完全沒有分離為止。這樣做，費時費力，只是在不得已時才采用。一般混雜時，只要方便，可以重新引種，將混雜種棄去。（二）果蠅雜交實驗（ 1）果蠅的性狀觀察、性別鑒定及飼養。（ 2）選取雜交親本中所用的母本必須是處女蠅。 剛羽化的雌蠅在 12h 內一般無交配能力。 在雜交前放出親本培養瓶中的所有成蠅， 每隔 10 12h 收集一次羽化的成蠅，并將雌雄蠅分開飼養。收集處女蠅數量的多少根據需要而定。（ 3）麻醉接種 用黑身果蠅與三隱果蠅雜交，正反交同時進行。 即三隱黑身，黑身三隱。將所選處女蠅按品系分別麻醉，按不同雜交組合分別選取雌、

15、雄蠅各610只移入雜交瓶中，為了防止昏迷果蠅被培養基粘住，可將培養瓶放倒， 將果蠅置于瓶壁，待其蘇醒后再將培養瓶直立，貼上標簽：正交反交w-m-sn w-m-sn+Y bb X + X +BBXw-m-snYBBX XbbX日期：日期：姓名：姓名：將雜交瓶放在 20 25恒溫箱內培養。（ 4）培養 78d，倒掉雜交親本（倒掉的果蠅最好處死） 。（ 5）再過 45d，F1 代成蠅出現，觀察 F1 代性狀是否和預期結果一致。（ 6）收集 6 10 對 F1 代果蠅放入一新培養瓶，在 20 25恒溫箱內繼續培養，以便觀察 F2 代（正反交作相同處理） 。（ 7）繼續培養 78d 后，移去 F1 代。

16、（ 8）再 45d，F2 代成蠅出現，開始觀察并統計 F2 代的性狀表現類型及數目。【結果統計分析】（一）數據記錄正交灰體黑體合計紅、長、直 162212475614263856白、小、焦 118511543973623098白、長、直 30926111377760。5 歡迎下載精品文檔紅、小、焦 2642599996718紅、長、焦 63492217151白、小、直 81972636240紅、小、直 311315127128881白、長、焦 34124513175792體色合計78032693性別合計417636271476121710496性別合計56524844反交灰體黑體合計紅、長、直

17、 3558143711534816629白、小、焦 1459141223131494白、長、直 462052774352紅、小、焦 731952662356紅、長、焦 41883141201白、小、直、小、直 15731896125696白、長、焦 612742677438體色合計75982701性別合計409435041493120810299性別合計55874712（二）統計分析1. 分離定律圖譜分析P:BB（灰體） bb （黑體）F1:Bb(灰體 )自交F2：BBBbbb灰體黑體理論比值：3： 1實際正交數量：78032693。6 歡迎下載精品文檔比值：2.90

18、： 1反交數量：75982701比值：2.81： 12 檢驗基因體色基因（ B/b ）F 表型灰體黑體合計2實得數 O7803269310496正交7872262410496預期數 E22.4192P（ n=1）0.10 0.50(0.05) （差異不顯著）基因體色基因（ A/a ）表型灰體黑體合計反交實得數7598270110299預期數7724.252574.751029928.2540P（ n=1）0.01 （差異極顯著）2. 自由組合定律圖譜分析正交：P:sn sn+灰體焦剛毛（ BBX X ） 黑體直剛毛（ bbX Y）F1:BbX+Xsn BbXsnYF2：+sn+ snBBXsn

19、 snsn sn+snbbXsn snBBXXBbXXXBbX XbbX XX+BBXsnsnbbX+bbXsnYBbXY BBX YY BbX YY灰體直剛毛黑體直剛毛灰體焦剛毛黑體焦剛毛理論比值： 3：1：3：1實際數量： 4243149435601199比值： 3.54： 1.25：2.97：1反交：P:+ +sn黑體直剛毛（ bbX X ） 灰體焦剛毛（ BBX Y）F1:BbX+Xsn BbX+YF2：+BBX+ sn+ snbbX+ snbbX+ +BBXX BbXXX BbXXXX+BBXsnsnYbbX+bbXsnYBbXY BBX YY BbXY。7 歡迎下載精品文檔灰體直剛

20、毛黑體直剛毛灰體焦剛毛黑體焦剛毛理論比值： 9：3：3：1實際數量：580720031791698比值：8.32：2.87：2.57：12 檢驗表型合計灰體直剛毛黑體直剛毛灰體焦剛毛黑體焦剛毛實得數424314943560119910496正預期數393613123936131210496交294.8463P（n=3）0.01 （差異極顯著）實得數58072003179169810299反預期數5793.18751931.06251931.0625643.687510299交217.4544P(n=3)0.05)（差異不顯著）F2表型雌雄雌雄合計。8 歡迎下載精品文檔實得數3069253725

21、83230710496預期數262426242624262410496 2117.2880P(n=3)0.05)（差異不顯著）交表型雌雄雌雄合計實得數51352747-19659847F2預期數4923.52461.75-2461.759847 2142.3761P（n=2）0.05 ，說明實驗得到的數據與理論的數據相差不大，支持最初的假設。但是對于反交來說，得到的P 值0.01 ，說明與孟德爾分離定律相差很大，不能夠用基因的回交來說明。2. 自由組合定律的驗證： 果蠅的體色和剛毛是兩對獨立遺傳的基因， 剛毛基因位于 X 染色體上。因此，對于這兩對基因來說，自身遵守自由組合定律，且F2 正反交表型比率不同，通過圖譜分析，我們得到