例谈CIB法在筛选和鉴定果蝇突变体中的应用

摩尔根利用突变果蝇发现了伴性遗传,但定量筛选和鉴定果蝇,还依赖于摩尔根的学生Muller所发展的ClB法。
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  1 ClB法简介
  ClB系果蝇中,X染色体上有三个特殊序列:C为染色体某片段位置颠倒的区段,可以抑制带有ClB的X染色体与另一X染色体交叉互换;隐性致死突变基因l,致使该基因的纯合果蝇致死;显性棒眼基因B,有ClB的X染色体的雌蝇具备棒眼性状。检测的方法是让经X射线照射的受检雄蝇与具有ClB的X染色体和普通X染色体的雌蝇交配(图1),产生的F1棒眼雌蝇再与正常眼雄蝇杂交(图2),观察子二代的性状。(1) 如果F2中没有雄蝇,则受检雄蝇的X染色体产生了隐形致死突变基因l;(2) 如果F2中,雌蝇∶雄蝇=2∶1,则受检雄蝇的X染色体没有产生隐形致死突变基因l。如果不是致死变异,只是普通的隐性突变,则F2雄蝇都表现为隐性突变性状。因此,可以让F1全部雌蝇分别与正常眼雄蝇交配,调查F2中不出现雄蝇或突变性状的雄蝇,可检测各种突变的频率。
  2 例题
  (2014年江苏卷第33题改编)有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段用(X+表示)。果蝇的长翅(Vg)对残翅(vg)为显性,基因位于常染色体上。图3是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。请回答下列问题:
  为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,X染色体的诱变类型能在其杂交后代 果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合理的解释是 ;如果用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频率,合理的解释是 。
  参考答案:棒眼雌性;雄性;杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雄果蝇,且X染色体间未发生交换,Y染色体无对应的等位基因;正常眼雌性;X染色体间可能发生了交换。
  解析:亲代XCIBX+与X?Y杂交产生的F1中,雌性XCIBX?(棒眼)和X?X+(正常眼),雄性X+Y(正常眼)和XCIBY(死亡)。由于ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换,即XCIBX?不发生交叉互换;若ClB不存在时,X?X+可能发生交叉互换。又因为F2中雄蝇的X染色体来源于亲代雄蝇,Y染色体无对应的等位基因,故隐性突变可以在F2代雄性中显性出来。当选择F1棒眼雌性XCIBX?与正常眼雄性X+Y交配,F2代雄性将会出现表现型为棒眼、正常眼或棒眼、隐性突变体,可根据F2代隐性突变体在雄性中的比例,计算出隐性突变频率;当选择F1雌性正常眼X?X+与正常眼雄性X+Y交配,由于雌性染色体X?与X+可能发生交叉互换,不能准确计算出隐性突变频率。
  3 试题拓展
  ClB测定法可用于检测果蝇X染色体上的隐性突变[由显性基因(+)产生隐性基因(-)]和致死突变(突变基因使个体死亡),并测定隐性突变基因的频率(突变频率是指突变个体在一个群体中所占的比例)。ClB的果蝇具有1条正常的带有某显性基因的X染色体(X+)和1条ClB的X染色体(XClB),基因型为XClBX+。C表示该染色体上存在1个染色体某片段位置颠倒的区段,可抑制染色体发生交换;l表示该区段有1个隐性致死基因,该基因纯合的胚胎在最初发育阶段死亡;B为控制棒状眼的显性基因。ClB测定法的过程可分为三个阶段,分别用①②③表示。
  (1) 由于l基因的作用,在胚胎发育阶段即死亡的果蝇的基因型为 。
  (2) ClB染色体上存在一个染色体片段位置颠倒的区段,可抑制四分体时期的交叉互换,可能的原因是 。
  (3) ③过程杂交后代中雌性果蝇共1 600只,雄性果蝇中隐性个体20只,则基因(+)的突变频率为
  。
  (4) 经诱变处理后的基因通常具有较高的突变频率,如果③过程杂交后代中未发现雄性的隐性个体,最可能的原因是 。
  (5) 控制果蝇灰身(D)和黑身(d)的常染色体上一对等位基因。现有基因型为DdXClBX+和DdX+Y的一对亲本,则杂交后代中灰身正常眼的个体所占比例为 。
  参考答案:(1) XIXI和XIY
  (2) ClB染色体上存在一个染色体片段位置颠倒的区段,与另一条X染色体无法正常配对而抑制了交叉互换
  (3) 2.5%
  (4) 基因发生了隐性致死突变
  (5) 1/2
浏览次数:  更新时间:2015-09-03 08:09:08
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