杂交 a/a × +/+
回交 a/+ × a/a
回交子代 a/a a/+
突变型 野生型
比例 1 ∶ 1
如果常染色体隐性突变型纯合体和某一染色体的野生型三体 (+/+/+)品系(见染色体畸变)杂交,子一代中的三体个体再和隐性亲本回交,在它们的子代中野生型和突变型之比是5∶1而不是1∶1。
如果常染色体隐性突变型纯合体和某一染色体的野生型单体品系 (+)杂交,在子一代中就出现50%的突变型个体,而不是100%的野生型。
杂交 a/a × +
子一代 a/+ ∶ a
野生型 突变型
比例 1 ∶ 1
根据这些关系,可以得到这样的规律:在双基因杂交子代的四分体类型中如果PD数大大地超出 NPD数而且T多而NPD少,那么这两个基因是连锁的,如果PD数和NPD数接近而且T少而NPD多,那么是不连锁的,一般把NPD/T的比值大于或小于1/4作为判断的标准。
连锁群法
如果某一染色体上有一个离着丝粒距离较近的已知基因,另外有一个基因同样离着丝粒很近,可是不知道它是否属于同一染色体。把这样两个突变型品系进行杂交,如果这两个基因属于同一染色体,它们之间的重组频率不应超过两者的着丝粒距离之和;如果它们不属于同一染色体,那么它们的重组频率应是50%(见连锁和交换)。由于这两个基因与着丝粒距离都是较近的,所以增加了这一判断的可靠性。用这一方法曾测得粗糙脉孢菌的连锁群数是7。
利用染色体易位的基因定位
从表中的数值求得:
基因y和w之间的重组频率=1.3%
基因w和m之间的重组频率=32.8%
基因y和m之间的重组频率
因此这三个基因在染色体上的相对位置如图2。三点测验或者包括更多的基因的杂交还可以用来研究交叉干涉、染色单体干涉等现象。
所以某一基因和着丝粒之间交换频率愈高,第二次分裂分离子囊愈多。由于每次交换导致半数染色单体成为重组类型,所以
三点测验和着丝粒距离法中所测定的都是发生在减数分裂中的染色体交换。1936年美国遗传学家C.斯特恩在果蝇中发现体细胞在有丝分裂过程中也可以发生染色体交换(见连锁和交换)。
50年代中G.蓬泰科尔沃等在研究构窠曲霉时发展起来一种利用体细胞交换的系统的基因定位方法。在进行有丝分裂的杂合二倍体细胞中,体细胞交换会导致在子代体细胞中出现隐性基因的纯合体,这一过程称为纯合化。
如果某一个二倍体细胞的某一染色体臂上有若干个基因都呈杂合状态,那么就可根据子代体细胞各个基因纯合化的频率推知它们的相对位置。交换只使比交换位置更远离着丝粒的隐性基因纯合化,所以某个基因纯合化的频率愈高,它离着丝粒的距离就愈远(图3)。
根据所测基因在某一已知染色体区段中是否存在的 基因定位 如果染色体的某一区段的位置是已知的,而且测得某一基因的位置在这一区段中,那么这一基因的位置也就被测定了。
一个细胞中的两个同源染色体中的一个上有一个突变基因,另一染色体上有一小段已知范围的缺失,如果这一突变基因的位置在缺失范围内,便不可能通过重组而得到野生型重组体;如果突变基因不在缺失范围内,那么就可以得到野生型重组体。利用一系列已知缺失位置和范围的缺失突变型,便能测定突变型基因的位置。
其中 d是以分钟计算的供体大肠杆菌两个基因之间的距离,L是以分钟计算的转导DNA的长度,取为两分钟。大肠杆菌遗传学图的大部分位置上的基因都曾用共转导方法定位,这样得来的遗传学图比用中断杂交方法或重组方法测得的图更为精确(见细菌接合)。
测定绝对位置的基因定位
从果蝇的X染色体上包括白色复眼(white eye,w)和小糙眼(facet,fa)区域的分析结果(图4)可以看到凡是缺失3C7这一横纹的杂合体都呈现小糙眼突变型性状,说明fa基因位置在唾腺染色体的3C7横纹处。
共转导定位法 原理和基因的共转导定位也没有不同。共转导的精确性较好,而且所需要的只是一个转导噬菌体菌株,所以应用较广,尤期适用于测定一系列属于同一基因的点突变的相对位置。
基因转变的梯度定位法 一个基因内部的各个点突变的基因转变常呈梯度现象,即在这基因的一端发生基因转变的频率最高,在另一端则最低,在两端之间存在着一个转变频率的梯度。对于任何一个未知位置的点突变,可以通过基因转变频率的测定进行精细结构定位。这一方法的应用限于一次减数分裂产物包被在一个囊里面的子囊菌,而且限于影响子囊孢子颜色和形状的基因。