1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC ĐỂ LẬP BẢN ĐỒ DI TRUYỀN Phân tích bộ bốn Trao đổi chéo nguyên phân Lai tế bào sôma
2. I. Phân tích bộ bốn Chu trình sống của vi nấm Bộ bốn và phép phân tích bộ bốn Phân tích bộ bốn TĐC để lập bản đồ liên kết gen Xác định khoảng cách giữa gen và tâm động ở những loài có bộ bốn xếp hàng
3. 1. Chu trình sống của vi nấm Vi nấm là sinh vật nhân chuẩn bậc thấp, kích thước nhỏ như nấm men, nấm mốc… và tảo có vòng đời chủ yếu là pha đơn bội (n) – đó là các bào tử. Các bào tử có kiểu giới tính khác nhau kết hợp lại thành tế bào lương bội. Vòng đời của các sinh vật này là sự luân phiên giữa pha lưỡng bội và đơn bội. Có thể nuôi cấy vi nấm trên môi trường nhân tạo như nuôi cấy vi khuẩn.
4. Ví dụ: Vòng đời của nấm men Saccharomyces serevisiae
5. 2. Bộ bốn và phép phân tích bộ bốn Bộ bốn : Tế bào lưỡng bội giảm phân trong một cấu trúc đặc biệt được gọi là bào tử nang . Như vậy, bào tử nang chứa bốn bào tử đơn bội và được gọi là bộ bốn . Ở một số loài, bốn tế bào đơn bội còn nguyên phân một lần nữa, tạo 8 bào tử. Phân tích bộ bốn : Có thể nuôi cấy trực tiếp bốn bào tử này và phân tích di truyền chúng (vì là đơn bội nên ta có thể xác định ngay được kiểu hình và kiểu gen của chúng). Đó là phép phân tích bộ bốn.
6. Bộ bốn không xếp hàng : Bốn bào tử sắp xếp ngẫu nhiên trong bào tử nang. Ví dụ: nấm men. Bộ bốn xếp hàng : Bào tử nang có dạng hình ống. Các bào tử sắp xếp thành một hàng theo trình tự xác định. Ví dụ: Neurospora crassa.
7. 3. Phân tích bộ bốn TĐC để lập bản đồ liên kết gen Dựa vào tần số TĐC để xác định khoảng cách giữa hai gen liên kết. Khi hai gen liên kết TĐC sinh ra các kiểu bộ bốn TT và NPD. Nếu hai gen không liên kết thì số kiểu bộ bốn giống và khác bố mẹ bằng nhau. Nếu PD > NPD thì hai gen liên kết.
8. Tần số TĐC: NPD + 1/2TT R = x 100 (cM) Tổng số bộ bốn (Chỉ lấy 1/2TT vì chỉ có hai nhiễm sắc tử tham gia TĐC) Ví dụ: Lai hai chủng nấm men có kiểu gen arg+ (tổng hợp được lysine nhưng không tổng hợp được arginine) với chủng +lys, thu được kết quả như bảng bên Tần số TĐC: [(2 + ½(68)]/180 x 100 = 20 (cM) 68 2 110 arg + arg lys arg + arg lys arg lys arg + + + + + + lys + lys + + + lys TT NPD PD
9. Để xác định trật tự giữa ba gen liên kết, ta dùng phép lai ba điểm. Ví dụ: lai hai chủng nấm men có kiểu gen abc x +++, phân tích 1000 bào tử nang và thu được kết quả sau: 2 2 2 2 75 80 837 ++c +bc ++c +++ +++ +++ +++ ++c +bc +bc +b+ +bc ++c +++ ab+ a++ a++ a+c abc abc abc ab+ a++ ab+ abc a++ ab+ abc G F E D C B A
10. Bước 1: xác định các bộ bốn PD, NPD và TT cho từng cặp gen. Ta có bảng sau: Các nhóm còn lại (84) G (2) A + C + F (914) b-c Các nhóm còn lại (155) E + F + G (6) A + D (839) a-c Các nhóm còn lại (79) F (2) A + B + G (919) a-b TT NPD PD Cặp gen
11. Bước 2: Xác định khoảng cách giữa các gen Khoảng cách giữa a-b: R = [2 +(1/2)79]/1000 x 100 = 4,15 cM Khoảng cách giữa a-c: R = [6 +(1/2)155]/1000 x 100 = 8,35 cM Khoảng cách giữa b-c: R = [2 +(1/2)84]/1000 x 100 = 4,40 cM Vậy trật tự các gen là: a------------b---------------c 4,15 4,4
12. 4. Xác định khoảng cách giữa gen và tâm động ở những loài có bộ bốn xếp hàng Trao đổi chéo giữa gen và tâm động sẽ sinh các bào tử nang có trật tự sắp xếp các bào tử khác nhau. Nếu không có TĐC, ta có tỷ lệ phân ly bào tử là 4:4 (Kiểu phân ly MI)
13. Nếu TĐC giữa nhiễm sắc tử 2 và 3, ta có tỷ lệ phân ly 2:2:2:2. nếu TĐC giữa nhiễm sắc tử 2 và 4, ta có tỷ lệ phân ly 2:4:2. Đây là kiểu phân ly MII.
14. Để xác định khoảng cách giữa một gen nào đó với tâm động, ta chỉ cần tính tỷ lệ bộ bốn MII. Ví dụ: phân tích 100 bộ bốn do nấm Neurospora lưỡng bội kiểu gen +b: các nhóm A, B, C, D là các bộ bốn MII. Tần số TĐC giữa gen b và tâm động là: R = (1/2)40/100 x 100 = 20 cM. (Chỉ lấy ½ số bộ bốn MII vì chỉ có hai nhiễm sắc tử tham gia TĐC) 60 10 10 10 10 + b + b + + b + b + + + b + b + + b + b b + b b + b + b b + b b + + b b b + + b E D C B A
15. II.Trao đổi chéo nguyên phân Trao đổi chéo có thể xảy ra ở nguyên phân, tạo ra quần thể tế bào có kiểu hình đột biến. Trao đổi chéo nguyên phân là công cụ quan trọng để lập bản đồ DT ở các loài nấm. Trao đổi chéo nguyên phân xảy ra với tần số thấp hơn nhiều so với TĐC giảm phân.
16. Ví dụ : Ruồi giấm dị hợp tử y sn//+ + (y: thân vàng, sn: lông xém) lẽ ra phải có kiểu hình bình thường thì có những vùng trên thân có lông vàng, có vùng có lông xém, có những vùng xen kẽ cả hai kiểu hình đột biến trên.
17. TĐC nguyên phân sẽ sinh ra các dòng tế bào là đồng hợp tử kể từ vị trí TĐC đến đầu mút của NST
18. Tỷ lệ các dòng đồng hợp tử phản ánh trật tự và khoảng cách giữa các gen, từ đó lập bản đồ (gọi là bản đồ nguyên phân) Ví dụ : ở một cá thể dị hợp tử về 5 locut gen a, b, c, d, e, người ta phát hiện 300 dòng đột biến với số lượng như bảng bên. Số liệu cho thấy gen e nằm xa tâm động nhất, rồi đến d, c, b, a. Khoảng cách tương đối giữa các gen (% dòng đột biến): o ------a------b-------c---d--e-- 33,3 20 25 13,3 8,3 300 Tổng số 25 e 40 d e 75 c d e 60 b c d e 100 a b c d e Số lượng Kiểu hình các dòng đột biến
19. Khác biệt giữa bản đồ nguyên phân và bản đồ di truyền được xây dựng qua TĐC giảm phân: Trật tự các gen giống nhau nhưng khoảng cách giữa các gen khác nhau nhiều. TĐC nguyên phân xảy ra chủ yếu ở vùng dị nhiễm sắc. Là phương tiện quan trọng để lập bản đồ gen ở các loài nấm không có chu kỳ hữu tính (ví dụ: Aspergillus )
20. III. Lai tế bào sôma Các tế bào động thực vật có thể nuôi cấy trên môi trường nhân tạo. Các tế bào người nuôi cấy có thể tồn tại qua khoảng 50 lần phân bào. Các tế bào khác loài có thể kết hợp (gọi là dung hợp tế bào), tạo tế bào lai “dị nhân”. Tế bào lai “người – chuột” thường được dùng để nghiên cứu định vị các gen trên NST người. NST người thường bị mất dần ở các tế bào lai qua các thế hệ phân bào. Nhiễm sắc thể bị mất ở các tế bào lai Người Người Ổn định Chuột nhà Khỉ Lợn Cừu Người – chuột nhà Người – chuột đồng Chuột cống – chuột nhà Chuột đồng – chuột nhà Khỉ - chuột đồng Lợn – chuột đồng Cừu – chuột đồng NST bị mất là của loài Tế bào lai giữa hai loài
21. Có thể sử dụng kết quả phân tích các dòng tế bào lai để định vị gen trên NST. Ví dụ: phân tích 11 dòng tế bào lai, các dòng có insulin đều có NST 11 => gen quy định insulin nằm trên NST 11 n n i i n n i n n i i insulin p a p a a a a a a a a a a a p a p a a p a a a a a a p a a a a a a a a a a a a p a a a a p a a p a a a p a a a a p a a a p a a a a p a a p a a a p a p a a a a p a a a p a a a a p a a a a a a a a p a a a a a a a a p a p a a p a a a a a a p a p a a a a a a a p a a p a a a a p a p a a a a a a p a a p a p a a a a a a a p a a a a a p p a a p a a a a a p a a a a a p a a a a a a a a p p a a a a a p a p a a p p a a a p a a a a a a a p a a p a a a a a p a a p a a p p a a a a p a a a a p a a a p a p a a p a a a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X Dòng 11 Dòng 10 Dòng 9 Dòng 8 Dòng 7 Dòng 6 Dòng 5 Dòng 4 Dòng 3 Dòng 2 Dòng 1 NST người
![Tần số TĐC: NPD + 1/2TT R = x 100 (cM) Tổng số bộ bốn (Chỉ lấy 1/2TT vì chỉ có hai nhiễm sắc tử tham gia TĐC) Ví dụ: Lai hai chủng nấm men có kiểu gen arg+ (tổng hợp được lysine nhưng không tổng hợp được arginine) với chủng +lys, thu được kết quả như bảng bên Tần số TĐC: [(2 + ½(68)]/180 x 100 = 20 (cM) 68 2 110 arg + arg lys arg + arg lys arg lys arg + + + + + + lys + lys + + + lys TT NPD PD](https://image.slidesharecdn.com/ccphkhaclapbando-110515192302-phpapp02/85/Cac-ph-khac-lapbando-8-320.jpg)
![Bước 2: Xác định khoảng cách giữa các gen Khoảng cách giữa a-b: R = [2 +(1/2)79]/1000 x 100 = 4,15 cM Khoảng cách giữa a-c: R = [6 +(1/2)155]/1000 x 100 = 8,35 cM Khoảng cách giữa b-c: R = [2 +(1/2)84]/1000 x 100 = 4,40 cM Vậy trật tự các gen là: a------------b---------------c 4,15 4,4](https://image.slidesharecdn.com/ccphkhaclapbando-110515192302-phpapp02/85/Cac-ph-khac-lapbando-11-320.jpg)
