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1、果蝇杂交实验报告实验时间：2011.3.224.19【摘要】基因的分离规律、自由组合规律、连锁与互换规律等规律作为遗传学基本规律，前人已对之进行了诸多研究。本次实验中我们使用果蝇作为材料来验证基因分离规律、自由组合规律、伴性遗传、连锁与互换、隐性上位作用，并发现一例果蝇翅型发生了基因突变。同时在实验过程中要掌握果蝇杂交技术和学会运用生物统计方法进行数据分析。【引言】果蝇（Drosophila）是遗传学实验的理想材料之一，属昆虫纲，双翅目，果蝇科，果蝇属。遗传学研究常使用黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)。果蝇作为实验材料有很多突出的优点：（1）染色体数目少，仅四对染色体
2、；（2）具有许多自然的或可诱发的可以遗传突变性状：（3）世代周期短，25下约9-10天一代；（4）个体小，易于饲养，培养费用低廉；（5）繁殖力强，可以产生大的子代群体供观察分析。1本次实验原理是要通过雌雄果蝇杂交统计后代表现的性状，数据分析推论出遗传学中的基本规律。通过小组讨论，我们决定通过一组果蝇的正反交来验证遗传学中的基因分离规律、自由组合规律、伴性遗传现象、连锁与互换、隐性上位作用等这些遗传学的基本规律。实验材料选择14号（残翅突变体）和6号（白眼、小翅、焦刚毛突变体），由于此组果蝇可用于研究的性状太多，为了便于分析，则将有用性状分为两组单独进行统计。第一组：目的是验证基因分离规律和伴性
3、遗传。选择果蝇眼色基因W、w位于X染色体上。采用红眼果蝇（14号）和白眼果蝇（6号）正反交。实验预期：（1）正交：P：红眼雌蝇（XWXW）白眼雄蝇（XwY）F1：红眼雌蝇（XWXw） 红眼雄蝇（XWY） 1 ： 1 F2:XWXwXW红眼雌蝇XW XW红眼雌蝇XW XwY红眼雄蝇XWY白眼雄蝇XwYF1均表现红眼，说明红眼为显性性状。雌蝇只表现红眼，雄蝇一半表现白眼，一半表现红眼，雌雄性状不同，说明此基因在性染色体上。若F2表型比为 红眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雄蝇=2:1:1，则可证明基因的分离定律。（2）反交：P：白眼雌蝇（XwXw）红眼雄蝇（XWY）F1：红眼雌蝇（XWXw），白眼雄蝇（Xw
4、Y） 1 ： 1 F2：XWXwXw红眼雌蝇XW Xw白眼雌蝇Xw XwY红眼雄蝇XWY白眼雄蝇XwYF1雌雄蝇表现不同性状，同样说明果蝇控制眼色的基因位于性染色体上，是伴性遗传。若F2表型比为 红眼雌蝇：白眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雄蝇=1:1:1:1，则可证明基因的分离定律。第二组：目的是验证基因自由组合规律、连锁与互换、隐性上位作用。所选控制翅型基因vg位于第染色体上，刚毛性状基因sn位于X染色体上。（经查阅资料，对于果蝇的翅型，长翅（+）、小翅（m，X染色体上）、残翅（vg），由于隐性基因vg可遮盖另一对非等位基因M和m的表现,，呈现隐性上位作用，+ _M_个体表现为长翅, + _mm个体
5、则表现为小翅，vgvg_ _表现为残翅，分析性状表现时需要注意。2）采用残翅果蝇（14号）和白眼、小翅、焦刚毛果蝇（6号）正反交。实验预期：（1）正交：P：残翅，直刚毛（vgvgXM,SnXM,Sn）小翅，焦刚毛（VgVgXm,snY）F1：长翅，直刚毛（VgvgXM,SnXm,sn） 长翅，直刚毛（VgvgXM,SnY）F2： VgXM,SnVgXm,snvgXM,SnvgXm,snVgXM,Sn长翅，直刚毛雌蝇VgVgXM,SnXM,Sn长翅，直刚毛雌蝇VgVgXM,SnXm,sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXM,Sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXm,snVgY长翅，直刚毛雄蝇
6、VgVgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgVgXm,snY长翅，直刚毛雄蝇VgvgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgvgXm,snYvgXM,Sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXM,Sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXm,sn残翅，直刚毛雌蝇vgvgXM,SnXM,Sn残翅，直刚毛雌蝇vgvgXM,SnXm,snvgY长翅，直刚毛雄蝇VgvgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgvgXm,snY残翅，直刚毛雄蝇vgvgXM,SnY残翅，焦刚毛雄蝇vgvgXm,snY根据上表分析，理论上有长翅直刚毛，小翅焦刚毛，残翅直刚毛，残翅焦刚毛四种表型，表型比为：Vg_X_,Sn_: (Vg_ X_,sn
7、X_,sn +Vg_ X_,snY): vgvgX_,Sn_: (vgvg X_,sn X_,sn +vgvgX_,snY)=9:3:3:1（2）反交：P：小翅，焦刚毛（VgVgXm,snXm,sn）残翅，直刚毛（vgvgXM,SnY）F1：长翅，直刚毛（VgvgXM,SnXm,sn） 小翅，焦刚毛（VgvgXm,snY）F2： VgXM,SnVgXm,snvgXM,SnvgXm,snVgXm,sn长翅，直刚毛雌蝇VgVgXM,SnXm,sn小翅，焦刚毛雌蝇VgVgXm,snXm,sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXm,sn小翅，焦刚毛雌蝇VgvgXm,snXm,snVgY长翅，直刚毛雄蝇
8、VgVgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgVgXm,snY长翅，直刚毛雄蝇VgvgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgvgXm,snYvgXm,sn长翅，直刚毛雌蝇VgvgXM,SnXm,sn小翅，焦刚毛雌蝇VgvgXm,snXm,sn残翅，直刚毛雌蝇vgvgXM,SnXm,sn残翅，焦刚毛雌蝇vgvgXm,snXm,snvgY长翅，直刚毛雄蝇VgvgXM,SnY小翅，焦刚毛雄蝇VgvgXm,snY残翅，直刚毛雄蝇vgvgXM,SnY残翅，焦刚毛雄蝇vgvgXm,snY根据上表分析，理论上有长翅直刚毛，小翅焦刚毛，残翅直刚毛，残翅焦刚毛四种表型，表型比为：Vg_X_,Sn_:(Vg_ X_,sn X
9、_,sn +Vg_ X_,snY): vgvgX_,Sn_ :(vgvg X_,sn X_,sn +vgvgX_,snY)=6:6:2:2根据以上比例可验证自由组合规律。同时m、sn是X染色体连锁的，因此可能发生交换。而果蝇的翅型，隐性基因vg对另一对非等位基因M和m的表现呈现隐性上位作用。【实验用品】6号，14号果蝇、培养管、麻醉瓶、酒精棉、解剖针、镊子、玻璃板、乙醚、酒精灯、解剖镜等。【实验方法】（一）前期准备1.确定实验方案杂交组合组研究表型目的14号（残翅突变体）6号（白眼、小翅、焦刚毛突变体）1红眼白眼验证基因分离规律和伴性遗传2残翅、直刚毛小翅、焦刚毛验证基因自由组合规律、连锁与互
10、换、隐性上位作用2.收集处女蝇 雌蝇羽化后8-12h不交配，两天内不产卵。配制培养基。果蝇培养基配方3：配制2000 mL玉米粉120 g，酵母粉14 g，糖130 g，麦麸50g，琼脂15 g，水1500 mL（二）实验流程1.第一周（时间：03-22）（1）接种亲本 分别将14号（残翅突变体）和6号（白眼、小翅、焦刚毛突变体）收集到的处女蝇麻醉，各挑出3只雌蝇和3只雄蝇分别放入一支培养管内正反交，在培养管上贴标签注明。（2）培养 将培养管置于恒温箱中恒温培养，并在接种前几天观察培养基是否发霉。2.第二周（时间：03-29）淘汰亲本。 观察到培养管内蛹变黑或出现了幼虫，放去成蝇。3.第三周（
11、时间：04-06）观察记录F1，选出雌雄蝇做兄妹交。第一组：杂交亲本F1雌蝇性状、数目F1雄蝇性状、数目正交红眼雌蝇（XWXW，14号）白眼雄蝇（XwY，6号）红眼，24只红眼，22只反交白眼雌蝇（XwXw，6号）红眼雄蝇（XWY，14号）红眼，29只白眼，25只第二组：杂交亲本F1性状处理方法正交残翅，直刚毛（vgvgXM,SnXM,Sn，14号）小翅，焦刚毛（VgVgXm,snY，6号）长翅，直刚毛选出9对雌雄果蝇，分别放入三支培养管中培养反交小翅，焦刚毛（VgVgXm,snXm,sn，6号）残翅，直刚毛（vgvgXM,SnY，14号）长翅，直刚毛和小翅，焦刚毛选出9对雌雄果蝇，分别放入三
12、支培养管中培养4.第四周（时间：04-14）放飞第二组F1代果蝇。 5.第五周（时间：04-19）观察记录F2 将所有第二组F2麻醉，仔细观察、统计不同表型子蝇的数目。第一组：F2正交反交表型红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雄蝇总计红眼雌蝇白眼雌蝇红眼雄蝇白眼雄蝇总计数量40.0021.0027.0088.0031.0027.0032.0024.00114.00第二组：F2正交反交表型长翅直刚毛小翅焦刚毛残翅直刚毛残翅焦刚毛小翅直刚毛长翅焦刚毛总计长翅直刚毛小翅焦刚毛残翅直刚毛残翅焦刚毛小翅直刚毛长翅焦刚毛总计数目45.0014.008.005.0011.005.0088.0033.0027.0023.0
13、011.0016.004.00114.00【实验结果及分析】（一）第一组：（1）F1正交反交表型红眼雌蝇红眼雄蝇红眼雌蝇白眼雄蝇数目24222925比例1.09:11.16：1（2）F2正交反交表型红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雄蝇总计红眼雌蝇白眼雌蝇红眼雄蝇白眼雄蝇总计观察值（O）40.0021.0027.0088.0031.0027.0032.0024.00114.00预期值（E）44.0022.0022.0088.0028.5028.5028.5028.50114.00O-E-4.00-1.005.002.50-1.503.50-4.50(O-E)2/E0.360.051.141.550.220.
14、080.430.711.44分析1.557.82（df=3，p=0.05），认为在5%显著水准上差异不显著，观察频数与理论频数间的差异属随机误差。符合基因分离定律。1.447.82（df=3，p=0.05），认为在5%显著水准上差异不显著，观察频数与理论频数间的差异属随机误差。符合基因分离定律。分析：由正交F1全为红眼果蝇，可得红眼对白眼为显性性状；由反交F1雌蝇全为红眼雄蝇全为白眼，说明果蝇的眼色性状与性别相关，其基因位于性染色体上，是伴性遗传。由F2可验证基因分离定律。（二）第二组：（1）根据资料得，长翅，小翅，残翅为隐性上位互作基因。正交时理论比值为 长翅：小翅：残翅=9：3：4，反交时
15、理论比值为 长翅：小翅：残翅=6：6：4。F2正交反交表型长翅小翅残翅总计长翅小翅残翅总计观察值O52.0018.0018.0088.0042.0041.0031.00114.00预期值E49.5016.5022.0088.0042.7542.7528.50114.00O-E2.501.50-4.00-0.75-1.752.50(O-E)2/E0.130.140.731.000.010.070.220.3分析1.005.99（df=2，p=0.05），认为在5%显著水准上差异不显著，长翅，小翅，残翅为隐性上位互作基因。0.35.99（df=2，p=0.05），认为在5%显著水准上差异不显著，长
16、翅，小翅，残翅为隐性上位互作基因。（2）F2正交表型长翅直刚毛小翅直刚毛小翅焦刚毛长翅焦刚毛残翅直刚毛残翅焦刚毛总计数量47.006.0012.005.0013.005.0088.00基因型Vg_X_,Sn_Vg_X_,snX_,sn+Vg_X_,sYvgvgX_,Sn_vgvgX_,snX_,sn+vgvgX_,snY观察值O53.0017.0013.005.0088.00预期值E49.5016.5016.505.5088.00O-E3.500.50-3.50-0.50(O-E)2/E0.250.020.740.051.06分析1.067.82（df=3，p=0.05），认为在5%显著水准上
17、差异不显著，观察频数与理论频数间的差异属随机误差，符合基因自由组合定律。F2反交表型长翅直刚毛小翅直刚毛小翅焦刚毛长翅焦刚毛残翅直刚毛残翅焦刚毛总计数量38.006.0035.004.0018.0013.00114.00基因型Vg_X_,Sn_Vg_X_,sn X_,sn +Vg_ X_,snYvgvgX_,Sn_vgvgX_,snX_,sn+vgvgX_,snY观察值O44.0039.0018.0013.00114.00预期值E42.7542.7514.2514.25114.00O-E1.25-3.753.75-1.25(O-E)2/E0.040.330.990.111.47分析1.477.
18、82（df=3，p=0.05），认为在5%显著水准上差异不显著，观察频数与理论频数间的差异属随机误差，符合基因自由组合定律。分析：理论分析只有长翅直刚毛，小翅焦刚毛，残翅直刚毛，残翅焦刚毛四种表型，而实验中还观察到长翅焦刚毛和小翅直刚毛，说明X染色体的连锁基因XM,SnXm,sn发生了交换形成了XM,snXm,Sn。由于本次实验只关注Vg、vg和XSn、Xsn两对基因，因此将对这两对基因来说的同基因型的表型合并，验证符合基因自由组合定律。（三）基因突变实验中还发现了一只果蝇，其翅膀一只小翅，一只残翅，应该是基因突变的结果。【分析讨论】1. 由于果蝇可研究性状较多，所以本实验很重要的一点就是设计好实验方案，选取合适的果蝇材料，避免混乱。2. 整个实验过程中要注意无菌操作，否则培养基可能会长菌。3. 刚接种的果蝇还可能处于麻醉状态，因此接种后不能直接把培养管竖起，否则果蝇可能会粘在培养基上。4. 在进行F2计数时最好不要为了方便直接把果蝇麻醉死，因为死亡的果蝇翅膀会翘起，则容易影响长翅、小翅的判断。【参考文献】1 杨大祥.遗传学实验.科学出版社.2010.182 冯航，王虹，卢朝娟.黑腹果蝇翅型基因相互作用的研究.西安文理学院学报.20093 果蝇观察ppt.22
