综合实验论文果蝇的培养遗传性状的观察及单因子遗传分析Word格式文档下载.docx
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(指导老师:
xx)
(湖北师范学院生命科学学院生物科学1003班湖北黄石435002)
摘要:
由于果蝇饲养简单,生长繁殖快,生命周期短,突变种类多,相对性状突出,因此,是用来研究孟德尔遗传分离定律的良好材料。
利用黑腹果蝇常染色体上的单对等位基因,如黑腹果蝇的长翅(+)和残翅(vg)基因,我们可以验证孟得尔这个分离定律的正确性。
方法:
残翅黑腹果蝇品系的处女蝇与野生型品系(长翅)的雄蝇杂交,获得F1,对F1进行统计分析。
关键词:
果蝇;
培养;
遗传性状;
分离定律;
单因子杂交
CultivationofDrosophila、ObservationonthegeneticcharactersandSingleFactorCross
xx(Tutor:
Yxxx)
(CollegeofLifeSciencesdepartment,xxxx)
Abstract:
Drosophiladuetosimplyraising,growthandpropagationoffast,shortlifecycle,variationofmanytypes,relativecharacterprominent,therefore,isusedtostudytheMendelgeneticsegregationlawofthegoodmaterial.Wecanusethedrosophilamelanogasterchromosomesingleallele,suchasdrosophilamelanogasterlongwinged(+)andvestigialwinged(vg)genestoverifythecorrectnessofMondor'
slawofsegregation.Methods:
thewingedDrosophilamelanogasterstrainsofvirginfemaleandwildtypestrains(wings)maleflyhybridizationF1,andstatisticalanalysisF1.
Keywords:
fruitfly;
cultivation;
thegeneticcharacters;
lawofsegregation;
SingleFactorCross
果蝇的单因子杂交
(xxxx)
引言
近一个世纪以来,果蝇在生物学研究的舞台上占有举足轻重的地位,是一种理想的模式生物。
随着技术的发展,果蝇还将继续成为重要的模式生物,广泛应用于生命科学的各个研究领域,以探索生命的奥秘和阐明疾病的机制。
近年来,我国以果蝇为模式生物的科研队伍在不断壮大可以预见,小小的果蝇将会在我国建立创新型国家的过程中作出更大的贡献[1]。
在果蝇杂交中,有相对性状的品系之间进行杂交,杂种F1表现为显性,杂种F1形成配子时,带有显隐杂合等位基因的一对同源染色体对等分离,等位基因也随着分离,产生两种不同配子,因此,不论显性性状还是隐性性状都将在F2中按一定的比例在不同的个体上重新出现[2]。
一对基因在杂合状态中保持相对的独立性,而在配子形成时,又按原样分离到不同的配子中去。
理论上配子分离比是1:
1,子二代基因型分离比是1:
2:
1,若显性完全,子二代表型分离比是3:
1。
这就是分离定律。
孟德尔从豌豆中选取了许多稳定的,易于观察的性状观察分析[3]。
所谓的性状是生物体所表现的形态特征和生理特性的总称。
孟德尔在研究豌豆等植物的性状遗传时,把植株所表现的性状总体区分为各个单位作为研究对象,这些被区分开的每一个具体性状称为单位性状(unitcharacter).如豌豆的花色,种子形状,子叶颜色,豆荚形状,未成熟豆荚的颜色,花序着生部位和株高等性状。
不同个体在单位性状上常有着各种不同的表现,如豌豆有红花和白花,种子形状有圆粒和皱粒,子叶颜色有黄色和绿色等。
这种同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异,称为相对性状。
果蝇的长翅(+)和残翅(vg)是一对相对性状。
它们是位于常染色体上的一对等位基因[4]。
野生型果蝇的双翅是长翅,(+/+)翅长过尾部。
残翅果蝇(vg/vg)的双翅几乎没有,只有少量残痕,无飞翔能力。
vg的座位是第二染色体67.0。
长翅对残翅显性完全。
试验中采用纯种的残翅雌果蝇与野生的雄果蝇杂交,以验证孟德尔·
分离第一定律。
1果蝇生活史
果蝇的生活周期长短与温度有密切关系。
一般来说,30℃以上温度能使果蝇不育或死亡,低温能使生活周期延长,生活力下降,饲养果蝇的最适温度为20~25℃。
其生活史包括:
卵→幼虫→蛹→成虫。
图1
fig1
图2
fig2
2果蝇雌雄的鉴别
雌果蝇个体较大,腹部末端较尖,腹部背面有五条黑条纹,外生殖器较简单,有阴道板和肛上板等结构,腹部腹面有6个腹片无性梳;
雄果蝇个体较小,腹部末端较钝,腹部背面有三条黑条纹,最后一条极宽,并延伸到腹面外生殖器较复杂,有生殖弧、肛上板、阴茎等结构,腹部腹面有4个腹片,前腿跗节上有性梳[5]。
图3左雌,右雄
fig3Femaleleft,Rightmale
3实验材料
材料:
野生型长翅果蝇和残翅突变型果蝇。
器材和仪器:
显微镜、双筒解剖镜、放大镜、镊子、麻醉瓶、白瓷板、毛笔、载玻片、盖玻片等。
试剂:
玉米粉、酵母粉、蔗糖、琼脂、蒸馏水、乙醚、70%酒精、丙酸等。
4培养基的配制
培养基的配制:
4-5人为一组,按照所需的量配制相应的培养基。
现在以300ml为例,培养基的配方如下:
A:
葡萄糖23.45g,琼脂2.345g,加蒸馏水150ml,煮沸溶解。
B:
玉米粉30.9375g,加水150ml,加热搅拌均匀后,在加2.625g酵母粉。
将A和B混合加热成糊状后,加1.875ml丙酸,即可分装到培养瓶中。
每瓶分装30ml左右,将瓶壁擦拭干净后,用纸包扎好后即可进行高压蒸汽灭菌。
灭菌后在2到3天内未发生霉变,即可用[6]。
5实验方法
5.1麻醉
成体果蝇好动,如何将它们成功移入新培养瓶呢?
有效的方法是麻醉。
所用的麻醉瓶可直接用干净的培养瓶,或用广口瓶代替。
用左手小指与无名指夹取麻醉瓶瓶塞。
在瓶塞滴加2~3滴乙醚。
取果蝇培养瓶轻拍瓶壁,使果蝇震落在瓶底。
再用左手无名指与中指夹取培瓶塞,培养瓶口与麻醉瓶口对接轻拍上方的培养瓶将果蝇落到麻醉瓶里。
然后迅速盖好两个瓶塞,半分钟左右,果蝇被麻醉,活动缓慢,注意麻醉不得过度,如果果蝇两翅展开且肢体僵硬.说明已致死。
因此,必须抓紧时间移人新培养瓶中,可将培养瓶横卧于白纸或白瓷盘上,用干净毛笔把所需果蝇挑选出来,待果蝇清醒后,再竖立加塞,防止果蝇粘在培养基上。
图4
fig4
图5处理后的果蝇
fig5Afterdealingwithfruitflies
5.2选果蝇
5.2.1残翅雌处女蝇
雌蝇一定要选处女蝇,可在实验前2-3天陆续收集,雌雄个体分开培养。
,因此在做杂交试验时,雌蝇必须选用处女蝇(没有交配过的雌蝇)。
那么如何才能得到处女蝇呢?
一般来说,刚羽化出来的果蝇在12小时之内是不进行交配的,所以在这段时间内选出的雌蝇即为处女蝇。
为了保险起见,可以在羽化后的8小时内挑选。
因此,在杂交实验开始的一段时间内,各实验小组要根据自己的实验设计,精心挑选处女蝇。
为了操作方便,可以在每天早晨8:
00~9:
00将培养瓶内的成蝇杀死,次日傍晚17:
00~19:
00对新羽化出的果蝇进行挑选。
共三组,每组4~5只,单独培养观察3天无卵产生说明处女蝇收集成功。
图6残翅雌果蝇
fig6Vestigialfemalefruitflies
5.2.2长翅雄果蝇
用纯种长翅果蝇培养到有白色幼虫孵出时,放飞亲本果蝇,待幼虫成蛹后,收集雄果蝇,共三组,每组8~10只。
图7长翅雄果蝇
fig7LongwingedmaleDrosophilamelanogaster
5.3果蝇交配
交配方式:
将雌雄果蝇放在一起培养,雌蝇的生殖器中有贮精囊,可保留交配所得的大量精子,雌蝇一次交配所得的精子,足够它多次排出的卵受精。
杂交时把所需品系的雄蝇直接放到处女蝇培养瓶中,贴好标签,注明两亲本的基因型及交配日期,移入25℃温箱中进行培养。
7~8天后倒掉亲本(一定要倒干净,以免亲代和子代混淆)。
由此得F1代。
5.4观察
10天后,F1代开始羽化,观察F1翅膀(表型),注意显、隐性关系,连续检查一周,并计数统计,或在释放亲本7天后集中观察。
可靠的计数及观察是培养开始的20天以内(时间延长就可能产生F2代,影响实验效果)。
观测数目在200只以上,不少于50只。
6数据分析与结果讨论
F1代:
日期
6月8日
6月9日
6月10日
6月11日
性状
雌果蝇数目\只
雄果蝇数目\只
12
10
13
6
3
2
长翅
表1F1代
Table1TheF1generation
从收集的结果可看出,所得到的F1代果蝇都为长翅,没有发生性状的分离,符合孟德尔遗传定律。
且由F1代实验结果可知,在长翅(+)与残翅(vg)性状中,长翅(+)对残翅(vg)为显性。
图谱分析:
P长翅(VgVg)×
残翅(vgvg)
F1长翅(Vgvg)
其结果符合孟德尔分离定律,但该是经验存在以下几个弊端:
1)实验过程中记录的数据太少;
2)没有进行正反交两个杂交组合;
3)由于该实验持续的时间长,有很强的连续性,而时间有限,没有进行下一步的F2代杂交实验;
因此,实验结果还不能完全作为孟德尔定律的依据,如使实验结果更具有说服力,侧还需通过正反交实验进行验证,进行下一步的F2代杂交实验,并经χ2检验。
在χ2检验中,当与特定的χ2值对应的概率小于0.05时,可以认为实验数据与理论值的偏差是显著性的,亦即,这种偏差不是单纯的实验误差造成的,例如,可能是由实验步骤错误引起的。
假如该概率远远小于0.01,甚至可能原来的理论本身就是错误的。
另一方面,当与特定的χ2值对应的概率大于0.05时,通常可以判断实验数据与理论值没有显著差异,亦即,实验数据支持特定的理论[7]。
孟德尔定律已有大量的证据证明其正确性。
如果实验结果和理论值之间出现显著偏差,一般可以考虑以下原因:
1)产卵多,幼虫密度过大,自然选择导致突变型个体生存不利,死亡率高于野生型。
2)杂交亲本弃除不完全,或者有其他品系果蝇混人。
3)部分新羽化的果蝇黏死在培养基上,导致表型无法识别。
4)将F2个体误记人F1数据。
5)杂交所利用的基因附近恰好有其他对果蝇生存力有影响的基因。
6)即使理论和实验操作都没有错误,仍有0.05的概率发生偶然误差,结果导致实验数据显著偏离理论预期值。
总结
1、在培养过程中培养基会发生发霉现象。
可能性因为酵母菌与霉菌生活环境相似,均为pH4.5~6.0。
所以在培
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