CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC ĐỂ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC ĐỂ LẬP BẢN ĐỒ DI TRUYỀNLẬP BẢN ĐỒ DI TRUYỀN

I.I. Phân tích bộ bốnPhân tích bộ bốnII.II. Trao đổi chéo nguyên phânTrao đổi chéo nguyên phânIII.III. Lai tế bào sômaLai tế bào sôma

I. Phân tích bộ bốnI. Phân tích bộ bốn

1.1. Chu trình sống của vi nấmChu trình sống của vi nấm2.2. Bộ bốn và phép phân tích bộ bốnBộ bốn và phép phân tích bộ bốn3.3. Phân tích bộ bốn TĐC để lập bản đồ liên Phân tích bộ bốn TĐC để lập bản đồ liên

kết genkết gen4.4. Xác định khoảng cách giữa gen và tâm Xác định khoảng cách giữa gen và tâm

động ở những loài có bộ bốn xếp hàngđộng ở những loài có bộ bốn xếp hàng

1. Chu trình sống của vi nấm1. Chu trình sống của vi nấm

Vi nấm là sinh vật nhân chuẩn bậc thấp, kích Vi nấm là sinh vật nhân chuẩn bậc thấp, kích thước nhỏ như nấm men, nấm mốc… và tảo có thước nhỏ như nấm men, nấm mốc… và tảo có vòng đời chủ yếu là pha đơn bội (n) – đó là các vòng đời chủ yếu là pha đơn bội (n) – đó là các bào tử. bào tử.

Các bào tử có kiểu giới tính khác nhau kết hợp Các bào tử có kiểu giới tính khác nhau kết hợp lại thành tế bào lương bội.lại thành tế bào lương bội.

Vòng đời của các sinh vật này là sự luân phiên Vòng đời của các sinh vật này là sự luân phiên giữa pha lưỡng bội và đơn bội.giữa pha lưỡng bội và đơn bội.

Có thể nuôi cấy vi nấm trên môi trường nhân tạo Có thể nuôi cấy vi nấm trên môi trường nhân tạo như nuôi cấy vi khuẩn.như nuôi cấy vi khuẩn.

Ví dụ: Vòng đời của nấm men Ví dụ: Vòng đời của nấm men Saccharomyces serevisiaeSaccharomyces serevisiae

2. Bộ bốn và phép phân tích bộ bốn2. Bộ bốn và phép phân tích bộ bốn

Bộ bốnBộ bốn: Tế bào lưỡng bội giảm phân trong một cấu : Tế bào lưỡng bội giảm phân trong một cấu trúc đặc biệt được gọi là trúc đặc biệt được gọi là bào tử nangbào tử nang. Như vậy, . Như vậy, bào tử nang chứa bốn bào tử đơn bội và được bào tử nang chứa bốn bào tử đơn bội và được gọi là gọi là bộ bốnbộ bốn. Ở một số loài, bốn tế bào đơn bội . Ở một số loài, bốn tế bào đơn bội còn nguyên phân một lần nữa, tạo 8 bào tử. còn nguyên phân một lần nữa, tạo 8 bào tử.

Phân tích bộ bốnPhân tích bộ bốn: Có thể nuôi cấy trực tiếp bốn : Có thể nuôi cấy trực tiếp bốn bào tử này và phân tích di truyền chúng (vì là bào tử này và phân tích di truyền chúng (vì là đơn bội nên ta có thể xác định ngay được kiểu đơn bội nên ta có thể xác định ngay được kiểu hình và kiểu gen của chúng). Đó là phép phân hình và kiểu gen của chúng). Đó là phép phân tích bộ bốn.tích bộ bốn.

Bộ bốn không xếp hàngBộ bốn không xếp hàng: Bốn bào tử sắp xếp ngẫu nhiên : Bốn bào tử sắp xếp ngẫu nhiên trong bào tử nang. Ví dụ: nấm men.trong bào tử nang. Ví dụ: nấm men.

Bộ bốn xếp hàngBộ bốn xếp hàng: Bào tử nang có dạng hình ống. Các bào : Bào tử nang có dạng hình ống. Các bào tử sắp xếp thành một hàng theo trình tự xác định. Ví dụ: tử sắp xếp thành một hàng theo trình tự xác định. Ví dụ: Neurospora crassa.Neurospora crassa.

3. Phân tích bộ bốn TĐC để lập 3. Phân tích bộ bốn TĐC để lập bản đồ liên kết genbản đồ liên kết gen

Dựa vào tần số TĐC để Dựa vào tần số TĐC để xác định khoảng cách xác định khoảng cách giữa hai gen liên kết.giữa hai gen liên kết.

Khi hai gen liên kết TĐC Khi hai gen liên kết TĐC sinh ra các kiểu bộ bốn sinh ra các kiểu bộ bốn TT và NPD.TT và NPD.

Nếu hai gen không liên Nếu hai gen không liên kết thì số kiểu bộ bốn kết thì số kiểu bộ bốn giống và khác bố mẹ giống và khác bố mẹ bằng nhau.bằng nhau.

Nếu PD > NPD thì hai Nếu PD > NPD thì hai gen liên kết.gen liên kết.

Tần số TĐC:Tần số TĐC: NPD + 1/2TTNPD + 1/2TT

R = x 100 (cM)R = x 100 (cM) Tổng số bộ bốnTổng số bộ bốn(Chỉ lấy 1/2TT vì chỉ có hai nhiễm (Chỉ lấy 1/2TT vì chỉ có hai nhiễm

sắc tử tham gia TĐC)sắc tử tham gia TĐC)

Ví dụ: Lai hai chủng nấm men có Ví dụ: Lai hai chủng nấm men có kiểu gen arg+ (tổng hợp được kiểu gen arg+ (tổng hợp được lysine nhưng không tổng hợp lysine nhưng không tổng hợp được arginine) với chủng +lys, được arginine) với chủng +lys, thu được kết quả như bảng thu được kết quả như bảng bênbên

Tần số TĐC:Tần số TĐC:[(2 + ½(68)]/180 x 100 = 20 (cM) [(2 + ½(68)]/180 x 100 = 20 (cM)

682110

arg +arg lysarg +

arg lysarg lysarg +

+ ++ ++ lys

+ lys+ ++ lys

TTNPDPD

Để xác định trật tự Để xác định trật tự giữa ba gen liên kết, giữa ba gen liên kết, ta dùng phép lai ba ta dùng phép lai ba điểm.điểm.

Ví dụ: lai hai chủng Ví dụ: lai hai chủng nấm men có kiểu gen nấm men có kiểu gen abc x +++, phân tích abc x +++, phân tích 1000 bào tử nang và 1000 bào tử nang và thu được kết quả sau:thu được kết quả sau: 22227580837

++c+bc++c++++++++++++

++c+bc+bc+b++bc++c+++

ab+a++a++a+cabcabcabc

ab+a++ab+abca++ab+abc

GFEDCBA

Bước 1: xác định các bộ bốn PD, NPD và TT cho từng cặp Bước 1: xác định các bộ bốn PD, NPD và TT cho từng cặp gen. Ta có bảng sau: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

TTNPDPDCặp gen

Bước 2: Xác định khoảng cách giữa các genBước 2: Xác định khoảng cách giữa các gen

Khoảng cách giữa a-b:Khoảng cách giữa a-b: R = [2 +(1/2)79]/1000 x 100 = 4,15 cMR = [2 +(1/2)79]/1000 x 100 = 4,15 cM Khoảng cách giữa a-c:Khoảng cách giữa a-c: R = [6 +(1/2)155]/1000 x 100 = 8,35 cMR = [6 +(1/2)155]/1000 x 100 = 8,35 cM Khoảng cách giữa b-c:Khoảng cách giữa b-c: R = [2 +(1/2)84]/1000 x 100 = 4,40 cMR = [2 +(1/2)84]/1000 x 100 = 4,40 cM Vậy trật tự các gen là:Vậy trật tự các gen là: a------------b---------------ca------------b---------------c 4,15 4,44,15 4,4

4. Xác định khoảng cách giữa gen và tâm 4. Xác định khoảng cách giữa gen và tâm động ở những loài có bộ bốn xếp hàngđộng ở những loài có bộ bốn xếp hàng

Trao đổi chéo giữa gen và tâm động sẽ sinh các bào tử Trao đổi chéo giữa gen và tâm động sẽ sinh các bào tử nang có trật tự sắp xếp các bào tử khác nhau.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 Nếu không có TĐC, ta có tỷ lệ phân ly bào tử là 4:4 (Kiểu phân ly MI)(Kiểu phân ly MI)

Nếu TĐC giữa nhiễm sắc tử 2 và 3, ta có tỷ lệ phân ly 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 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.phân ly 2:4:2. Đây là kiểu phân ly MII.

Để xác định khoảng cách Để xác định khoảng cách giữa một gen nào đó với giữa một gen nào đó với tâm động, ta chỉ cần tính tâm động, ta chỉ cần tính tỷ lệ bộ bốn MII.tỷ lệ bộ bốn MII.

Ví dụ: phân tích 100 bộ Ví dụ: phân tích 100 bộ bốn do nấm bốn do nấm NeurosporaNeurospora lưỡng bội kiểu gen +b: lưỡng bội kiểu gen +b: các nhóm A, B, C, D là các nhóm A, B, C, D là các bộ bốn MII.các bộ bốn MII.

Tần số TĐC giữa gen b Tần số TĐC giữa gen b và tâm động là:và tâm động là:

R = (1/2)40/100 x 100 = 20 R = (1/2)40/100 x 100 = 20 cM.cM.

(Chỉ lấy ½ số bộ bốn MII vì chỉ có (Chỉ lấy ½ số bộ bốn MII vì chỉ có hai nhiễm sắc tử tham gia hai nhiễm sắc tử tham gia TĐC)TĐC)

6010101010+b+b++b+b+++b+b++b+bb+bb+b+bb+bb++bbb++bEDCBA

II.Trao đổi chéo nguyên phânII.Trao đổi chéo nguyên phân

Trao đổi chéo có thể xảy ra ở nguyên Trao đổi chéo có thể xảy ra ở nguyên phân, tạo ra quần thể tế bào có kiểu hình phân, tạo ra quần thể tế bào có kiểu hình đột biến.đột biến.

Trao đổi chéo nguyên phân là công cụ Trao đổi chéo nguyên phân là công cụ quan trọng để lập bản đồ DT ở các loài quan trọng để lập bản đồ DT ở các loài nấm.nấm.

Trao đổi chéo nguyên phân xảy ra với tần Trao đổi chéo nguyên phân xảy ra với tần số thấp hơn nhiều so với TĐC giảm phân.số thấp hơn nhiều so với TĐC giảm phân.

Ví dụVí dụ :: Ruồi giấm dị hợp tử Ruồi giấm dị hợp tử y sn//+ +y sn//+ + (y: thân vàng, sn: lông xém) lẽ ra (y: thân vàng, sn: lông xém) lẽ ra phải có kiểu hình bình thường thì có những vùng trên thân có lông 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 vàng, có vùng có lông xém, có những vùng xen kẽ cả hai kiểu hình đột biến trên.biến trên.

TĐC nguyên phân sẽ sinh ra các dòng tế bào là đồng hợp TĐC nguyên phân sẽ sinh ra các dòng tế bào là đồng hợp tử kể từ vị trí TĐC đến đầu mút của NSTtử kể từ vị trí TĐC đến đầu mút của NST

Tỷ lệ các dòng đồng hợp tử phản ánh trật tự và khoảng 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 cách giữa các gen, từ đó lập bản đồ (gọi là bản đồ nguyên phân)phân)

Ví dụVí dụ: ở một cá thể dị hợp tử : ở một cá thể dị hợp tử về 5 locut gen a, b, c, d, e, về 5 locut gen a, b, c, d, e, người ta phát hiện 300 dòng người ta phát hiện 300 dòng đột biến với số lượng như đột biến với số lượng như bảng bên.bảng bên.

Số liệu cho thấy gen e nằm xa Số liệu cho thấy gen e nằm xa tâm động nhất, rồi đến d, c, b, tâm động nhất, rồi đến d, c, b, a.a.

Khoảng cách tương đối giữa Khoảng cách tương đối giữa các gen (% dòng đột biến):các gen (% dòng đột biến):

oo------a------b-------c---d--e--------a------b-------c---d--e-- 33,3 20 25 13,3 8,333,3 20 25 13,3 8,3 300Tổng số

25e40d e75c d e60b c d e

100a b c d e

Số lượngKiểu hình các dòng đột biến

Khác biệt giữa bản đồ nguyên phân và bản đồ di Khác biệt giữa bản đồ nguyên phân và bản đồ di truyền được xây dựng qua TĐC giảm phân:truyền được xây dựng qua TĐC giảm phân:

Trật tự các gen giống nhau nhưng khoảng cách Trật tự các gen giống nhau nhưng khoảng cách giữa các gen khác nhau nhiều.giữa các gen khác nhau nhiều.

TĐC nguyên phân xảy ra chủ yếu ở vùng dị TĐC nguyên phân xảy ra chủ yếu ở vùng dị nhiễm sắc.nhiễm sắc.

Là phương tiện quan trọng để lập bản đồ gen ở Là phương tiện quan trọng để lập bản đồ gen ở các loài nấm không có chu kỳ hữu tính (ví dụ: các loài nấm không có chu kỳ hữu tính (ví dụ: AspergillusAspergillus))

III. Lai tế bào sômaIII. Lai tế bào sôma

Các tế bào động thực vật có Các tế bào động thực vật có thể nuôi cấy trên môi trường thể nuôi cấy trên môi trường nhân tạo. Các tế bào người nhân tạo. Các tế bào người nuôi cấy có thể tồn tại qua nuôi cấy có thể tồn tại qua khoảng 50 lần phân bào.khoảng 50 lần phân bào.

Các tế bào khác loài có thể kết Các tế bào khác loài có thể kết hợp (gọi là dung hợp tế bào), hợp (gọi là dung hợp tế bào), tạo tế bào lai “dị nhân”.tạo tế bào lai “dị nhân”.

Tế bào lai “người – chuột” Tế bào lai “người – chuột” thường được dùng để nghiên thường được dùng để nghiên cứu định vị các gen trên NST cứu định vị các gen trên NST người.người.

NST người thường bị mất dần NST người thường bị mất dần ở các tế bào lai qua các thế hệ ở các tế bào lai qua các thế hệ phân bào.phân bào.

Nhiễm sắc thể bị mất ở các tế bào laiNhiễm sắc thể bị mất ở các tế bào lai

NgườiNgườiỔn địnhChuột nhàKhỉLợnCừu

Người – chuột nhàNgười – chuột đồngChuột cống – chuột nhàChuột đồng – chuột nhàKhỉ - chuột đồngLợn – chuột đồngCừu – chuột đồng

NST bị mất là của loài

Tế bào lai giữa hai loài

Có thể sử dụng kết quả phân tích các dòng tế bào lai để định vị gen 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 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 11có NST 11 => gen quy định insulin nằm trên NST 11

nniinninniiinsulin

papaaaaaaaaaaapapaapaaa

aaapaaaaaaaaaaaapaaaapa

apaaapaaaapaaapaaaapaap

aaapapaaaapaaapaaaapaaa

aaaaapaaaaaaaapapaapaaa

aaapapaaaaaaapaapaaaapa

paaaaaapaapapaaaaaaapaa

aaappaapaaaaapaaaaapaaa

aaaaappaaaaapapaappaaap

aaaaaaapaapaaaaapaapaap

paaaapaaaapaaapapaapaaa

123456789

10111213141516171819202122X

Dòng 11

Dòng 10

Dòng 9

Dòng 8

Dòng 7

Dòng 6

Dòng 5

Dòng 4

Dòng 3

Dòng 2

Dòng 1

NST ngườ

i