果蝇遗传经典fly pushing中文版1Word文档格式.docx
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因此它们从亲代到子代的传递方向可以很清楚地分辨出来，由于它们完全不与其同源染色体重组，故其同源染色体的去向亦可相应地推断出来。
由于同源染色体可靠分离，即使其同源染色体没有显性标识也照样可以判断出来。
若子代未获得平衡染色体，则必获得其同源染色体。
这是果蝇杂交方案中最重要的原理。
本章将要详细讨论的平衡子是大量重排（倒置）染色体中的一个特例。
其它将会在以后的讨论中出现的重排有：
易位，复合染色体，缺失和重复。
几种主要重排种类列于下：
●
倒置：
其中在同一染色体上发生两次断裂和修复事件，导致出现一个倒置片段（断点用括号表示）。
易位：
两条染色体上发生断裂和修复，结果是两个片段发生交换。
复合染色体：
两条左臂或两条右臂连在同一着丝
●缺失：
同一条染色体上发生两次断裂，修复时除去了中间片段。
重复：
切除的片段插入到另一条染色体上形成双份
果蝇的另一个重要特征是唾液腺中的多线染色体。
其上有高分辨的带状图案。
早些时候，人们将基因的作图位置和染色体的物理特征联系起来，并确定染色体重排的断点位置。
在分子时代，它们有助于克隆序列的物理定位。
每条主染色体臂分为20个编号的片段，X为1-20，2L为21-40，2R为41-60，3L为61-80，3R为81-100，第4条染色体为101-104。
每一片段又按字母顺序分为几个区，每个字母编号的区再分为数字编号的带。
带有标记的突变体是解释基因型的关键。
有时它们用于标记你所想要研究的那条染色体，但它们更多的是标记你想丢掉的那条染色体。
大批突变体影响眼的颜色、眼的形状、翅膀形状、翅膀脉络、刚毛颜色、刚毛形状和表皮色素形成，这几种主要表型用于标记不同的染色体臂。
突变体表型的描述可见于Lindsley和Zimm的书。
在本书的插页中也画了一些最常用的标识。
只需多看几眼便可认识。
但有关这些标识表达的一致性和它们之间的相互作用应该牢记。
表达的一致性反映了由果蝇突变基因的基因型表现出的表现型的可能性，如果突变基因型表现出一定的表现型，其表现型又将在怎样一个范围内表现。
用来描述突变的“等级”包含了这些参数，最高的是指极端的一致的状态。
当通过标识选择突变体时，一定程度的不一致性是可以允许的。
最坏的情况就是漏掉一些果蝇。
可是当你不想要某一标识的果蝇时，那就危险的多。
在这种情况下，必须严格保持基因表现的一致性---至少对那些不一致性心里应该有底。
这能帮你分辨出那些标识可能有问题。
当你同时使用两个影响同一性状的突变标识时，它们之间的相互作用就显得十分重要。
比如，当使用了两个都影响刚毛形状的突变时，搞清楚双突变是怎样的，是否能与单突变体区分的开是很重要的。
这些信息一般在红皮书中是找不到的。
你要靠自己的经验了。
毛主席语录：
果蝇命名是纸老虎。
果蝇遗传学可以简化成一些简单的规则，下面举例说明：
1．f;
cnbw;
TM2/tra
本例说明以下几点：
●只有染色体上有某种突变才写上它的基因型，染色体按X/Y;
2;
3;
4顺序排列，此例中f;
TM2/tra分别指X，第2，第3染色体。
●果蝇基因型一般用斜体表示；
突变体名称一般不用斜体，尽管有些杂志至今还这样做。
本书按惯例行事。
●突变体简写一般不超过3个字母，f代表forked，影响刚毛的形态；
cn代表cinnabar，bw代表brown，它们都影响果蝇眼的颜色，共同作用时形成白眼；
TM2指平衡染色体“thirdmultiple#2”；
tro是transformer参与性别决定。
●小写字母代表隐性表型，大写为显性，基因命名根据酶或蛋白质（例如Adh代表乙醇脱氢酶）或根据特殊染色体的重排（平衡染色体TM2）。
●基因符号间的分号表示不同的染色体。
例如，上面提到的基因型分别在X;
第2;
第3染色体上。
●重排染色体后面的逗号表示后续基因也在此染色体上（例如TM2的全称是TM2,Ubx因为它带一个突变的等位基因Ultrabithorax）。
●染色体基因型写成一行表示此基因型是纯合型，杂和型则写成两行，每一行对应一条同源染色体。
任何未写明的均表示野生型；
因此f代表X染色体带有forked的等位基因；
X染色体的其它位点被认为是野生型；
杂合时只标出每个染色体的突变位点。
C
（1）RM表示一个复合染色体。
C
（1）表示是第一染色体的复合染色体，RM代表着丝粒反向居中，即着丝粒在染色体中间，一条臂与另一条臂方向相反（即它们用相同的那一端连在着丝粒上），一般记为X^X或attached--X。
●这特殊的联体是y2等位基因的纯合子（发现的第二个等位基因），使表皮颜色为黄色和黑色刚毛，这与y不同，后者具有黄色表皮和刚毛。
●由于联体包含两条同源的X染色体连接在同一个着丝点上，它们之间不会发生分离，通常，这些果蝇在保存时，雌雄果蝇都带有Y染色体；
这是为了保证所有的雄性果蝇都是可育的。
（Y染色体的有无与性别决定无关，并且对雌性的两条X染色体无影响，但对精子的活动力有影响。
由于在雄蝇中X和Y分离，它们的儿子获得Y染色体的唯一途径是从其母处获得。
这样就保证了所有的果蝇都有Y染色体。
）
●此种第二染色体基因型杂合体：
一个是平衡子In（2LR）O,Cy，带有翘翅显性突变，另一条染色体带有显性突变Sco，它没有胸部的毛；
In（2LR）指的是第二条染色体上的左臂和右臂间的倒置。
●最后一个染色体基因型是指第四染色体，是等位显性突变的杂合体，对于这两个基因的其它等位基因大多是隐性的。
这里例外用大写的上标D来表示显性，而不是按惯例将突变名称大写。
由于这两个等位基因是纯合致死的，故所有的果蝇都保持这两个基因的杂合态。
●0
●0染色体重排通过缩写符号后面跟相关染色体编号和重排名称来表示。
例如：
In
（1）sc4X染色体上被称为“scute-4”的倒置，由于断点在
scute位点上而产生的突变表型。
Df（3R）P14第3染色体右臂部分缺失，P14代表Pasadena-14
T（1;
4）Bs1,4染色体间易位，各有一个断点和相互重新连接，造成严重的棒眼表型，叫Stone（Bs）
Tp（3;
1）ry35第三染色体的一个片段转座到X上，其中一个断点产生眼颜色突变表现型；
有时称为易位Tp（3;
1）ry35；
转座有时指一个片段从同一染色体一处移到另一处；
当此X染色体在第三对染色体正常的果蝇中存在时，就成为重复，记为Dp（3;
1）ry35
R
（1）WvC环X，没有自由末端的X染色体，本例中有白眼基因的异常表达。
V—variegation,C-catcheside
C（3L）RM，h由第三染色体两条左臂组成的复合染色体，又称attached-3L，它是突变等位基因hairy的纯合体，使果蝇颈和头部多毛。
RM指着丝粒反向居中；
第三染色体的两条左臂连在同一条染色体上，而非各自通过着丝粒与右臂相连；
Metacentric指着丝粒在染色体的中间，reveased指两条3L是通过着丝粒反向相连的，3L原来的外端仍然在最边上。
（这与顺序着丝粒居中不同，后者有一个3末端与着丝粒相连）
F（2L）只有第二染色体的游离左臂与着丝粒相连。
y+YY染色体上有一段带有的野生型等位基因的片段的重复，记作Tp（1;
y）y+:
注意：
Y大写是指染色体，y小写是指基因位点。
平衡染色体的存在使果蝇与其它生物在遗传学上有所不同。
大多数隐性突变在杂合状态下是看不出来的。
果蝇通过杂交显性基因型能可靠地从其后代中分辨出来，这给果蝇遗传学比其它双倍体生物的操作更容易和有效。
H.J.Muller最早提出了平衡子这一概念，他还完成了许多果蝇遗传学的核心工作，他首先发现了平衡染色体能抑制染色体交换，并且用它来分离了新的染色体上的致死基因。
从此，多重倒置染色体几乎不与其同源染色体发生交换这一原理就确定了。
当这些平衡染色体还携带一些突变标识时，它们在分离分析和定向合成基因型的工作中成为有力的工具。
由于这些标记常常是隐性致死的，这就提供了构建“平衡致死”品系的有效手段，在平衡致死品系中只有平衡子或致死突变的杂合体才能成活。
第二和第三染色体上都有许多平衡子。
由于第四染色体不发生交换故不需要平衡子。
最有效的平衡子是能够抑制整条染色体发生交换。
不能作到这一点的那些一般有很大一部分的正常序列，所以能偶尔与其同源染色体在随后的配对中发生联会和双交换。
这将导致平衡子瓦解—部分被正常序列所替代，一些标记交换到了同源染色体上。
显然这种情况应该避免，因为它使平衡子的使用混乱化。
由于X染色体在雄性果蝇中为半合子状态，大部分X的平衡子不携带隐性致死基因。
相反，有些X染色体平衡子带有隐性雌性不育突变，以防止品系被“置换”。
平衡子通常以字母代表染色体（F代表X染色体，S代表第二染色体，T代表第三染色体）M代表多重倒置，还用数字和小写字母表示系列号。
有时，在起名字后面跟着平衡子所携带的主要突变标记的遗传符号。
如下面列出的大部分平衡子，每条染色体都有不只一种平衡子：
X染色体
●FM7a（In（1FM7）,y31d,sc8）,带有显性突变Bar（B），隐性突变yellow（y31d）,scute（sc8）,white-apriccot（wa）,vermilion（vOf）
●FM7b,带有y31d,sc8,wa和隐性雌性不育基因lozenge（lzsp）
●FM7c,带有y31d,sc8,wa和隐性雌性不育基因singed（snx2），vermilion（vof），garnet（g4）
第二染色体
●SM6（realnameIn（2LR）SM6,al2Cydplv1cn2sp2），带有显性标记Curly和各种隐形标记dumpy,cinnabar,speck.
●In（2LR）O,Cydplv1cn2pr,带有显性标记Curly和隐形标记dumpy,cinnabar,speck.
第三染色体
●TM3（realnameIn（3LR）TM3,y+riPpsepbx34ee）,其带有野生型基因yellow和隐形标记radiusincompletus,pinkpeach,sepia,bithorax,ebony,显性标记stubble,ser,也叫beaded-serrate
●TM6（In（3LR）TM6,Hnpssp88bx34eUbxp15e）其带有显性标记Henna,Ultrabithorax,隐形标记spinless,bithorax,ebony
●TM6B（In（3了R）TM6,Hue）其带有显性等位基因Antennapedia（Hu）,Dichaete（D3）,Tubby,隐形标记ebony
●TM8（In（3LR）TM8,l（3R）DTSthstsbe）,其带有温度敏感显性致死（l（3R）DTS）,其带有显性标记stubble,隐形标记thread,scarlet,ebony。
TM9是它的派生物。
●T（2;
3）CyO;
TM9它是第二和第三染色体的双平衡子,是由射线诱导的在In（2LR）O,Cy和TM9之间易位的结果。
由于In（2LR）O,Cy部分和TM9部分是紧密连锁的，为了得到整倍体它们都必须存在与同一个合子中。
命名后，下一步果蝇遗传学中最困难的就是交配方案。
交配方案是收集所需的基因型和进行杂交的简写。
容易使人产生迷惑的一个方面是它不写出所有果蝇后代的基因型，只写出所需要的基因型。
如果方案设计正确，象基因型一样，果蝇也表现出独特的表现型。
未写出的假设是同源染色体相互配对并在第一次减数分裂中彼此分离，在精子和卵子中染色单体是随机的，受精卵中可能的二倍体染色体组合也是随机的。
它们是否能存活是另外的问题。
我们假设最初它们是都产生了的。
简图表示了交配中所涉及的同源染色体的基因型。
下面是一个简单而典型的例子：
此图表示雄性果蝇（因为其有一条X和一条染色体Y，多只雄性果蝇用♂♂符号表示）与纯合FM7a和双杂合In（2LR）O,Cy带有显性标记Scutoid的雌性（处女蝇，多只用♀♀表示）果蝇杂交。
由于雄性果蝇基因型中未提及第二、三染色体，它们被假设完全没有遗传突变的野生型（+）。
（在论文的方法部分，这些平衡子将使用其正式名称In
（1）FM7a和In（2LR）O,Cy。
而在实验室中可用简写形式，本书的大部分例子也采用简写。
前面已经提到，一些FM7带有隐性雌性不育突变，这里FM7a则不带此突变，本例可以使用。
这个杂交将产生许多不同的后代。
这里只显示了其中一种：
X染色体FM7a和nd杂合第二染色体杂合的In（2LR）O,Cy雌蝇。
同时，在培养瓶中你也回发现其它种果蝇：
每一种在表型和基因型上是唯一的。
FM7a上的显性突变Bareye使得带有FM7a的子代果蝇可以清楚地辨认出来。
同样第二染色体In（2LR）O,Cy上的互不影响的显形突变Curly和Scutoid（使胸后部的刚毛消失），使得带有这些突变的果蝇很容易分辨出来。
nd突变无法肉眼分辨，在雌性杂合体中不影响表型。
（Bar是X染色体很好的显性标记，因为无论在纯合还是杂合状态都能成活，并且二者能够区分开；
雌蝇B/B比B/+的棒眼更严重。
雄蝇中，X染色体没有纯合子，只有半合子[雄蝇B/Y的棒眼程度与雌蝇B/B一样严重]，Bar的生存能力有助于带有FM7a的雄蝇成活。
相反，常染色体的平衡子带的显性标记突变不需要在半合子状态下能成活，因为第二、三染色体的半合子是致死的。
本方案中未写出的假设是减数分裂使同源染色体分离，其任何一个子代个体都只能获得其中之一。
（孟得尔的分离律）。
每一对同源染色体的分离是与其它染色体不相干的。
杂交中亲代雄蝇是性染色体的半合子nd/Y，因而会表现出突变的性状。
由于X和Y染色体在减数分裂中配对并分开，使配子产生两种基因型：
nd和Y。
亲代雌蝇尽管有两条平衡子和标记突变，但只有第二染色体是杂合体，因此只能产生两种可能的配子：
FM7a;
In（2LR）O,Cy或FM7a;
Sco。
这四种配子基因型能形成四种组合。
其它染色体的杂合体将增加配子的可能类型相应地增加子代的类型。
如果你怀疑杂交可能产生后代的种类数，你可以画一个“方块”确保你能想到所有的组合可能。
比“方块”更好的办法是“代数”或分叉法，对多突变基因型更适用。
最重要的一点是确保你要的基因型具有独特的表现型，并能与所有其它后代区分开。
这是果蝇遗传学的关键所在。
幸运的是，对于大多数搞果蝇的人来说，不需要更多的技巧。
需要的是留心，而不是手工技巧，果蝇遗传学最大的优势在于能做各种杂交，并且每一种可能的基因型都可以在子代中准确无误地分辨出来。
为了确保这一点，必须保证子代果蝇是通过你所设计的杂交获得的，而不是由外面乱飞的或非处女雌蝇杂交得来的。
经常你想要得到的果蝇只占子代总数的一小部分，并且可能不是很健康。
这就意味着，开始时要用足够多的果蝇进行杂交，以便你能有足够的子代继续后面的实验。
在室温条件下饲养果蝇最容易。
这还能防止培养箱出问题---这也是造成果蝇绝种的主要原因。
饲养果蝇最成熟的方法是在25C和60%相对湿度的条件下。
在这样的温度下果蝇传代快，成活率高。
发育时间最短，从卵到成虫约需要9-10天。
（如果在培养基中加入霉菌抑制剂传代时间约增加两天。
）果蝇也可以在18C和29C下保存，相应传代时间延长或缩短，并且成活率低。
对于纯种果蝇的饲养，影响其寿命的唯一因素是其健康。
老的培养基饲养出健康的果蝇少，容易长霉菌和螨虫，这些是果蝇的克星。
好的经验是每两周换一次培养基，25C条件下最多保存18天。
杂交所产生的子代的培养还有另一个限制：
杂交18天后将产生第二代果蝇，由于你不知道它们的父母是谁，它们的基因型谁也搞不清。
纯种果蝇可以不经麻醉换培养基。
这只是一些手上的技巧：
将果蝇磕到老瓶的底部（轻点，以免果蝇被食物粘住），迅速拔掉瓶塞，将一个新瓶子口对口倒置于老瓶上，瓶口对准，将瓶子翻过来，轻磕使老瓶子中的果蝇转到新瓶子中。
（轻轻地，不要将旧食物也转到新瓶里）然后快速将新瓶子塞好。
最初几周的操作中，可能会有许多果蝇跑掉。
为了使跑掉的果蝇在实验室中最少，可以使用一些捕蝇的方法。
简单的可以用在一个干净的培养瓶底部放一些醋，少许去污粉和一个放在瓶子上的漏斗，以防止果蝇落水前跑掉。
复杂一点的是商品“buglightes”象郊区后院用的那种。
有时用纱网门，但不利于防火。
由于果蝇只能作为活体饲养保存，最好每一品种都有备份。
并且能保证随时可以收集处女蝇。
对于瓶养果蝇，可以养两瓶，其传代可以是同步的也可以是相隔半代。
给果蝇做标记也是同样重要的，最简单的方法是用一个环行标签将果蝇的全部基因型写在上面。
果蝇开始培养的日期也要写在瓶子上，以便你能确定果蝇的日龄。
开始培养多少果蝇依赖于基因型的成活率，并且每种有一个最佳值。
这需要经验。
一般来说，突变越严重（特别是显性的），成活率越低。
染色体重排（如：
平衡子，复合染色体）降低果蝇的生育率。
瓶中果蝇太少，培养基将被霉和细菌吞噬。
培养瓶中太多果蝇，培养基中由于积累过多“废物”而变得很稀，以致从瓶中向外到果蝇时，培养基也跟着掉出来，搞得那都脏兮兮的。
过稀的食物还造成果蝇的翅膀粘到身体上，使分辨翅膀表型或其它遗传标记时产生困难。
如发现食物变得越来越稀，你可以在食物中加入一小片纸巾。
为了防止纸生霉，事先应对其做防霉处理。
野生型和那些单突变的果蝇一小瓶需要10-15只雌蝇，大瓶要25-35只雌蝇，而小管只需4-8只。
雄蝇的需要量比雌蝇少，因为它可以与多只雌蝇交配。
有多重标记，显性突变和重排染色体的果蝇需要比上述多1到2倍的量。
如果不知道需要多少果蝇开始，最好的办法就是在果蝇发育中经常观察。
当食物开始松动（特别是靠近表面处）时，就表明有足够多幼虫，可以到掉亲代的果蝇了。
这大约需要四天，依不同基因型而定。
做杂交时，及时在子代羽化前将老蝇到掉是很重要的，这样就不会将子代和亲代搞混了。
这也是在瓶子上写上开始日期的另一个好处。
这个题目是指培养那些生存力弱的果蝇，挽救那些所剩数目极少的品种，或者完成一对果蝇的交配。
所采用的基本方针是：
在新鲜的事物瓶中加入新鲜的酵母，在理想条件下（25C，60%相对湿度）饲养，并不时的祈祷。
如果你要在瓶中从雌雄果蝇开始饲养，当你发现有新的后代羽化出来，最好把它们转入新瓶中。
如果羽化的果蝇继续留在原瓶中，将活不长久。
这样你就开始了新的饲养。
如果你有足够的果蝇更快地传下一代，你可以将亲代果蝇半途移到另一个新鲜的培养瓶中，这样你最终得到的子代果蝇数会大增。
为了能清楚的完成杂交，你必须从处女蝇开始。
在25C条件下，新羽化8小时内雌性果蝇不会与雄蝇交配。
这就意味着，通过在早晨和7-8小时后分别收集两次可以很容易获得处女果蝇。
早晨是大多数蛹羽化成成虫的时候（培养箱按昼夜规律照明），这是它们最为著名的昼夜规律。
尽管你可能不认为早晨的雌蝇都是处女蝇，但它们大多数是，这可以从它们苍白的体色，及透明腹部的黑点看出来。
（黑点为果蝇的标记，是肠道中的残留物）如果你很精心地每个早晨都清光瓶中的成虫（包括那些粘到瓶壁和食物上的果蝇），则任何7-8小时内羽化的雌蝇都是处女，尽管它们看不出是新生的样子。
在早晨能收集更多处女蝇的较有效的方法是在头一天收集完后，将果蝇在18C过夜。
在这样温度条件发育显著减慢，新羽化的雌蝇16小时内98%不会交配。
如果你上次瓶子的果蝇已经清理干净，在早晨收集的果蝇可以看作都是处女蝇。
为此，你只需将饲养的温度调为白天25C，夜晚18C即可。
如果非处女蝇的后代容易分辨的话，2%的误差不会有问题，否则还是保守点好。
对于很多杂交，为了控制非处女蝇的出现，可以使用“处女标记”—雌蝇带有的纯合隐性突变标记，在杂交后变为杂合体。
如果子代带有这一标记，它们就不是处女蝇的后代，可以扔掉。
当你正处于杂交方案的半道上，你不是用纯合品系果蝇进行交配，你仍能通过预期子代果蝇的基因型和由于非处女蝇杂交产生的标记组合来加以区分。
若你的杂交方案安排的很好，可以做到上面这些，你就可以高枕无忧了。
杂交所需的雄蝇可以随时收集，值得考虑的是它们在3天或老一点时与处女蝇交配最有效，太老（大于10到15天）的雄蝇没有交配能力了。
这是由于雄蝇羽化后需要一个成熟过程才能与雌蝇交配。
在这个意义上，雌蝇、在羽化后比雄蝇更成熟。
尽管性别比例为1：
1，但每天收集的果蝇并不一定如此。
雌蝇比雄蝇发育快，故在最初出生的新蝇中雌蝇要比晚些时候的比例高。
方便的方法是将你杂交前收集的果蝇在杂交时一起用上，因为可能要几天才能收集到足够的果蝇，或因为食物未作好，或因为你愿意在周五开始你的杂交工作。
（周五开始杂交有一个好处就是子代将在10天后也就是下周一羽化。
然后你又在随后的五天收集子代，在周五继续开始杂交，这样你就可以享受周末了，千万别告诉你老板。
）新鲜的果蝇瓶是保存果蝇的好地方，每瓶20-30只。
如果果蝇在瓶中呆了好几天了，就应该转到新瓶中以保持果蝇健康。
在不拥挤的新鲜瓶中果蝇可以活40-60天，可是它们的生育率将逐渐降为零。
在保存期，若没有幼虫在食物中蠕动，就可以保证你的果蝇是处女蝇。
在保存期末了，你还可以将雌雄果蝇混在一起饲养一天，这时你在用新瓶进行正式杂交时，雌蝇此时已经交配过了。
象许多次级反应一样，在瓶中拥挤的情况下，雌雄果蝇相遇的几率高，杂交速度快。
现在，大部分人用CO2来麻醉果蝇以便收集处女蝇和进行标记检查。
各种器械被设计用来释放CO2于一个平坦平台，在操作时使CO2保持在低水平。
通常先用软管插入培养瓶中麻醉果蝇，或是直接到在麻醉器上--一个使果蝇接触的可渗透容器。
传统麻醉果蝇的方法是用乙醚。
乙醚麻醉仪是一个封闭的
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