重組頻率

重組頻率

由於減數分裂同源染色體片段的交換,不完全連鎖的基因總會發生重組形成一定比例的重組型配子。重組型配子數占總配子數的百分比稱為重組值(recombination value),或重組率(percentage of recombination),或重組頻率(recombination frequency),用Rf表示。

基本介紹

  • 中文名:重組頻率
  • 外文名:recombinationfrequency
  • 別名:重組值、重組率
  • 所屬學科:遺傳學,統計學
  • 相關概念:基因重組、減數分裂等
定義,重組頻率的測定,測交法,自交法,影響重組率的因素,

定義

由於減數分裂同源染色體片段的交換,不完全連鎖的基因總會發生重組形成一定比例的重組型配子。重組型配子數占總配子數的百分比稱為重組值,或重組率,或重組頻率,用
表示。
=(重組型配子數/總配子數)X100%.
重組值通常也稱為交換值(cross-overvalue)。嚴格意義上說,交換值不能等同於重組值。因為非等位基因之間偶然會發生多重交換,但不一定形成重組型配子,用重組值代表交換值會造成偏低估計。雙因子連鎖基因間形成的任一種重組基因型配子的比率為

重組頻率的測定

測交法

用隱性親本對
雜合體測交是獲得重組頻率最簡單、準確的方法。在測交後代中重組表型的數目也就是
重組型配子的數目。例如,在Morgan的果蠅眼色、翅長相引相試驗中,重組型的個體數目為151(紅色、退化翅)和154(紫色、正常翅),
。在相斥相試驗中,重組型的個體數目為157(紅色、正常翅)和146(紫色、退化翅),
。兩種實驗得到的重組頻率非常相近。
根據實驗資料計算的重組頻率是估計值,其標準誤差
可用公式
計算,其中
即為上述估計值,
為總配子數。因此,相引相的重組頻率
的標準誤差
相斥相的重組頻率
的標準誤差

自交法

利用
資料估計重組頻率較測交法複雜。對於完全顯性基因,純合體與雜合體在表型上沒有區別。和獨立分配一樣,連鎖雙因子雜合體也形成4種配子,但在
的表型上不符合9:3:3:1,也不會出現以9:3:3::1為基礎改變的分離比例。一個明顯的偏離現象就是與親本表型相同的類型偏多,重組類型偏少。下面介紹2種根據
資料計算重組頻率的方法。
最大可能性法:最大可能性法以及後面要介紹的乘積法都有較複雜的數學推導過程,予以省略。假定雌雄配子的交換頻率相同,在相引相中,
表型為 A_B_的個體數為a,
A_bb的個體數為b,
aaB_的個體數為c,
aabb的個體數為d。
式中n是
的總個體數,
只取正值。所以
標準誤差
其中
當雌雄個體的重組頻率不同時,
乘積法:在相引相中,
的計算公式為:
只取小值。
上面介紹的2種用
群體測定重組率的方法中,在遺傳試驗中,具體採用哪種方法測定重組率,往往與實驗條件,人力、物力等的投入,獲得自交或測交種子的難易程度來決定。像小麥、水稻等白花授粉作物,很容易得到足夠數量的
種子。而像玉米等異花授粉作物,去雄容易,授粉方便,測交法是最常用的一種方法。對大多數真核生物來說,如果要對雌雄配子的重組率進行分別估計,測交是最好的選擇。有時隱性個體的存活率低,甚至根本不能存活,難以作為雜交或測交親本,這時就要採用自交
代資料估計重組值。

影響重組率的因素

從果蠅實驗到豌豆實驗中可以看出不同基因間的重組率不同。當重組率很低時,在一定數量的群體中,可能不會出現重組型個體。為了更準確地估計基因間的重組率,足夠數量的群體是必需的。
基因在染色體上所處的位置不同,重組頻率有差異。一般來說,越靠近染色體末端重組頻率越高。重組型配子在傳遞率、生活力上的差異影響重組率的估計。有些配子雌雄傳遞率不同,因此遺傳設計不同、重組率估計各異。如果染色體間或部分染色體片段間不能很好配對,就很難發生重組。染色體結構變異,例如染色體的部分缺失,也會干擾正常配對部分的交換。
激素影響重組頻率,反映在雌雄個體重組頻率的差異。Morgan的學生Alfred Sturtevant發現雄果蠅的染色體不發生交換,不形成重組型配子。在果蠅的連鎖遺傳試驗中,雜合體親本總是用雌果蠅。雌蠶和雄果蠅一樣在減數分裂時也不發生交換。大家可以想一想果蠅或蠶的雙因子雜合體互交的遺傳結果。然而,大多數生物的兩性都能發生交換。
極端高溫和低溫有提高交換頻率的趨勢。輻射對交換影響很大,如在果蠅中輻射可刺激交換。溫度和輻射能誘發正常條件下不發生交換區域發生交換。二價離子,如Ca2+、Mg2+等,能夠改變交換的數量。過量的Ca2+降低交換頻率;在低於正常水平時,交換頻率顯著增加。另外,年齡等其他外部條件也可能影響某些基因間的重組。實驗中要注意選擇正常條件下生長的材料進行遺傳研究。
正常條件下在一個物種中基因的重組頻率是恆定的,所以可以用重組頻率估計基因間的遺傳距離。

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