从分子水平理解等位基因的显、隐性

等位基因控制着生物的相对性状,其显、隐性关系由基因的表达产物是否"发挥作用"来体现。通过"编码酶的等位基因"和"编码功能蛋白的等位基因"等例子,从分子水平上分析了等位基因的显、隐性关系。例如,赤霉素3-氧化酶基因活性决定豌豆的高茎-矮茎,乙醛脱氢酶基因活性决定喝酒后表现"红脸"-"白脸";N-乙酰半乳糖胺转移酶活性及突变决定ABO血型系统中的A型与其他血型,原癌基因ras、抑癌基因Rb、p53及其突变与细胞凋亡和癌症相关,叶绿素降解酶基因活性决定豌豆子叶的黄-绿色,果蝇Antp基因的突变可造成"触角足"发育异常等。理解等位基因显、隐性的关键是从分子水平把握等位基因是否"发挥了作用"。     

遗传学教学中在细胞与分子水平上理解等位基因的显性与隐性

在孟德尔遗传学中显性与隐性描述一对等位基因在杂合体时的功能关系,把在表型上看出效果的等位基因称为显性等位基因,看不出效果的称为隐性等位基因,并由此提出分离定律和自由组合定律,开创了遗传学这一学科。这样的描述最初是逻辑推理的需要,但对于研究生命结构与功能关系的实验性科学而言,必须在细胞与大分子实体上找到显性与隐性的生物学基础。在遗传学教学中,如何用现代分子遗传学知识诠释经典的显性和隐性概念是教师经常面临的释疑问题。笔者认为要理解等位基因显性和隐性的实质,必须了解等位基因的差异及其产物RNA或蛋白质在细胞中的具体作用。不同等位基因的蛋白质或者RNA产物在细胞内的不同时间、不同地点所起的作用不同,赋予了在细胞、组织或器官水平上能够区分观测到的表型差异,即显性或者隐性。文章根据基因结构的变异、基因调控的差异、基因产物的类型与作用等在细胞与分子水平上分别举例探讨了等位基因显性与隐性的分子实质及其变化,以期在遗传学教学过程中使学生对基因的变异和功能有更全面、更具体的理解。     

九个春化作用特性不同的小麦品种中VRN1基因的组成和特性分析

采用序列特异性PCR扩增技术,分析9个春化特性不同品种小麦春化基因VRN1在A、B和D基因组中等位基因的显隐性组成特性的结果表明:小麦品种'辽春15'中春化基因VRN1的A、B和D等位基因均为显性;小麦品种'新春2号'只在A基因组中为显性;小麦品种'豫麦18'的D基因组中为显性;'郑麦9023'和'新冬18'两个品种的B基因组中为显性;'周麦18'、'豫麦49-198'、'京841'和'肥麦'4个品种的A、B和D等位基因均为隐性.     

害虫抗药性的显性水平与抗性进化

对杀虫剂的代谢抗性和主要靶标抗性的显性水平作了理论解释,其中包括昆虫对Bt抗性的显性水平的解释。并对抗性显性具有的多变性作了阐述。分析抗性显性水平与抗药性进化的关系,认为在抗性进化早期抗性表现为显性的基因频率上升快于抗性表现为隐性时;但在抗性等位基因频率较高且出现抗性纯合子个体时,抗性表现为隐性的基因频率上升显著快于抗性表现为显性时。最后论述抗性显性在抗性治理中的应用。     

合作猪SLA-DQA基因外显子2多态性分析

旨在研究合作猪DQA基因外显子2多态性,确定其等位基因数、核苷酸多态位点、氨基酸多态位点及各个等位基因之间的遗传关系,分析其进化意义。选用PCR-SSCP对439只合作猪SLA-DQA基因外显子2的多态性进行检测;测序群体内因变异而产生的各等位基因序列,并分析序列数据。结果显示,在合作猪SLA-DQA外显子2中发现了7个新等位基因,共18个核苷酸多态位点,10个氨基酸多态位点。合作猪SLA-DQA外显子2具有较丰富的多态性,群体内可能蕴藏着更加丰富的遗传资源;合作猪SLA-DQA外显子2基因最初可能由一个等位基因突变分化成一大类基因;合作猪SLA-DQA外显子2序列与各个猪种的SLA-DQA外显子2序列具有较高的同源性,预示着这些猪种的SLA-DQA外显子2基因最早可能来源于其分歧之前的共同祖先原始序列;新发现的7个SLA-DQA外显子2等位基因,可能由遗传关系较近的两个等位基因突变产生。     

"遗传和变异"的专题复习策略

遗传和变异主要包括基因的本质、基因的传递规律和生物的变异 3个方面的内容 ,是以细胞 (结构基础 )——染色体 (主要载体 )—— DNA(分子基础 )——基因 (功能单位 )——脱氧核苷酸 (物质基础 )为主线的知识体系。本专题习题类型多 ,题量大。在高考复习中 ,除夯实基础 ,构建知识体系外 ,教师应加强各类题型的解题方法的指导。用解题 ,培养学生思维能力 ;以方法 ,提高学生复习效率。1　解表述题 ,提高学生对知识的理解能力遗传和变异的概念多 ,原理难理解。如遗传物质DNA与中心法则、相对性状与显隐性性状、等位基因与非等位基因、分离与…     

我国巴马小型猪SLA-2基因克隆及分子特征

为研究我国巴马小型猪SLA-Ⅰ分子特征,设计引物克隆了SLA-Ⅰ类分子SLA-2基因(SLA-2bm),并通过分子生物学软件分析其分子特征。经克隆及序列测定分析,SLA-2bm为1119bp,其中3~1097为ORF区,共编码364个氨基酸,分别在第125、188、227和283位置出现半胱氨酸残基,含有两对链内二硫键。氨基酸同源性分析显示SLA-2bm与其它SLA-2、SLA-3和SLA-1序列的同源率分别为88.4%~96.4%、88.3%~90.5%和87.7%~92.7%。系统进化树显示SLA-2bm与其它SLA-2等位基因在遗传关系上相对独立,进化程度较低;各功能区分析,SLA-2bm与人HLA-A2和小鼠H-2K分子结构相似,且保留了人HLA-A2基因的部分功能位点。结果表明,SLA-2bm属于一个新的等位基因,巴马小型猪是保留原始基因特征的品种。     

棉花种质资源光子性状的遗传分析

文章利用来源于不同国家和地区的102份陆地棉材料和85份海岛棉材料分别与陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉毛子品种新海13号杂交,得到陆地棉和海岛棉两种F₁群体,同时从陆地棉F₁群体中随机选取呈隐性性状的材料"库光子"、"SA65"和"陆无絮"后代,配制3个F₂分离群体,用于进一步研究陆地棉和海岛棉光子性状遗传特征。结果表明:（1）同一材料种植于不同生态区,其种子短绒多少存在变化,新疆和海南要少于安阳,说明棉花短绒多少和生态环境有关系;（2）陆地棉光子材料中26份（25.49%）呈显性遗传,8份（7.84%）呈不完全显性遗传,22（21.57%）份呈隐性遗传;海岛棉光子材料中5份（5.88%）呈显性遗传,16份（18.82%）呈部分显性遗传,9份（10.59%）呈隐性遗传。其余为隐性性状或显性性状不明显材料和毛子材料;（3）库光子的光子性状由两对隐性等位基因控制,并且有互补效应;陆无絮的光子性状由两对隐性等位基因控制,基因间呈积加作用;SA65的光子性状由单隐性基因控制。大量光子材料的初步鉴定为深入研究棉花纤维发育和育种利用提供了基础材料和理论依据。     

同源四倍体水稻糯性基因的遗传分析

许多学者研究了二倍体水稻糯性胚乳的遗传。他们指出糯性胚乳是单基因隐性遗传的。二倍体杂种Wxwx的自交后代有3种基因型,显隐性比例为3:1。同源四倍体糯稻在wx位点上有4个等位基因,它与非糯稻的杂种后代的基因型种类和表现型比例要比二倍体复杂得     

河西绒山羊DRB3基因外显子2多态性分析

研究采用PCR-SSCP方法检测1 046只河西绒山羊DRB3基因第2外显子的多态性,并克隆、测序群体内变异产生的各等位基因,分析各等位基因间的遗传关系和进化意义。结果表明,河西绒山羊DRB3基因第2外显子表现了18个等位基因(LG001-LG018)控制的31个基因型,LG005为优势等位基因,LG005*005为优势基因型,18个单倍型序列分析发现44个核苷酸多态位点、29个氨基酸多态位点;与GenBank下载序列比对分析结果表明,16个DRB3的等位基因是本研究首次发现;DRB3基因遗传多态指数中,观察杂合度为0.269 6,多态信息含量为0.869 9,有效等位基因数为1.369 1;经χ2适合性检验,该群体偏离了Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05);18个DRB3基因外显子2的单倍型序列NJ系统发育树呈2支分化趋势。研究认为河西绒山羊DRB3基因第2外显子具有丰富的遗传多态性;河西绒山羊DRB3基因最初由2个等位基因突变分化成两大类等位基因。     

鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性的功能性分析

鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性(SNP)与鸡腹脂重和腹脂率显著相关. 生物信息分析显示,该SNP位于鸡Apo AI基因转录起始位点,提示它可能是一个功能性SNP. 为确定该SNP的功能性, 本研究分别构建了含该SNP位点A和T等位基因的启动子报告基因载体,分别在DF1细胞和HepG2细胞中比较这2个等位基因对鸡Apo AI基因启动子活性的影响. 研究发现,T等位基因的启动子报告基因活性及报告基因mRNA表达水平均显著高于A等位基因（P<0.05）,表明该SNP影响基因表达,是1个功能性SNP. 本研究结果提示,鸡Apo-AI基因g.-163 A>T有望作为优质鸡育种的功能性分子标记.     

稻瘟病抗病基因Pi15的精细定位

稻瘟病抗病基因Pi15曾被作者鉴定为与已知抗病基因Pii具有连锁关系,但是,Pii基因究竟位于染色体6还是9上存在争议。为了确定Pi15基因的染色体位置,利用分子标记在由15个抗病个体和141个感病个体组成的F_2群体中,通过混合群体分离法(BSA)与隐性群体分析法(RCA)相结合的手段,对目标基因进行了连锁分析。首先,从染色体6和9分别选择10个微卫星标记进行了分析,结果表明,只有位于染色体9的RM316与目标基因连锁,重组率为(19.1±3.7)％。为了进一步确定这种连锁关系,从染色体9选择了4个序列标定位点(STS)标记进行分析,结果表明,只有G103与目标基因连锁,重组率为(5.7±2.1)％。为了获得与目标基因更加紧密连锁的分子标记,对目标基囚进行了RAPD分析。在筛选、分析了1000个随机引物之后,从中获得了3个目标基因紧密连锁的分子标记BAPi15_(486)、BAPi15_(782)、BAPi15_(844)。它们与目标基因的重组率分别为0.35％、0.35％和1.1％。这些紧密连锁的分子标记可作为分子标记辅助基因聚合和克隆的出发点。     

微卫星座位对实验动物beagle犬的遗传分析

目的对美国进口、广州自养beagle犬基因组中存在的微卫星结构进行分析,研究其群体的微卫星多态性,以此探索在分子水平上对作为实验动物的beagle犬进行检测。方法通过微卫星分子标记技术进行遗传背景分析,并结合微卫星位点测序结果,研究DNA分子特征。结果在研究位点上共发现6个复等位基因,进口犬群体共有6个等位基因片段,自养犬群体共有5个等位基因片段,根据基因型计算各群体等位基因频率,由相关公式计算杂合度、群体多态信息含量(PIC)、基因纯合率、基因分化系数。结论两群体的杂合度、PIC值均较高(分别为0.7010、0.6747和0.7876、0.7515),基因分化系数很低(0.021),表明两群体没有形成明显的独立群。     

稻瘟病抗病基因Pi15的精细定位

稻瘟病抗病基因Pi15曾被作者鉴定为与已知抗病基因Pii具有连锁关系,但是,Pii基因究竟位于染色体6还是9上存在争议.为了确定Pi15基因的染色体位置,利用分子标记在由15个抗病个体和141个感病个体组成的F2群体中,通过混合群体分离法(BSA)与隐性群体分析法(RCA)相结合的手段,对目标基因进行了连锁分析.首先,从染色体6和9分别选择10个微卫星标记进行了分析,结果表明,只有位于染色体9的RM316与目标基因连锁,重组率为(19.1±3.7)%.为了进一步确定这种连锁关系,从染色体9选择了4个序列标定位点(STS)标记进行分析,结果表明,只有G103与目标基因连锁,重组率为(5.7±2.1)%.为了获得与目标基因更加紧密连锁的分子标记,对目标基因进行了RAPD)分析.在筛选、分析了1 000个随机引物之后,从中获得了3个目标基因紧密连锁的分子标记BAPi15486、BAPi15782、BAPi15844.它们与目标基因的重组率分别为0.35%、0.35%和1.1%.这些紧密连锁的分子标记可作为分子标记辅助基因聚合和克隆的出发点.     

早花基因在植物教学及遗传育种中的应用

不同植物在开花时间上总是存在一定的差异,这种差异有其本身的遗传基础,也与温度和(或)光周期有密切关系,这些性状可能以数学遗传或质量遗传方式遗传下去。深入研究表明植物均不同程度地存在早花基因,Gottschal和Wellensic报道了豆类中的早花基因,报道认为早花基因是隐性等位基因;Murfet报道了在豆类中的早花基因为一个显性一个隐性组成;Bernard报道了大豆的早花基因为两个隐性等位基因;Coyne和Mattson鉴别出了菜豆的三种开花时间基因;Pinihus报道了春小麦中的一个显性早花基因;Ttai讨论了水稻上的复杂开花基因,其早花基因是由在不同位点上的4     

黑麂MHC - DQA2 基因多态性

利用牛特异性扩增DQA2 第2 外显子的嵌套引物,对黑麂基因组DNA 进行PCR 扩增和克隆测序,基于该
序列设计出黑麂DQA2 基因第2 外显子特异性引物。利用该引物,通过PCR - SSCP 以及克隆测序技术,从40 个
黑麂样品中获得4 个不同的DQA2 等位基因。没有一个个体同时具有2 个以上的等位基因,所有序列均不含插入
或缺失突变,不含终止密码子,因此,本研究所扩增的DQA2 基因可能是表达的单基因座位。抗原结合区(Peptide
binding region,PBR)非同义替换率(dn)显著大于同义替换率(ds) (P <0.05),暗示该座位曾经历过明
显的正选择作用;进一步利用CODEML 程序中的相关模型以及贝叶斯法检测出4 个受选择作用的氨基酸位点
(α11、α58、α62、α66),这4 个位点均位于PBR 区。基于NJ 法构建的部分偶蹄类DQA 外显子2 系统发生关系
显示,黑麂4 个DQA2 等位基因与牛、羊以及梅花鹿的DQA2 等位基因构成独立的进化枝,在该进化枝内,黑麂
DQA2 等位基因优先与牛DQA2 等位基因聚类,暗示黑麂DQA2 基因在进化过程中存在跨物种进化现象。上述结
果表明平衡选择是维持黑麂DQA2 基因多态性的主要机制。然而,本研究从40 个样品中仅检测出2 个杂合子,
黑麂DQA2 等位基因之间的频率存在显著差异,推测可能是所检测的样品来源于不同种群,由于华伦德效应
(The Whalund effect)导致杂合度降低,也不排除本文所设计的引物在PCR 扩增过程中存在无效等位基因。     

三峡库区优异稻种资源遗传多样性及群体结构分析

为了阐明三峡库区优异稻种资源的遗传多样性和群体结构,本研究利用25对SSR多态性分子标记对三峡库区不同地理来源和不同类型的81份优异稻种资源进行了遗传多样性和群体结构分析。研究结果显示,上述标记能够高效鉴别参试材料的遗传多样性水平。共检测到56个等位基因,每个位点检测到的等位基因数为2～5,平均为2.44;有效等位基因数变异范围为1.077～2.582,平均为1.757;多态性信息量(PIC)为0.069～0.539,平均为0.332;Shannon信息指数为0.158～1.017,平均为0.625;Nei′s基因多样性指数为0.071～0.665,平均为0.407。进一步分析发现,地方品种的平均有效等位基因数高于选育品种,而选育品种的平均等位基因数和Shannon信息指数高于地方品种,两者的基因多样性指数、多态信息含量和期望杂合度极为相近。聚类分析、群体结构分析和主成分分析显示供试材料可分为2个类群,3种分类结果大致相同,各类群聚集的地域性规律不明显,品种的聚类关系较复杂。分子方差分析表明居群间的变异和品种间的变异百分率相当,变异来源于居群间和品种间。     

对一道2009年全国中学生生物学竞赛理论试题的商榷

<正>2009年全国中学生生物学竞赛理论试题的第17题(以下简称"第17题")为:一个二倍体物种,在A基因座位上有10个复等位基因,在B基因座位上有8个复等位基因;A、B2个基因不连锁。     

稻瘟病新隐性抗病基因pi55(t)的遗传及定位

粤晶丝苗2 号是广东省优质稻主栽品种和省区试对照品种, 具有高度的稻瘟病抗性.用中国不同地区297 个稻瘟病菌株进行抗谱分析, 粤晶丝苗2 号对广东、四川、辽宁和黑龙江稻瘟病菌群体的抗性频率均达到100%, 其抗谱较主要抗源品种三黄占和28 占更广. 利用不同的菌株, 对粤晶丝苗2 号/露明的F₂ 群体和F₄ 株系进行抗性分离分析, 结果表明, 该品种的稻瘟病抗性由显、隐性的多基因控制. 通过基于F₄ 单基因分离株系的BSA 分析, 分别在染色体2, 6, 8 和12 上筛选到了与其抗病基因连锁的候选标记. 通过基于基因组位置已知的分子标记的连锁分析, 将其中的隐性基因定位于染色体8 约1.9 cM/152 kb 的区域内. 由于该区域内尚未有主效抗病基因的存在, 因此, 该基因是新的隐性抗病基因, 被命名为pi55(t). 通过对该区域内候选基因的注释, 发现其中编码LRR 蛋白的Os08g40090 和编码重金属结合域蛋白的Os08g40130 可能是其最佳的候选基因.     

猪PRDX6基因编码区的多态性及遗传效应分析

PRDX6基因属于抗氧化蛋白超家族,主要在应答氧化压力、脂分解代谢、磷脂分解代谢中发挥作用。根据PRDX6基因的生理生化功能,文章选择其为影响猪肉质性状的候选基因,探索PRDX6基因的多态性与猪肉质性状的关系。首先分离了猪PRDX6的部分编码区序列,并在不同猪种间进行序列比对,发现编码区第4外显子有2个潜在的SNPs分别位于第417 bp处(C/T突变)和第423 bp处(A/G突变),但均没有引起氨基酸的改变。采用Pyrosequencing焦磷酸测序方法对这两个位点在6个猪种和247头F2"大白×梅山"资源家系中进行了遗传变异分析和性状关联分析。结果表明:417C/T位点国外品种均以C等位基因为主,而国内品种均以T等位基因为主,该位点与肌内脂肪、肌肉水分存在显著关联(P<0.05);423A/G位点国外品种均以A等位基因为主,国内品种以G等位基因为主,该位点与失水率、系水力、肌内脂肪及肌肉水分存在显著关联(P<0.05)。由此推断:这两个位点很可能是影响猪肉质性状(尤其是肌肉嫩度)的分子标记。