معلومة

7.E: الربط ورسم الخرائط (تمارين) - علم الأحياء

7.E: الربط ورسم الخرائط (تمارين) - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هذه هي تمارين الواجب المنزلي لمرافقة TextMap "علم الوراثة المفتوح عبر الإنترنت" الخاص بـ Nickle و Barrette-Ng. ويشمل دراسة الجينات ، نفسها ، وكيفية عملها ، وتفاعلها ، وإنتاج الخصائص المرئية والقابلة للقياس التي نراها في الأفراد ومجموعات الأنواع أثناء تغيرها من جيل إلى آخر ، بمرور الوقت ، وفي بيئات مختلفة.

أسئلة الدراسة

7.1 قارن بين إعادة التركيب والتقاطع. كيف تتشابه هذه؟ كيف هم مختلفون؟

7.2 اشرح لماذا من الضروري عادة البدء بسلالات تربية نقية عند قياس الارتباط الجيني بالطرق المعروضة في هذا الفصل.

7.3 إذا كنت تعلم أن الموضع الذي يؤثر على شكل شحمة الأذن مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالموضع الذي يؤثر على قابلية الإنسان للإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ، في أي ظروف ستكون هذه المعلومات مفيدة إكلينيكيًا؟

7.4 في فصل سابق ، قلنا أن نسبة النمط الظاهري 9: 3: 3: 1 كانت متوقعة بين ذرية تهجين ثنائي الهجين ، في غياب التفاعل الجيني.

أ) ماذا تفترض هذه النسبة حول الارتباط بين الموقعين في التهجين ثنائي الهجين؟

ب) ما هي النسبة المتوقعة إذا تم ربط الموقع بالكامل؟ تأكد من مراعاة كل تكوين ممكن للأليلات في ثنائية الهجينة.

7.5 يعطى ثنائي الهجين مع النمط الجيني نسخة:

أ) إذا كانت الأليلات في تكوين اقتران (رابطة الدول المستقلة) ، فما هي الأنماط الجينية للنسل الأبوي والمؤتلف من صليب الاختبار؟

ب) إذا كانت الأليلات في تكوين تنافر (متحولة) ، فما هي الأنماط الجينية للنسل الأبوي والمؤتلف من صليب الاختبار؟

7.6 تخيل أن الأزهار البيضاء مقهورة للأزهار الأرجوانية ، والبذور الصفراء مقهورة للبذور الخضراء. إذا تم تهجين ثنائي هجين ذي بذرة خضراء وأرجوانية ، وكان نصف النسل يحتوي على بذور صفراء ، فما الذي يمكنك استنتاجه بشأن الارتباط بين هذه المواقع؟ ما الذي تريد معرفته عن والدي الهجين في هذه الحالة؟

7.7 في الذرة (على سبيل المثال ، الذرة ، نوع ثنائي الصبغة) ، تخيل أن الأليلات المقاومة لممرض معين تكون متنحية ومرتبطة بموضع يؤثر على طول الشرابة (الشرابات القصيرة متنحية للشرابات الطويلة). صمم سلسلة من التقاطعات لتحديد مسافة الخريطة بين هذين الموقعين. يمكنك البدء بأي أنماط جينية تريدها ، ولكن تأكد من تحديد الأنماط الظاهرية للأفراد في كل مرحلة من مراحل العملية. حدد الخطوط العريضة للهجن بشكل مشابه لما هو موضح في الشكل 7.8 ، وحدد السلالة التي سيتم اعتبارها مؤتلفة. لا تحتاج لحساب تردد إعادة التركيب.

7.8 في شاشة متحولة بتنسيق ذبابة الفاكهة، لقد حددت جينًا مرتبطًا بالذاكرة ، كما يتضح من عدم قدرة الزيجوت المتماثلة الزيجوت المتنحية على تعلم ربط رائحة معينة بتوافر الطعام. بالنظر إلى خط آخر من الذباب مع طفرة جسمية تنتج عيون برتقالية ، صمم سلسلة من التقاطعات لتحديد مسافة الخريطة بين هذين الموقعين. لا تحتاج لحساب تردد إعادة التركيب.

7.9 الصورة التي تسببها الطفرات المتنحية في ثلاثة مواضع مختلفة في نبات الأرابيدوبسيس. بالنظر إلى متحولة ثلاثية ، وبافتراض أن الموقع على نفس الكروموسوم ، اشرح كيف ستحدد ترتيب الموقع بالنسبة لبعضكما البعض.

7.10 إذا كانت ذرية الصليب aaBB x AAbb يتم تهجينها ، ويتم ملاحظة الأنماط الجينية التالية بين ذرية اختبار التهجين ، ما هو تكرار إعادة التركيب بين هذه المواقع؟

AaBb 135

عاب 430

aaBb 390

عاب 120

7.11 ثلاثة مواضع مرتبطة بالترتيب B-C-A. إذا كانت مسافة الخريطة A-B هي 1cM ، وكانت مسافة الخريطة B-C 0.6cM ، مع مراعاة الخطوط AaBbCc و aabbcc، ماذا سيكون تردد عاب بين ذريتهم إذا كان أحد والدي الهجين لديه الأنماط الجينية AABBCC?

7.12 توجد جينات لون الجسم (B الأسود المهيمن إلى الأصفر b) وشكل الجناح (C المستقيم المهيمن إلى c المنحني) على نفس الكروموسوم في الذباب. إذا تم عبور طفرات مفردة لكل من هذه الصفات (أي ذبابة صفراء عبرت إلى ذبابة منحنية الجناح) ، وتم اختبار ذريتها ، يتم ملاحظة النسب المظهرية التالية بين ذريتها.

أسود ، مستقيم

أصفر ، منحني

أسود منحني

أصفر ، مستقيم

17

12

337

364

أ) احسب مسافة الخريطة بين B و C.

ب) لماذا ترددات أصغر فئتين ليست متطابقة تمامًا؟

7.13 بالنظر إلى مسافة الخريطة التي حسبتها بين BC في السؤال 12 ، إذا عبرت متحولة مزدوجة (أي الجسم الأصفر والجناح المنحني) مع ذبابة من النوع البري ، واختبرت النسل ، فما هي الأنماط الظاهرية في أي النسب التي تتوقع أن تلاحظها بين F2 توليد؟

7.14 في تقاطع ثلاثي النقاط ، الأفراد AAbbcc و aaBBCC عبرت ، و F الخاصة بهم1 يتم اختبار ذرية. أجب عن الأسئلة التالية بناءً على F2 بيانات التردد.

aaBbCc

480

AaBbcc

15

AaBbCc

10

aaBbcc

1

aabbCc

13

عابك

472

AabbCc

1

aabbcc

8

أ) بدون حساب ترددات إعادة التركيب ، حدد الترتيب النسبي لهذه الجينات.

ب) احسب ترددات إعادة التركيب الزوجي (دون التفكير في عمليات التهجين المزدوجة) وأنتج خريطة جينية.

ج) إعادة حساب ترددات إعادة التركيب التي تمثل المؤتلفات المزدوجة.

7.15 الفئران من النوع البري لها فرو بني وذيل قصير. ينتج عن فقدان وظيفة جين معين فروًا أبيض ، بينما يؤدي فقدان وظيفة جين آخر إلى إنتاج ذيول طويلة ، وفقدان الوظيفة في موضع ثالث ينتج سلوكًا هائجًا. كل من هذه الأليلات الخاسرة في الوظيفة متنحية. إذا تم عبور فأر من النوع البري مع متحولة ثلاثية ، فإن F1 يتم اختبار النسل ، ويتم ملاحظة ترددات إعادة التركيب التالية بين ذريتهم. قم بإنشاء خريطة جينية لهذه المواقع.

الفصل السابع - الإجابات

7.1

يتم تعريف عمليات الانتقال خلويًا ؛ يتم ملاحظتهم مباشرة تحت المجهر.

يتم تعريف إعادة التركيب وراثيا. يتم حسابه من النسب المظهرية المرصودة.

تؤدي بعض عمليات الانتقال إلى إعادة التركيب ، ولكن لا تؤدي جميع عمليات الانتقال إلى إعادة التركيب.

تتضمن بعض عمليات إعادة التركيب عمليات الانتقال ، ولكن ليس كل عمليات إعادة التركيب ناتجة عن عمليات الانتقال.

تحدث عمليات الانتقال بين الكروماتيدات الشقيقة وغير الشقيقة. إذا كانت الكروماتيدات المتضمنة في التقاطع لها أليلات متطابقة ، فلن يكون هناك أي إعادة تركيب.

يمكن أن تحدث عمليات الانتقال أيضًا دون التسبب في إعادة التركيب عندما يكون هناك تقاطعان بين الموقع الذي يتم تسجيله لإعادة التركيب.

يمكن أن يحدث إعادة التركيب بدون تقاطع عندما تكون المواضع على كروموسومات مختلفة.

7.2

يسمح استخدام خطوط التربية النقية للباحث بالتأكد من أنه / أنها تعمل مع الأنماط الجينية متماثلة اللواقح. إذا كان أحد الوالدين معروفًا بأنه متماثل اللواقح ، فإن جميع الأمشاج الخاصة به سيكون لها نفس النمط الجيني. هذا يبسط تعريف الأنماط الجينية الوالدية وبالتالي حساب ترددات إعادة التركيب.

7.3

قد يشير هذا إلى أن الأفراد الذين لديهم نمط ظاهري معين لشحمة الأذن قد يحملون أيضًا أليلًا واحدًا أو أكثر مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. لذلك يمكن إبلاغ هؤلاء الأفراد بمخاطرهم المتزايدة ولديهم فرصة للحصول على مزيد من المراقبة وتقليل عوامل الخطر الأخرى.

7.4 أ)

يفترض أن الموقع غير مرتبط تمامًا.

ب)

إذا كانت الأمشاج الأبوية AB و أب، فإن الأمشاج التي تنتجها ثنائية الهجينة ستكون أيضًا AB و أب، ونسل التهجين بين هذين النوعين من الهجين سيكون جميعًا نمطًا وراثيًا AABB:AaBb:عاب، بنسبة 1: 2: 1.

إذا كانت الأمشاج الأبوية أب و أب، فإن الأمشاج التي تنتجها ثنائية الهجينة ستكون أيضًا أب و أب، ونسل التهجين بين هذين النوعين من الهجين سيكون جميعًا نمطًا وراثيًا AAbb:AaBb:aaBB، بنسبة 1: 2: 1.

الفراء

ذيل

سلوك

أبيض

قصيرة

عادي

16

بنى

قصيرة

مضطرب

0

بنى

قصيرة

عادي

955

أبيض

قصيرة

مضطرب

36

أبيض

طويل

عادي

0

بنى

طويل

مضطرب

14

بنى

طويل

عادي

46

أبيض

طويل

مضطرب

933

7.5 أ) أبوي: نسخة و المجلس الاقتصادي والاجتماعي المؤتلف: Ccee و نسخة.

ب) أبوي: Ccee و ccEe ؛ المؤتلف: نسخة و ccee.

7.6 يترك WwYy يكون النمط الجيني لزهرة أرجوانية (دبليو) ، بذرة خضراء (ص) ثنائي الهجين. نصف ذرية الصليب WwYy × wwyy سوف تحتوي على بذور صفراء سواء كانت المواقع مرتبطة أم لا. ستساعدك نسبة البذور المزهرة إما بيضاء أو أرجوانية على معرفة الارتباط بين الموقعين فقط إذا كانت الأنماط الجينية لآباء ثنائي الهجين معروفة أيضًا.

7.7

يترك ر يكون النمط الجيني لشرابات قصيرة ، و ص ص هو النمط الجيني للنباتات المقاومة لمسببات الأمراض. نحتاج أن نبدأ بخطوط متماثلة اللواقح بتركيبات متباينة من الأليلات ، على سبيل المثال:

ف: RRtt (حساسة لمسببات الأمراض ، شرابات قصيرة) × rrTT (شرابات طويلة مقاومة للعوامل الممرضة)

F1: RrTt (حساس ، طويل) × rrtt (مقاومة ، قصيرة)

F2: أبوي ررت (حساس ، قصير) ، rrTt (مقاومة طويلة)

المؤتلف rrtt (مقاومة ، قصيرة) ، RrTt (حساس ، طويل)

7.8 يترك مم يكون النمط الجيني للطفرات التي تفشل في التعلم ، و ه هو النمط الجيني للعيون البرتقالية. نحتاج أن نبدأ بخطوط متماثلة اللواقح بتركيبات متباينة من الأليلات ، على سبيل المثال (وزن يعني النوع البري):

ف: MMEE (وزن العيون ، وزن التعلم) × ممي (عيون برتقالية ، فشل في التعلم)

F1: ممي (وزن العيون ، وزن التعلم) × ممي (عيون برتقالية ، فشل في التعلم)

F2: أبوي ممي (وزن العيون ، وزن التعلم) ، ممي (عيون برتقالية ، فشل في التعلم)

المؤتلف ممي (وزن العيون ، فشل التعلم) ، مم (عيون برتقالية ، وزن التعلم)

7.9 نظرا لطفرة ثلاثية aabbcc ، عبور هذا إلى الزيجوت المتماثل مع الأنماط الجينية المتناقضة ، أي AABBCC، ثم اختبار عبر ذرية ثلاثية الهجين ، أي

ف: AABBCC × aabbcc

F1: AaBbCc × aabbcc

ثم ، في F2 ذرية ، ابحث عن أندر فئتين ظاهرتين ؛ يجب أن يكون لهذه الأنماط الجينية المتبادلة ، على سبيل المثال aaBbCc و AAbbcc. اكتشف أيًا من الأوامر الثلاثة المحتملة للمواقع (أي أ-ب-ج, ب- أ-ج، أو B-C-A) ، بعد التقاطع المزدوج الذي يحيط بالعلامة الوسطى ، ينتج الأمشاج التي تتوافق مع أندر فئتي النمط الظاهري. على سبيل المثال ، إذا تم إنتاج أندر فئات النمط الظاهري بواسطة الأنماط الجينية aaBbCc و AAbbcc ، ثم كانت مساهمة ثنائي الهجين في هذه الأنماط الجينية ايه بي سي و أبك. منذ الأمشاج الأبوية كانت ABC و abc الترتيب الجيني الوحيد الذي يتوافق مع ايه بي سي و أبك يتم إنتاجه بواسطة تقاطع مزدوج يحيط بالعلامة الوسطى ب- أ-ج (وهو ما يعادل سيارة أجرة).

7.10 إذا كانت ذرية الصليب aaBB x AAbb يتم تهجينها ، ويتم ملاحظة الأنماط الجينية التالية بين ذرية اختبار التهجين ، ما هو تكرار إعادة التركيب بين هذه المواقع؟

AaBb 135

عب 430

aaBb 390

عب 120

(135 + 120)/(135+120+390+430)= 24%

7.11

بناءً على المعلومات المقدمة ، ستكون الأنماط الجينية المؤتلفة فيما يتعلق بهذه المواقع عاب و aaBb. إن تكرار إعادة التركيب بين A-B هو 1 سم = 1٪ ، بناءً على المعلومات الواردة في السؤال ، لذلك يجب أن يكون كل من الأنماط الجينية المؤتلفة موجودة بتردد يبلغ حوالي 0.5٪. وبذلك تكون الإجابة 0.5٪.

7.12

أ) 4 سم

ب) تأثيرات أخذ العينات العشوائية ؛ نفس السبب في أن العديد من العائلات البشرية ليس لديها عدد متساوٍ من الأولاد والبنات.

7.13

سيكون هناك ما يقرب من 2 ٪ من كل من المؤتلف: (أصفر ، مستقيم) و (أسود ، منحني) ، وحوالي 48 ٪ من كل من الوالدين: (أصفر ، منحني) و (أسود ، مستقيم).

7.14

أ) بدون حساب ترددات إعادة التركيب ، حدد الترتيب النسبي لهذه الجينات.

أ-ج-ب

ب)

أ-ب 4.6٪

أ-ج 2٪

B-C 3٪

ب ج أ

|--------------|---------|

3 سم 2 سم

أ-ب

أ-ج

قبل الميلاد

ايه بي سي

0

0

0

ABc

15

0

15

ABC

10

10

0

قبل الميلاد

0

1

1

أبج

13

0

13

أبك

0

0

0

أبج

0

1

1

abc

8

8

0

المجموع

46

20

30

%

4.6

2

3

ج) إعادة حساب ترددات إعادة التركيب التي تمثل المؤتلفات المزدوجة

أ-ب

أ-ج

قبل الميلاد

ايه بي سي

0

0

0

ABc

15

0

15

ABC

10

10

0

قبل الميلاد

1 × 2

1

1

أبج

13

0

13

أبك

0

0

0

أبج

1 × 2

1

1

abc

8

8

0

المجموع

50

20

30

%

5

2

3

7.15

أ هو موضع لون الفراء

B هو موضع طول الذيل

C هو موضع السلوك

الفراء (أ)

الذيل (ب)

السلوك (ج)

AB

تيار متردد

قبل الميلاد

أبيض

قصيرة

عادي

16

ايه بي سي

ص

ص

ص

بنى

قصيرة

مضطرب

0

ABc

ص

ص

ص

بنى

قصيرة

عادي

955

ABC

ص

ص

ص

أبيض

قصيرة

مضطرب

36

قبل الميلاد

ص

ص

ص

أبيض

طويل

عادي

0

أبج

ص

ص

ص

بنى

طويل

مضطرب

14

أبك

ص

ص

ص

بنى

طويل

عادي

46

أبج

ص

ص

ص

أبيض

طويل

مضطرب

933

abc

ص

ص

ص

ب ج أ

|--------------|---------|

4.1 سم 1.5 سم

ترددات إعادة التركيب الزوجي هي كما يلي (الحسابات موضحة أدناه):

أ-ب 5.6٪

أ-ج 1.5٪

بي سي 4.1٪

AB

تيار متردد

قبل الميلاد

16

16

0

0

0

0

0

0

0

36

0

36

0

0

0

14

14

0

46

0

46

0

0

0

112

30

82

5.6%

1.5%

4.1%


تعلم بسهولة حول العبور ، والترابط ، ورسم الخرائط الجينية

قانون مندل الثاني ، أو قانون التشكيلة المستقلة ، صالح للجينات الموجودة في الكروموسومات المختلفة. تنفصل هذه الجينات بشكل مستقل خلال الانقسام الاختزالي.

ومع ذلك ، فإن قانون مندل الثاني غير صالح للسمات المظهرية المشروطة بالجينات الموجودة في نفس الكروموسوم (الجينات تحت الارتباط) ، لأن هذه الجينات ، المعروفة باسم الجينات المرتبطة ، لا تنفصل أثناء الانقسام الاختزالي (باستثناء ظاهرة العبور).

المزيد من الأسئلة والأجوبة ذات الحجم الصغير كما هو موضح أدناه

2. لماذا تعتبر الدروسوفيلا حيوانًا مناسبًا لدراسة الجينات المرتبطة؟

ذبابة الفاكهة ، أو drosophila ، مناسبة لدراسة علم الوراثة لأنها تقدم العديد من السمات المميزة ولكنها تحتوي فقط على أربعة كروموسومات (كروموسوم جنسي واحد وثلاثة صبغيّات جسدية). & # xa0

تعريف الارتباط

3. ما هو الارتباط؟

يقال إن جينين مرتبطين أو مرتبطين عندما يكونان موجودين على نفس الكروموسوم.

على سبيل المثال ، اكتشف البحث في الجينوم البشري أن جين العامل الثالث لجين التخثر وجين العامل الخامس للتخثر يقعان على نفس الكروموسوم (الكروموسوم البشري 1). ومع ذلك ، فإن جين العامل السابع غير مرتبط بتلك الجينات ، لأنه يقع في الكروموسوم 13.

حدد أي سؤال لمشاركته على Facebook أو Twitter

ما عليك سوى تحديد (أو النقر المزدوج) سؤالاً لمشاركته. تحدى أصدقائك على Facebook و Twitter.

عبور التعريف

4. ما هو العبور؟ كيف يرتبط الانقسام الاختزالي بهذه الظاهرة؟

الأليلات المرتبطة ، على سبيل المثال ، A-b و a-B ، تشكل الأمشاج A-b و a-B ، والتي تحافظ على ارتباط الأليلات. يسمى هذا النوع من الربط الربط الكامل. ومع ذلك ، في القسم الأول من الانقسام الاختزالي (الانقسام الاختزالي الأول) ، قد تحدث ظاهرة العبور. قد تتبادل الكروموسومات من زوج من الكروموسومات المتجانسة النهايات وبعض الأليلات المرتبطة مرة واحدة ، على سبيل المثال ، A-b و a-B ، تتحد لتشكل أمشاج مختلفة ، في هذه الحالة ، A-B و a-b.

قد يحدث التقاطع عندما يتم إقران أذرع الكروماتيدات لكل كروموسومات متجانسة أثناء الانقسام الاختزالي. تتفكك أجزاء متطابقة من نهايتي كروماتيدين غير شقيقين (أحدهما من كروموسوم متماثل من الزوج) ويتم تبادل القطع ، بحيث يصبح كل منهما جزءًا من ذراع الكروماتيد الآخر. على سبيل المثال ، إذا كان الأليل A موجودًا على جانب واحد من الذراع فيما يتعلق بنقطة الكسر وكان الأليل b موجودًا على الجانب الآخر ، فسيتم فصلهما وسيتم تكوين الأمشاج AB و ab ، بدلاً من Ab و aB .

(تعتمد النسبة المئوية للأمشاج المؤتلفة مقارنة بالأمشاج العادية على معدل العبور ، والذي يعتمد بدوره على مدى تباعد الأليلات المعطاة في الكروموسوم.)

5. في إعادة التركيب الجيني بالعبور ، ما هو الفرق بين الأمشاج الأبوية والأمشاج المؤتلفة؟

الأمشاج الأبوية هي الأمشاج التي تحافظ على الارتباط الأصلي للجينات (الأليلات) في الكروموسوم. الأمشاج المؤتلفة هي تلك التي يتم فيها التراجع عن الارتباط الأصلي بسبب تبادل القطع الصبغية عبر العبور خلال الانقسام الاختزالي.

تردد إعادة التركيب ورسم الخرائط الجينية

6. ما هو تردد إعادة التركيب؟

تردد إعادة التركيب ، أو معدل العبور ، هو النسبة المئوية للأمشاج المؤتلفة الناتجة عن طريق العبور (فيما يتعلق بعدد الأمشاج الأبوية المنتجة). يشير دائمًا إلى جينين موجودين في نفس الكروموسوم.

7. لماذا يختلف تكرار تأشيب الجينات تبعاً للمسافة بينها في الكروموسوم؟

كلما زادت المسافة بين مواضع جينين في الكروموسوم ، زاد تكرار إعادة التركيب بين هذه الجينات. هذا صحيح لأنه عندما تكون الأليلات قريبة من بعضها داخل الكروموسوم ، فمن المرجح أن تظل متحدة عندما يتم تبادل النهايات الصبغية عن طريق العبور. من ناحية أخرى ، إذا كانا متباعدين ، فسيكون من الأسهل عليهما الانفصال عن طريق العبور.

8. ما هو السنتيمورجان؟

السنتيمورجان ، أو وحدة إعادة التركيب ، هي المسافة بين جينين مرتبطين والتي تتوافق مع 1٪ من تكرار إعادة التركيب لهذه الجينات.

9. كيف يمكن استخدام مفهوم تكرار إعادة التركيب في رسم الخرائط الجينية؟

رسم الخرائط الجينية هو تحديد موقع الجينات على الكروموسوم.

من خلال تحديد تكرار إعادة التركيب بين عدة جينات مرتبطة مختلفة ، من الممكن تقدير المسافة بينهما على الكروموسوم. على سبيل المثال ، إذا كان للجين A معدل إعادة تأشب بنسبة 20٪ مع الجين B ، فإن الجين B لديه تكرار إعادة تركيب بنسبة 5٪ مع & # xa0gene C ، والجين C له معدل إعادة تركيب بنسبة 15٪ مع الجين A ، فمن الممكن لتحديد أن الجين A يقع على مسافة 20 سنتيمترًا من الجين B وأن بينهما يقع الجين C ، الموجود على مسافة 15 سنتيمترًا من الجين A.

عبور والتنوع التطوري

10. هل العبور مهم لتنوع التطور البيولوجي؟

يعد التكاثر الجنسي وإعادة تركيب الجينات المرتبطة (العبور) ، إلى جانب الطفرات ، الأدوات الرئيسية للتنوع البيولوجي. يسمح التكاثر الجنسي بالعديد من التوليفات بين الجينات الموجودة في الكروموسومات المختلفة. ومع ذلك ، فإن العبور هو الوسيلة الوحيدة لتوفير إعادة تركيب الأليلات الموجودة على نفس الكروموسوم. من المحتمل أن يكون التقاطع قد ظهر وحافظ عليه التطور بسبب أهميته للتنوع البيولوجي.

الآن بعد أن انتهيت من دراسة الربط والعبور ، هذه هي خياراتك:


مثال على الربط

  • واحدة متماثلة اللواقح لسمتين
    • حبات صفراء (ج,ج) التي تمتلئ بالسويداء مسببة تكوّن الحبوب
    • ناعم (ش,ش).
    • حبات عديمة اللون (ج,ج) التي تتجعد بسبب السويداء
    • منكمش (ش,ش)

    عندما يتم غبار حبوب اللقاح من السلالة الأولى على حرير الثانية (أو العكس) ، يتم إنتاج الألباب (F1) كلها صفراء وناعمة. لذا فإن الأليلات للون الأصفر (ج) والنعومة (ش) هي المسيطرة على تلك التي تعاني من عديم اللون (ج) والسويداء المنكمشة (ش).

    لتبسيط التحليل ، قم بتوصيل ثنائي الهجين بـ a متنحى متنحى أضنى (نسخةشش). يسمى هذا التزاوج أ عبر الاختبار لأنه يكشف النمط الجيني لجميع الأمشاج للسلالة التي يتم تقييمها.

    وفقًا لقاعدة مندل الثانية ، يجب أن يتم توريث الجينات التي تحدد لون السويداء بشكل مستقل عن الجينات التي تحدد النسيج. يقع طراز F1 وبالتالي يجب أن ينتج الأمشاج بأعداد متساوية تقريبًا.

    • جش ، على النحو الموروث من أحد الوالدين.
    • جش ، كما ورثت من الوالد الآخر
    • جش المؤتلف
    • جش المؤتلف الآخر.

    إذا لاحظت وراثة هذه الجينات قاعدة مندل الثانية ، أي تظهر تشكيلة مستقلة ، يجب أن ينتج اتحاد هذه الأمشاج تقريبًا أعداد متساوية من أربعة أنماط ظاهرية. ولكن كما يظهر الرسم البياني ، هناك ميل قوي بدلاً من ذلك للأليلات الأبوية للبقاء معًا. يحدث ذلك لأن الموقعين قريبان نسبيًا من بعضهما البعض على نفس الكروموسوم. فقط 3.0٪ من الأمشاج تحتوي على كروموسوم مؤتلف.

    أثناء الطور الأول من الانقسام الاختزالي ، تتحد أزواج من الكروموسومات المتماثلة المكررة في نقاط الاشتباك العصبي ثم تتبادل أجزاء الكروماتيدات غير المنتظمة أثناء العبور. إنه العبور الذي ينتج الأمشاج المؤتلفة. في هذه الحالة ، كلما حدث تقاطع بين موضع لون النواة وموضع نسيج النواة ، فإن المجموعة الأصلية من الأليلات (جش و جش) يتفكك ويحتوي على كروموسوم جش واحد يحتوي على جش سينتج.

    رابط لمناقشة العرض الذي قدمته هارييت كريتون وباربرا مكلينتوك بأن إعادة تركيب الجينات المرتبطة يحدث أثناء العبور.


    كيفية إنشاء خريطة كروموسوم من الترددات المتقاطعة

    إعادة التركيب: أثناء العبور (الطور الأول من الانقسام الاختزالي) ، تقوم الجينات الموجودة على الكروموسومات بتبديل الأماكن. يكون التقاطع عشوائيًا ، لكن احتمالية تقاطع الجينين ستزداد إذا كانت تلك الجينات بعيدة عن بعضها البعض. من المرجح أن تلتصق الجينات الأقرب معًا & quot ؛ ولا تتبدل الأماكن.

    خرائط ربط الجينات: باستخدام ترددات التقاطع ، يمكنك إنشاء خريطة لتمثيل المسافات بين الجينات.

    تُظهر هذه الخريطة الكروموسوم رقم 2 من ذبابة الفاكهة سوداء البطن. يمكن كتابة المسافة بين الجينات كنسبة مئوية أو كوحدة MAP. الجين الخاص بلون الجسم وحجم الجناح يفصل بينهما 17 وحدة خريطة.

    بالنظر إلى تكرار التقاطع لكل من الجينات على الرسم البياني ، قم بإنشاء خريطة كروموسوم.

    الجين تردد التقاطع
    أ-ج 30%
    قبل الميلاد 45%
    ب- د 40%
    ميلادي 25%

    الخطوة 1: ابدأ بالجينات الأبعد عن بعضها أولاً: B و C هما 45 وحدة خريطة متباعدتان وسيتم وضعهما بعيدًا عن بعضهما البعض.

    الخطوة 2: حلها مثل اللغز باستخدام قلم رصاص لتحديد مواقع الجينات الأخرى.

    الخطوة 3: سيكون الطرح ضروريًا لتحديد المسافات النهائية بين كل جين.

    1. في ذبابة الفاكهة ، توجد عيون على شكل قضيب (B) ، وأجنحة صدفي (S) ، وأجنحة Crossveinless (W) ، و Eye Color (C) على كروموسوم X. يشار إلى تكرار إعادة التركيب لكل جين في الجدول. أنشئ خريطة كروموسوم.

    الجين تردد التقاطع
    دبليو ب 2.5%
    مرحاض 3.0%
    قبل الميلاد 5.5%
    ب- اس 5.5%
    دبليو إس 8.0%
    سي-اس 11.0%

    2. يوضح الرسم البياني التالي ترددات التقاطع للجينات على جسيم ذاتي من Armor Plated Squirtlesaur. أنشئ خريطة كروموسوم.

    الجين تردد التقاطع
    ف ق 5%
    P-R 8%
    ملاحظة 12%
    Q-R 13%
    كيو اس 17%

    3. قم بإنشاء خريطة بناءً على البيانات التالية.

    الجين تردد التقاطع
    أ-ب 24%
    أ-ج 8%
    سي-د 2%
    أ-ف 16%
    اف ب 8%
    د-ف 6%

    /> هذا العمل مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


    الآثار المترتبة على علم الأحياء الأساسي

    سيوفر إنشاء خريطة مادية للجينوم البشري وتحديد تسلسل النوكليوتيدات أداة بحث مهمة لعلم الأحياء الأساسي. هذا صحيح بشكل خاص لأننا نتوقع أن يدعم مشروع الجينوم البشري تحقيقات رسم الخرائط والتسلسل التي يتم إجراؤها بشكل متزامن في الكائنات الحية الأخرى المدروسة على نطاق واسع ، بما في ذلك الإشريكية القولونية البكتيريا ، حقيقيات النوى السفلية خميرة الخميرة (خميرة) ، دودة الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans ، ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن، الفأر موس العضلات، وربما أيضًا نبات مثل الذرة أو أرابيدوبسيس. سيؤدي تحليل هذه الجينومات إلى مضاعفة إجمالي كمية الحمض النووي التي سيتم تعيينها وتسلسلها. لكن الجهد الإضافي سيجعل من الممكن اختبار وظيفة الجينات التي تم تحديدها في البشر في الكائنات الحية الأخرى التي يمكن الوصول إليها تجريبياً والتي توجد لها تقنيات وراثية قوية. وبالتالي سيكون من الممكن تحديد الدور الدقيق لهذه الجينات في العمليات البيولوجية الهامة. على العكس من ذلك ، يمكن التعرف على البروتينات التي تم اكتشاف أنها ذات أهمية خاصة في أي من هذه الكائنات الحية الأخرى على الفور عن طريق تماثل الأحماض الأمينية في الإنسان ، وبالتالي تمكين الباحثين من إجراء دراسات مركزة جيدًا لوظيفة البروتين البشري المقابل وجينه. سوف يمثل تسلسل الحمض النووي الشامل والمقارنات الوظيفية التي يتم إنشاؤها أيضًا موردًا لا يقدر بثمن لعلماء الأحياء التطورية. تمت مناقشة هذه الآثار وغيرها من الآثار المترتبة على علم الأحياء الأساسي بمزيد من التفصيل في الفصل 3.


    مناقشة

    يعد رسم الخرائط الجينية شرطًا مسبقًا لتطبيقات الاختيار بمساعدة الواسمات والاستنساخ المستند إلى الخرائط ، وتُبذل جهود كبيرة في العديد من أنواع المحاصيل لتطوير خرائط جزيئية مشبعة. على الرغم من التقدم الكبير المحرز في تطوير واعتماد أدوات التنميط الجيني ورسم الخرائط عالية الإنتاجية ، كان التقدم في تطوير الخرائط الجزيئية المشبعة بطيئًا. تم تطوير غالبية خرائط الروابط الجينية المتاحة الآن من قبل مجموعات تعمل بشكل مستقل على مجموعة واسعة من السكان لرسم الخرائط. تم مؤخرًا محاذاة خرائط الربط المتعددة التي تم تطويرها من مجموعات خرائط مختلفة لإنشاء خرائط ربط متفق عليها باستخدام علامات مشتركة كعلامات إطار. تحدد هذه العلامات مجموعات الربط وتحدد المناطق واتجاه الخرائط (Isobe et al. 2009 Gustafson et al. 2009). لقد ساعد استخدام خرائط مجموعات سكانية متعددة في تحديد واسمات متعددة الأشكال إضافية (Studer وآخرون 2010 Gautami وآخرون 2012). في هذه الدراسة ، استخدمنا 94 علامة إطار عمل منشورة مسبقًا مع مواقع معروفة في مجموعات الربط لإنشاء خريطة ربط إجماع من خمسة مجموعات RIL في البازلاء. يتم توزيع هذه العلامات بشكل متساوٍ إلى حد ما على جميع مجموعات الروابط بمتوسط ​​12 علامة إطار لكل مجموعة ربط. يُقترح ما لا يقل عن ثلاث علامات إطار لكل مجموعة ربط لتكون كافية لتحديد اتجاه الخريطة (Gautami et al. 2012). قد يؤدي تطوير خرائط الإجماع من الخرائط المستقلة التي تم إنشاؤها بواسطة مجموعات خرائط متعددة باستخدام برنامج JoinMap إلى تناقضات في الترتيب الخطي للعلامات بسبب دمج البيانات من مجموعات الخرائط مع ترددات إعادة التركيب المختلفة والخلفية الجينية وحجم السكان وكثافة العلامة (Feltus وآخرون 2006). لهذا السبب ، تم إجراء رسم الخرائط المقارن باستخدام برنامج CMap لتصور ترتيب العلامة بشكل أكثر كفاءة في أربعة من RILs البازلاء ، وهو نهج ساعد في تقييم وتأكيد التطابق العام لمواضع العلامات والترتيب ولكن أيضًا التلميح إلى إمكانية إجراء بعض الترتيبات على بعض LGs.

    في دراستنا ، أظهرت العلامات تشوهًا متنوعًا للفصل العنصري في مجموعات RIL المختلفة حيث أظهر PR-19 أعلى تشويه في الفصل. تم الإبلاغ سابقًا عن مثل هذا التباين في تشويه الفصل في مجموعات رسم الخرائط الفردية والتناقضات في ترتيب العلامات الخطية في خرائط السكان الفردية وخرائط الإجماع (Gautami et al. 2012). لمعالجة هذه القضايا ، أبلغت العديد من الدراسات عن استخدام علامات الإطار ذات المواضع المعروفة لتقسيم مجموعات الربط إلى شرائح تمثل صناديق تحتوي على مواقع محددة على الكروموسومات. تم استخدام إدخال الحاويات في مجموعات الربط في العديد من أنواع المحاصيل حيث لا تزال خرائط الارتباط المشبعة غير متوفرة (Gardiner et al. 1993 Kleinhofs and Graner 2001 Studer et al. 2010 Gautami et al. 2012). يمكن لهذه الصناديق بعد ذلك تحديد موقع ثابت على الكروموسومات التي لها علامة إطار. في هذه الدراسة ، قمنا بتقسيم مجموعات ربط البازلاء إلى صناديق طويلة 20 سم. من أصل 42 حاوية ، كان لدى الأغلبية علامة إطار ثابتة تحدد موقعها الثابت على مجموعات الربط. سيساعد تقديم الصناديق مع علامات الإطار على إضافة المزيد من العلامات في مناطق محددة وتطوير خريطة الإجماع.

    نفس الإستراتيجية المخصصة لاكتشاف SNP باستخدام تقنية التسلسل 454 كما هو موصوف للعدس بواسطة Sharpe et al. (2013) في هذه الدراسة لتحديد عدد كبير من تعدد الأشكال من مجموعة متنوعة من ستة أصناف من البازلاء ، وهو انضمام بري من P. فولفوم و أ ص. ساتيفوم subpp. الحبشة سلالة. قدم نهج التنميط 3′-cDNA المستخدم مجموعة بيانات قوية مع تغطية عميقة للنهايات الثلاثية المستهدفة للجينات لكل من الأنماط الجينية الثمانية. تعتبر التغطية العميقة مهمة لأنها توفر القدرة على اشتقاق مجموعة مرجعية قوية من novo لنسبة كبيرة من النصوص المعبر عنها من الأنسجة المحصودة ، بالإضافة إلى زيادة احتمال تحديد تعدد الأشكال الواثق للغاية لكل من الأنماط الجينية. في الواقع كان من الممكن تحديد ما مجموعه 29725 كونتيج مرجعي غير زائدة عن الحاجة لصنف CDC Bronco. يمثل هذا العدد من contigs نسبة كبيرة من الجينات المعبر عنها استنادًا إلى حقيقة أن جينوم البازلاء ثنائي الصبغيات يحتوي على الأرجح على محتوى جيني مماثل للنموذج المرتبط ارتباطًا وثيقًا ميديكاغو الجينوم (45888 نسخة ترميز البروتين www.phytozome.net). لسوء الحظ ، لا يمكن تحديد ما إذا كانت contigs نسخ معينة مرتبطة بأنسجة معينة نظرًا لأن المنهجية المستخدمة لم توفر تنسيقًا فعالًا لفهرسة العينة ، ومع ذلك ، من الممكن ، من خلال تحليل التسلسل المقارن ، استنتاج كل من وظيفة الجين والتعبير الخصائص من جينومات نموذج البقوليات ، مثل ميديكاغو (يونغ وآخرون 2011) أو فول الصويا (شموتز وآخرون 2010).

    تحديد النيوكلوتايد من مختلف P. sativum و P. فولفوم استخدمت المُدخلات أيضًا نفس خط أنابيب المعلوماتية الحيوية المستخدم سابقًا في العدس (شارب وآخرون 2013) ومكنت من تحديد إجمالي خام يبلغ 131،424 تعدد الأشكال عبر 20328 (68٪) من contigs المرجعي. مستوى تنوع النوكليوتيدات داخل P. sativum يبدو أن الأنماط الجينية تتبع الأصل المتكيف للأنماط الجينية حيث لوحظت مستويات أقل بين الأنماط الجينية المتكيفة مع المناخ المعتدل في أمريكا الشمالية ، وتلاحظ مستويات أعلى بين هذه الأنماط الجينية و P. sativum ssp. الحبشة النمط الجيني (PI 358610) أو البرية P. فولفوم النمط الجيني (P651). تم تضمين المُدخلين البريين لتوسيع القاعدة الجينية للبلازما الجرثومية التي يتم تقييمها وبالتالي لزيادة فرص تحديد تعدد الأشكال. بيسوم ساتيفوم subpp. الحبشة يُعتقد أنه نشأ في تدجين مستقل من بيسوم ساتيفوم، كما لديها فولفوم الحور. تمت تصفية هذه النيوكلوتايد الأولية إلى مجموعة أصغر عالية الجودة من تعدد الأشكال بناءً على تغطية / عمق القراءة ومستويات منخفضة من الغموض (& lt3 يقرأ أو & lt80٪ توافق) ، بالإضافة إلى التماثل الكبير المحدد لأي من النموذج ميديكاغو أو جينومات فول الصويا. حدد هذا مجموعة من 20،008 تعدد الأشكال عالي الجودة عبر 6707 contigs المشروح. من المحتمل أن يشير الانخفاض الكبير في عدد النيوكلوتايد و contigs عالية الجودة إلى شيئين (1) على الرغم من أن المنهجية تتيح التحديد المستهدف لمناطق منفصلة من الجينات ، إلا أن تأثيرها يخفف بسبب وجود عدد كبير من النصوص من نسبيًا. عدد قليل من الجينات في أي نوع نسيج معين و (2) يمكن أن تحتوي نهاية الجينات الثلاثية على امتدادات كبيرة من المناطق غير المترجمة (UTR) التي يمكن أن يكون لها مستويات ضعيفة من التناظر المتسلسل حتى مع الأنواع وثيقة الصلة. عرضت مجموعة SNPs المختارة لتطوير مقايسة SNP (8822 SNPs في 4194 contigs) نسب انتقال SNPs (64٪) إلى SNPs التحويلية (36٪) وتردد SNP في P. sativum الأصناف (1 SNP لكل 667 نقطة أساس) التي تعكس عن كثب أنواع تحويلات النوكليوتيدات والتردد الذي شوهد في دراسات النسخ المماثلة في البازلاء باستخدام تسلسل 454 (Kaur et al. 2012 Leonforte et al. 2013) ، محاصيل البقول الأخرى مثل العدس (Sharpe et 2013) ، وكذلك نباتات أخرى (Soltis and Soltis 1998). تم العثور أيضًا على عدد صغير (406 (1.6 ٪)) من contigs المرجعي CDC Bronco يحتوي على مجموعة من التكرارات المختلفة للأقمار الصناعية الدقيقة ، وتحليل سيليكو للتكرارات المكافئة في بيانات التسلسل من الأنماط الجينية الأخرى المحددة التكرارات متعددة الأشكال المفترضة. تمثل مواقع الأقمار الصناعية الصغيرة هذه موردًا لتطوير الواسمات الجينية المحتملة وتكمل التكرارات المحددة من المبادرات الأخرى باستخدام استراتيجيات التسلسل المماثلة في هذا المحصول (Loridon et al. 2005 Kaur et al. 2012).

    لتحديد مجموعة مثالية من SNPs للتمثيل على مصفوفة Illumina GoldenGate 1،536 SNP ، تم فحص 8،822 SNPs عالية الجودة التي تم تحديدها لإزالة تلك SNPs التي من المحتمل أن تكون متغايرة الزيجوت في الطبيعة بناءً على بيانات التسلسل المتاحة. تم تحديد ما مجموعه 1،018 SNPs على هذا النحو مما يشير إلى تغاير الزيجوت المتبقي في الأنماط الجينية التي تم اختيارها لاكتشاف SNP. هذا المستوى من تغاير الزيجوت ليس غير متوقع بالنظر إلى طبيعة طرق التربية المستخدمة لتطوير أصناف البازلاء في هذا البحث ، أي أنه لم يتم اشتقاق أي منها من مضاعفة الصبغيات. لم يتم اختيار هذه الأشكال المتعددة الأشكال ، رغم أنها قد تكون مفيدة ، لتطوير مقايسة SNP لأننا لم نكن واثقين من أنها ستكون موجودة في RILs المستهدفة. من بين SNPs المتبقية التي تم تقديمها إلى Illumina لتصميم الفحص ، كان من الممكن تحديد مجموعة من 3،106 SNPs التي تمثل أفضل contigs واحد. كان هذا يعتمد على اختيار SNPs مع أعلى درجة ADT في الحالات التي كان فيها تعدد أشكال النيوكلوتايد في كونتيج واحد. كان أداء هذه الإستراتيجية جيدًا للغاية عند تنفيذها لتصميم مصفوفة مكافئة لـ GoldenGate 1،536 SNP في العدس (شارب وآخرون 2013). كما كان الحال بالنسبة لصفيف العدس ، فإن التصفية الإضافية لـ SNPs بناءً على وجود تباين بين الخطوط المزروعة فقط ، وإزالة درجات اختبار ADT المنخفضة (& lt0.4) وإزالة SNPs المحددة فقط في عدد محدود من بفضل الكميات المحدودة من بيانات التسلسل المتاحة ، تم تمكين اختيار مجموعة أساسية من SNPs المثلى ليتم تمثيلها على المصفوفة (1،107 SNPs). وتجدر الإشارة إلى أن هناك اختلافًا واحدًا عن جهد العدس الذي وصفه شارب وآخرون. (2013) ، تم استخدام منهجية أكثر قوة لتحديد تعدد الأشكال المتماثل للمواضع في contigs المكرر المتداخل في هذا الجهد ، حيث تم استخدام مناهج متعددة لتعيين إما contigs أو قراءة فردية للإشارة ميديكاغو تم إجراء نماذج الجينات باستخدام كل من BLAT و GMAP. تم تنفيذ ذلك في محاولة لتجنب إمكانية إجراء فحوصات مصممة لتضخيم مواقع متعددة داخل جينوم البازلاء. تكميل النيوكلوتايد 1،107 المحدد للتمثيل على المصفوفة مع مجموعة إضافية من 429 علامة متعددة الأشكال فقط بين P. فولفوم و P. sativum ssp. الحبشة الأنماط الجينية و CDC Bronco أكملت مجموعة 1536 SNP. يوفر تمثيل SNPs على المصفوفة قدرة معززة ليس فقط لتقييم التنوع عبر نطاق أوسع من البلازما الجرثومية ، ولكن أيضًا لتوصيف أفضل لفصل النسل من P. sativum × P. فولفوم و P. sativum × P. sativum ssp. الحبشة الهجن المتوفرة في برامج تربية البازلاء.

    تم التحقق من صحة 1536 SNPs المحددة باستخدام مجموعة فرعية من 32 علامة لتصميم علامات KASP والتحقق من الأنماط الجينية المستخدمة لاكتشاف SNP. من هذا كان من الممكن التأكد من أن غالبية المقايسات ستؤدي كما هو متوقع في الشكل الأكبر. مجموعة فرعية من خمس علامات (16٪) لم تتضخم على الإطلاق ، وعلى الرغم من أنه من المتوقع حدوث قدر من فشل الاختبار ، فقد أشار تحليل لاحق لهذه الأشكال المتعددة الأشكال إلى أن أحدها كان يحتوي على تعدد أشكال تعدد الأشكال (SNP) في مساحة تصميم الفحص واثنان منهم كانت قريبة من حدود exon / intron داخل تقويم العظام ميديكاغو أو نماذج الجينات فول الصويا. من المتوقع حدوث تباين في مثل هذه الحدود بين الأنواع وثيقة الصلة وهو تقييد لنهج يتم فيه استخدام بيانات النسخ من الجينوم بدون جينوم مرجعي ثابت لاكتشاف وتطوير العلامات. أكد تمرين التحقق أيضًا أن قدرًا كبيرًا من عدم التجانس موجود داخل الأصناف المنشأة منذ أن تم الكشف عن أن العديد من العلامات اكتشفت الأليلات في الأصناف التي كانت مختلفة عن تعدد الأشكال الملحوظ في بيانات التسلسل المستخدمة لاكتشاف SNP.

    كان استخدام صفيف Ps1536 GoldenGate للتنميط الجيني في مجموعات RIL الخمسة من البازلاء ناجحًا في تحديد مجموعات فرعية من فحوصات SNP متعددة الأشكال داخل كل من السكان. من المتوقع أن يكون الاختلاف الكبير في مستويات تعدد الأشكال بين مجموعات RIL بناءً على الطبيعة المتنوعة للمواد الأبوية المستخدمة لتطوير السكان. كما هو متوقع ، كان السكان الأكثر تعددًا (61٪ متعدد الأشكال) هم PR-19 ، المشتق من تهجين بين P. sativum الصنف الفيتا والبرية P. فولفوم انضمام ص 651. كان لدى المجموعات السكانية المتبقية ما بين 22 ٪ (PR-02) و 26 ٪ (Pop9) مواقع متعددة الأشكال ، الأول مشتق من تقاطع بين صنفين حديثين (Orb و CDC Striker) والأخير بين صنف حديث وصنف صيني. (كامور والصين). من المحتمل أن يعكس العدد الأكبر بكثير من المواضع متعددة الأشكال في تقاطع PR-19 الدرجة الكبيرة جدًا من تنوع النوكليوتيدات الموجود في المناطق الجينية بين النوعين (جينغ وآخرون .2007) ، بينما يعكس مستوى تعدد الأشكال الذي لوحظ في Pop9 المزيد مستويات معتدلة من تنوع النوكليوتيدات الموجودة في الداخل P. sativum، حتى عند تضمين السلالات الأصلية. يُتوقع وجود عدد صغير من الفحوصات الفاشلة أو غير القابلة للضبط (6-9٪) في كل مجموعة بناءً على معدل الفشل الملحوظ لتنسيق مقايسة GoldenGate 1،536 SNP (كننغهام وآخرون ، 2008) ، بالإضافة إلى تقييد عملية الاستدلال على التصميم. حدود exon / intron من الجينوم المرجعي للأنواع ذات الصلة. كان العدد الصغير من المقايسات التي لوحظ فيها أليل أبوي واحد فقط (أي الموقع السائد) صغيرًا جدًا حيث كشفت مجموعات Pop9 و PR-19 فقط عن أي عدد كبير (حوالي 3٪ لكل منهما) ، مما يعكس على الأرجح الطبيعة المتنوعة تمامًا لهذه التهجينات .

    عكست فحوصات 1009 (66٪) SNP التي أنتجت بيانات الفصل المناسبة لتحليل الروابط الرغبة في تصميم مصفوفة من شأنها أن توفر فائدة لرسم الخرائط الجينية عبر مجموعة واسعة من التهجينات.الطبيعة ثنائية الأليلات لتنسيق مقايسة SNP تعني ذلك في أي واحد P. sativum عبور نسبة صغيرة نسبيًا من المواقع (22-26٪) متعددة الأشكال ، ولكن بشكل جماعي يمكن تعيين نسبة أكبر بكثير من المواقع. من الناحية النظرية ، كان من الممكن تعيين عدد أكبر بكثير من المواقع في PR-19 منذ أن تم تحديد 940 موقعًا على أنها متعددة الأشكال بين الخطوط الأبوية ، ومع ذلك ، فإن العديد من هذه المواقع (57٪) أظهرت تشويهًا شديدًا في الفصل (تردد الأليل & lt 0.1) كانت فريدة من نوعها لهذه الفئة من السكان. من الجدير بالذكر أن غالبية هذه المواقع كشفت عن تشويه منحرف نحو النمط الوراثي الأصل المزروع. حجم هذا التشويه هو أنه يشير إلى وجود عوامل خطيرة تؤثر على النسب المندلية المتوقعة في سكان RIL. من الممكن وجود كميات كبيرة من تغاير الزيجوت في P. فولفوم والد ف1 مثل وجود أليل بديل غير قابل للاكتشاف في العديد من المواقع والذي أدى إلى مستويات التشويه التي لاحظناها. من الممكن أيضًا أن تكون العوامل الوراثية و / أو الوراثية المتعددة قد حدت من تمثيل أليل أبوي واحد على الأليل الآخر في مجموعة سكانية منفصلة ، وهناك العديد من الأمثلة المبلغ عنها في محاصيل مختلفة (للمراجعة ، انظر Liu et al. 2010). في هذه الحالة ، هناك اختلافات جينية متعددة مهمة ، مثل عمليات الانتقال الكبيرة للكروموسومات والانعكاسات المعروفة بوجودها بين P. sativum و P. فولفوم (Errico وآخرون 1991) ، ربما تسبب في فصل كروموسوم غير طبيعي في F1 تستخدم لتوليد السكان. أنتج تحليل الارتباط لبيانات الفصل في المجموعات الخمس خرائط وراثية فردية لكل صليب لها أحجام مختلفة بشكل كبير. حجم 345.3 سم لـ PR-19 صغير بشكل خاص ويشير مرة أخرى إلى أنه على الرغم من أن الوالدين متعددي الأشكال ، إلا أن جزءًا من الجينوم يفصل بشكل طبيعي في هذا التهجين متعدد الأنواع.

    احتوت جميع الخرائط بشكل فردي على ثماني مجموعات ربط مستقلة أو أكثر ، باتباع نفس الملاحظة في مجموعة سكانية واحدة وصفها ليونفورتي وآخرون. (2013) وتشير إلى قيود تحقيق تغطية الجينوم الكاملة في أي تهجين ثنائي الوالدين مع عدد محدود من المواقع متعددة الأشكال. ومع ذلك ، فإن الخريطة الجينية المتفق عليها ، المستمدة من مجموعات البيانات الخمس ، احتوت على ما مجموعه 939 موقعًا معينًا عبر سبعة LGs بمسافة جينية إجمالية تبلغ 771.6 سم للجينوم. مكّن استخدام علامات SSR الإطارية من التكامل القوي لخريطة الإجماع مع PsLG I-VII في خريطة Pop9 التي تم إنشاؤها سابقًا (Bordat et al. 2011). أثبتت القدرة على تحديد مجموعات المواقع داخل خريطة الإجماع التي تم اشتقاقها بشكل أساسي من تقاطعات معينة أن مناطق معينة من الجينوم كانت متعددة الأشكال فقط في تقاطعات معينة ، وعلى الأخص PR-19 و Pop9. هذا ليس مفاجئًا بالنظر إلى الطبيعة المتنوعة لهذه الصلبان. يشير العدد الكبير لمجموعات المواقع التي ساهم بها التقاطع متعدد الأنواع PR-19 إلى أنه على الرغم من أن التقاطع قد يكون لديه مشكلة كبيرة تتعلق بالفصل الطبيعي للكروموسوم ، فلا يزال من الممكن استخدام البيانات لتعزيز اتساع الخريطة الجينية المتفق عليها. كان تحديد مجموعات المواقع على LG II (بين علامة Gibbi و cwi1) و LG III (بين العلامات PsAAP1 و NIP) و LG IV (بين العلامات Sucsyn و Xyft) مع تشويه الفصل المعتدل في مجموعات RIL الفردية واضحًا أيضًا ، مع تؤكد المنطقة على LGII التشوه الذي تم تحديده مسبقًا في المنطقة بين علامات التثبيت Gibbi و Cwi1 في هذه المجموعة في Pop9 (Bordat et al. 2011).

    تتمثل فائدة تطوير هذه الموارد في البازلاء باستخدام بيانات النسخ في أنه من الممكن الاستفادة من تشابه التسلسل القوي في المناطق الجينية بين البازلاء وبيانات التسلسل المتاحة من النموذج المرتبط ارتباطًا وثيقًا ميديكاغو الجينوم (يونغ وآخرون 2011). كل من البازلاء و ميديكاغو تعيش في نفس كليد galegoid داخل عائلة البقوليات الحليمية الفرعية ويقدر أنها تباعدت حوالي 20 MYA (Cannon et al. 2009). وبالتالي ، توفر هذه العلاقة الوثيقة بين النوعين إمكانية إجراء فحص مفصل للتركيبات المشتركة الموجودة بين جينوماتهما. إن توافر مورد نسبي مشابه للعدس (شارب وآخرون 2013) ، وهو قريب آخر داخل كليد الجاليجويد ، يتيح أيضًا إجراء تحليل مقارن للتخليق مع كل من البازلاء والبازلاء. ميديكاغو.

    حددت هذه الدراسة مراسلات متشابهة جدًا فيما يتعلق بالبازلاء PsLGs و lentil LGs و ميديكاغو الكروموسومات مثل تلك التي تم الإبلاغ عنها سابقًا (Bordat et al. 2011 Smýkal et al. 2012 Leonforte et al. 2013 Sharpe et al. 2013) ، كما تم تأكيد إعادة الترتيب التي تمت ملاحظتها سابقًا إلى حد كبير. على سبيل المثال ، تكون PSLGI متداخلة إلى حد كبير مع Mt5 ، باستثناء انعكاس صغير للعلامات في وسط المجموعة ويكشف نصف هذا الكروموسوم عن تراكيب جيدة مع العدس LG5. وبالمثل ، فإن PsLGII متزامن إلى حد كبير مع Mt1 مع انعكاس كبير في أحد طرفي المجموعة بينما يكون هذا الكروموسوم متزامنًا مع كل من العدس LG1 و LG5. وبالمثل ، فقد شارك PsLGIV في التخليق مع Mt8 والذي بدوره له تراكيب مشتركة كبيرة مع العدس LG7. ومن المثير للاهتمام ، أنه يمكن إنشاء تخليق مشترك كبير بين PsLGIII و Mt3 مع عدم وجود دليل على التخليق المشترك مع Mt2 كما وصفه Bordat et al. (2011). يمكن أن يشير هذا النقص في التخليق المشترك إلى قيود تقنية مع طبيعة التنميط 3-نسخ و contigs القصيرة الناتجة التي تتكون من 3-UTR متواليات مع القليل من التماثل مع ميديكاغو النماذج الجينية ، أو إمكانية إنشاء روابط خاطئة بين العلامات في الخرائط. من الممكن أيضًا أن تكون مناطق جينوم البازلاء أكثر تميزًا بسبب إعادة تنظيم الجينوم على نطاق واسع نظرًا لتباعد النوعين أو من المحتمل وجود انتقالات كروموسوم محددة داخل أصناف البازلاء المختلفة. يمكن أن تفسر إعادة تنظيم الجينوم منذ الاختلاف أيضًا الوضع في العدس حيث كشف نصف Mt5 فقط عن تخليق كبير مع العدس LG5 ، في حين أن الكروموسوم بأكمله متزامن تمامًا مع PSLGI.

    الموارد الجينية والجينومية الموصوفة هنا تبشر بتسريع الجهود الجارية للتحسين P. sativum الإنتاجية وجودة البذور من خلال توفير آلية لمعالجة التباين المفيد في المحصول ولتحليل السمات متعددة الجينات المعقدة (مثل تحليل QTL). جنبًا إلى جنب مع الموارد الأخرى التي تم تطويرها مؤخرًا (على سبيل المثال ، ليونفورتي وآخرون. 2013) ، ستساعد أيضًا في الجهود المستقبلية لتطوير تسلسل جينوم عالي الجودة للبازلاء.

    الكاتب الاشتراكات

    كانت AGS و KEB و BT و TDW هم باحثون مشاركون في المشاريع التي أدت إلى هذه المخطوطة التي تصوروها للدراسة ، وشاركوا في تصميمها وتنسيقها وشاركوا في كتابة المخطوطة مع AS. أشرف AGS على بناء مكتبة 3-cDNA وأجزاء التسلسل من العمل. أشرف AS و MD و RS و KEB على التنميط الجيني ورسم أجزاء من العمل. اختارت TDW البلازما الجرثومية المستخدمة للتسلسل وطوّرت مجموعات خرائط PR-02 و PR-07 و PR-15 و PR-19 جنبًا إلى جنب مع BT و YL و ASKS و ABJ ، على التوالي. طورت JB و GA مجموعة Pop9 لرسم الخرائط. أعدت جامعة الدول العربية البيانات للنشر من خلال KnowPulse وقدمت الدعم المعلوماتي الحيوي طوال فترة المشروع. قدمت RL و JC مدخلات من حيث استخراج الحمض النووي الريبي وأنشأت الشكل المعدل لمنهجية التنميط 3-cDNA. قدمت LR دعم المعلومات الحيوية من اختيار SNP من خلال تحليل البيانات وأعدت عدة أرقام. كل الكتاب قراءة وافقت على المخطوط النهائي.


    7.E: الربط ورسم الخرائط (تمارين) - علم الأحياء

    في نهاية القرن التاسع عشر نتيجة للتقدم التكنولوجي تم زيادة الخصائص البصرية للمجاهر بشكل ملحوظ ، كما تم تحسين طرق البحث الخلوي بشكل ملحوظ. سمح هذا للعلماء بإجراء سلسلة من الاكتشافات المهمة. وقد ثبت الدور الرائد لنواة الخلية في نقل الصفات الوراثية. ولفتوا الانتباه إلى التشابه اللافت للنظر بين سلوك الكروموسومات أثناء تكوين الأمشاج والتخصيب ، وبين مخطط وراثة العوامل الوراثية ، الذي وصفه مندل. على أساس هذه البيانات تمت صياغة نظرية الكروموسوم للوراثة. وفقًا لهذه النظرية ، يوجد زوج من العوامل المترجمة في زوج من الكروموسومات المتجانسة ، وكل من هذه الكروموسومات يحمل عاملًا واحدًا. في وقت لاحق ، تم استبدال مصطلح عامل ، الذي يعني الوحدة الأساسية للوراثة ، بمصطلح - الجين. وهكذا يمكننا القول أن الجينات الموجودة في الكروموسومات هي الوحدة الفيزيائية التي تنتقل من خلالها الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء. يتم تمثيل كل جين في الكروموسومات المتماثلة كزوج من الأليلات ، والتي تقع في موضع واحد ، مما يعني في نفس المكان في هذه الكروموسومات. أصبح من الممكن الآن شرح القوانين الأساسية للوراثة من حيث نظرية الكروموسوم ، مثل خصائص حركات الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي. الفصل بين الكروموسومات المتجانسة التي تحدث أثناء الطور الأول من الانقسام الاختزالي والتوزيع العشوائي للأليلات بين الأمشاج هو أساس شرح القانون الأول - قانون الفصل. واستقلال فصل الكروموسومات غير المتجانسة خلال المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي هو أساس القانون الثاني - قانون التشكيلة المستقلة.

    ومع ذلك ، فمن الواضح تمامًا أن كل كائن حي لديه عدد كبير من السمات ويمكن أن تكون هذه الكمية أكبر بكثير من عدد الكروموسومات في مجموعة أحادية العدد. هذا ملحوظ بشكل خاص للأنواع التي لديها عدد قليل من الكروموسومات. على سبيل المثال ، عدد الكروموسومات في مجموعة أحادية العدد في البازلاء يساوي 7 ، في الجاودار يساوي أيضًا 7 ، وذبابة الفاكهة 4 ، وفي الدودة المستديرة 1. ثم من الواضح أنه في كل كروموسوم يجب تحديد الجينات التي تحدد التطور على الأقل بعض السمات المختلفة. تسمى هذه الجينات مرتبطة وعدد مجموعات الارتباط يساوي عدد الكروموسومات في المجموعة الفردية. وفقًا لذلك ، لا يتعين على هذه الجينات الامتثال لمبدأ التشكيلة المستقلة - يجب أن يتم توريثها معًا كوحدة واحدة.

    حاسبة الارتباط الجيني

    في الآلة الحاسبة الجينية ، لتعيين الارتباط الجيني في تدوين الأنماط الجينية الأبوية ، يجب اختتام الجينات المرتبطة بين قوسين. بالنسبة للثنائي الهجين ، هناك نوعان من التوطين المحتمل للأليلات السائدة والمتنحية في الكروموسومات. في الحالة الأولى ، يتم توطين الأليلات السائدة في أحد أزواج الكروموسومات المتجانسة والمتنحية في الآخر - (AB) (ab). هذا البديل من توطين الأليلات يسمى cis-position. يمكن الحصول على النمط الوراثي (AB) (ab) من تهجين الوالدين مع الأنماط الجينية (AB) (AB) - النمط الظاهري AB و (ab) (ab) - النمط الظاهري ab. في الحالة الثانية ، الأليلات السائدة والمتنحية للجين المترجمة في كروموسومات متجانسة مختلفة - (أب) (أ ب). هذا البديل من التوطين يسمى Trans-position. يمكن الحصول على النمط الجيني (Ab) (aB) ، على التوالي ، من تهجين الوالدين مع الأنماط الجينية (Ab) (Ab) - النمط الظاهري Ab و (aB) (aB) - النمط الظاهري aB. يمكن إثبات الاختلاف في نسبة الأنماط الظاهرية في النسل من أجل الوراثة المندلية والارتباط الجيني في اختبار التهجين. في هذا العبور ، يكون عدد أنواع الأمشاج مساويًا لعدد فئات النمط الظاهري في النسل. في حالة الوراثة المستقلة ، سيعطي النمط الجيني AaBb الأنواع الأربعة من الأمشاج AB و Ab و aB و ab بنسبة 1: 1: 1: 1. في حالة التركيب الجيني للرابط الجيني (AB) (ab) يمكن أن يعطي فقط نوعين من الأمشاج (AB) و (ab). وفقًا لذلك ، من خلال عبور الأفراد بالنمط الجيني (AB) (ab) و (ab) (ab) ، نحصل على فئتين من الأنماط الظاهرية AB و ab بنسبة 1: 1. سيعطي النمط الجيني (Ab) (aB) أيضًا نوعين من الأمشاج (Ab) و (aB). ومن خلال تهجين الوالدين مع الأنماط الجينية (Ab) (aB) و (ab) (ab) ، نحصل أيضًا على فئتين من الأنماط الظاهرية Ab و aB بنسبة 1: 1. كما ترون في كلتا حالتين الارتباط الجيني. تعتمد الفئات المظهرية للنسل على موقع الأليلات السائدة والمتنحية في الكروموسومات والمتطابقة مع الأنماط الظاهرية للوالدين ، عن طريق التهجين الذي تم الحصول عليه من ثنائي الهجين الأصلي.

    ولكن لا يمكن الحصول على هذه النتائج إلا في حالة الربط الكامل. عادةً ما يكون الارتباط الكامل نادرًا جدًا. الحقيقة هي أنه خلال الانقسام الاختزالي ، يمكن للكروموسومات المتجانسة تبادل المناطق مع بعضها البعض. تسمى هذه العملية بالتقاطع أو إعادة التركيب الجيني. في عملية إعادة التركيب الجيني ، يمكن للأليلات ، الموجودة في مجموعة الوصلة في الوالدين ، الفصل وإعطاء التوليفات الجديدة في الأمشاج. تسمى الأنماط الظاهرية ، التي يتم الحصول عليها من هذه الأمشاج ، بالتركيبات أو عمليات الانتقال. وبالتالي ، لن يكون السلالة نوعين بل أربعة نمط ظاهري ، كما هو الحال في الميراث المستقل. لكن بالنسبة للوراثة المرتبطة ، ستكون النسبة مختلفة. ستشكل الفئات ذات الأنماط الظاهرية الأبوية الجزء الأكبر من النسل ، والفئات المؤتلفة - الجزء الأصغر. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى التركيب الوراثي (AB) (ab) ، سيكون هناك نسل أكثر مع الأنماط الظاهرية AB و ab وأقل مع الأنماط الظاهرية Ab و aB ، وللنمط الجيني (Ab) (aB) العكس. تعتمد نسبة النمط الظاهري الدقيقة على المسافة بين الجينات. وكلما كانت الجينات المرتبطة بعيدًا عن بعضها البعض ، زادت احتمالية حدوث التقاطع بينها. وبالتالي ، يمكن أن يكون تكرار العبور أو إعادة التركيب مقياسًا لتحديد المسافة بين الجينات. إذا حدث العبور الفردي بين الجينات وعرفنا مقدار عمليات الانتقال ، فيمكن حساب المسافة بين الجينات بالصيغة: RF = (c / t) * 100٪ ، حيث RF - تردد إعادة التركيب (the المسافة بين الجينات) ، ج - كمية عمليات الانتقال ، t - المبلغ الإجمالي للنسل ، الذي تم الحصول عليه من اختبار التقاطع. إذا تجاوزت قيمة العبور 50٪ ، فيمكننا التحدث عن تشكيلة مستقلة من الجينات ، أي بدون وراثة ترابطية. في الأمثلة التي تراها أدناه ، سنستخدم حاسبة Crossing Over Map لحساب المسافة بين الجينات والحاسبة الجينية لنمذجة التهجينات الجينية ذات الارتباط الجيني. من المهم ملاحظة أن Crossing Over Map Calculator يمكن أن يعطي نتائج صحيحة فقط لاختبار التقاطعات. أولاً ، لنلقِ نظرة على بعض ميزات هذه الآلة الحاسبة.

    عبور خريطة حاسبة

    تتميز أداة Crossing Over Map Calculator بواجهة بسيطة وواضحة جدًا. يمكن تقسيمها إلى جزأين - في الجزء "الجينات والأنماط الظاهرية" يمكنك إدخال البيانات المطلوبة ، وفي الجزء الأيمن - تظهر "النتائج" نتائج الحسابات. يمكنك العثور على أزرار الاختيار "Three Genes / Two Genes" في الجانب الأيسر. نظرًا لأننا سننظر في أمثلة لجينين مرتبطين ، فيجب عليك تبديلها إلى "جينين". وسيتم النظر في مواصفات حل المشكلات الوراثية للجينات الثلاثة المرتبطة لاحقًا. ستبدو خوارزمية إدخال البيانات كما يلي:
    1) اختر عدد الجينات (في هذه الحالة - قم بتبديل زر الراديو في "جينين").
    2) اكتب الأليلات السائدة والمتنحية للجينات في الجدول الأول.
    3) اضغط على زر "حساب الأنماط الظاهرية". يقوم البرنامج تلقائيًا بملء العمود الأول في الجدول الثاني بكل التوليفات الممكنة من الأنماط الظاهرية.
    4) في العمود الثاني سوف تحتاج إلى كتابة عدد الأفراد من كل صفة.
    5) اضغط على زر "احسب النتائج".

    للحصول على أمثلة مع الجينين المرتبطين ، يمكنك الحصول على النتائج التالية على الجانب الأيمن:
    1) في الجدول الأول يمكنك أن ترى وتيرة إعادة التركيب بين الجينات. إعادة التركيب 1٪ يتوافق مع الحصول على مادة مؤتلفة واحدة لكل 100 فرد. (1٪ تردد إعادة التركيب = 1 mu (وحدة الخريطة الجينية) من الخريطة الجينية ، أو centimorgan (سم)).
    2) مسافة الخريطة (m.u.) - المسافة الفعلية بين الجينات. تأخذ هذه المسافة في الاعتبار تأثير التداخل وعمليات الانتقال المزدوجة المحتملة. يرتبط تردد إعادة التركيب ومسافة الخريطة مع بعضهما البعض بهذه الصيغة (وظيفة رسم خرائط هالدين): RF = (1 - e ^ (-2 * مسافة الخريطة)) / 2 أو مسافة الخريطة = - (ln (1 - 2RF) / 2) ، حيث RF - تردد إعادة التركيب.
    3) الأنماط الجينية للوالدين. بناءً على الأنماط الجينية الأبوية ، يمكنك الحكم على توطين الجينات - هل هي في حالة ارتباط - أم في موضع انتقال.

    أمثلة على الارتباط الجيني

    اثنان من الجينات المرتبطة في اختبار ثنائي الهجين عبر الطماطم

    الآن ، دعنا ننتقل إلى الأمثلة الملموسة. في جينات الطماطم التي تحدد ارتفاع النباتات - T (طويل) و t (قزم) وشكل الفاكهة - S (دائرية) و s (على شكل كمثرى) ، وتقع في كروموسوم واحد ، أي أنها مرتبطة. إذا عبرنا النباتات متماثلة اللواقح مع الأنماط الجينية TTSS و ttss ، فإنه أيضًا ، كما في حالة التأكيد المستقل ، سيكون لجميع النسل نفس النمط الظاهري. في هذه الحالة ، كانت جميع النباتات عالية ، مع ثمار مدورة ولها نمط وراثي TtSs. نتيجة اختبار الصليب ، عندما يتم عبور هذه النباتات مع نباتات متنحية متماثلة اللواقح (ttss) ، تم الحصول عليها في النسل 40 نباتًا طويل القامة مع ثمار مستديرة ، و 40 نباتًا قزمًا مع ثمار على شكل كمثرى ، و 10 نباتات طويلة مع ثمار كمثرى الشكل ، و 10 نباتات قزم بها ثمار مستديرة. إذا كان الارتباط الجيني مكتملاً ، فسيكون في النسل نباتات طويلة فقط ذات ثمار مستديرة ونباتات قزمية ذات ثمار على شكل كمثرى بنسب متساوية ، وإذا لم يتم ربط الجينات ، فإن نسبة الأنماط الظاهرية ستكون 1: 1 : 1: 1. وبالتالي يمكننا القول أنه في هذه الحالة يحدث تقاطع بين الجينات المرتبطة ، مما يعطي أنماطًا ظاهرية مؤتلفة جديدة. الآن دعنا نحلل البيانات التي تم الحصول عليها.

    • تبديل زر الاختيار في "جينين".
    • اكتب الأليلات السائدة والمتنحية للجينات في الجدول الأول:
      تير
      سس
    • احصل على مجموعة الأنماط الظاهرية في العمود الأول من الجدول الثاني واكتب عدد النباتات لكل صفة:
      TS40
      ت10
      tS10
      ts40
    • اضغط على زر "احسب النتائج" واحصل على النتائج.
    • في المقام الأول في "الأنماط الجينية للوالدين" نرى الأنماط الجينية الأبوية (الأنماط الجينية غير المتقاطعة)
      (TS) (TS)
      (ts) (ts)
    • وفقًا لذلك ، فإن الأنماط الجينية المتقاطعة لدينا هي:
      (تس) (نهاية الخبر)
      (نهاية الخبر) (نهاية الخبر)
    • ثانياً في الجدول الأول من النتائج نرى تكرار إعادة التركيب = 20٪. هذه هي المسافة بين الجينات. يمكنك التحقق من موثوقية النتائج من خلال الصيغة الموضحة أعلاه: RF = (c / t) * 100٪. RF = ((10 + 10) / (40 + 40 + 10 + 10)) * 100٪ = (20/100) * 100٪ = 0.2 * 100٪ = 20٪. وهكذا يمكننا القول أن الجينات موضعية في موضع التحويل على مسافة 20 سانتيمورجان (سنتيمورجان) (سم). باستخدام تردد إعادة التركيب ، يحسب البرنامج المسافة الفعلية بين الجينات = 25.541281 m.u. (في الحقل "مسافة الخريطة")

    الآن لنحاكي هذا التقاطع في الآلة الحاسبة الجينية. (TS) (ts) و (ts) (ts) - إنها الأنماط الجينية لآبائنا. في تدوينات الأنماط الجينية للآباء ، يجب علينا تضمين تكرار إعادة التركيب بين الجينات - يجب استنتاج هذه القيمة في المائة من الأحرف.هناك ثلاثة خيارات لهذا الإدخال:
    1) (T٪ 20٪ S) (TS)
    2) (T٪ 20٪ S) (t٪ 20٪ s)
    3) (TS) (t٪ 20٪ s)

    جميع الخيارات الثلاثة صحيحة ويمكنك استخدام أي منها. سنختار الخيار الأول ونكتب الأنماط الجينية للوالدين مثل هذا:
    (T٪ 20٪ S) (ts) x (t٪ 20٪ s) (ts)

    نتيجة لهذا التهجين ، نحصل على نسبة أنماط ظاهرية 4 TS: 1 Ts: 1 tS: 4 ts أو مع احتمال 40٪ TS: 10٪ Ts: 10٪ tS: 40٪ ts. نظرًا لأنه اختبار تقاطع ، فإن نسبة الأمشاج ستكون متطابقة مع نسبة الأنماط الظاهرية.

    اثنان من الجينات المرتبطة في اختبار ثنائي الهجين عبر الذرة

    ضع في اعتبارك مثالًا آخر لاختبار التقاطع. في جينات الذرة التي تحدد لون الشتلات - الأخضر (السائد) والأصفر (المتنحي) وسطوع لون الأوراق - معتم (سائد) وبراق (متنحي) ، يقع في كروموسوم واحد. جميع النباتات من سلالات الذرة النقية لها شتلات خضراء وأوراق غير شفافة. نتيجة اختبار التهجين ، عندما يتم تهجين هذه النباتات مع نباتات متنحية متماثلة اللواقح مع شتلات صفراء وأوراق براقة ، تم الحصول عليها في ذرية 240 نباتًا مع شتلات خضراء وأوراق غير شفافة ، و 220 نباتًا مع شتلات صفراء وأوراق براقة ، و 36 نباتًا مع شتلات خضراء وأوراق الشجر ، و 24 نبتة ذات شتلة صفراء وأوراق غير شفافة. دعنا نحلل البيانات التي تم الحصول عليها.

    • في المثال السابق ، قمنا بتمييز الأليلات بحرف واحد. ربما لاحظت أنه ليس مريحًا للغاية ، خاصةً عند كتابة عدد الأفراد لكل نمط ظاهري. ولكن هناك طريقة أفضل ، يمكنك استخدام الرموز الطبيعية للسمات لتمييز الأليلات. للقيام بذلك ، تحتاج إلى استنتاج الأليل في هذه الأحرف & ltAllell name & gt. لذلك ، نكتب الأليلات السائدة والمتنحية للجينات في الجدول الأول بهذه الطريقة (لا تنس تبديل زر الراديو في "جينان"):
      & ltGreen & GT& ltyellow & GT
      & lt معتم & GT& ltbright & GT
    • احصل على مجموعة الأنماط الظاهرية في العمود الأول من الجدول الثاني واكتب عدد النباتات لكل صفة:
      & ltGreen & gt & lt شفافية & GT240
      & ltGreen & GT & ltbright & GT36
      & ltyellow & gt & lt شفافية & GT24
      & ltyellow & gt & ltbright & gt220
    • اضغط على زر "احسب النتائج" واحصل على النتائج.
    • في مجال "الأنماط الجينية للوالدين" نرى أنماطًا وراثية للوالدين (أنماط وراثية غير متقاطعة)
      (& ltGreen & gt & ltOpaque & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt)
      (& ltyellow & gt & ltbright & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt)
    • وفقًا لذلك ، فإن الأنماط الجينية المتقاطعة لدينا هي:
      (& ltGreen & gt & ltbright & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt)
      (& ltyellow & gt & lt معطل & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt)
    • في الجدول الأول للنتائج يمكننا أن نرى تكرار إعادة التركيب = 11.5385٪ (RF = (c / t) * 100٪. RF = ((36 + 24) / (240 + 220 + 36 + 24)) * 100٪ = (60/520) * 100٪ = 0.115358 * 100٪ = 11.5385٪). وبالتالي يمكننا القول أن الجينات يتم توطينها في موضع التحويل على مسافة 11.5385 سنتيمترًا (سم). باستخدام تردد إعادة التركيب ، يحسب البرنامج المسافة الفعلية بين الجينات = 13118213 متر مكعب. (في الحقل "مسافة الخريطة")

    الآن لنحاكي التهجين في الآلة الحاسبة الجينية. اكتب الأنماط الجينية للوالدين:
    (& ltGreen & gt٪ 11.5385٪ & lt غير شفاف & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt) و (& ltyellow & gt٪ 11.5385٪ & ltbright & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt)

    نتيجة للتقاطع نحصل على احتمالات الأنماط الظاهرية: 44.2308٪ & ltGreen & gt & ltOpaque & gt: 5.76925٪ & ltGreen & gt & ltbright & gt: 5.76925٪ & lty yellow & gt & lt oppaque & gt: 44.2308٪ & lt Yellow & gt & lt & lt. تردد عمليات الانتقال يساوي تقريبًا 5.76925 + 5.76925 = 11.5385 ، وتكرار عمليات الانتقال يساوي تقريبًا 44.2308 + 44.2308 = 88.4616٪ (أو 100٪ - 11.5385٪ = 88.4615٪). إذا كان العدد الإجمالي للأفراد في النسل يساوي 520 ، فسيكون مقدار غير عمليات الانتقال مساويًا لـ 520 * 88.4616 / 100 = 460 ، ومقدار عمليات الانتقال 520 * 11.5385 / 100 = 60. في التجربة ، سيكون مقدار عمليات الانتقال 520 * 11.5385 / 100 عدم عمليات الانتقال تساوي 240 + 220 = 460 ، ومقدار عمليات الانتقال 36 + 24 = 60. وبالتالي ، فإن النتائج صحيحة تمامًا.

    يمكنك تجربة الاختلاف المحتمل في النتائج العملية لهذه الصلبان. تمنحك وحدة "الإحصاء العشوائي" في الآلة الحاسبة الجينية الفرصة لمحاكاة التوزيع العشوائي للنسل وفقًا لاحتمالات الأنماط الظاهرية. ضع علامة في المربع "إنشاء إحصائية" واكتب مقدار السلالة (للتقاطع الأول - 100 ، وللثاني - 520) في الحقل "حجم العينة". في كل مرة تضغط على الزر "حساب النتائج" ستحصل على نوع جديد من التشكيلة.

    جينان مرتبطان في صليب ثنائي الهجين لبازلاء الحديقة

    لحساب المسافة بين الجينات ، يجب أن نستخدم فقط نتائج اختبار الصلبان. ولكن باستخدام الآلة الحاسبة الجينية ، يمكننا محاكاة الارتباط الجيني أيضًا لتقاطعات أخرى. دعونا نرى هذا في مثال البازلاء في الحديقة. البازلاء ، بحق ، يمكننا أن نطلق عليها - أول كائن في الدراسات الجينية ، مثل هذا النبات الذي استخدمه جريجور مندل في تجاربه. على أساس هذه التجارب بالضبط ، صاغ القوانين الأساسية لعلم الوراثة. كما تعلمون ، في البازلاء عدد الكروموسومات في مجموعة أحادية العدد تساوي 7 ، وبالطبع يمكننا القول إن جريجور مندل كان محظوظًا باختياره دراسة وراثة مثل هذه الأزواج من الصفات ، التي لم تكن جيناتها مرتبطة ، وهذا يعني أنه كان موجودًا في كروموسومات مختلفة. في جينات البازلاء التي تحدد لون الزهرة - الأرجواني (السائد) والأحمر (المتنحي) وشكل حبوب اللقاح - طويلة (سائدة) ومستديرة (متنحية) ، وتقع في كروموسوم واحد على مسافة 12 سم. جميع النسل من التهجين بين النباتات ذات الزهور الأرجوانية وحبوب اللقاح الطويلة والنباتات ذات الزهور الحمراء وحبوب اللقاح المستديرة كانت تحتوي على أزهار أرجوانية وحبوب لقاح طويلة. نتيجة التلقيح الذاتي لهذه الهجينة في النسل تم الحصول على 69.5٪ نباتات ذات أزهار أرجوانية وحبوب لقاح طويل ، 19.3٪ أزهار حمراء وحبوب لقاح مستديرة ، و 5.6٪ نباتات ذات أزهار أرجوانية وحبوب لقاح مستديرة و 5.6٪ ، مع الزهور الحمراء وحبوب اللقاح الطويلة. إذا كان الارتباط كاملاً ، فإن نسبة السلالة تساوي تقريبًا 3: 1 ، مثل التهجينات أحادية الهجين ، وإذا لم يتم ربط الجينات ، فإن نسبة الأنماط الظاهرية في حالة الوراثة المستقلة للصفات ثنائية الهجين كان التهجين 9: 3: 3: 1. في هذه الحالة ، فإن نسبة الأنماط الظاهرية غير المؤتلفة تساوي تقريبًا 3: 1 ، ولدينا كمية صغيرة من الأنماط الظاهرية المؤتلفة.

    الآن لنحاكي التهجين في الآلة الحاسبة الجينية. اكتب الأنماط الجينية للوالدين:
    (& ltPurple & gt٪ 12٪ & ltLong & gt) (& ltred & gt & ltround & gt) و (& ltPurple & gt٪ 12٪ & ltLong & gt) (& ltred & gt & ltround & gt).

    نتيجة لذلك ، نحصل على نسبة الأنماط الظاهرية لدينا: 69.5٪ & ltPurple & gt & ltLong & gt:: 5.6٪ & ltPurple & gt & ltround & gt: 5.6٪ & ltred & gt & ltLong & gt: 19.3٪ & ltred & gt & ltround & gt.

    عدة مجموعات ربط من الجينات

    باستخدام الآلة الحاسبة الجينية ، يمكننا حل المشكلة أيضًا مع عدة مجموعات ربط. سيكون الدليل الجيد على هذا الاحتمال هو حل المثال التالي: في الجينات المتنحية للذرة ، والتي تحدد الأوراق المتعرجة (cr) والقزامة (d) ، يتم توطينها في الكروموسوم الثالث على مسافة 18 وحدة خريطة (18٪) ، والجينات السائدة مقاومة الصدأ (Rp) (الصدأ) والأوراق الضيقة (Nl) - في الكروموسوم العاشر على مسافة 24 وحدة خريطة (24٪). لدينا نبات متغاير الزيجوت من قبل جميع الجينات الموجودة في وضع رابطة الدول المستقلة. حدد: 1) ما هي أنواع الأمشاج ، وما هو الاحتمال الذي يمكن أن يشكل هذا النبات؟ 2) بأي احتمال في النسل يمكننا توقع تكوين نباتات قزمة متماثلة اللواقح ذات مقاومة للصدأ وبأوراق طبيعية؟

    يمكننا كتابة الأنماط الجينية للوالدين لنباتاتنا على النحو التالي: (& ltCr & gt٪ 18٪ & ltD & gt) (& ltcr & gt & ltd & gt) (& ltRp & gt٪ 24٪ & ltNl & gt) (& ltrp & gt & ltnl & gt). للإجابة على السؤال الأول نحتاج إلى اختيار - - "Gametes genotype 1" لنوع النتائج وحسابها. في السؤال الثاني نحتاج إلى إيجاد احتمالية التركيب الوراثي - & ltCr & gt & ltCr & gt & ltd & gt & ltd & gt & ltRp & gt & ltRp & gt & ltnl & gt & ltnl & gt. قم بتغيير نوع النتائج إلى "Genotypes" وانتقل إلى علامة التبويب "Find". انقر فوق كل خلية في العمود "مجموعات" ومن القائمة المنسدلة حدد القيمة التي تحتاجها. للخلية الأولى هي & ltCr & gt & ltCr & gt & ltd & gt & ltd & gt ، وللخلية الثانية - & ltRp & gt & ltRp & gt & ltnl & gt & ltnl & gt. اضغط على زر "بحث" وستحصل على إجابة على السؤال الثاني (0.011664).

    عبور رسم الخرائط

    الكروموسومات - لها بنية خطية ، وعلى التوالي توجد الجينات في الكروموسومات أيضًا بالترتيب الخطي. وبالتالي ، يمكن استخدام تواتر العبور أو إعادة التركيب الجيني بين الجينات ليس فقط لتحديد المسافة ، ولكن أيضًا لتحديد الموضع النسبي لهذه الجينات في الكروموسوم. ومع ذلك ، يجب أن تعلم أن إعادة التركيب لها طابع عشوائي ويمكن أيضًا أن يحدث التقاطع المزدوج بين الجينات. وغالبًا ما يكون من الصعب تقدير المسافة الحقيقية بين الجينات ، والتي تقع بعيدًا بما يكفي عن بعضها البعض ، لأنه لا يتم اكتشافه دائمًا. نتيجة لذلك ، فإن تردد العبور بين الجينات الخارجية أقل من المتوقع ولا يساوي مجموع ترددات العبور الفردي. فقط وجود الجين الثالث بين الجينات المدروسة (يسمى الجين الواسم) يسمح لك بالعثور بدقة على مسافة الجينات ومواقعها. كدليل يمكننا فحص مثال التهجين الثلاثي.

    ثلاثة جينات مرتبطة في اختبار الهجين ثلاثي الهجين للذرة

    في جينات الذرة ، التي تحدد لون الشتلات - الأخضر (السائد) والأصفر (المتنحي) ، وسطوع لون الأوراق - معتم (سائد) ومشرق (متنحي) وشكل الأوراق - القطع (متنحي) و عادي (سائد) ، يقع في كروموسوم واحد. جميع نباتات تهجين سلالات الذرة النقية لها شتلات خضراء وأوراق غير شفافة ذات شكل طبيعي. نتيجة اختبار الصليب ، عندما يتم عبور هذه النباتات مع نباتات متنحية متماثلة اللواقح مع شتلات صفراء وأوراق مقطوعة ساطعة ، تم الحصول على النسل:
    270 نبتة ذات شتلة خضراء وأوراق معتمّة بالشكل الطبيعي
    235 نبتة ذات شتلة صفراء وأوراق ساطعة
    62 نبتة مع شتلة خضراء وأوراق مقطوعة براقة
    60 نبتة ذات شتلة صفراء وأوراق معتمة بالشكل الطبيعي
    48 نبتة مع شتلة خضراء وأوراق تقطيع غير شفافة
    40 نبتة ذات شتلة صفراء وأوراق زاهية بالشكل الطبيعي
    4 نباتات ذات شتلة خضراء وأوراق زاهية بالشكل الطبيعي
    7 نباتات ذات شتلة صفراء وأوراق تقطيع غير شفافة
    دعنا نحلل البيانات التي تم الحصول عليها.

    • في Crossing Over Map Calculator ، قم بتبديل زر الراديو إلى "الجينات الثلاثة" واكتب الأليلات السائدة والمتنحية للجينات في الجدول الأول بهذه الطريقة:
      & ltGreen & GT& ltyellow & GT
      & lt معتم & GT& ltbright & GT
      & ltNormal & GT& ltcutting & GT
    • نحصل على مجموعة الأنماط الظاهرية في العمود الأول من الجدول الثاني ونكتب كمية النباتات لكل نمط ظاهري:
      & ltGreen & gt & lt شفافية & GT & ltNormal & gt270
      & ltGreen & gt & lt شفافية & gt & ltcutting & gt48
      & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt4
      & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt62
      & ltyellow & gt & lt غير شفاف & gt & ltNormal & gt60
      & ltyellow & gt & lt معطّل & gt & ltcutting & gt7
      & ltyellow & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt40
      & ltyellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt235
    • اضغط على زر "احسب النتائج" واحصل على النتائج.
    • بادئ ذي بدء ، هذه هي خريطة توطين الجينات (ترتيب الجينات في الكروموسوم):
      & ltyellow & gt- & ltbright & gt- & ltcutting & gt - بهذا الترتيب ، توجد هذه الجينات في الكروموسوم. تردد إعادة التركيب بين & ltyellow & gt- & ltbright & gt يساوي 18.3196٪ (عبور التردد) ، بين & ltbright & gt- & ltcutting & gt هو 13.6364٪ (عبور التردد) وبين & lty yellow & gt- & ltcutting & gt يساوي 31.9559٪ (عبور التردد).
    • من الفئات الثمانية التي تم الحصول عليها من الأنماط الظاهرية - اثنان منها غير تقاطعات وهما متطابقتان ظاهريًا مع الأنماط الظاهرية للوالدين ، وستة عمليات انتقال ، اثنتان منها عبارة عن عمليات انتقال مزدوجة.
      1. في مجال "الأنماط الجينية للوالدين" نرى الطرز الجينية للآباء (الأنماط الجينية غير المتقاطعة)
        (& ltGreen & gt & lt غير شفاف & gt & ltNormal & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt)
        (& ltyellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt) (& ltyellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt)
      2. أصبح في خريطة التعريب جين تلوين الأوراق (& ltbright & gt / & ltOpaque & gt) الموجود في المنتصف ، ثم يكون التقاطع المزدوج (أقل الأنماط الظاهرية):
        7 & ltyellow & gt & lt شفافية & gt & ltcutting & gt
        4 & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt
      3. أول زوج من عمليات الانتقال الفردية هو:
        48 & ltGreen & gt & lt شفافية & GT & ltcutting & gt
        40 & ltyellow & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt
      4. الزوج الثاني من عمليات الانتقال الفردية هو:
        62 & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt
        60 & ltyellow & gt & lt شفافية & GT & ltNormal & gt

    دعنا نتحقق من هذه النتائج بالصيغة الخاصة بنا: RF = (c / t) * 100٪. للزوج الأول من عمليات الانتقال الفردية (تردد إعادة التركيب بين العشيرة - & ltbright & gt- & ltcutting & gt): RF = ((48 + 40) / (235 + 270 + 7 + 4 + 48 + 40 + 62 + 60)) * 100٪ = (88) / 726) * 100٪ = 0.121212 * 100٪ = 12.1٪ للزوج الثاني من عمليات الانتقال الفردية (تردد إعادة التركيب بين العشيرة - & ltyellow & gt- & ltbright & gt): RF = ((62 + 60) / 726) * 100٪ = 0.168044 * 100٪ = 16.8٪. لذلك يمكننا أن نتوقع معدل إعادة التركيب بين العشيرة والأصفر & gt- & ltcutting & gt يساوي 16.8٪ + 12.1٪ = 28.9٪. ومع ذلك ، من خلال الحصول على نتائج مختلفة. تكرار العبور الفردي بين العشيرة والأصفر & gt- & ltcutting & gt = 28.9٪ ، وهو أقل بنسبة 3٪ من المتوقع. يتم القضاء على التناقض بين النتائج المتوقعة نظريًا والنتائج التي تم الحصول عليها عمليًا إذا أخذنا في الاعتبار التقاطع المزدوج بين الجينات والأصفر & gt- & ltcutting & gt. تردد إعادة التركيب - RF = ((7 + 4) / 726) * 100٪ = 0.015151 * 100٪ = 1.5٪. لذا يجب أن يكون معدل إعادة التركيب بين العشيرة - & ltbright & gt- & ltcutting & gt 12.1٪ + 1.5٪ = 13.6٪ وتكرار إعادة التركيب بين العشائر - & ltyellow & gt- & ltbright & gt يجب أن يكون 16.8٪ + 1.5٪ = 18.3٪. لذلك فإن معدل إعادة التركيب بين العشيرة والأصفر & gt- & ltcutting & gt سيكون 13.6٪ + 18.3٪ = 31.9٪. المسافة بين الجينات مع وجود عبور مزدوج تساوي مجموع النسبة المئوية للعبور الفردي ومضاعفة النسبة المئوية للعبور المزدوج. في مثالنا ، المسافة بين الجينات & lty Yellow & gt- & ltcutting & gt هي: 16.8٪ + 21.1٪ + 1.5٪ * 2 = 31.9٪.

    الآن لنحاكي التهجين في الآلة الحاسبة الجينية. اكتب الأنماط الجينية للوالدين:
    (& ltGreen & gt٪ 18.3196٪ & lt غير شفاف & gt٪ 13.6364٪ & ltNormal & gt) (& lty yellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt) و (& lt Yellow & gt & ltbright & gt & ltcut & gt & lty & lty & lty & lty>

    نتيجة لهذا التقاطع ، نحصل على احتمالات هذه الأنماط الظاهرية:

    & ltyellow & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt 35.2711%
    & ltyellow & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt 5.56913%
    & ltyellow & gt & lt معطل & gt & ltcutting & gt 1.24907%
    & ltyellow & gt & lt غير شفاف & gt & ltNormal & gt 7.91073%
    & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltcutting & gt 7.91073%
    & ltGreen & gt & ltbright & gt & ltNormal & gt 1.24907%
    & ltGreen & gt & lt شفافية & gt & ltcutting & gt 5.56913%
    & ltGreen & gt & lt شفافية & GT & ltNormal & gt 35.2711%

    معدل تكرار العبور المزدوج يساوي تقريبًا 1.24907 + 1.24907 = 2.49814٪. معدل تكرار عمليات الانتقال الفردية يساوي تقريبًا 5.76925 + 5.76925 = 11.5385 + 2.49814 = 13.6364٪ و 7.91073 + 7.91073 = 15.82146 + 2.49814 = 18.3196٪. وفقًا لذلك ، فإن إجمالي تكرار عمليات الانتقال هو 13.6364 + 18.3196 = 31.956٪. وبالتالي ، فإن النتائج تتوافق مع التجربة وصحيحة تمامًا.


    المواد والأساليب

    المواد النباتية والسمات الكمية:

    تم الحصول على بيانات الغلة لـ 146 صنفًا من أصناف الشعير الربيعي الأوروبية الحديثة ذات الصفين من تجارب الأنواع الدنماركية الرسمية خلال الفترة 1993-2000. كل عام تم إضافة أصناف جديدة إلى التجارب ، بينما تم التخلص من أصناف أخرى. يتراوح عدد الأصناف التي تم اختبارها سنويًا بين 49 و 66. وتفاوت عدد المواقع التي تم اختبار الصنف فيها بين السنوات: 15 في 1993 ، و 13 في 1994 ، و 5 في 1995-2000. تم اختبار الأصناف في أعداد متفاوتة من البيئات (مجموعات سنة حسب الموقع) بحد أدنى 5 ، بحد أقصى 50 ، ومتوسط ​​15 بيئة لكل صنف. تتألف كل تجربة من نسختين. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل على http://www.planteinfo.dk.

    عولجت تجارب الغلة أو لم تعالج بمواد كيميائية للسيطرة على أمراض الأوراق. بالنسبة للتجارب المعالجة وغير المعالجة ، تم تقدير معاملات الانحدار Finlay-Wilkinson كمقياس لتكيف الغلة (بأنا F البطانة و W ilkinson 1963). كمقياس لاستقرار الغلة ، تم تقدير متوسط ​​الانحرافات التربيعية عن الانحدارات (سأنا 2 E berhart and R ussell 1966). استند كلا الإحصائيين إلى انحدارات غلات الأنماط الجينية الفردية في تجربة على مؤشر بيئي ، من المفترض أن يعبر الأخير عن ظروف النمو العامة في التجربة. لقد قدرنا المؤشر البيئي من خلال التأثيرات البيئية التي تم الحصول عليها من ملاءمة نموذج مضاف (النمط الظاهري = التركيب الوراثي + البيئة). قيم سأنا 2 تم تحويل السجل للتحليلات اللاحقة. سيطلق على العائد والاستقرار والقدرة على التكيف YLD و STAB و ADAP ، على التوالي ، مع إشارة tr أو untr إلى التجارب المعالجة وغير المعالجة ، على التوالي.

    علامات AFLP:

    زودتنا سلطات الاختبار ببذور جميع الأصناف التي تم اختبارها في عام 1999. بالنسبة للأصناف التي لم يتم اختبارها في عام 1999 ، تم توفير البذور من قبل المربين الأصليين. تم إجراء جمع الحمض النووي من أنسجة الأوراق وتحليل AFLP كما هو موضح بواسطة Q i و L indhout (1997). تم استخدام أربعة عشر تركيبة أولية: E33M54 و E35M48 و E35M54 و E35M55 و E35M61 و E37M33 و E38M50 و E38M54 و E38M55 و E39M61 و E42M32 و E42M48 و E45M49 و E45M55. تم تحديد العلامات الفردية بعد ملفات تعريف Q i و L indhout (1997) (انظر أيضًا http://wheat.pw.usda.gov/ggpages/Qi/). تم تسجيل علامات للوجود (1) أو غياب (0) من النطاق. عندما تكون هناك علامتان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا ، أو عندما تكونان أليلات ، يتم تجاهل العلامة التي تحتوي على معظم القيم المفقودة. في المجموع تم تسجيل 286 علامة متعددة الأشكال داخل هذه البلازما الجرثومية. للتحليلات ، تم استخدام 236 علامة بترددات نطاق بين 5 و 95٪.

    موقع الخريطة على أساس خريطة متكاملة:

    تم اشتقاق مواضع الخريطة للعلامات من خريطة متكاملة باستخدام ثلاثة مجموعات منفصلة: (1) L94 × Vada ، 568 علامة (Q i and L indhout 1997) (2) Apex × Prisma ، 252 علامة (Y in وآخرون. 1999) و (3) GEI119 × Gunhild ، 137 علامة (K oorevaar 1997). تم إنشاء الخريطة المتكاملة باستخدام حزمة البرامج JoinMap (V an O oijen and V oorrips 2001). تم الافتراض بأن علامات AFLP ذات الحركة المتساوية للهلام كانت متطابقة (R ouppe van der V oort وآخرون. 1997 دبليو أوج وآخرون. 1997). دور الخريطة المتكاملة أمر بالغ الأهمية في دراستنا. كل خريطة جينية تم إنشاؤها باستخدام بيانات واقعية ، وبالتالي من المحتمل أن تتضمن أخطاء التسجيل وغيرها من الأخطاء ، ستؤدي إلى بعض الأخطاء في ترتيب موقع العلامة. يعد دمج ثلاث خرائط مختلفة في واحدة مصدرًا آخر للأخطاء.لهذا السبب ، تم فحص بيانات AFLP بعناية فائقة ، وتمت إزالة أي علامة مشبوهة. علاوة على ذلك ، قمنا بتنفيذ إجراء تحكم إضافي في شكل مواد هلامية مرجعية ، بما في ذلك جميع العلامات وجميع الخطوط الأبوية ، للتحقق مرة أخرى من قابلية حركة الهلام وتقليل وضع العلامات المتساوية الخاطئة للعلامات.

    كان عدد العلامات المشتركة بين مجموعتين أو ثلاث مجموعات 89 ، تتراوح من 8 على الكروموسوم 1 إلى 18 على الكروموسوم 7. لتقييد عدد أوامر الخريطة الممكنة ، قدمت خمسة مواقع لكل كروموسوم "خريطة هيكلية" (ترتيب ثابت) تم إضافة علامات أخرى. تم اختيار المواقع ذات الترتيب الثابت لتغطية الكروموسومات جيدًا من خريطة Q i وآخرون. (1998). تمت محاذاة الخريطة الأخيرة مع خريطة RFLP لسكان Proctor × Nudinka (B ecker وآخرون. 1995).

    تم اختبار ملاءمة أوامر العلامات المقترحة والمواضع على الكروموسومات من خلال إحصائية تقيس التناقض الكلي بين مسافات الخريطة بناءً على التقديرات "المباشرة" لترددات إعادة التركيب بين العلامات الفردية من ناحية ومسافات الخريطة المجهزة بناءً على جميع الأزواج المتاحة من ناحية أخرى ، ترددات إعادة التركيب (S tam 1993). تتبع هذه الإحصائية تقريبًا توزيع مربع كاي في ظل الفرضية الصفرية للترتيب الصحيح للعلامات على الخريطة ، بدرجات حرية تساوي العدد الإجمالي للمسافات الزوجية مطروحًا منها عدد أزواج العلامات المجاورة على الكروموسومات.

    البنية السكانية:

    للتحقيق في الهيكل المحتمل في مجموعة الأصناف ، تم إجراء تحليلات مختلفة. أولاً ، تم إجراء تحليل الكتلة الهرمي التكتلي على وقوع النطاق. كمقياس للقرب ، تم اختيار معامل Jaccard ، بينما تم استخدام متوسط ​​ارتباط خوارزمية الكتلة ، المعروف أيضًا باسم UPGMA (G ordon 1981). ثانيًا ، تم تطبيق تحليل المطابقة على الصنف بواسطة مصفوفة علامة لحوادث النطاق (G reenacre 1984) وتم استخدام مؤامرة درجات الصنف على المحورين الأولين لدراسة التركيب السكاني. أخيرًا ، تم إجراء التجميع القائم على نموذج Bayesian كما هو موضح بواسطة P ritchard وآخرون. (2000). أساس طريقة التجميع هذه هو تخصيص الأنماط الجينية الفردية للمجموعات بطريقة تجعل توازن هاردي واينبرغ وتوازن الارتباط صالحين داخل المجموعات ، في حين أن أشكال التوازن هذه غائبة بين المجموعات. نظرًا لأننا عملنا مع الخطوط المتماثلة اللواقح ، قمنا بتكييف الطريقة مع وضعنا باستخدام الطريقة لاكتشاف الارتباط الحصري بين مواقع العلامة مع تجاهل موقف موضع العلامة. تم تطبيق التحليل مرة واحدة على المجموعة الكاملة لجميع العلامات ومرة ​​واحدة على مجموعة من العلامات المستقلة إلى حد ما.

    الربط اختلال التوازن:

    المقياس الشائع الاستخدام لتقدير ومقارنة صعوبة التعلم في سياق تخطيط صعوبة التعلم هو معامل الارتباط التربيعي. ص 2 بين أزواج من علامات biallelic (P ritchard و P rzeworski 2001). لقد حسبنا ص 2 بين جميع أزواج المواقع ورسمها مقابل المسافة الجينية في السنتيمورجان لتحديد مسافة الخريطة التي يمكن أن تحدث صعوبة التعلم عبرها ضمن مجموعة أصنافنا.

    ارتباطات سمة العلامة:

    تم حساب معاملات ارتباط بيرسون بين الصفات YLD و ADAP و STAB (المعالجة وغير المعالجة) ، من ناحية ، وحالات النطاق للعلامات من ناحية أخرى. هذا يعادل بشكل فعال ر-اختبارات باستخدام وقوع علامة كمتغير تجميع. إحصائية الاختبار لارتباطات بيرسون ، ر* = ص (ن − 2) 1/2 /(1 − ص 2) 1/2 ، مع ص الارتباط و ن عدد الملاحظات ، يتبع أ ر(ن−2) التوزيع تحت فرضية العدم. للتحكم في الاختبارات المتعددة ، اختبرنا معدل اكتشاف خاطئ (FDR) قدره 0.20 (B enjamini و H ochberg 1995). معدل الاكتشاف الخاطئ ، ف* ، يتم تعريفها على أنها النسبة المتوقعة من الفرضيات الصفرية الحقيقية ضمن فئة الفرضيات الصفرية المرفوضة. في الممارسة العملية ، يعمل الإجراء على النحو التالي. يترك ح(1), ح(2), … , ح(م) تمثل سلسلة من الفرضيات مرتبة حسب الزيادة ص-القيمة، ص(1), ص(2), … , ص(م)، لهذا السبب ص(1)ص(2) ≤ … ≤ ص(م). ثم الفرضيات ح(1), ح(2), … , ح(ك) مرفوضة أين ك هو الأكبر أنا لأي منهم ص(أنا) ≤ (ف* أنا أكون. بالتشابه مع ملفات تعريف LOD في اختبار QTL ، تم إنشاء ملفات تعريف الارتباط عن طريق التخطيط ص- قيم ارتباطات سمة العلامة مقابل موضع الكروموسوم. تعرض ملفات تعريف الارتباط منطقة LD بشكل بياني حول علامة مرتبطة ويمكن أن تساعد في تقييم "مصداقية" ارتباط سمة العلامة. للتحقق من أهمية ارتباطات سمات الواسمات لدينا ، قمنا بفحص الأدبيات الخاصة بـ QTL في المناطق القريبة من العلامات التي لها ارتباط كبير بالسمات.

    بالإضافة إلى دراسة روابط السمات الهامشية ، أي. ، الارتباطات بين العلامات والسمات دون تصحيح للارتباطات بعلامات أخرى (راجع تعيين الفاصل الزمني البسيط) ، تم تراجع YLD و ADAP و STAB على علامات باستخدام الانحدار الخطي المتعدد (راجع تعيين الفاصل الزمني المركب) في محاولة للتحقيق في ارتباطات سمة العلامة الشرطية. كان الهدف النهائي لهذا التمرين هو الحصول على تقدير للحد الأدنى والحد الأقصى من قيم السمات النظرية التي يمكن تحقيقها عن طريق الاختيار الانتقائي لأليلات العلامة. تم استخدام طريقتين لبناء النموذج. أولاً ، إجراء الانحدار التدريجي (M ontgomery and P eck 1982) باستخدام F- قيمة دخول نموذج الانحدار ، Fفيمن 4 و F- قيمة التسرب من النموذج. Fخارجتم استخدام من 1. كانت مجموعة العلامات لبناء النموذج هي المجموعة الكاملة من العلامات. وبهذه الطريقة ، تم اختيار نموذج بمزيج جيد من العلامات من المجموعة الكاملة للعلامات. ثانيًا ، تم إنشاء نموذج الانحدار على أساس مجموعة فرعية من العلامات التي كان لها ارتباط كبير على أساس فردي مع السمة. في هذا النموذج الثاني ، استخدمنا مجموعة من أفضل العلامات الفردية للتنبؤ بالاستجابة ، ولم يعد يتم تطبيق أي اختيار. توضح الاختلافات في التنبؤات من كلا النموذجين ضرورة المحاسبة عن الارتباطات بين العلامات. لقد اخترنا كإحصاءات لجودة التوافق مقدار التباين الموضح المعدل لعدد الانحدارات (ص 2 صفة M ontgomery and P eck 1982).


    7.E: الربط ورسم الخرائط (تمارين) - علم الأحياء

    الربط بين الجنسين وإعادة التركيب (عملي 1)

    تجربة لتحديد الارتباط الجنسي أو تشكيلة مستقلة من ثلاثة أليلات مختلفة من ذبابة الفاكهة السوداء وخريطة الكروموسوم المقابل.

    للتعرف على ذبابة الفاكهة السوداء وبعض طفراتها و rsquos. لدراسة الارتباط الجنسي وإعادة التركيب والتشكيلة المستقلة. لتقديم خرائط جينية محتملة للصفات المدروسة إذا كانت الجينات المقابلة للصفات موجودة على نفس الكروموسوم وتظهر الارتباط [1].

    مقدمة ونظريات وخلفية:

    تم استخدام ذبابة الفاكهة ككائن حي نموذجي للبحث لما يقرب من قرن من الزمان ، واليوم ، يعمل عدة آلاف من العلماء على العديد من الجوانب المختلفة لذبابة الفاكهة. هناك الكثير من المعلومات المعروفة عنها بالفعل حتى أنه من السهل التعامل معها فهي حشرة صغيرة ، لها دورة حياة قصيرة مدتها أسبوعين فقط ، وبأسعار معقولة ويسهل الاحتفاظ بأعداد كبيرة. الذباب الطافرة ، مع وجود عيوب في أي من عدة آلاف من الجينات ، وقد تم مؤخرًا تسلسل الجينوم بأكمله.

    يبلغ طول بيضة ذبابة الفاكهة حوالي نصف ملليمتر. يستغرق الأمر حوالي يوم واحد بعد الإخصاب حتى يتطور الجنين ويفقس إلى يرقة تشبه الدودة. تأكل اليرقة وتنمو باستمرار ، وتطرح ريشًا في يوم واحد ، ويومين ، وأربعة أيام بعد الفقس (الأول والثاني والثالث). بعد يومين من يرقة الطور الثالث ، تتساقط مرة أخرى لتشكيل خادرة غير متحركة. خلال الأيام الأربعة التالية ، يتم إعادة تشكيل الجسم بالكامل لإعطاء الشكل المجنح البالغ ، والذي يفقس بعد ذلك من حالة العذراء ويصبح خصبًا بعد يوم آخر. (التوقيت 25 درجة مئوية عند 18 درجة ، يستغرق التطوير ضعف الوقت.)

    تحتوي ذبابة الفاكهة على أربعة أزواج من الكروموسومات: الكروموسومات الجنسية X / Y والجسيمات الذاتية 2 و 3 و 4. والكروموسوم الرابع صغير جدًا ونادرًا ما يسمع عنه.

    من المهم ملاحظة أنه في معظم هذه التجارب ، يتم عبور ذبابة عذراء مع ذكر. والسبب في ذلك هو أن إناث ذباب الفاكهة تخزن الحيوانات المنوية وتخصب بيوضها بها بمرور الوقت. هناك حاجة للذباب البكر للتأكد من أن التهجين يتم بشكل مناسب مع الإناث باستخدام الحيوانات المنوية المرغوبة لتخصيب بيوضها. تعتبر ذبابة الفاكهة عذراء بعد ثماني إلى عشر ساعات من فقسها من خادرة لأنها خلال ذلك الوقت لا تتقبل الرفقة والتزاوج الذكوريين. عذرية الذباب لا علاقة لها بالموضوع. يُشار إلى إناث الذباب البكر بالرمز.

    في هذه التجربة تم إعطاء مخزون من الذباب الطافرة ذات الطفرات غير المعروفة لكل طالب. كان الهدف من التجربة هو تحديد الطفرات أولاً ثم من خلال التهجين الصحيح للذباب ، وتحليل نتائج التهجين ، ومعرفة ما إذا كانت السمات مرتبطة بالجنس ، أم أنها وراثية ، وما إذا كانت الجينات لتلك الصفات متشابهة. أو كروموسومات مختلفة ، وإنشاء خريطة جينية محتملة للكروموسوم الذي توجد عليه جينات السمات.

    كانت الطفرات الموجودة في المخزون رقم أربعة كما يلي:

    أ) كانت الذباب الطافرة أفتح من ألوان الجسم الطبيعية (لون الجسم الأصفر).

    ب) كان للطفرات شعيرات غير عادية على ظهرها وكانت الشعيرات المتحولة أقصر ومعوجة.

    ج) الذباب الطافرة لها أجنحة تفتقر إلى الجسور أو الأوردة المتقاطعة العادية فيها.

    د) كانت الطفرات أكثر إشراقًا من ألوان العين العادية.

    تم اختيار الثلاثة الأولى من هذه الطفرات الأربع للتحقيق فيها. كان السبب في اختيار الثلاثة الأولى وليس الرابع هو السهولة النسبية لتمييز الطافرات عن ذباب النوع البري العادي مع كل طفرة.

    خلال التجربة ، يتم تصنيف الذباب على النحو التالي

    أ) يتم تصنيف الملفات ذات لون الجسم العادي & ldquoc + & rdquo ، ويتم تصنيف المسوخ كـ & ldquoc & rdquo.

    ب) يتم تصنيف الملفات ذات الشعيرات العادية & ldquob + & rdquo ، ويتم تصنيف المسوخ كـ & ldquob & rdquo.

    ج) يتم تسمية الملفات ذات عروق الجناح العادية & ldquov + & rdquo ، ويتم تصنيف المسوخ كـ & ldquov & rdquo.

    يتضمن الجزء الأول من التجربة تحديد (أو استبعاد) إمكانية ارتباط السمات بين الجنسين. يتم عمل تهجين: أ) أنثى عذراء عادية / برية مع ذكر متحور ، و ب) أنثى عذراء متحولة مع ذكر طبيعي. تعتبر أي سمات يتم نقلها حصريًا من الأمهات إلى الأبناء مرتبطة بالجنس. والسبب في ذلك هو أن ذكور الذباب يتلقون كروموسوم X الوحيد من أمهاتهم. سيكون لدى ذرية الأنثى أنماط ظاهرية من النوع البري لأنها تلقت أيضًا كروموسوم X طبيعي من آبائهم والذي يتجاوز الأليل الطافرة. تتلخص الصلبان الأولى على النحو التالي:

    عبور # 1 = & GT إناث ذكور عبر # 2 = & GT إناث ذكور
    بولي كلوريد الفينيل / بولي كلوريد الفينيل ب + ف + ج + / ب + ف + ج + و ب + ف + ج + / ب + ف + ج + بولي كلوريد الفينيل / بولي كلوريد الفينيل

    في هذه الخطوة من التجربة ، يتم التوصل إلى استنتاجات بشأن الارتباط الجنسي للسمات.

    سيشمل الجزء الثاني من التجربة النظر في تشكيلة مستقلة وإعادة التركيب. ينص مبدأ Mendel & rsquos الخاص بالتشكيلة المستقلة على أن & ldquosegregation أعضاء أي زوج من الأليلات مستقل عن الفصل بين الأزواج الأخرى في تكوين الخلايا التناسلية & rdquo (Hartl 101). ما يعنيه هذا هو أن الجينات التي ترمز إلى لون الجسم الفاتح تنفصل بشكل مستقل وأن تشكيلها لا علاقة له بمجموعة متنوعة من الجينات ذات الشعيرات الطافرة. تسمى الجينات التي تظهر تشكيلة مستقلة بأن تكون غير مرتبطة. ومع ذلك ، هناك العديد من الجينات التي ترتبط ببعضها البعض وعادة ما تظهر معًا. يحدث هذا بسبب ظاهرة تسمى العبور وهو التبادل المادي لقطع الكروموسوم التي تحتوي على جينات متماثلة. يحدث العبور خلال الطور الأول للانقسام الاختزالي. إذا كان الجينان المشفران لسمتين مختلفتين قريبين جدًا من بعضهما على الكروموسوم ، فعادة ما يتحركان ويتم تبادلهما معًا (مرتبطان معًا) وسيظهران معًا في النمط الظاهري للفرد. بناءً على تواتر حدوث ذلك ، أي بناءً على رؤية تكرار ظهور جينين معًا ، يمكن للمرء إنشاء خريطة لمنطقة الكروموسوم التي تحتوي على تلك الجينات. يتم ذلك عن طريق جدولة عدد الذباب مع الاحتمالات المختلفة لإعادة تركيب الجينات قيد الدراسة (انظر الجدول 1) ، وحساب النسبة المئوية لتكرار عمليات إعادة التركيب تلك وتحويل هذه النسب المئوية إلى خريطة الوحدات. يمكن أيضًا تحديد ترتيب هذه الجينات من خلال النظر إلى هذه النتائج ، ومن خلال النظر إلى أقل تواتر لعناصر إعادة الارتباط التي تشكل التقاطع المزدوج.

    المواد والأساليب:

    تضمنت المواد المستخدمة في هذه التجربة: مخزون من الذباب الطافرة (المخزون رقم 4) ، ومخزون من الذباب البري ، وقوارير بلاستيكية مع سدادات ، وطعام ذبابة الفاكهة (طعام مجفّف مع تلوين طعام تحول إلى اللون الأزرق عند إعادة الترطيب) ، وحاضنات مع درجة حرارة ثابتة عند 22.1 درجة مئوية. كما تم استخدام مجاهر تشريح بأدوات ألياف بصرية توفر مصدرًا للضوء وفرش طلاء صغيرة وبطاقة فهرسة للتعامل مع الذباب المخدر ومنصات ثاني أكسيد الكربون وغاز ثاني أكسيد الكربون كعامل تخدير.

    تم تمييز جميع قوارير الذباب بوضوح بنوع الذباب المتقاطع ، والأحرف الأولى التي تنتمي إليها وتاريخ الصليب. لم يتم الاحتفاظ بأي قوارير من الذباب في الحاضنة لمدة تزيد عن شهر واحد. إذا كانت هناك حاجة للذباب بعد شهر واحد ، يتم نقلهم إلى قنينة طعام جديدة وتم تصنيفها بشكل صحيح.

    من أجل الحصول على عدد كبير من الذباب F2 في فترة زمنية قصيرة نسبيًا ، تم إنشاء عدة تقاطعات في قوارير مختلفة في نفس الوقت. بشكل عام ، تم استخدام ثلاث إناث عذراء وخمسة ذكور لكل هجين (إذا توفر المزيد من الذباب البكر ، تزداد النسبة).

    استلزم عزل الذباب البكر إفراغ القارورة التي نريد عزل العذارى منها ، وانتظار الذباب الجديد ليخرج من الخادرة وفحصهم لمعرفة جنسهم. لكي تكون التجربة دقيقة ، فإن إناث الذباب التي فقست قبل أكثر من ثماني ساعات من فحصها مع ذكور الذباب ، اعتبرت غير عذراء.

    مثلما كان من المهم عزل الإناث العذارى للتجارب ، كان من المهم التأكد من إزالة آباء الصلبان قبل عشرة أيام من بدء التهجين للتأكد من أن الجيل الأبوي لم يتزاوج مع F1 جيل يلوث النتائج.

    النتائج والحسابات:

    أظهرت نتائج التهجين الأول (الخبز الحقيقي [2] النوع البري مع مخزون متحولة الخبز الحقيقي رقم 4) أن جميع الطفرات الأربعة للمخزون المتحور كانت مرتبطة بالجنس. هذا لأنه في التهجين حيث تم تهجين طفرات أنثى عذراء مع ذكور من النوع البري ، كان لدى جميع الذكور من الجيل F1 جميع الطفرات الأربعة ولم يكن لدى أي من الإناث من الجيل F1 أي من الطفرات. هذا يدل على أن جميع الصفات تم نقلها من الأمهات إلى الأبناء فقط ، مما يدل على أن جميع الصفات الأربع مرتبطة بالجنس وتقع على الكروموسوم X. كما ذكرنا أعلاه ، من بين الطفرات الأربع ، تم اختيار شجرة منها لدراسة درجة إعادة التركيب بين الجينات.

    كانت نتيجة تهجين إناث الذباب البرية البكر مع ذكور متحولة أن جميع السلالات (ذكورًا وإناثًا) كانت جميعها من النوع البري ، وذلك لأن الكروموسومات X للأمهات ستظهر نفسها على كروموسوم X واحد من آباء متحولة.

    بالنسبة للجزء الثاني من التجربة (التهجين الثاني) ، تم تهجين سلالة F1 من التهجين بين الإناث البكر وأنواع الذكور البرية معًا دون الحاجة إلى عزل الإناث البكر. هذا لأن كل ذرية هذا التهجين كانت بها جميع الطفرات (كانت متنحية متماثلة اللواقح لجميع الطفرات) وهذا ما نحتاجه لعبور إناثنا من الجيل الأول من أجله. يوضح ما يلي نتائج الصليب الأول:

    الآباء إناث ذكور = & gt ذرية F1 إناث ذكور
    بولي كلوريد الفينيل / بولي كلوريد الفينيل ب ت + ج + و ب v + c + (جميع الإناث من النوع البري) bvc (جميع الذكور المسوخ)

    نتائج التقاطع الثاني موضحة في الجدول التالي (الجدول رقم 1):


    استنادًا إلى الجدول ، يمكننا أن نرى أنه من الواضح أن هناك أنواعًا أبوية (رقم 1 و 2) أكثر من المؤتلف ، وهذا متوقع لأن عبور الجينات قيد التحقيق لا يحدث طوال الوقت وبما أنه لا يوجد عبور لـ X - يحدث الكروموسوم فى ذكور ذبابة الفاكهة. يمكننا أيضًا أن نرى أن تكرار النسل مع التهجين المزدوج (الرقمان 7 و 8) هو الأقل لأن احتمال حدوث التقاطع المزدوج أقل من احتمال إجمالي واحد (الأرقام 3-6) لمجرد أن عملين من عبور وتبادل القطع المادية للكروموسوم يجب القيام به. استنادًا إلى نتائج الجدول الأول ، يمكننا أيضًا معرفة الترتيب الذي توجد به الجينات. ويتم ذلك من خلال النظر إلى نوع السلالة التي بها أقل عدد من الأعضاء. ستحتوي هذه الفئة على ذرية مع عمليات الانتقال المزدوجة ، وهذا يعني أنه من بين السمات الثلاث التي اخترناها (ب ، ت ، ج) ، يجب أن يتحرك اثنان منهم معًا والثالث الذي يتحرك بنفسه هو الجين الوحيد الموجود في الوسط. الترتيب الصحيح للجينات موضح في الجدول كـ bvc.

    ملاحظة أخرى يمكننا إجراؤها من الجدول تتعلق بالارتباط أو ما إذا كان هناك جينان منفصلان مرتبطان معًا وإلى أي درجة. يمكننا أن نرى أن الترميز الجيني للون الجسم (ج) وأن ترميز عروق الجناح (v) مرتبطان أكثر من الجينات التي ترمز للون الجسم وتلك التي ترميز الشعيرات (ب). هذا بسبب وجود ذرية تحورت في لون الجسم وأوردة الجناح ، أكثر من ذرية لديها طفرات في لون الجسم والشعيرات معًا. هذا يعني أن الجينين v و c أقرب لبعضهما من v و b أو b و c.

    الخطوة التالية في التجربة هي حساب المسافات بين هذه الجينات واقتراح خرائط محتملة لمنطقة الكروموسوم التي تحتوي على هذه الجينات الثلاثة. للقيام بذلك علينا القيام بالحسابات التالية:

    * تواتر إعادة التركيب / التقاطع بين طفرة الشعيرات والطفرة العبثية: 32.5٪ + 3.5٪ = 36٪ ، وهذا يعني أن المسافة بين هذين الجينين على الكروموسوم هي 36 وحدة خريطة أو سنتيمورجان. (هذا لأن فئة الذباب التي تحتوي على 32.5 بالمائة من الذباب والفئة التي بها 3.5 بالمائة من الذباب ، كلاهما تمت إعادة تكوينهما بين هذين الجينين (ب وخامس)).
    * تواتر إعادة التركيب / التقاطع بين طفرة الشعيرات وطفرة لون الجسم: 32.5٪ + 6٪ = 38.5٪ ، وهذا يعني أن المسافة بين هذين الجينين على الكروموسوم هي 38.5 وحدة خريطة أو سنتيمترات.
    * تواتر إعادة التركيب / التقاطع بين طفرة لون الجسم وطفرة الوريد: 6٪ + 3.5٪ = 9.5٪ ، وهذا يعني أن المسافة بين هذين الجينين على الكروموسوم هي 9.5 وحدة خريطة أو سنتيمترات.

    بناءً على هذه الملاحظات والحسابات ، يمكننا اقتراح خريطتي ربط جيني محتملتين لقسم كروموسوم X الذي يحتوي على الجينات الثلاثة على النحو التالي:

    ظاهرة أخرى يمكننا رؤيتها من البيانات الموجودة في الجدول تتعلق بحقيقة أن عدد عمليات الانتقال المزدوجة التي نراها أقل من الرقم الذي توقعنا رؤيته. نتوقع أن نرى 38.5٪ X9.5٪ = 3.65٪ من السلالة قد مروا بعمليات الانتقال المزدوجة. لكن النسبة الفعلية للذباب التي مرت بعمليات انتقال مزدوجة لهذه الجينات هي 3.5٪. سبب هذا النقص هو ظاهرة تسمى تداخل الكروموسوم & ldquoin التي يؤدي العبور في منطقة واحدة من الكروموسوم إلى تقليل احتمال حدوث تقاطع ثانٍ في منطقة قريبة (Hartle 194). من هذه المعلومات يمكننا حساب معامل المصادفة وهو العدد المرصود للكروموسومات المزدوجة المؤتلفة مقسومًا على الأرقام المتوقعة: 3.5 / 3.65 = 0.958 ومن هذا التداخل يتم حسابه: i = 1-958 = 0.042.

    بادئ ذي بدء ، من المهم الإشارة إلى حقيقة أنه في الخرائط المقترحة ، لا تصل المسافة بين الجينات b و c إلى 38.5 كما تم حسابها. يمكن تفسير ذلك من خلال ملاحظة احتمال أن بعض الأخطاء التجريبية ربما تسببت في عدم دقة في عبور الذباب أو التعامل معه أو عده وأن المسافة بين جينات c-v و v-b هي في الواقع أقل من المحسوبة. الاحتمال الآخر هو أن واحدًا أو اثنين من هذه الجينات ربما يقع بالقرب من السنترومير أو منطقة التيلومير في الكروموسوم وهذا يؤثر على ارتباط الجينات. يمكن أن يعزى أي خطأ في النتائج إلى واحد من عدة عوامل. أولاً وقبل كل شيء في المختبر ، كان هناك العديد من ذباب الفاكهة الذي يطير بحرية والذي تم إطلاقه عن طريق الخطأ في المختبر من قبل طلاب آخرين ، ومن المحتمل أن يكون ذباب الفاكهة الطائر هذا قد دخل القوارير التي تحتوي على الصلبان وتلوثها (على الرغم من بذل أقصى جهد ممكن) مصنوعة للحفاظ على جميع القوارير موصولة في جميع الأوقات التي لم تكن قيد الاستخدام). الاحتمال الآخر هو أنه أثناء فصل الذباب بناءً على طفراتها ، من الممكن أن العديد من الذباب خلال جلسات العد العديدة قد أصبح متشابكًا في الفرشاة وتم نقله إلى الربع الخاطئ من لوحة CO2 وتسبب في أخطاء في التعداد.

    يمكن أن يُعزى مصدر آخر مهم للخطأ إلى حقيقة أنه نظرًا لعدم وجود وقت لحساب الذباب F2 أثناء فقسها ، تم نقل معظم F2s إلى قارورة فارغة ، وتم تخديرها نهائيًا ، ووضعها في المجمد ليتم عدها لاحقًا. كان للتجميد تأثيران ملحوظان على الذباب: أحدهما هو أنه منذ تعرض الذباب للجفاف في المجمد ، أصبحت بعض ألوان أجسامهم أغمق من المعتاد ، وربما تم تحديد الذباب ذو لون الجسم الفاتح على أنه ذو لون جسم من النوع البري لحل هذه المشكلة. ، أي ذبابة كانت هناك بعض الشكوك حول لون جسمها أو لديها مشكلة أخرى تسببت في عدم اليقين من حيث تحديد خصائصها ، تم تجاهلها ولم يتم احتسابها. التأثير الآخر الذي أحدثه تجميد الذباب هو أن بعض الذباب أصبح عالقًا معًا وعندما جرت محاولة لفصلها ، تحطمت الأجنحة الأكثر هشاشة (بسبب التجمد) مما جعل من المستحيل تحديد تلك الذباب من حيث أليلات وريدها. مرة أخرى ، تم استبعاد مثل هذه الذباب في الغالب من العد.

    قد يكون هناك مصدر آخر محتمل للخطأ وهو أنه على الرغم من بذل الجهود لإزالة كل F2 بمجرد فقسها ، لمنع تكوين الذباب F3 ، فمن المحتمل أنه نظرًا لإغلاق المعامل لقضاء العطلات أو لأسباب أخرى ، فقد تم إغلاق القليل من F3 تشكلت وبعض هذه الذباب أثرت على الأرقام المذكورة في الجدول 1.

    كان الغرض من هذه التجربة هو التعرف على ذبابة الفاكهة السوداء وبعض طفراتها ، لدراسة الارتباط الجنسي وإعادة التركيب والتشكيلة المستقلة. لمعرفة ما إذا كانت السمات قيد التحقيق أظهرت ارتباطًا جنسيًا أو تشكيلة مستقلة ، ولتقديم خرائط جينية محتملة للسمات المدروسة إذا كانت الجينات المقابلة للصفات موجودة على نفس الكروموسوم.

    تم ذلك عن طريق عمل مجموعتين من الصلبان. كانت المجموعات الأولى من التهجينات عبارة عن تهجينات متبادلة بين جميع الذباب الطافرة وجميع أنواع الذباب البري للحصول على ذباب الجيل الأول. في هذه المرحلة ، تم تحديد أي سمات مرتبطة بالجنس (كانت جميع السمات الأربع في المخزون الطافرة رقم 4 التي كانت قيد التحقيق في هذه التجربة مرتبطة بالجنس).

    تم إجراء التهجين الثاني بين الإناث من الجيل F1 والذكور الطافرة (والتي كانت أيضًا F1 & shys بسبب الارتباط الجنسي) للحصول على ذباب F2. تم حساب الذباب F2 وتصنيفه إلى ثماني فئات محتملة من الأنماط الظاهرية (كانت هناك ثلاث سمات قيد التحقيق: 2 ^ 3 = 8) ، وبناءً على عدد الذباب في كل فئة ، وحساب المسافات بين الجينات المقابلة لكل سمة ، تم اقتراح خريطة جينية تتعلق بالصفات.

    فهرس

    هارتل ، دانيال ل. ، إليزابيث دبليو جونز. التحليل الوراثي للجينات والجينوم ، الطبعة الخامسة. جونز وبارتليت للنشر ، 2000.

    [1] عندما تكون الجينات قريبة جدًا من بعضها البعض على نفس الكروموسوم وتنتقل معًا إلى النسل في معظم الأوقات أو طوال الوقت ، يُقال أن هذه الجينات تظهر الارتباط.

    [2] يعني التكاثر الحقيقي أن الذباب كان متماثلًا للأليلات وبالتالي فإن كل ذرية تلك الذباب المتقاطعة مع بعضها البعض سيكون لها نفس الأليلات تمامًا مثل والديها.


    النتائج

    توقع الموقع الخلوي للعلامات المعينة وراثيا: تم تحويل تواتر RNs في كل فاصل 0.2 ميكرومتر لكل من 10 ذرة pachytene SCs إلى قيمة centimorgan ثم تم تلخيصها على طول كل SC لإنتاج خريطة centimorgan التراكمية بناءً على RNs (خريطة RN-cM) لكل منها ثنائي التكافؤ (الشكل 1 ، SCs 1-10). تستند هذه الخرائط إلى مواقع 4267 RNs من 2080 SCs المحددة بشكل فردي (A nderson وآخرون. 2003). على الرغم من أن كل ثنائي التكافؤ له نمط فريد من RNs (وخريطة Centimorgan الفريدة المقابلة) ، فإن جميع SCs العشرة تظهر نفس الاتجاهات العامة مع مستويات عالية من العبور بعيدًا على كل ذراع وتقليل العبور بشكل قريب (بالقرب من السنتروميرات). كان عدد السنتيمورجان لكل فاصل 0.2 ميكرومتر عادةً 0 بالقرب من السنتروميرات لجميع SCs بينما تراوحت قيمة السنتيمورجان القصوى لفاصل زمني بعيد واحد من 2.56 سم لـ SC9 إلى 4.85 سم لـ SC4.

    بمجرد تحديد قيمة السنتيمورجان لكل فاصل 0.2 ميكرومتر ، من الممكن ربط علامة محددة وراثية بموضع معين على الكروموسوم. تم تحديد محددات معينة (تسمى محددات حاوية الأساسية) بواسطة D avis وآخرون. (1999) لتمكين ربط خرائط مختلفة من الذرة والأعشاب الأخرى ببعضها البعض. يتم فصل علامات الحاوية الأساسية بمقدار 20 سم على كل كروموسوم. نظرًا لفائدتها والتباعد الجيني بشكل أو بآخر ، اخترنا تعيين موقع هذه العلامات على SCs. يتوفر عدد من خرائط الربط المختلفة للذرة ، لكننا استخدمنا خريطة ربط UMC98 هنا لأن هذه الخريطة قد اكتملت ، وتحتوي على العديد من العلامات المشتركة مع خرائط الربط الأخرى ، وتتضمن المواقع الجينية للمراكز المركزية (http: // www. maizegdb.org D avis وآخرون. 1999). لكل ثنائي التكافؤ ، تكون خريطة ربط UMC98 أطول ، بمعنى آخر.، وحدات خريطة إجمالية أكثر من خريطة centimorgan RN التراكمية (D avis وآخرون. 1999 نديرسون وآخرون. 2003) ، لذلك تم تعديل قيمة centimorgan لكل علامة حاوية أساسية بشكل متناسب على أساس ذراع تلو الآخر لتلائم خريطة RN المقابلة. تم وضع قيمة centimorgan المعدلة لكل علامة حاوية أساسية على خريطة RN-cM للتنبؤ بالموقع المادي لكل علامة على كروموسوم pachytene المناسب (الشكل 1 SCs 1-10).

    - خرائط السنتيمورجان التراكمية المستمدة من RNs ، والتي توضح توزيع العبور على طول الطول (في فترات 0.2 ميكرون على x-محور) لكل ذرة ثنائية التكافؤ. يتم إعطاء طول الخريطة الإجمالي بناءً على RNs لكل SC. يتم توضيح كل SC مباشرة فوق الجزء السفلي x-المحور بذراعه القصيرة إلى اليسار والوسطى (C) يشار إليه بخط عمودي. في الجزء العلوي x-المحور ، تم تقسيم كل ذراع SC إلى فترات طولها 10٪. تُستخدم هذه التعيينات بشكل شائع للإشارة إلى موقع نقاط توقف الانتقال. يتم تمييز الموقع المتوقع لكل علامة حاوية أساسية من خريطة UMC98 بدائرة صلبة على منحنيات السنتيمورجان التراكمية ، ويشار إلى الموقع المتوقع للعلامة على الكروموسوم / SC بواسطة خط منسدل. علامات الحاوية الأساسية مرقمة في سلسلة من الذراع القصيرة إلى الذراع الطويلة (انظر الملحق).

    يتضح التباين في معدلات التقاطع على طول كروموسومات الذرة من خلال الاختلافات في التباعد بين الموقع المتوقع لعلامات الصندوق الأساسية. تكون العلامات أقرب إلى بعضها البعض في المناطق البعيدة التي لديها مستويات عالية من العبور أكثر من المناطق القريبة ذات المستويات المنخفضة من العبور. في بعض الحالات ، يتم تباعد العلامات بشكل أو بآخر بشكل متساوٍ في الأطراف البعيدة للأذرع (على سبيل المثالو 1 S و 2 L و 6 L و 8 L) ، بينما في حالات أخرى ، يكون التباعد بين العلامات أكثر تنوعًا (على سبيل المثالو 3 S و 3 L و 4 L). ترجع اختلافات التباعد بين علامات الحاوية الأساسية على SCs 3 و 4 إلى كل من الاختلافات في التباعد بين العلامات في خرائط UMC98 (مع وجود فواصل بين العلامات من 5-12 سم بدلاً من 20 سم نموذجيًا) والاختلافات في إعادة التركيب (RN) التردد على طول الطوائف المنبوذة.

    المواقع الخلوية المتوقعة للعلامات الجينية تكاد تكون متطابقة مع المواقف الخلوية التي يحددها فى الموقع تهجين: يعتمد تحديد كروموسوم Pachytene على مستحضرات الاسكواش حيث يمكن تحديد كل ثنائي التكافؤ من خلال نسبة الذراع المميزة والطول النسبي داخل المجموعة (M c Clintock وآخرون. 1981). يمكن استخدام هذه الأحرف نفسها لتحديد كروموسومات الذرة pachytene بدقة في تحضيرات الاسكواش لكل من ينتشر ISH و SC (S hen وآخرون. 1987 S adder and W eber 2002 A nderson وآخرون. 2003 K oumbaris and B ass 2003). وبالتالي ، فإن ميزات بنية كروموسوم pachytene المستخدمة لتحديد الهوية لا تتغير بإجراءات تحضيرية مختلفة ، ويمكن مقارنة مواقع العلامات بشكل موثوق سواء تم استخدام خرائط RN على SCs أو علامات ISH على كروموسومات pachytene.

    اختبرنا المواضع المتوقعة للعلامات على الكروموسوم 9 باستخدام سبعة متواليات مختلفة من نسخة مفردة تم تعيينها بشكل مستقل باستخدام ISH (S hen). وآخرون. 1987 S adder وآخرون. 2000 S adder و W eber 2002 K oumbaris and B ass 2003). استخدمت كل من هذه الدراسات الكشف الفلوري للواسمات باستثناء الدجاجة S. وآخرون. (1987) الذي قام بترجمة ملف wx1 الموقع باستخدام التصوير الشعاعي الذاتي. ومع ذلك ، فإن إجراء ISH هو نفسه بشكل أساسي ، ويؤدي التصوير الشعاعي الذاتي إلى نتائج قابلة للمقارنة مع التألق. فى الموقع التهجين (FISH). بالإضافة إلى ذلك ، فإن موقع ISH المرصود لـ wx1 يتوافق الموضع القريب من المركز في الذراع القصيرة للكروموسوم 9 مع التحليلات المقارنة لجينوم العشب (R amakrishna وآخرون. 2002). تراوحت الاختلافات بين الموقع الكروموسومي المتوقع والملاحظ للتسلسل من 0.02 ميكرومتر (wx1) إلى 0.84 ميكرومتر (csu54b الجدول 1 الشكل 2). تمثل هذه القيم اختلافات ∼0.1 و 3.3٪ ، على التوالي ، من الطول الإجمالي لـ SC9. عندما يتم رسم المواقع المرصودة والمتوقعة للعلامات السبعة (الشكل 3) ، فإن معادلة الانحدار (ذ = 1.01x - 0.04, ص 2 = 0.996) يشير إلى مراسلة افتراضية 1: 1. قطع أراضي مماثلة باستخدام خريطة الإطار 9 لجيران IBM2 (http://www.maizegdb.org L ee وآخرون. 2002) قدم أيضًا توافقًا ممتازًا بين مواقع العلامات المرصودة والمتوقعة (ذ = 0.98x + 0.62, ص 2 = 0.996). بالمقارنة ، فإن المراسلات بين مواضع ISH المرصودة للعلامات مع المواضع المتوقعة بناءً على مواضعها النسبية (٪) في خريطة ربط UMC98 ليست جيدة (ص 2 = 0.90) ، ومن الواضح أن عددًا من النقاط خارج خط الانحدار (الشكل 3). يبدو أن خريطة RN-cM تساعد في ضبط الموقع المتوقع للعلامات لأنها تصحح الاختلافات في معدل إعادة التركيب على طول الكروموسوم 9.

    تتوافق المواضع الجينية المتوقعة للقواعد المركزية جيدًا مع التقديرات الأخرى للوضع الجيني المركزي: من الممكن أن تكون هناك اختلافات جوهرية في مواقع السنترومير المقدرة بواسطة الخرائط الجينية وتلك التي لوحظت على SCs (حيث تكون السنترومير مرئية مباشرة). لاختبار ذلك ، قمنا بمقارنة مواضع السنترومير الوراثي من خرائط UMC98 مع تلك الموضحة في خرائط RN-cM الخاصة بنا (الجدول 2). كانت المراسلات جيدة (ص 2 = 0.84) مع أكبر فرق لوحظ في الكروموسوم 6 الذي يحمل المنطقة المنظمة للنووية على الذراع القصيرة. باستثناء الكروموسوم 6 ، فإن الاختلافات في موضع السنترومير ربما لا تكون كبيرة بما يكفي ليكون لها تأثير كبير على الوضع الخلوي المتوقع للعلامات.


    الانتماءات

    قسم الوراثة الطبية ، جامعة هلسنكي والمعهد الوطني للصحة العامة ، فنلندا

    لينا بيلتونين وآرنو بالوتي وأمبير كينيث لانج

    قسم علم الوراثة البشرية ، جامعة كاليفورنيا ، كلية الطب في لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، 90095 ، الولايات المتحدة الأمريكية

    قسم علم الأمراض والطب المخبري ، جامعة كاليفورنيا في كلية الطب لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، 90095 ، الولايات المتحدة الأمريكية

    قسم الرياضيات الحيوية ، جامعة كاليفورنيا ، كلية الطب في لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، 90095 ، الولايات المتحدة الأمريكية


    شاهد الفيديو: التمرين الأول ع الخرائط الجيولوجية. (شهر فبراير 2023).