基因定位的遗传实验设计与分析
正向遗传学定位基因文献
正向遗传学定位基因文献正向遗传学定位基因文献在现代医学领域中，有很多疾病都是由基因突变或者基因组变异引起的。
这些基因突变或者基因组变异会导致身体出现某种异常现象，从而引起相应的疾病。
因此，寻找这些基因突变或者基因组变异，对于研究疾病的发生、预测、干预和治疗具有极其重要的意义。
正向遗传学是一种新兴的遗传学研究方法，它可以对人类基因组进行全面系统的突变分析，评估对疾病易感性的影响，从而为疾病的预测和治疗提供有价值的信息。
正向遗传学的核心思想是将人类基因组的整个区域进行扫描，寻找与疾病发生相关的基因，从而发现疾病的致病基因。
目前，正向遗传学定位基因的研究已经涵盖了多个疾病，例如自闭症、帕金森病、多发性硬化症等等。
下面，我们将以自闭症为例，介绍正向遗传学定位基因研究的基本流程和一些有代表性的文献。
正向遗传学定位基因研究的基本流程自闭症是一种神经发育失调疾病，该病主要由基因突变和基因组变异引起。
正向遗传学分析可以帮助寻找与自闭症发生相关的基因。
正向遗传学定位基因研究的基本流程如下：1. 设计研究方案：确定研究的对象、样本数量、实验流程等重要因素。
2. 提取DNA：将研究对象的DNA提取出来，作为后续实验的基础。
3. 基因层数组分析：通过基因芯片进行全基因组的快速移除基因层分析，并确定可疑区域。
4. 高通量测序：对可疑区域进行测序，并对数据进行分析。
确定与自闭症发生有关的基因。
5. 功能研究：对可疑基因进行进一步的功能研究，包括分析基因表达、信号途径、代谢通路等方面。
6. 确认分析：用其他的工具和方法（比如PCR、DNA 鉴定等）对结果进行验证和确认。
自闭症相关文献1. "Identification of new autism candidate genes using human - and chick- based whole-genome screens."(Nicholas Katsanis, April Barnby, Dalila Francks, Sabine A. E. Vulpe, et al., 2009)文章介绍了通过全基因组扫描方法，研究了个体中数千个基因与自闭症之间的关系。
精细定位
生物界的许多性状是以数量性状为基础的，该类性状的发生不是决定于一对等位基因，而是受到两对或更多对等位基因的控制，每对等位基因彼此之间没有显性与隐性的区别，而是共显性。
这些等位基因对该遗传性状形成的作用微小，所以也称为微效基因（minor gene），它们在染色体上的位置称为数量性状基因座（quantitative trait loci, QTL）。
数量性状就是由许多对微效基因的联合效应造成的一类具有正态分布特性的性状，具有这种性状的个体在正态分布中的位置决定于它们所具有的微效基因的多少。
数量性状之所以复杂，是因为这种性状与基因型之间没有一一对应的关系，并且环境因素对它有显着的影响[1]。
1961年，Thoday首次利用一对侧翼标记定位一个QTL[2]，随后QTL的研究得到飞速发展。
现已证明，只要是控制连续分布性状的数量性状基因座，就能在实验群体或远交群体中定位[3] 。
在整个QTL的研究中，可分为发现QTL，QTL的定位估计和精细定位[4]。
Glazier 认为可分成四个步骤：连锁和关联分析，精细定位，序列分析和候选基因的功能检测[5]。
在模式生物小鼠的QTL研究，已描述的实验步骤更为详细[6]：第一，把QTL定位到染色体的区段上。
典型的QTL定位方法须对几百个杂交后代进行恰当的表型检测；利用覆盖整个基因组的75-100个遗传标记进行基因组扫描，遗传标记的平均跨度为15-20个厘摩（cM）；准确基因分型，然后对性状和遗传标记之间进行连锁和关联分析；计算QTL与某标记位点靠近的可能性大小。
这种方法即使经过成百上千次的表型和基因型的分析，定位的QTL在染色体上还是一个较大的区间。
第二，把一个QTL的作用与其它QTL的作用分开。
通常在同源系（congenic strain）中进行，这样就把多基因遗传的性状转化成单基因性状进行研究。
目标QTL与其它有作用的QTL 分离后，仍须具有可测量的表型效应，否则达不到分离目的。
案例四“基因在染色体上”的教学设计案例和点评
案例四“基因在染色体上”的教学设计案例和点评一、教学设计的指导思想1.课程标准指出“教师要善于引导学生从生活经验中发现和提出问题，创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动，体验科学家探索生物生殖、遗传和进化的奥秘的过程”。
在“遗传的分子基础”部分的具体内容标准中还提到“总结人类对遗传物质的探索过程”，“阐明基因的分离规律和自由组合规律”。
在人类对遗传物质的探索过程中，萨顿和摩尔根都做出了杰出的贡献。
他们有独到的研究方法，有缜密的思考，有严谨的推理，并得出了科学的结论。
二、教学内容分析（本节课在本章的本节的位置）1．本节课内容是人教版义务教育课程标准教科书《生物学》高二年级必修二第二章。
第2节，是在第1节《减数分裂和受精作用》的基础上共同探索“环境与生物的相互关系，基因在染色体上”这个主题。
在教材编排上，注重了学生的主动参与获取知识，重视了学生探究意识的培养，并为下一节伴性遗传打下基础。
2.教学重点：一是科学的过程和方法；二是在染色体和基因水平上阐明分离规律和自由组合规律。
3.教学难点：运用类比推理的方法解释基因位于染色体上；基因位于染色体上的证据三、学情分析通过上节课《减数分裂和受精作用》同学们已经认识到细胞内染色体的行为变化，为本节课的学习打下基础。
由于本节课内容具有较深的抽象性，故在教学中，通达启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们的分析、归纳、概括能力。
四、教学目标设计1．知识目标（1）说出基因位于染色体上的理论假说和试验证据。
（2）概括孟德尔遗传规律的现代解释2．技能目标（1）运用有关基因与染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
（2）尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上3．情感目标认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱参与类比推理的过程，提出与萨顿假说相似的观点，体验成功的喜悦。
五、教学方法设计教学策略整节课设计为一次在教师引导下的探究。
遗传图的制作和基因定位(B)
5 细菌的遗传分析和基因定位
• 细菌属于原核生物（prokaryotes），没有 明显的细胞核，不进行减数分裂，其基因 的传递方式是非减数分裂的。细菌的染色 体是裸露的，它比较容易接受带有相同或 不相同物种的基因或DNA片断的插入。 • 细菌之间遗传物质的传递主要有以下三种 x determination in Drosophila” Fly 2010，4:1, 60-70. • 论文提供者即最初提问题的同学。
Outline
• 1、真核生物基因定位的基本方法和遗传图的制作。 • 2、脉孢霉四分子及其遗传学分析。
• • 2.1 四分子分析与着丝粒作用。 2.2 二对基因的四分子分析。
• 转化（transformation）是指通过外源DNA进行的 遗传物质的转移。转化可分为自然转化（natural transformation）（即细菌能自然地吸收DNA及遗 传转化）和工程转化（engineered transformation）(即通过遗传改变使细菌能吸收 DNA及进行遗传转化)。 • 结合（conjugation）是指由供体菌（donor）和 受体菌（recipient）之间的直接接触而导致的遗 传物质的单向转移。 • 转导（transduction）是指由噬菌体所介导的DNA 从供体菌到受体菌的转移。
U型管实验的结论
• U型管实验结果说明：遗传交换不可能是由 于细胞破碎产生的转化因子DNA或从细胞 中分泌的某些物质产生的，而需要两个菌 株间的直接接触。换句话说，大肠杆菌之 间也有某种类型的交配系统，这种交配系 统能够实行菌与菌之间遗传物质的交换， 我们称这一系统为结合（conjugation）。
遗传实验设计专题
遗传实验设计专题主讲教师: 毕诗秀一、遗传学常用的研究方法1.动植物杂交实验法2.假说演绎法提出→作出（理论解释）→设计（演绎推理）→验证→得出3.数学统计法计算遗传概率以及进行基因定位4.调查法群体调查——调查某种遗传病的率家系调查——调查某种病的方式二、典型例题１. 以孟德尔的一对相对性状遗传研究为例, 写出杂交实验法的过程和思路：⑴选择杂交, 获得F1, 结果；⑵让 , 结果；⑶为了解释上述现象, 孟德尔提出假设的核心是；⑷验证假设: 设计了实验, 即；⑸预期结果:。
孟德尔设计测交实验的意义是通过的比例来反映的比例；⑹实施实验方案, 得到的_______ __与_____ ____相符, 由此得出结论。
2. 科学家从某植物突变植株中获得了显性高蛋白植株（纯合子）。
为验证该性状是否由一对基因控制, 请参与实验设计并完善实验方案：①步骤1: 选择和杂交。
预期结果: 。
②步骤2: 。
预期结果: 。
③观察实验结果, 进行统计分析:如果与相符, 可证明该性状由一对基因控制。
3.⑴在一块高杆（显性纯合体）小麦田中, 发现了一株矮杆小麦。
请设计实验方案探究该性状出现的可能的原因（简要写出所用方法、结果和结论）⑵大部分普通果蝇身体呈褐色（YY）, 具有纯合隐性等位基因yy的个体呈黄色。
但是, 即使是纯合的YY品系, 如果用含有银盐的食物饲养, 长成的成体也为黄色, 这称为“表型模拟”, 是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型。
若有一只黄色的果蝇, 你如何判断它是属于纯合yy还是“表型模拟”？方法步骤:第一步: 用该未知基因型黄色果蝇与交配；第二步: 将孵化出的幼虫用饲养, 其他条件适宜；第三步: 观察。
结果预测: 如果后代出现了色果蝇, 则所检测果蝇为“表型模拟”；如果子代全为色, 说明所测黄色果蝇的基因型是 , 不是“表型模拟”。
4.某植物（2n=10）花蕊的性别分化受两对独立遗传的等位基因控制, 显性基因B和E共同存在时, 植株开两性花, 表现为野生型；仅有显性基因E存在时, 植株的雄蕊会转化成雌蕊, 成为表现型为双雌蕊的可育植物；只要不存在显性基因E, 植物表现为败育。
数量遗传(QTL)定位的原理及研究进展
、营销人员必备知识
3、数量性状的遗传特征
1、市场营销基本概念 孟德尔性状遗传特征 2 、电信市场介绍 受单基因或寡基因控制 3、市场分析方法
不存在基因间的互作 基因表现不受环境影响而变异
复杂数量性状的遗传特征 1、市场营销基本概念
多基因的效应不是累加的，存在基因 2、电信市场介绍 间的上位性； 3、市场分析方法 基因的表现因环境而异，存在基因型 与环境的互作； 存在基因的多效性和异质性； 较低的外显率； 随机机误影响较大，统计功率较低。
二、营销人员必备知识
1、市场营销基本概念 染色体水平（细胞遗传学） 2 二、营销人员必备知识 1、电信市场介绍 、市场营销基本概念 RNA 水平（分子遗传学） 3 2、市场分析方法 、电信市场介绍 1 、市场营销基本概念 DNA 水平（分子数量遗传学—主要研究数量性状）。
二、营销人员必备知识
2、数量性状 3、市场分析方法
营销人员必备知识
四、QTL定位的原理及方法
1 、 QTL 定位的原理 营销人员必备知识
QTL 定位是通过分析整个染色体组的DNA标记和数量性状表 1、市场营销基本概念 型值的关系，将 2、电信市场介绍 QTL逐一定位到连锁群的相应位臵，并估计 营销人员必备知识 其遗传效应 ; 3、市场分析方法 QTL 定位就是采用类似单基因定位的方法将QTL定位在遗传 1、市场营销基本概念 图谱上，确定 QTL与遗传标记间的距离(以重组率表示)； 2、电信市场介绍 QTL 定位实质是分析分子标记与QTL之间的连锁关系，是基 3 1、市场分析方法 、市场营销基本概念 于一个特定模型的遗传假设，是统计学上的一个概念，与数 2、电信市场介绍 量性状基因有本质区别。 3、市场分析方法
(3) 性状-标记回归(trait-marker regression，TMR)
玉米籽粒发育突变体emp35_的表型分析与基因定位
第43卷 第2期2024年 3月Vol.43 No.2Mar. 2024，85~92华中农业大学学报Journal of Huazhong Agricultural University玉米籽粒发育突变体emp35的表型分析与基因定位刘津1，2，汤艳芳3，杜何为1，张祖新21.长江大学生命科学学院，荆州434023；2.华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室，武汉430070；3.湖北中医药大学检验学院，武汉430065摘要 为解析玉米籽粒形成的遗传基础，探究Emp35基因在玉米籽粒发育中的作用，对籽粒缺陷突变体empty pericarp35（emp35）进行表型鉴定、胚乳细胞显微观察、胚乳贮藏物质含量测定及图位克隆。
结果显示：突变体籽粒发育缓慢，明显小于同期发育的正常籽粒，成熟籽粒干瘪呈空皮状；胚乳细胞显微观察发现emp35的胚和胚乳发育严重滞后，胚乳细胞中线粒体结构异常；淀粉和蛋白质积累减少；F 2代分离果穗上正常籽粒与发育缺陷籽粒呈3∶1分离，表明籽粒缺陷表型由单个隐性核基因突变所致。
采用集团分离分析法（bulked segregant analysis ， BSA ） 将Emp35定位于第8染色体 127.90~163.36 Mb 区间，在该区间内开发了4个InDel 标记，连锁作图将Emp35精细定位于139 571 117~146 176 858区间。
关键词 玉米（Zea mays L .）； 籽粒发育； 集团分离分析法； 基因定位； 表型鉴定中图分类号 S513.3 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）02-0085-08玉米籽粒产量由单位面积穗数、每穗粒数和籽粒质量3个因素构成。
籽粒质量由籽粒库容和胚乳充实程度所决定［1］，籽粒发育与充实程度影响籽粒产量。
玉米籽粒发育包括胚胎发育、胚乳细胞分化和贮藏物质积累3个关键过程，每个发育过程都受众多基因调控。
目前，研究者已经克隆了百余个控制籽粒发育进程的基因［2］。
DNA指纹的遗传分析
【实验结果】1 电泳结果图：图1：电泳结果图说明：a.条带1-6是marker的条带。
b.条带7-9是基因D1S80的条带。
2 marker的标准曲线的制作：marker1标准带的相关曲线图4：marker 1的标准曲线根据图4算出marker 2的相关数据：离度所以可以估算出条带1’~6’的标准分子量大概为2400、1700、1000、700、400、200。
将这一组数据应用到实验结果中marker标准曲线的绘制上，显然会给实验结果带来很大的影响。
但又不可避免。
marker标准条带的相关数据图2 marker的标准曲线3成员A、C、D的D1S80的计算：根据marker的标准曲线知表2：4结果记录表：表3：结果记录表【实验分析及讨论】A从图1可知小组成员里只有A、C、D有正常的条带，而且全是纯合体，而B、E、F并没有出现正确的条带，分析可能原因：a在取样时取得太少了，致使提取的DNA浓度过低，在该实验的PCR条件下30个循环不能得到正确的DNA分子拷贝。
b取样不合适，可能在去口腔上皮时并没有在适合的位置取，导致取出来的并不是口腔上皮。
c在操作过程中一些错误的步骤导致没有提出正确的DNA分子。
B图1中最下面的有一排亮亮的条带。
据分析是PCR体系里引物的条带。
但是我们可以发现与B、E、F相比，A、C、D对应的条带最亮最宽，说明引物的含量较多，但是偏偏 A、C、D有正确的条带。
这似乎说不通，但是进一步的分析可以推测有以下两种原因：a在向Pcr小管里加入体系时，由于移液枪不准造成的加入体系不同，但这种概率较小。
b在向胶孔加入样品时由于加入量不同造成的结果。
这个显然比第一种出现的概率要大得多。
C原理中我们指出人类1号染色体上的VNTR D1S80，核心序列由16个核苷酸组成，拷贝数在14～41个之间，已知29种不同的等位基因。
但是我们的实验结果里D的拷贝数为13，却小于14，由于两者比较接近所以将D的拷贝数应该认为是14，而出现这种偏差的原因可能在于：a marker标准的分子量我们是用的周五晚上组的图估算出来的(如图3)，并不是说明书上标准的，所以marker的标准曲线与实际的可能有一定的差距，这样就会导致最后的结果也会有一定的差距。
基因工程的基本过程
基因工程的基本过程介绍基因工程是一项重要的生物技术领域，它利用DNA重组技术，对生物体的基因信息进行修改和重新组合，实现改变生物体性状的目的。
基因工程的基本过程包括基因定位、基因克隆、基因表达和基因转导等步骤。
本文将详细介绍基因工程的基本过程。
一、基因定位基因定位是基因工程的第一步，通过确定目标基因在染色体上的位置，为后续的基因克隆提供准确的目标。
基因定位可以通过物理方法、遗传方法和分子生物学方法等多种手段来实现。
1. 物理方法物理方法主要包括荧光原位杂交（FISH）和比较基因组杂交（CGH）等。
其中，荧光原位杂交可以通过标记特定探针并与目标基因序列进行杂交，从而在染色体上检测到目标基因的位置。
比较基因组杂交可以通过将目标基因与参考基因组进行杂交，通过比较两者的杂交强度，确定目标基因在染色体上的位置。
2. 遗传方法遗传方法主要包括连锁分析和关联分析等。
连锁分析是利用基因在染色体上的连锁关系，通过研究特定遗传标记和目标基因之间的连锁程度，来确定目标基因在染色体上的位置。
关联分析则是通过研究染色体多态性和目标基因之间的关联程度，来确定目标基因与某个特定区域的关系。
3. 分子生物学方法分子生物学方法主要包括PCR、Southern blotting和DNA测序等。
PCR可以通过目标基因的序列信息，设计特定引物并进行扩增，从而实现对目标基因的定位。
Southern blotting可以通过转移DNA片段到膜上，并进行测序等。
二、基因克隆基因克隆是基因工程的关键步骤，它通过将目标基因从来源生物体中分离出来，并进行扩增，得到足够多的DNA材料用于后续的实验。
1. DNA提取DNA提取是基因克隆的第一步，它可以通过细胞裂解、溶解和沉淀等步骤将DNA从生物体中提取出来。
常用的DNA提取方法包括酚-氯仿法、盐析法和商业DNA提取试剂盒等。
2. PCR扩增PCR扩增是基因克隆的关键技术，它可以通过DNA聚合酶的作用，将目标基因序列进行扩增。
基因定位方法及优缺点
基因定位方法及优缺点作者：蒋兰兰蒋国庆来源：《今日湖北·中旬刊》2013年第08期摘要基因定位是遗传学研究中的重要环节。
在遗传学的早期研究中并未发现果蝇等生物的基因在染色体上的位置和生理功能有什么关系。
但以后发现一些有类似表型效应的基因是紧密连锁的。
此外，测定了某一基因在某一染色体上的位置以后，便可以用这一基因作为所属染色体或其一部分的标记，追踪并研究染色体的行为。
关键词基因定位优点缺点基因定位和基因图对遗传学、医学和人类及生物进化的研究都有十分重要的意义。
它可提供遗传病和其他疾病的诊断的遗传信息，可以指导对这些疾病的致病基因的克隆和对病症病因的分析与认识，这些又取决于遗传图和物理图的相互依赖关系。
通过多态位点标记进行连锁分析获得物理图的位置有助于遗传作图，同时通过连锁分析（部分有减数分裂的交换）又能指导物理作图，使基因定位更为精细。
两点测验和三点测验是基因定位所采用的主要方法。
两点测验：先用3次杂交，再用3次测交（隐性纯合亲本）来分别测定两对基因间是否连锁，然后再根据其交换值确定它们在同一染色体上的位置。
三点测验：利用三对连锁基因杂合体，通过一次杂交和一次测定，同时确定3对基因在染色体上的位置。
（1）体细胞杂交法体细胞是生物体除生殖细胞外的所有细胞。
将从身体分离的体细胞做组织培养进行遗传学研究的学科称为体细胞遗传学。
体外培养细胞可人为控制或改变环境条件，并可建立细胞株，长期保存，进行各种正常和病理研究。
与基因定位有关的是体细胞杂交。
细胞杂交又称细胞融合，是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞。
大多数体细胞杂交是用人的细胞与小鼠、大鼠或仓鼠的体细胞进行杂交。
这种新产生的融合细胞称为杂种细胞，含有双亲不同的染色体。
杂种细胞有一个重要的特点是在其繁殖传代过程中出现保留啮齿类一方染色体而人类染色体则逐渐丢失，最后只剩一条或几条，其原因至今不明。
这种仅保留少数甚至一条人染色体的杂种细胞正是进行基因连锁分析和基因定位的有用材料。