6-4 基因定位和遗传作图

　　摩尔根的果蝇实验已表明重组是同源染色体发生交换的结果，两个连锁基因之间的距离决定了它们的重组值。那么我们能否用实验的方法来确定真核生物染色体上不同基因的位置呢，答案是肯定的，这种方法我们称之为遗传作图（genetic mapping）。

　　一、三点测交

　　前面已经介绍基因位于染色体上，而且位置相近的基因是相互连锁的，不难想象基因在染色体上是直线排列的，但如何来证明这个问题呢？摩尔根的学生斯特蒂文特（Sturtevant）想出了一个巧妙的办法，那就是三点测交（three－point test cross）。从几何知识上知道，要证明a、b、c三点共线，可以通过三点之间的距离加以证明，当ab+bc=ac时三点在一条直线上。斯特蒂文特借鉴了这一思路，选择了六个性连锁基因进行果蝇的杂交实验，为了很好地说明问题现在我们以红眼V（Vermilion eyes）、翅无横脉Cv（crossveinless）和截翅Ct（cut, or snipped wing edges）三个基因为例，杂交及结果如下。

表5-1 三点测交的结果

　　根据表中计算的结果，可以绘出V、Cv、Ct的遗传图。但是我们会发现V－Ct（13.2 m.u）和Ct－Cv（6.5 m.u）之和为19.7 m.u，大于V－Cv的距离（18.5 m.u），这是什么缘故呢？这是因为18.5 m.u这个数据是V－Cv的重组值，即从V和Cv这两个标记的重组中直接得来的，这两点中如果发生双交换的话，因不会产生重组而无法计算，易被漏掉，但从Cv－Ct和V－Cv的重组中可以看到确实发生了两次双交换（图 5-6 ），交换率为0.6 %×2＝1.2%，如果把漏掉的双交换值加进去则（V－Cv）＝（Cv－Ct）＋（V－Cv） 18.5 m.u＋1.2 m.u＝6.5 m.u＋13.2 m.u＝19.7 m.u因此我们可用下面的公式来表示a－b之间的重组值和双交换的关系：

　　ab＝ac＋cb－2（ac）（cb）

　　ab是a和b两个基因之间的重组值。c是a与b之间的一个基因，ac、cb表示a和c、c和b的重组值，（ac）（cb）表示双交换值。

　　三点测交实验的意义在于（1）比两点测交方便、准确。一次三点测交相当于3次两点测交实验所获得的结果；（2）能获得双交换的资料；（3）证实了基因在染色体上是直线排列的。

　　二、并发率和干涉

　　如果在二条非姊妹染色单体上分别发生两次单交换，单交换Ⅰ的概率为α，单交换Ⅱ的概率为β，如果这两次交换同时发生（即为双交换），其概率理论上为（α）（β），假设实际测得双交换的概率为γ。并发系数（coefficidence of coincidence or coincidence）C为观察到的双交换数除以预期双交换这一比值。

　　C=γ∕（α）（β）

　　按上列数 C=0.6%∕(5.9%)(12.6%)=0.08

　　这个结果远小于1，也就是说实际发生的双交换比预期发生的概率要小得多，这是由于一次重组事件的发生，干扰了另一次重组事件的发生，这一现象称为染色体的干涉（chromasomal interference）或称为交叉干涉（chiasma interference）。以I来表示。干涉和并发系数的关系以下式表示

　　 I＝1－C

　　当 C=1，I=0时，表示无干涉存在

　　C=0，I=1时，表示存在完全干涉

　　1>C>0时 表示存在正干涉（positive interference），即是一次交换抑制了邻近位点另一次交换的发生。这可能是由于染色单体的断裂和重接物理性地干涉了邻近位点的交换。

　　C>1，I<0时，表示存在负干涉（negative interference），负干涉仅在微生物中发生基因转变时（见第23章）才出现。

　　三、染色单体干涉

　　在减数分裂的前期，二价体是有4条染色单体，交换并不限于二条非姊妹染色单体之间，而有各种不同的交换形式（图5-8）。为了便于说明，我们巴4条染色单体分别标上序号。当2－3之间已发生了一次交换的基础上，再发生2－3二线双交换；1－4四线双交换；1－3三线双交换和2－4三线双交换机会是均等的。一般说来第一次交换仅对于2－3二线双交换有干涉，对其他类型的双交换没有干涉。