遗传学实验 粗糙链孢霉的杂交
实验目的 通过对链孢霉杂交所产生的子囊孢子的观察统计和分析,了解顺序四分子的遗传学分析方法 观察基因分离和交换的现象,进一步验证分离 交换定律 学习掌握重组值的计算方法及着丝粒作图的方法
实验原理 粗糙链孢霉(Neurosporacrassa)属于真菌中的子囊菌纲。它是进行顺序排列的四分体的遗传学分析的好材料。粗糙链孢霉的菌丝体是单倍体(n=7),每一菌丝细胞中含有几十个细胞核。由菌丝顶端断裂形成分生孢子。分生孢子萌发成菌丝,可再生成分生孢子,周而复始,这是粗糙链孢霉的无性生殖过程。粗糙链孢霉的菌株有两种不同的接合型(matingtype),用A、a或mt+、mt-表示,它们受一对等位基因控制。不同接合型菌株的细胞接合产生有性孢子,这过程称为有性生殖。 粗糙链孢霉是遗传分析的一种很好的材料。单倍体,无显隐性的复杂问题;一次只分析一次减数分裂的产物个体小,长得快,易于培养,一次杂交产生大量后代;进行有性生殖,染色体结构和功能类似高等动植物;可进行四分子分析和着丝粒作图。
实验原理 本实验用赖氨酸缺陷型(记作Lys-)与野生型(记作Lys+)杂交,得到的子囊孢子分离为4个黑的(+),4个是灰的(-)。黑的孢子是野生型;赖氨酸缺陷型孢子成熟迟,所以呈灰色。根据黑色孢子和灰色孢子在子囊中的排列顺序,可有6种子囊类型。 子囊型 (1)++++—――― ╲第一次分裂分离 子囊型 (2)――――++++ ╱ 子囊型 (3)++――++―― ╲ 子囊型 (4)――++――++ ╲ 第二次分裂分离 子囊型 (5)++――――++ ╱ 子囊型 (6)――++++—- ╱
实验用品 1.材料 :粗糙链孢霉野生型菌株,Lys+,接合型α。 粗糙链孢霉赖氨酸缺陷型菌株,Lys-,接合型a。 2. 药品:5%次氯酸钠(NaClO),5%石碳酸 3.器具:显微镜、镊子、解剖针、接种针、载玻片、试管、培养皿
实验步骤 1.菌种活化:为使菌种生长得更好,先要进行菌种活化。把野生型和赖氨酸缺陷型菌种从冰箱中取出,分别接在两支完全培养基试管斜面上,28℃温箱培养5天左右。培养到菌丝的上部有分生孢子产生。
实验步骤 2.杂交:接种亲本菌株,可采用下述方法。 (1)同时在杂交培养基上接种两亲本菌株的分生孢子或菌丝,25℃温箱进行混合培养。注意要贴上标签,写明亲本菌株及杂交日期。在杂交后5—7天就能看到许多棕色的原子囊果出现,以后原子囊果变大变黑成子囊果,在7—14天左右,就可在显微镜下观察。 (2)在杂交培养基上接种一个亲本菌株,25℃培养5—7天后即有原子囊果出现。同时准备好另一亲本菌株的分生孢子,悬浊于无菌水中(近于白色的悬浊液),将此悬浊液加到形成原子囊果的培养物表面,使表面基本湿润即可(每支试管约加0.5毫升),继续在25℃培养。原子囊果在加进分生孢子1天后即可开始增大变黑成子囊果,7天后即成熟。
实验步骤 3.显微镜观察: (1)在长有子囊果的试管中加少量无菌水,摇动片刻,把水倒在空三角瓶中,加热煮沸,以防止分生孢子飞扬。 (2)取一载玻片,滴1—2滴5%次氯酸钠,然后用接种针挑出子囊果放在载玻片上(若附在子囊果上的分生孢子过多,可先在5%次氯酸钠中洗涤,再移到载玻片上),用另一载玻片盖上,用手指压片,将子囊果压破,置显微镜下(10×15倍)检查,即可见到30—40个子囊。观察子囊中子囊孢子的排列情况。这里用载玻片盖上压片而不用盖玻片,是因为子囊果很硬,用盖玻片压,盖玻片会破碎。也可在显微镜下用镊子把子囊果轻轻夹破,挤出子囊。如发现30—40个子囊象一串香蔗一样,可加一滴水,用解剖针把子囊拨开。此过程无需无菌操作,但要注意不能使分生孢子散出。观察过的载玻片、用过的镊子和解剖针等物都需放入5%的石碳酸中浸泡后取出洗净,以防止污染实验室。
实验结果 2.说明粗糙链孢霉中基因分离现象和高等动物、高等植物中基因分离的主要区别。 3.用图表示第六种子囊类型的形成。 1.观察一定数目的子囊果,记录每个完整子囊的类型,计算Lys基因的着丝粒距离。 2.说明粗糙链孢霉中基因分离现象和高等动物、高等植物中基因分离的主要区别。 3.用图表示第六种子囊类型的形成。
培养基的配制 马铃薯培养基(基本培养基):也可以代替完全培养基。将马铃薯洗净去皮,切碎,取200克,加水1000毫升,煮熟,然后用纱布过滤,弃去残渣,滤下的汁加2%琼脂,20克蔗糖,煮融,分装到试管中。也可将马铃薯切成黄豆大小的碎块,每支试管放3—4粒,再加入融化好的琼脂、蔗糖。 杂交培养基:将玉米在水中浸软,破碎,每试管放2—3粒,加入少量琼脂(0.1克左右),再放入一小片经多次折叠的滤纸(长约3—4厘米),加上棉塞,消毒即成,不需摆斜面。 上述培养基都需分装到试管后,在8磅压力下消毒30分钟,取出斜摆,成为斜面备用。