好,接下来以后呢我们就要看到很多
果蝇的突变体的表型
我们要做遗传学研究的话,大家知道 这个会用到很多突变体
做遗传学研究,为什么要用突变体呢?大家知道吗?
突变体 有什么意义,研究它?
课上给大家讲过没有? 没讲过。
你们可能看文献呀或者上课呀 给你们讲过很多次这个突变体,但是它的真正意义是什么呢?
现在呢这个
很多物种的测一个基因组根本不在话下,是吧?我们马上就可以 全基因组就全部测出来了。
而且呢知道这些物种的有多少个基因 是吧?但是呢,这些基因究竟是起什么功能、
起什么作用的? 不知道,是不是?所以呢,我们要想知道它的功能的话
首先是什么?把它从基因水平上 从分子水平上给它破坏掉,或者是给它敲除、
或者是敲低 或者是过表达,然后呢看它的表型
是吧?就是说,把这个基因呢一定要给它破坏掉,做成突变体
然后来进行研究。
像这种从基因型
来看表型,最后来推测功能的话,我们一般叫什么?
叫反向遗传学,那相对地,什么叫正向遗传学呢?也就是说,我们
拿到一个表型有突变的个体
然后呢,但是呢不知道它的基因,不知道它的基因究竟是什么
那在这个时候的话,我们通过研究,然后呢从 其表型到基因型这样一个思路的研究呢叫正向遗传学
好,不管是正向遗传学还是反向遗传学,然后呢
大家呢都要以获得这个突变体为目的 然后呢拿到突变体以后呢,我们再去研究
它跟什么样的功能相关 所以呢,对于我们来说的话,这个突变体是很关键的
好,我们看看下边我们可以看到什么样的突变表型
好,首先我们看到的是什么? 白眼的果蝇,是吧?
白眼的果蝇也就是摩尔根最开始然后呢发现的那个白眼果蝇,然后呢
这个他当时发现的这个果蝇呢是自发突变
然后呢出现的一个果蝇,然后呢他见到以后呢,诶,赶紧呢就给它
把它培养,然后呢跟别的杂交,看它是,究竟是 与什么样的功能相关的。
好 我们现在看到的这个呢
眼睛的颜色跟野生型的相比的话,它是橘黄色的 好,那,这是因为什么?它带着一个叫mini-white
的基因 也就是说在白眼果蝇的基础上,我们做了修饰
然后呢这样的一个修饰的基因的话,经常是 我们作为转基因果蝇的一个识别标志
也就是说在做转基因果蝇的时候呢,载体上面呢会带着一个 mini-white 的
marker 基因 然后呢做的时候呢,如果我们 注射的果蝇是白眼的
注射成功了以后呢,转基因果蝇呢它就会是橘黄色 眼睛的,所以呢,好多转基因果蝇的颜色其实是橘黄色的
好 我们今天还可以看到棒眼的突变体
这个眼睛的话是就像一个小棒子状了,我们 在那个瓶子上标记的呢是
B,用 B 来代表的 那么我们可以看到这样的表型,这样的表型实际上是
怎么来的呢?它并不是一个基因突变 造成的,而是呢,在
X 染色体上 16a 这个区域它经过重复以后 造成的一个表型。
由于染色体的不等交换 就会发生重、 重复。
好,一个 重复的时候呢,我们看到是棒眼,两个重复的时候呢就可以看着是超棒眼的 果蝇,好。
所以呢,你们可以体会,就是说 突变,造成突变
并不仅仅是只是影响了单个的基因 破坏了单个的基因。
经过了这个 重复,也可以造成这个突变表型
的,好
下面我们会看到一些发生在翅膀上边的一个突变表型
那么野生型的翅膀的话,大家看一下,就是说
它的翅膀的话,一般都是叠在这个腹部的 腹面的,背面的,一般形态呢都是这个样子的
好,如果是果蝇,这个
我们麻醉得过度了,尤其是呢用乙醚麻醉的时候麻醉过度的时候死掉了
那个果蝇的那个翅膀的话是跟身体呢完全是垂直的了 这个时候呢,那个果蝇肯定是死掉了。
好,野生型的呢一般都是 这个跟身体平行、
浮在上边的 野生型果蝇的翅膀有
5 条纵脉,然后呢有两条横脉
这是典型的果蝇的翅脉的形状 好,它有两个裂痕
这儿有一个裂痕,这儿还有一个裂痕 如果你采来,在野外采来这个
小的蝇子的话,你要看看它是不是果蝇
主要是看这一块,就是说其他地方呢可能
形态上边呢基本上一致的,完全一样的,但是呢
这个果蝇科的物种的话,基部的这个裂纹 是很关键的,就是说有基部的这个裂纹,而且呢
同时具备刚才说的这些特征的时候呢,这才是果蝇科的物种 经常我们看着很像果蝇长得,但是呢你去
查这一块第二个裂痕的时候呢,这块就没有这个裂痕,它是连在一起的 那就不是果蝇了。
这只是从翅膀上来跟别的小的蝇类来区分的一个特征
[声音]
好,我们看一下这个 右侧的这个
Curly 的这个标记基因 然后呢你们看,刚才我们说野生型果蝇的翅膀
是跟腹部是平行的,是吧? 你看,现在这个
Curly 的这个果蝇呢,它是卷翅,朝上卷的
很明显,马上就可以看得到了 好
这个果蝇的话,大家看,这个翅膀的边缘缺了一块 我们把它叫做
Notch,Notch 这个基因 这个基因呢也是很有名的,专门有一个 Notch
这一条 passway 是相关的 所以大家看文献看多了以后呢就知道了,很 重要的一个基因。
我们看一下这两个果蝇是雌的还是雄的? 雌的,是吧?
好,现在这两只果蝇
你看那个翅膀,都不是正常的翅膀了,是吧?这是残翅
这是残翅,然后呢那个翅膀的边缘呢都没有 了,只有基部的这个,当然呢,这上边的那个翅脉呢还很明显的
这是叫勺状翅,翅膀的话
就像是一个小勺子状的,然后呢上边的那个翅脉呢 也只能看到一条、 两条,这样的话,我们就可以跟这个残翅区分开了
好,这两种果蝇 由于它翅膀呢只有痕迹状的,所以的话,这个
你把那个果蝇的,果蝇瓶的那个塞子拔掉以后呢,这个果蝇呢也不会飞,它只会爬
它就没有飞翔的能力了 大家看一下这个哪个是雌,哪个是雄?
>> 右边是雄的,左边是雌的。
>> 右边是雄的,是吧?左边是雌的,很容易识别的,是吧?即使
啊,对,你们从这个横纹上边就看得很清楚了,是吧?
好 哪个雌,哪个雄?能看得出来吗? >> 左边雌,右边 雄。
>> 左边雌,右边雄,是吧?这个呢应该是看什么呢?我们要看这个翅膀的这个长度 右侧的这个突变体呢我们是短翅的
它的那个翅膀呢跟腹部呢几乎是等长的 而这个野生型的话,大家看,是比腹部呢超出好多来的
好,我们从体色上边来看
这个黄体的这个突变体的话,比起野生型来的话
更浅,这是一个突变体
好 黑檀体从体色上来说的话比野生型更深了
那实际上只是一个基因的突变就造成了这么大的明显的突变
[空白音频]
果蝇身体上边呢有很多刚毛,这个刚毛的位置 刚毛的数目这些呢都是固定的
所以的话,它有什么变化的话肯定是发生了,就基因 水平发生了变化了。
我们可以看一下,这个是野生型的,中间这个是野生型的,你看 这个刚毛的话它是比较细长、
尖的 是吧?好,然后大家可以看一下这个短刚毛的这个突变体,你看
所有的刚毛呢就像被剪了一刀似的,全变短了,又粗又短
这是短刚毛的突变体
小盾片刚毛缺失
这样的突变体的话,我们可以跟野生型比,你看,这一部分呢
是小盾片,小盾片的上边呢有 4
根刚毛 好,如果是 Sco 这个基因突变以后呢,上边那
4 根刚毛就没有了 很容易跟野生型区别开来
好
另外一个突变基因呢是肩刚毛多根的这个突变体,你看,这是野生型的
肩刚毛呢,我们只能看着两根,而这个突变体的话
这个肩刚毛的这一块的话,可以看着多根的这个长刚毛 大家要注意,就是说
虽然这个形态特征看上去呢 就是说需要大家仔细地观察
看上去呢比较枯燥,是吧?我们是看形态特征。
但实际上呢,你们在 做研究的过程当中,做筛选的过程当中,这是最基本的
如果不仔细观察的话,可能有一个突变
然后呢摆到你面前了,然后呢如果呢你不仔细观察的话,你就
发现不了这个突变,而有的同学呢 特别仔细,所以的话他就发现了这个突变了,然后呢
追踪这个突变的原因,最后呢找到了这个突变的基因
所以呢这个,他就会有文章发表了,而有的同学没发现
可能就在你那个镜子下边就有这样的突变表型,但是呢你没有发现,是吧?所以呢,在这个
观察形态特征的时候呢,大家一定要仔细、 认真地观察 好,我们看看这是一个
突变的果蝇,你们看一下这里边呢有几个突变呢?
首先眼睛跟野生型是不一样的,是吧?好,翅膀呢
短翅的,是吧?还有什么样的特点呢? [空白音频]
刚毛跟野生型不一样,是吧?你们可以看,这个身体上边的这个刚毛呢
卷曲的,卷曲的,就像被烧焦了、 烫焦了似的
这个,所以我们把它叫做焦刚毛,好。
这三个隐性基因呢 是位于一个个体上边,所以我们叫它三隐性的
果蝇
好,我们知道了这个 果蝇的雌雄如何识别了
是吧?我们呢也看了这么多的突变体了,那具体操作的时候呢 应该怎么操作呢?我们实际上在解剖的时候
或者是在观察这个果蝇突变体和观察雌雄的时候呢
需要把这个果蝇呢要给它麻醉,然后来观察,是吧?怎么麻醉呢?
我们今天所用的麻醉 是用二氧化碳来麻醉,而这个二氧化碳的
气体呢我们后边呢有一个柜子,柜子里边呢装着二氧化碳的那个气源
二氧化碳的气瓶,然后呢所有的管道呢都引到大家的那个桌子上边了
好,每个桌子上边呢前面呢都有一个接口 然后呢到时候呢我们就把这个二氧化碳的这个操作的这个
这个器具那个装上去,然后呢大家呢就可以观察了
好,那么这个,这样一个
二氧化碳麻醉的装置的话它是这样的 一头呢可以插到这个气源上边
另外一头呢这个绿色的这个呢,它是什么?它是通过按的话,可以调节那个气流的
好,然后呢,另外呢,我们有一个气体三通的气体出口
然后呢这个三通的这个呢,一个呢 是通在这个板上边,这个板的话是会透气的
好,另外一个气头呢是有一个像抢 一样的结构,然后呢我们是可以把那个抢呢伸到这个果蝇瓶里边
然后呢果蝇呢就会被麻醉,然后呢果蝇就会掉下来了 然后呢我们把果蝇呢倒在这个板上
因为果蝇的板上面会有二氧化碳气体出来,所以的话那个果蝇就不会飞走
我们把那个板呢放到解剖镜下边,然后呢就可以观察了,好
一会呢我们会给大家演示这个怎么来操作
[空白音频]
我们现在呢是有这一套装置 有的实验室里边呢没有这个条件
然后呢还有一个呢,我们如果是到野外 想采果蝇的话,怎么来
操作?没有这个装置的话,我们怎么来麻醉果蝇,怎么来操作?
好,那个 在实际过程当中的话,其实呢我们就是做这么一个
管,然后呢这头呢我们是放到嘴里边去吸
然后呢这个长的这一头呢我们是插到这个果蝇的培养瓶里边,把那个果蝇吸出来
那么这里边实际上最关键的是什么?不能让它吸到我们嘴里边,是吧?
所以呢,我们有一个装置,然后呢
让这个吸管前边呢放一个纱布,然后呢把它擦到这个管里边,这样的话
这个果蝇呢吸的时候呢,就被堵在这个地方了,是吧? 所以呢就吸不到嘴里边了。
一会呢,我们也给大家演示一下 然后呢,虽然讲今天不用用,但是呢我们呢那个什么,知道这个怎么做
如果大家有兴致到野外,喜欢做的话 可以自己做一个装置,然后呢就可以在野外都可以采果蝇了
好
雌雄识别和突变体观察这一部分呢,我们是这样,就是说 先把果蝇麻醉
我们呢前后三排桌 同学呢有一套突变体,然后呢大家每人一瓶
然后呢来那个什么,麻醉,然后呢观察 观察的同时,然后呢,你们把雌的、
雄的呢 然后呢分开,首先呢把这个果蝇呢,然后呢可以呢在这个
板上边呢拿毛笔刷成一条线,然后呢很方便地 你把雌的可以拨到上边,雄的拨到下边,马上就区分开了
就是说在观察突变体的时候,一定要把这个雌的和雄的的区分
操作的很熟练,然后接下来我们要做杂交实验,选择 亲本的时候呢,就很容易的把雌雄分开了。
我们今天所看的突变体,
在表型上边我们都是很容易识别的。
但是呢,在果蝇里边其实有很多
是你表型上看不出来差别的,但实际上呢基因水平呢是完全不一样的。
所以呢大家呢在操作的时候呢,这个防止果蝇的混杂是很关键的。
我今天在查那个果蝇的时候,然后呢我就发现有很多这个
这个果蝇瓶里边上午的同学呢有的时候呢,他把那个红眼的果蝇呢混杂到那个白眼里边去了。
就是放乱了就,所以呢大家呢一定要注意这个问题,就是说一般情况只要是
从果蝇瓶里边然后呢把它吸出来的果蝇呢,就不要再放到原组瓶里边了, 要养成这个习惯。
另外一个呢,不要的果蝇,我们一般都是把它放在一个废弃的 这个培养皿里边,然后呢这个培养皿里
边的话,我们一般都是放什么呢?放点那个酒精。
然后呢我一搁进去以后呢它就沉到下面去了。
我们在做果蝇实验的专业的这个实验室里边的话,是
在这个有一个大瓶子,瓶子里面装着这个油。
然后呢把果蝇倒进去以后,它也会沉下去,不会到处飞了就。
好, 我们实验报告的话,
除了这个描述雌雄的形态特征以外,
然后呢我们也要针对不同的突变体,然后呢你看到与野生型有什么样的差别,
然后呢都要把它记录下来的。
好, 另外呢,相关的思考题当然你要
识别雌雄的要点这是一部分内容,还有一个呢刚才我也讲了 这个我们要研究突变体有什么意义,如何获得突变体?
根据大家所学的知识,然后呢你们也可以去查查文献,
看你们的程度能达到,能答题答到什么程度。
好,另外呢,我们看到的这个野生
看到的这些突变体,在野外可以采得到吗你们觉得?
能不能采得到?
可以? 能传得下来吗?
好,
实际上在早期的这个摩尔根发现这个 自发的这个白眼果蝇的时候呢,
很多科学家也在问这个问题,而且呢有很多科学家也在 野外也采集果蝇,然后看看究竟这个突变频率发生有多高。
是有个别的会采到,但是呢频率很低。
那么专门有群体遗传学就会计算, 然后呢这个不同的基因然后呢它的那个
突变的频率有多高,然后呢可以在群体里边固定下来。
然后呢固定的频率有多高。
好,那么我们今天观察的这些突变体的话, 跟果蝇科的 4000
多物种它的区别是什么? 其实呢这些题呢我刚才讲的时候呢
都已经提到了。