厦门大学：《现代生物实验学》课程教学课件（PPT讲稿）实验三 果蝇诱变开放实验

经典遗传开放式实验——果蝇诱变 时间：三月份——五月份 四人一组 自由设计并合作完成 厦门大学生命科学学院 遗传与分子生物学实验课

经典遗传开放式实验——果蝇诱变 时间：三月份——五月份 四人一组 自由设计并合作完成 厦门大学生命科学学院 遗传与分子生物学实验课

果蝇诱变实验设计 ⚫ 实验目的：采用物理法、化学法、生物法等多种 实验手段，使果蝇发生诱发突变，通过其遗传现 象找出突变的规律和特点。学会自主设计实验， 培养独立思考和团队合作精神，模拟科研训练

果蝇诱变实验设计 ⚫ 实验目的：采用物理法、化学法、生物法等多种 实验手段，使果蝇发生诱发突变，通过其遗传现 象找出突变的规律和特点。学会自主设计实验， 培养独立思考和团队合作精神，模拟科研训练

实验材料： ⚫ 黑腹果蝇 (Drosophila )

实验材料： ⚫ 黑腹果蝇 (Drosophila )

物理诱变剂的种类 ⚫ 典型的物理诱变剂是不同种类的射线，常见的有X射线，r射线和中子， 此外还有紫外线和β射线。 ⚫ X射线是种波长为1000－100埃的电离射线，是最早的诱变射线。 ⚫ r射线是一种波长更短的电离射线，其波长0.1－1埃，60CO和137CS是 目前应用最广的r射线源。 ⚫ 中子是不带电粒子，在加速器或核反应堆中得到能量范围极广的中子。 252Cf自发裂变中子源可应用诱发突变。 ⚫ β射线是电子或正电子的射线束，由32P和35S等放射性同位素直接发生 的。透过植物组织能力弱，但电离密度大。当同位素溶液进入组织和 细胞后作为内照射而产生诱变作用。 参考资料

物理诱变剂的种类 ⚫ 典型的物理诱变剂是不同种类的射线，常见的有X射线，r射线和中子， 此外还有紫外线和β射线。 ⚫ X射线是种波长为1000－100埃的电离射线，是最早的诱变射线。 ⚫ r射线是一种波长更短的电离射线，其波长0.1－1埃，60CO和137CS是 目前应用最广的r射线源。 ⚫ 中子是不带电粒子，在加速器或核反应堆中得到能量范围极广的中子。 252Cf自发裂变中子源可应用诱发突变。 ⚫ β射线是电子或正电子的射线束，由32P和35S等放射性同位素直接发生 的。透过植物组织能力弱，但电离密度大。当同位素溶液进入组织和 细胞后作为内照射而产生诱变作用。 参考资料

诱变机理 ⚫ X射线和r射线都是能量较高的电磁波，能引起物 质的电离。当物体的某些较易受辐射敏感的部位 受到射线的撞击时，而发生离子化，可以引起 DNA链断裂，当修复时不能恢复到原状就会出 现突变。如果射线击中染色体则可能导致断裂， 在修复时可能造成缺失、重复、倒位和易位等染 色体畸变。中子不带电，但当与生物体内的原子 核撞击后，使原子核变换产生r射线等能量交换， 从而影响DNA和染色体的改变。 参考资料

诱变机理 ⚫ X射线和r射线都是能量较高的电磁波，能引起物 质的电离。当物体的某些较易受辐射敏感的部位 受到射线的撞击时，而发生离子化，可以引起 DNA链断裂，当修复时不能恢复到原状就会出 现突变。如果射线击中染色体则可能导致断裂， 在修复时可能造成缺失、重复、倒位和易位等染 色体畸变。中子不带电，但当与生物体内的原子 核撞击后，使原子核变换产生r射线等能量交换， 从而影响DNA和染色体的改变。 参考资料

诱变方法 ⚫ 一般采用r圃，以60CO源为中心种植多种处理材料，并按 材料材料与60CO源中心距离和照射时间来控制照射剂量。 这种r圃对于诱变育种的应用不是十分合适的，但作为植物 对辐照的效应以及辐射生物学等理论研究是十分有意义的。 一般设设置较小的60CO室进行处理。除了处理植株或植株 的局部，也可以处理种子以及花粉。处理花粉的优点是产 生突变不至于形成嵌合体，但花粉的存活时间短暂不易进 行处理。（目前，这个问题似乎可以解决。根据赵永亮 （1998）年花粉离体培养结果表明，玉米新鲜花粉可在常 温下储存在液体石蜡油中2.5小时,而对其花粉活力没有影 响。） 参考资料

诱变方法 ⚫ 一般采用r圃，以60CO源为中心种植多种处理材料，并按 材料材料与60CO源中心距离和照射时间来控制照射剂量。 这种r圃对于诱变育种的应用不是十分合适的，但作为植物 对辐照的效应以及辐射生物学等理论研究是十分有意义的。 一般设设置较小的60CO室进行处理。除了处理植株或植株 的局部，也可以处理种子以及花粉。处理花粉的优点是产 生突变不至于形成嵌合体，但花粉的存活时间短暂不易进 行处理。（目前，这个问题似乎可以解决。根据赵永亮 （1998）年花粉离体培养结果表明，玉米新鲜花粉可在常 温下储存在液体石蜡油中2.5小时,而对其花粉活力没有影 响。） 参考资料

化学诱变剂种类 ⚫ 早在1948年，Gustafsson等曾用芥子气处理 大麦获得突变体。1967年Nilan用硫酸二乙酯 处理大麦种子育成了矮秆、高产品种Luther。 此后化学诱变剂的以及和应用就逐渐发展起来。 目前较公认的最有效和应用较多的是烷化剂和 叠氮化物两类。烷化剂中仍以甲基磺酸乙酯 (EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亚胺(EI)等类 型的化合物应用较多，叠氮化合物则以叠氮化 钠(NaN3 )研究和应用较多。 参考资料

化学诱变剂种类 ⚫ 早在1948年，Gustafsson等曾用芥子气处理 大麦获得突变体。1967年Nilan用硫酸二乙酯 处理大麦种子育成了矮秆、高产品种Luther。 此后化学诱变剂的以及和应用就逐渐发展起来。 目前较公认的最有效和应用较多的是烷化剂和 叠氮化物两类。烷化剂中仍以甲基磺酸乙酯 (EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亚胺(EI)等类 型的化合物应用较多，叠氮化合物则以叠氮化 钠(NaN3 )研究和应用较多。 参考资料

化学诱变剂诱变机理 ⚫ 烷化剂 指具有烷化功能的化合物,带有一个或多个活性烷基,该烷 基转移到一个电子密度较高的分子上,可置换碱基中的氧 原子，碱基被烷化后，DNA在复制时会导致配对错误， 产生突变。 ⚫ 叠氮化钠 一种动植物的呼吸抑制剂，可使复制中的DNA的碱基发生 替换，从而导致突变体的发生，是目前诱变率高而安全 的一种诱变剂。 参考资料

化学诱变剂诱变机理 ⚫ 烷化剂 指具有烷化功能的化合物,带有一个或多个活性烷基,该烷 基转移到一个电子密度较高的分子上,可置换碱基中的氧 原子，碱基被烷化后，DNA在复制时会导致配对错误， 产生突变。 ⚫ 叠氮化钠 一种动植物的呼吸抑制剂，可使复制中的DNA的碱基发生 替换，从而导致突变体的发生，是目前诱变率高而安全 的一种诱变剂。 参考资料

化学诱变剂的处理方法 ⚫ 利用化学诱变剂处理种子较为普遍，其方法是直 接把种子浸泡在含有化学试剂的溶液中，可以诱 发各类体细胞突变。一般来说，玉米种子的处理 效果较差，因为成熟的玉米籽粒胚中具有分开的、 已定型的雄花和雌穗原基细胞，并且在突变发生 过程中容易产生细胞间的竞争，使突变细胞受到 抑制或消亡，被排斥在生殖过程之外。 参考资料

化学诱变剂的处理方法 ⚫ 利用化学诱变剂处理种子较为普遍，其方法是直 接把种子浸泡在含有化学试剂的溶液中，可以诱 发各类体细胞突变。一般来说，玉米种子的处理 效果较差，因为成熟的玉米籽粒胚中具有分开的、 已定型的雄花和雌穗原基细胞，并且在突变发生 过程中容易产生细胞间的竞争，使突变细胞受到 抑制或消亡，被排斥在生殖过程之外。 参考资料

化学诱变剂的处理方法 ⚫ 用含有化学药剂的石蜡油处理玉米花粉是目前 已知的最有效的方法。以EMS为例，具体的处 理方法步骤如下：用EMS与轻质石蜡油混合， 制备成浓度为0.1-0.2%EMS处理液；在适当的 时间，收集玉米新鲜花粉，在一个带盖的瓶中， 把花粉与EMS处理液混合；最后用一把小号毛 刷，把被处理花粉涂到选好的雌穗花丝上。 参考资料

化学诱变剂的处理方法 ⚫ 用含有化学药剂的石蜡油处理玉米花粉是目前 已知的最有效的方法。以EMS为例，具体的处 理方法步骤如下：用EMS与轻质石蜡油混合， 制备成浓度为0.1-0.2%EMS处理液；在适当的 时间，收集玉米新鲜花粉，在一个带盖的瓶中， 把花粉与EMS处理液混合；最后用一把小号毛 刷，把被处理花粉涂到选好的雌穗花丝上。 参考资料