- Hỗn hợp vi khuẩ nS bị đun chết trộn với vi khuẩ nR sống đem tiêm cho chuộ t chuột
a) Bám và o; b) Xâm nhậ p; c) Sinh tổng hợp các cấu phần nhờ tế bào chủ ; d) Trưởng thành: các virion được tự ráp ; e) Làm tan tế bào, các virion thoát ra
20.8.3.3- Phân tích bộ bốn ở nang khuẩn (Nấm túi)
Lớp Nang khuẩn hay Nấm túi (Ascomycetes) có đặc điểm là khi các tế bào lưỡng bội chia giảm nhiễm sẽ tạo ra các bào tử nằm trong một nang. Nấm men bánh mì, men rượu S. cerevisiae và nấm sợi N. crassa là những
nang khuẩnđược sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu di truyền học.
Điểm đặc biệt của nấm sợi N. crassa là các nang bào tử xếp thẳng hàng trong nang như lúc các nhiễm sắc thể xếp trên mặt phẳng xích đạo của kì giữa. Chúng xếp theo một trình tự nhất định phản ánh được tiến trình giảm phân I và II (hình 20.61).
Ở nấm men, bốn nang bào tử đại diện cho 4 nhiễm sắc thể của giảm phân (xét một cặp nhiễm sắc thể tương đồng) xếp theo một thứ tự nào đó, khó biết trình tự. Sử dụng máy vi thao tác (micromanipulator), người ta có thể tách rời từng nang bào tử một của một nang để nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu trực tiếp các sản phẩm của mỗi lần giảm phân được gọi là phân tích bộ bốn (tetrade analysis).
Khi có sự phân li của một cặp alen thì trong mỗi nang của Neurospora
sẽ có sự phân bố nang bào tử 4: 4 nếu sự phân li xảy ra ở giảm phân I hoặc sự phân bố 2: 2: 2: 2 nếu sự phân li xảy ra ở giảm phân II.
a) Sự phân li ở giảm phân I
Hình 20.61 mô tả quá trình lai một dòng N. crassa hoang dại (c+) với một dòng đột biến (c) có khuẩn lạc cụm (colonial). Nếu tách các nang bào tử theo thứ tự trong nang và để chúng mọc lên thành dòng thì sẽ có thứ tự 4c:4c+. Sự phân bố 4:4 cho thấy không có trao đổi chéo xảy ra giữa gen và tâm động (centromere). Gen càng cách xa tâm động xác suất xảy ra trao đổi chéo giữa gen và tâm động càng lớn. Do đó nếu số phần trăm nang 4c:4c+
càng lớn, tức trao đổi chéo ít xảy ra thì gen c càng gần tâm động.
b) Sự phân li ở giảm phân II
Trường hợp b (hình 20.61), khi có trao đổi chéo xảy ra giữa gen và tâm động. Sau lần chia thứ nhất hai nhiễm sắc thể chị và em vẫn còn giống nhau. Đến lần chia thứ hai mới có sự khác nhau thể hiện ở sự phân li và tỉ lệ 2c: 2c+: 2c: 2c+ phản ánh điều đó. Kết quả này chứng minh rằng trao đổi chéo xảy ra giữa 4 nhiễm sắc thể.
Hình 20.61- Phương thức tạo bào tửở nấm sợi Neurospora crassa.
c) Lập bản đồ di truyền bằng phân tích bộ bốn
Đối với trường hợp bộ bốn sắp theo thứ tự như ở Neurospora, số phần trăm các nang tái tổ hợp phản ánh khoảng cách giữa gen và tâm động. Cần nhớ rằng trao đổi chéo chỉ liên quan đến hai nhiễm sắc thể, nên chỉ có hai sản phẩm của giảm phân chứa nhiễm sắc thể tái tổ hợp. Do đó để tính phần trăm các nhiễm sắc thể tái tổ hợp, lấy phần trăm nang tái tổ hợp chia đôi.
Trường hợp bộ bốn không theo thứ tự nhưở nấm men thì việc tính tần số tái tổ hợp có phức tạp.
Hình 20.62 Các kiểu bộ bốn khác nhau:
– Kiểu PD parental dityp (không trao đổi chéo) – Kiểu RD recombination dityp hay NPD nonparental dityp (có trao đổi chéo) – Kiểu TT tetratyp (có trao đổi chéo).
Ví dụ: Phân tích bộ bốn từ tổ hợp lai hai gen AB x ab. Sự thụ tinh cho nhân lưỡng bội (AB/ab) và nó chia giảm nhiễm ngay. Nếu không có trao đổi chéo xảy ra hoặc trao đổi chéo đôi xảy ra trên cùng hai nhiễm sắc thể thì sẽ có các bộ bốn kiểu cha mẹ 2AB: 2ab được gọi kiểu đôi cha mẹ (parental dityp) (PD ) (hình 20.62).
Nếu trao đổi chéo xảy ra giữa nhiễm sắc thể 2 với 3 và 1 với 4, sẽ có 2Ab:2aB. Kiểu này được gọi kiểu đôi tái tổ hợp (Recombinational Dityp -
RD) hay kiểu đôi không cha mẹ (Nonparental Dityp - NPD). Kiểu này ít nhất trong các bộ bốn có tái tổ hợp.
Các trường hợp tạo ra mỗi nang bốn loại bào tử có kiểu gen khác nhau 1AB: 1Ab: 1aB: 1ab, được gọi kiểu bốn (tetratyp - TT).
Chuyển biến (conversion) là hiện tượng lệch khỏi sự phân li bình thường 2: 2 của các bộ bốn, khi có sự di truyền của 1 gen, được Lindegreen phát hiện năm 1949.
Ví dụ: Dị hợp tử của nấm men a+/+b tạo các bộ bốn bất thường như: (a +) (a +) (a b) (+ b) và (a +) (+ +) (+ b) (+ b) hoặc (a +) (a b) (+ b) (+ b) và (a +) (a +) (+ +) (+ b). Sự phân li bất thường có thể liên quan đến cả 2 gen như: (a +) (a +) (a +) (+ b) hay (a +) (+ b) (+ b) (+ b).
Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy chuyển biến (conversion) là hiện tượng bình thường ở các gen khác nhau của nấm men với tần số 1%. Hiện tượng này cũng được mô tả ở các loài nấm khác như Neurospora crassa, Sordaria fimicola và nó có ý nghĩa quan trọng trong giải thích cơ chế tái tổ hợp.