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null第十章 细胞质遗传第十章 细胞质遗传null 遗传： 遗传学： 变异（遗传的变异＋不遗传 变异）： 遗传 DNA mRNA 蛋白质   null 独立分配 （独立基因） 交换 （连锁基因）  遗 突变 核基因组 传 结构变异 的 染色体变化 变 数目变异 异 基因转移 遗传工程 胞质基因变异 质基因组 母性遗传   不遗传的变异 环境作用 第一节 胞质遗传概念及特点第一节 胞质遗传概念及特点一、概念 1、核基因组：细胞核内的全部遗传组成。 2、质基因组：细胞核以外的存在于胞质中的遗传物质，统称胞质基因组。 3、核遗传：由核基因组控制的遗传系统。 4、质遗传：由胞质基因的控制的遗传系统。二、特点二、特点1、遗传性状仅通过母本传递，不通过父本传递，故胞质遗传又称母性遗传。 2、正反交表现不同 甲×乙→花斑 乙×甲→无花斑 3、连续回交把母本细胞核置核掉，该性状仍不消失。 4、往往不遵循孟德尔规律三、细胞质遗传细胞学机制：三、细胞质遗传细胞学机制： 受精过程中，母本细胞质参与了受精，被包裹进了受精卵之中，但精子的细胞质却极少。第二节 胞质遗传实例第二节 胞质遗传实例1. 1909年，柯伦斯（Correns）在四季茉莉的杂交试验结果是质遗传的典型例子。 紫茉莉枝条有三种颜色：绿色、白色、花斑 白 白色 × 绿 → F1 白色 斑 白 绿色 × 绿 → F1 绿色 后代与母本 斑 相同 白 花斑 × 绿 → F1 白、绿、花斑 斑表型实质：表型实质：实质：绿色是细胞内有叶绿体所致； 白色枝条细胞中无叶绿体； 花斑是有的细胞有叶绿体，有的没有； 形成一定界限，故为花斑。 研究指出：叶绿体的形成是由白色体发育来的。 光 白色体 叶绿体（有色体，正常）   暗遗传实质：遗传实质：二者的转化与核基因无关。 质基因突变，使白色体不能形成叶绿体。 该基因就位于叶绿体内。 花斑做母本时，若雌配子中有正常叶绿体，则形成绿色枝条；无正常叶绿体，则形成白色枝条；有两种质体，则为花斑枝条。现代分子遗传学研究：现代分子遗传学研究：叶绿体有中DNA 叫ctDNA(chlomplast DNA) 线粒体也有DNA叫mtDNA(mitochmondrial DNA) 人们发现叶绿体中有24A°的纤维区，与细菌拟核相似，这种纤维可被DNA酶所消化，不被其它酶消化。 1962年 Riss（瑞斯）观察了线粒体DNA，并拍了图像,长5μ，叶绿体中发现有70s核糖体。 低等生物 30s＋50s→70s核糖体 高等生物 40s＋60s→80s核糖体叶绿体和线粒体DNA叶绿体和线粒体DNA解释与推测：解释与推测：1.因此认为该核糖体的基因偏码是质体基因。 2.推测，叶绿体以及线粒体最初可能是一个独立的单细胞生物，被大细胞吞噬后，没有被消化掉而成为共生，演化成为现在这种具半独立性细胞器，叶绿体大小很像一个原核生物，DNA裸露，且自身有分裂现象。叶绿体叶绿体null蓝 藻2. 植物雄性不育基因2. 植物雄性不育基因质不育类型的植物雄性不育基因位于线粒体内，不产生花粉，与核无关。3椎实螺遗传3椎实螺遗传椎实螺遗传机制：椎实螺遗传机制：右旋/左旋——S+/S S+/S+ 、 S+/S—右旋 S/S—————左旋 S+、S 产生纺锤丝蛋白，决定下一代的旋向。null S+S+ ×SS 右旋×左旋 S+S 右旋 S+S+ S+S SS 右旋 1 2 1 S+S+ S+S S+S+ SS SS 右旋 : 左旋 4 2 4 2 4 3 1null SS × S+S+ 左旋×右旋 F1 S+S 左旋 S+S+ S+S SS 右旋 1 2 1 S+S+ S+S S+S+ SS SS 右旋 : 左旋 4 2 4 2 4 3 1 概念：概念：由于母本基因的影响，使子代表现母本的性状的现象称母性影响（maternal effect)。 又叫前定作用（proletermination)其它的质遗传例子：其它的质遗传例子：原核细胞的附加体： 共生体：质粒 、 F因子 动物细胞中的共生体：草履虫的卡吧粒 果蝇的δ因子第三节 质基因和核基因的关系:第三节 质基因和核基因的关系:1. 核基因在遗传中起主导作用； 2. 质基因在某些性状上起主导作用，但也受核基因调节； 3. 细胞质基因更常见的是对核遗传起弥补或后备作用，质基因只具半独立性遗传系统。核质DNA比较核质DNA比较null细胞质基因作用的性状，对人类最有贡献的是植物雄性不育基因，下面专门介绍植物雄性不育第三节 植物雄性不育及遗传第三节 植物雄性不育及遗传雄性不育（male sterility）：指植物雌蕊发育正常，而雄蕊发育不正常，不能产生正常花粉粒的现象。 作物雄性不育：花序正常，但花粉囊空瘪，无花粉粒，或空瘪，无淀粉。 花粉粒用KI染色：黑色——功能， 无色——无功能。不育与可育的穗颜色不育与可育的穗颜色不育与可育的穗颜色不育与可育的穗颜色不育小花不育小花田间的不育穗田间的不育穗null繁殖田繁殖田一、雄性不育类型及遗传机制一、雄性不育类型及遗传机制雄性不育/雄性可育 一对单位性状 但遗传原因：有核遗传，也有质遗传，比较复杂，目前发现有100多个基因与花粉形成有关。类型：类型：1943～1947年，美国学者西尔斯（sears），总结所有植物雄性不能现象，把雄性不育归为三类：核不育型、质不育型和质核互作不育型。 1、核不育型：1、核不育型： 即由核基因控制的雄性不育。 （1）隐性核不育： ms ms 雄性不育 MsMs Msms 雄性不育 ms ms（雄性不育）×MsMs ↓ F1 Msms 杂合可育 msms（不育）×Msms ↓ 1/2 Ms ms 可育 1/2 ms ms 不育 洋葱、番茄常有该类型（2）显性核不育：（2）显性核不育：Tal Tal 不育 tal tal可育 Tal Tal（不育）×tal tal（可育） ↓ Tal tal（不育）× tal tal ↓ 1/2 Tal tal 不育 1/2 tal tal 可育   核不育类型遵循孟德尔规律2、胞质不育型：2、胞质不育型：即，由细胞质基因控制的雄性不育类型。基因在质中，与核基因无关。 N可育 S不育  S（ ） × N（ ）  不育 ↓ 可育 S（ ） 不育  质不育类型是单纯母性遗传 。 洋葱中已用于制种。3、质——核互作型雄性不育3、质——核互作型雄性不育细胞质、细胞核共同作用的不育类型。 质 S——不育 N——可育 核 R——可育 r ——不育 不育特点：不论质或核，只要有可育基因，雄性可育；质、核皆为不育基因时雄性不育。 因此 S （ rr） 不育 S （R-） N（rr ） 可育 N（R-） 组合：组合：那么：（1）S (rr) × N (rr) → S (rr) 不育 可育 不育 （2）S (rr) × N（RR）→ S （Rr） 不育 可育 可育 （3）S (rr) × S（RR） → S（Rr） 不育 可育 可育 三系的概念：三系的概念：我们称： S (rr) 叫雄性不育系：雄性不育的基因型（或个体） N(rr) 叫雄性不育保持系，简称保持系。能保持不育系的不育性的基因型。 N（RR），叫雄性不育恢复系，简称恢复系，能恢复雄性不育系育性的基因型。讨论：讨论：从质核互作不育系概念出发： 隐性核不育：没有真正的保持系。 显性核不育、质不育型：没有真正的恢复系。 这两种不育类型，生产上利用价值不大。质核互作型不育系：质核互作型不育系：有价值的是质核互作型的不育系。 不育系 × 保持系 ↓ 不育系 × 保持系 不育系 ×恢复系 ↓ ↓ 不育系× 保持系 F1育性恢复 ↓ 不育系 ×恢复系 不育系 ↓ F1育性恢复 这叫三系配套。三系利用：三系利用：目前，在杂交种制种中，正是利用这种不育类型，进行象小麦、水稻的杂交种制种，把母本变成不育系。同时变成保持系，把父本变成恢复系，即把： S (rr) 转入母本中，使成为不育系 N (rr) 转入母本中，使成为保持系 二者仅质基因一点差异 N/S，遗传上属同型系。 RR 转入父本中，使成为恢复系    这样， 不育系×保持系 → 繁殖不育系 不育系×恢复系 → F1杂种用于生产 玉米中 M017×E28 → 丹玉13 小麦中，去雄困难，只有借助不育系，才可能制出大量杂交种子。 杂交种水稻中，袁隆平创造了杂交稻。质核互作不育系的特点：质核互作不育系的特点：1.孢子体不育和配子体不育 .孢子体不育：花粉的育性受孢子体（植株）控制，与花粉本身的基因无关。 RR—可育，产生 R 花粉； Rr—可育，产生 R 、 r 花粉； rr— 不育，不产生正常花粉。孢子体不育自交后代：孢子体不育自交后代：F1 ST(Rr） 2.配子体不育：2.配子体不育：花粉的育性受花粉内基因型所决定。即R是可育，r则不育。 RR—产生 R 花粉； Rr— 产生的 R 可育， r 不育。配子体不育自交后代：配子体不育自交后代：F1 SM(Rr）一半花粉可育，一半不育 玉米花粉的半不育遗传机制:玉米花粉的半不育遗传机制:1. 配子体不育； 2. 易位杂合体。光敏核不育：光敏核不育：1973年，湖北，石明松在“农恳58”水稻中发现一株雄性不育稻（农恳58，从日本引进的晚熟粳稻品种，又称“世界稻”）。主穗不育不实，分蘖穗长出一些种子。 1974年，播种了25粒分蘖穗种子，早抽穗开花者，表现雄性不育，晚抽穗开花者，表现可育。 当时未受到注意，三系育种正在发展，10年后，研究有突破进展。 光敏核不育特性: 光敏核不育特性:现象：在长光照下，表现雄性不育 在短光照下，表现可育 本质：由一对对光照长度敏感的隐性核不育主基因控制，该基因命名为msh ms 不育核隐性基因，h，湖北省拼间第一个字母。 作用机制： 长光照下，ms基因正常作用，表现不育; 短光照下，ms基因不作用，表现不育.生理遗传典型例子:生理遗传典型例子:g＋e → p msh ＋ 长光照 → 不育 msh ＋ 短光照 → 可育 Msh ＋ 长、短光照 → 可育 基因来源：天然突变而来. “农恳58”，晚粳稻，属于对光照敏感型水稻，水稻短日照植物，晚稻，感温、感光性强。 所以有对光照敏感的基因突变。 Msh 基因作用方式：主基因作用 与胞质无关 但有修饰基因利用：利用：利用：二系法（无须保持系）   光敏不育系——光敏不育系×恢复系 （短光照） （长光照）↓ （春季插秧） ↓ 杂种，用于生产 光敏不育系 ↓短光照、夏季插秧，秋季短光照，可育。   繁殖不育系null习题：1、2、3、4、6、7、9、10繁殖田繁殖田感谢收看