長(zhǎng)江大學(xué)遺傳學(xué)第十一章細(xì)胞質(zhì)遺傳詳解演示文稿

長(zhǎng)江大學(xué)遺傳學(xué)第十一章細(xì)胞質(zhì)遺傳詳解演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)優(yōu)選長(zhǎng)江大學(xué)遺傳學(xué)第十一章細(xì)胞質(zhì)遺傳目前二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點(diǎn)

一細(xì)胞質(zhì)遺(cytoplasmicinheritance)

由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)即細(xì)胞質(zhì)基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律,叫做細(xì)胞質(zhì)遺傳；(又稱(chēng)非染色體遺傳、非孟德?tīng)栠z傳、染色體外遺傳、核外遺傳、母體遺傳)目前三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)真核生物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要存在于：線粒體、質(zhì)體、中心體等細(xì)胞器中。在原核和某些真核生物的細(xì)胞質(zhì)中，除細(xì)胞器外，還有另一類(lèi)稱(chēng)：

附加體(episome)和共生體(symbiont)的細(xì)胞質(zhì)顆粒，如，大腸肝菌的F因子

目前四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基因組所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)真核生物有性繁殖過(guò)程：

⑴卵細(xì)胞：除細(xì)胞核外，能為子代提供核基因和全部或絕大部分胞質(zhì)基因

⑵精細(xì)胞：只有細(xì)胞核，極少或沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器，只能提供其核基因，基本不提供胞質(zhì)基因。目前五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)正交反交目前六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：1.遺傳方式是非孟德?tīng)柺降?；雜交后代一般不表現(xiàn)一定比例的分離；2.正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同；F1通常只表現(xiàn)母本的性狀；3.通過(guò)連續(xù)回交能將母本的核基因幾乎全部置換掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基因及其所控制的性狀仍不消失；4.由附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)往往類(lèi)似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染。目前七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)

第二節(jié)母性影響

在核遺傳中，正交及反交的子代表型通常是一樣的。但有時(shí)正反交的結(jié)果并不相同，子代的表型受到母本基因型的影響，而和母本的表型一樣。這種由于母本基因型的影響，而使子代表現(xiàn)母本性狀的現(xiàn)象叫做母性影響，又叫前定作用。目前八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)母性影響的表現(xiàn)與細(xì)胞質(zhì)遺傳相似，但不是由于細(xì)胞質(zhì)基因組所決定的，而是由于核基因的產(chǎn)物在卵細(xì)胞中積累所決定的，例:椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向由一對(duì)基因控制右旋(S+)對(duì)左旋(S)為顯性母本基因型→卵細(xì)胞狀態(tài)→后代表現(xiàn)型F3出現(xiàn)3:1分離，故又叫做延遲遺傳目前九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)S+S+S+S+SSS+SS+SSSSS目前十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)S+S+SSS+SS+S+S+SSS目前十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向是由受精卵第一次和第二次分裂時(shí)的紡錘體分裂方向所決定的。受精卵紡錘體向中線的右側(cè)分裂時(shí)為右旋，向中線的左側(cè)分裂時(shí)為左旋。目前十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)

第三節(jié)葉綠體遺傳一、葉綠體遺傳的表現(xiàn)1、紫茉莉花斑性狀的遺傳

早在1908年，孟德?tīng)柖傻闹匦掳l(fā)現(xiàn)者之一Correns就曾報(bào)道過(guò)不符合孟德?tīng)柖傻倪z傳現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)紫茉莉中有一種，著生純綠色、白色和花斑三種枝條。

目前十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)花斑植株目前十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)接受花粉的枝條提供花粉的枝條雜種植株的表現(xiàn)白色白色白色綠色白色花斑白色

綠色白色綠色綠色綠色花斑綠色

花斑白色白色綠色花斑綠色花斑目前十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)研究表明綠葉細(xì)胞含正常綠色質(zhì)體(葉綠體白細(xì)胞只含白色質(zhì)體(白色體)綠白組織之間的交界區(qū)域，某些細(xì)胞里既有葉綠體，又有白色體。植物的這種花斑現(xiàn)象是葉綠體的前體——質(zhì)體變異造成的。由此可見(jiàn)，決定枝條和葉色的遺傳物質(zhì)是通過(guò)母本傳遞的。目前十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)2、玉米條紋葉的遺傳1943年，Rhoades報(bào)道玉米的第7染色體上有一個(gè)控制白色條紋的基因(ij)

PIjIj♀

ijij♂綠色條紋F1Ijij全部綠色

F2IjIjIjijijij3綠：1白條

目前十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)

Pijij♀IjIj♂

條紋

綠色F1IjijIjij

Ijij

綠條白

♀Ijij

IjIj綠

IjIjIjIjIjIjIjijIjijIjij

綠條白綠條白目前十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)二、葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ)

㈠、葉綠體DNA的分子特點(diǎn):①ctDNA與細(xì)菌DNA相似，裸露的DNA；②閉合雙鏈的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；③多拷貝：高等植物每葉綠體中有30~60個(gè)DNA，

整個(gè)細(xì)胞約有幾千個(gè)拷貝；④高等植物ctDNA的堿基成分與核DNA無(wú)明顯區(qū)別，但單細(xì)胞藻類(lèi)中GC含量較核DNA小；目前十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)㈡、葉綠體基因組的構(gòu)成

目前二十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)1、低等植物的葉綠體基因組：⑴ctDNA僅能編碼葉綠體本身結(jié)構(gòu)和組成的一部分物質(zhì)；如各種RNA、核糖體（70S）蛋白質(zhì)、光合作用膜蛋白和RuBp羧化酶8個(gè)大亞基。⑵特性：

與抗藥性、溫度敏感性和某些營(yíng)養(yǎng)缺陷有關(guān)。目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)2.高等植物的葉綠體基因組：

①多數(shù)高等植物的ctDNA大約為150kbp：煙草ctDNA為155844bp、水稻ctDNA為134525bp。②ctDNA約能編碼126個(gè)蛋白質(zhì)：12%序列是專(zhuān)為葉綠體的組成進(jìn)行編碼③葉綠體的半自主性有一套完整的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)，但又與核基因組緊密聯(lián)系。目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)第四節(jié)線粒體遺傳一、線粒體遺傳的表現(xiàn)

例:紅色面包霉緩慢生長(zhǎng)突變型的遺傳兩種接合型均可產(chǎn)生原子囊果(卵細(xì)胞)和分生孢子(精細(xì)胞)。目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)無(wú)突變型突變型目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)二、線粒體的分子遺傳

(一)線粒體DNA分子特點(diǎn)：⑴mtDNA沒(méi)有重復(fù)序列；⑵mtDNA的浮力密度比較低；⑶mtDNA的G、C含量比A、T少，如酵母的GC含量為21%；⑷mtDNA兩條單鏈的密度不同，分別為重鏈(H)和輕鏈(L)；⑸mtDNA非常小，僅為核DNA十萬(wàn)分這之一。目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)㈡、線粒體基因組的構(gòu)成：1981年Kanderson最早測(cè)出人的mtDNA全序列為16569bp。人、鼠、牛的mtDAN全序列均被測(cè)出：2個(gè)rRNA基因；22個(gè)tRNA基因；13個(gè)蛋白質(zhì)基因等；目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)第五節(jié)共生體和質(zhì)粒決定的染色體外遺傳一、共生體的遺傳

共生體（symbionts）：不是細(xì)胞生存所必需的組成部分，僅以某種共生的形式存在于細(xì)胞之中，能夠自我復(fù)制，或者在核基因組作用下進(jìn)行復(fù)制；對(duì)寄主表現(xiàn)產(chǎn)生影響，類(lèi)似細(xì)胞質(zhì)遺傳的效應(yīng)。目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)二、草履蟲(chóng)放毒型的遺傳結(jié)構(gòu)大核：多倍體負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)小核：1-2個(gè)，二倍體負(fù)責(zé)遺傳繁殖方式：無(wú)性生殖、有性生殖、自體受精

目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)AA和aa二倍體接合

目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)自體受精(autogamy)產(chǎn)生基因分離和純合

目前三十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有卡巴粒→放毒素-草履蟲(chóng)素核內(nèi)有顯性基因K→使卡巴粒在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)持續(xù)存在草履蟲(chóng)放毒型品系的遺傳基礎(chǔ)：目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)純合放毒型(KK+卡巴粒)與敏感型(kk、無(wú)卡巴粒)的交配可能出現(xiàn)兩種情況：接合接合后自體受精后經(jīng)多次繁殖后Kk目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)

三、質(zhì)粒的遺傳

質(zhì)粒(plasmid)泛指染色體外一切能進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳單位，包括共生生物、真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌中染色體以外的單純的DNA分子。目前已普遍認(rèn)為質(zhì)粒僅指細(xì)菌、酵母和放線菌等生物中染色體以外的單純DNA分子。大腸桿菌的F因子的遺傳最具代表性。

目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)第六節(jié)植物雄性不育的遺傳目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)因此雄性不育不利于植物自身繁衍后代植物雄性不育(malesterility):是指雌蕊發(fā)育正常，而雄蕊發(fā)育異常，不能產(chǎn)生正常功能的花粉，導(dǎo)致自交不結(jié)實(shí)，只能異交結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。雄配子敗育雄性不育異交能結(jié)實(shí)自交不結(jié)實(shí)目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)雜交水稻雜交油菜雄性不育成為了我們的好伙伴目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)雜交玉米雜交高粱目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)一、雄性不育的類(lèi)別二、雄性不育的遺傳特點(diǎn)三、雄性不育在生產(chǎn)上的應(yīng)用講解內(nèi)容目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)質(zhì)不育一、雄性不育的類(lèi)別不存在隱性核不育顯性核不育三型學(xué)說(shuō)二型學(xué)說(shuō)雄性不育MS質(zhì)核不育CMS核不育NMS目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)×F1Msms可育♀msmsMsMs♂Msms♂F1Msms可育msms不育二各種類(lèi)型雄性不育的遺傳特點(diǎn)雄性不育性可恢復(fù)得不到保持不育可育可育×♀msms不育1、隱性核不育遺傳特點(diǎn)：1MsMs:2Msms:1msms

3可育1不育：目前四十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)

2、顯性核不育的遺傳特點(diǎn)雄性可育雄性不育性得不到恢復(fù)與保持×雄性不育msms雄性可育

Msms雄性不育Msmsmsms

MsMs雄性不育F1目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)正?？捎坌圆挥壳八氖?yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)胞質(zhì)不育基因S核不育基因rr雄性不育S(rr)3、質(zhì)-核不育遺傳特點(diǎn)Srr核可育基因R胞質(zhì)不育基因S核不育基因r胞質(zhì)可育基因N目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)SR-雄性可育S(R＿)胞質(zhì)可育基因N核基因胞質(zhì)不育基因S核可育基因R雄性可育NN(＿＿)目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)N(＿＿)或S(R＿)S(rr)S(RR)N(Rr)S(Rr)可育N(rr)N(RR)S(Rr)S(rr)不育♀♂F1Srr可育（1）遺傳可能組配情況不育可育S(Rr)S(rr)不育目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)把上述5種雜交組合歸納為：①S(rr)×N(rr)

S(rr)具有保持母本不育性在世代中穩(wěn)定的傳遞能力的材料，稱(chēng)為保持系(B)。把母本不育性在后代能被保持的雄性不育材料稱(chēng)為不育系(A)。目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)②S(rr)×N(RR)或S(RR)

F1

S(Rr)把具有恢復(fù)不育系后代全部植株育性能力的材料，稱(chēng)為恢復(fù)系(R)。具有恢復(fù)不育系后代部分植株育性能力的材料，稱(chēng)恢復(fù)性雜合體③S(rr)×N(Rr)或S(Rr)F1S(Rr)或S(rr)目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)①孢子體不育和配子體不育孢子體不育:花粉的育性受植株基因型所控制，而與花粉本身所含基因無(wú)關(guān)孢子體基因型S(rr)S(RR)S(Rr)rR敗育正常rR正常（2）質(zhì)核雄性不育遺傳特征目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)配子體基因型S(rr)S(RR)S(Rr)rR敗育正常rR正常敗育配子體不育:花粉育性直接受雄配子體(花粉)本身的基因所決定目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)株間分離S(Rr)(敗育)RRRr穗上分離孢子體與配子體雜合基因型的遺傳鑒定孢子體S(Rr)配子體RRrrRrRr正?！酭rRr♀SRrRr♀♂S目前五十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)②胞質(zhì)不育基因多樣性與核育性基因?qū)?yīng)性胞質(zhì)基因多樣性：S1

S2S3Sn野敗型紅蓮型滇一型包臺(tái)型核育性基因?qū)?yīng)性r1R1r2R2r3R3rnRnS1N1SnNn目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)③單基因不育性和多基因不育性單基因不育性：一對(duì)或兩對(duì)核內(nèi)主基因與對(duì)應(yīng)的不育胞質(zhì)基因決定的不育性多基因不育性：由兩對(duì)以上的核基因與對(duì)應(yīng)的胞質(zhì)基因共同決定的不育性目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于一點(diǎn)1選育不育系２選育保持系