長江大學遺傳學第十一章細胞質遺傳詳解演示文稿

長江大學遺傳學第十一章細胞質遺傳詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)六十頁\編于一點優(yōu)選長江大學遺傳學第十一章細胞質遺傳目前二頁\總數(shù)六十頁\編于一點第一節(jié)細胞質遺傳的概念和特點

一細胞質遺(cytoplasmicinheritance)

由細胞質內的遺傳物質即細胞質基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律,叫做細胞質遺傳；(又稱非染色體遺傳、非孟德爾遺傳、染色體外遺傳、核外遺傳、母體遺傳)目前三頁\總數(shù)六十頁\編于一點真核生物細胞質中的遺傳物質主要存在于：線粒體、質體、中心體等細胞器中。在原核和某些真核生物的細胞質中，除細胞器外，還有另一類稱：

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

目前四頁\總數(shù)六十頁\編于一點細胞質基因組所有細胞器和細胞質顆粒中遺傳物質的統(tǒng)稱二、細胞質遺傳的特點真核生物有性繁殖過程：

⑴卵細胞：除細胞核外，能為子代提供核基因和全部或絕大部分胞質基因

⑵精細胞：只有細胞核，極少或沒有細胞質及細胞器，只能提供其核基因，基本不提供胞質基因。目前五頁\總數(shù)六十頁\編于一點正交反交目前六頁\總數(shù)六十頁\編于一點細胞質遺傳的特點：1.遺傳方式是非孟德爾式的；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，但母本的細胞質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)往往類似病毒的轉導或感染。目前七頁\總數(shù)六十頁\編于一點

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。但有時正反交的結果并不相同，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\總數(shù)六十頁\編于一點母性影響的表現(xiàn)與細胞質遺傳相似，但不是由于細胞質基因組所決定的，而是由于核基因的產(chǎn)物在卵細胞中積累所決定的，例:椎實螺外殼旋轉方向的遺傳椎實螺外殼旋轉方向由一對基因控制右旋(S+)對左旋(S)為顯性母本基因型→卵細胞狀態(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\總數(shù)六十頁\編于一點S+S+S+S+SSS+SS+SSSSS目前十頁\總數(shù)六十頁\編于一點S+S+SSS+SS+S+S+SSS目前十一頁\總數(shù)六十頁\編于一點研究發(fā)現(xiàn)椎實螺外殼旋轉方向是由受精卵第一次和第二次分裂時的紡錘體分裂方向所決定的。受精卵紡錘體向中線的右側分裂時為右旋，向中線的左側分裂時為左旋。目前十二頁\總數(shù)六十頁\編于一點

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，孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)者之一Correns就曾報道過不符合孟德爾定律的遺傳現(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\總數(shù)六十頁\編于一點花斑植株目前十四頁\總數(shù)六十頁\編于一點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\總數(shù)六十頁\編于一點研究表明綠葉細胞含正常綠色質體(葉綠體白細胞只含白色質體(白色體)綠白組織之間的交界區(qū)域，某些細胞里既有葉綠體，又有白色體。植物的這種花斑現(xiàn)象是葉綠體的前體——質體變異造成的。由此可見，決定枝條和葉色的遺傳物質是通過母本傳遞的。目前十六頁\總數(shù)六十頁\編于一點2、玉米條紋葉的遺傳1943年，Rhoades報道玉米的第7染色體上有一個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\總數(shù)六十頁\編于一點

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\總數(shù)六十頁\編于一點二、葉綠體遺傳的分子基礎

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

整個細胞約有幾千個拷貝；④高等植物ctDNA的堿基成分與核DNA無明顯區(qū)別，但單細胞藻類中GC含量較核DNA??；目前十九頁\總數(shù)六十頁\編于一點㈡、葉綠體基因組的構成

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

與抗藥性、溫度敏感性和某些營養(yǎng)缺陷有關。目前二十一頁\總數(shù)六十頁\編于一點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個蛋白質：12%序列是專為葉綠體的組成進行編碼③葉綠體的半自主性有一套完整的復制、轉錄和翻譯系統(tǒng)，但又與核基因組緊密聯(lián)系。目前二十二頁\總數(shù)六十頁\編于一點第四節(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突變型的遺傳兩種接合型均可產(chǎn)生原子囊果(卵細胞)和分生孢子(精細胞)。目前二十三頁\總數(shù)六十頁\編于一點無突變型突變型目前二十四頁\總數(shù)六十頁\編于一點二、線粒體的分子遺傳

(一)線粒體DNA分子特點：⑴mtDNA沒有重復序列；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十萬分這之一。目前二十五頁\總數(shù)六十頁\編于一點㈡、線粒體基因組的構成：1981年Kanderson最早測出人的mtDNA全序列為16569bp。人、鼠、牛的mtDAN全序列均被測出：2個rRNA基因；22個tRNA基因；13個蛋白質基因等；目前二十六頁\總數(shù)六十頁\編于一點第五節(jié)共生體和質粒決定的染色體外遺傳一、共生體的遺傳

共生體（symbionts）：不是細胞生存所必需的組成部分，僅以某種共生的形式存在于細胞之中，能夠自我復制，或者在核基因組作用下進行復制；對寄主表現(xiàn)產(chǎn)生影響，類似細胞質遺傳的效應。目前二十七頁\總數(shù)六十頁\編于一點二、草履蟲放毒型的遺傳結構大核：多倍體負責營養(yǎng)小核：1-2個，二倍體負責遺傳繁殖方式：無性生殖、有性生殖、自體受精

目前二十八頁\總數(shù)六十頁\編于一點AA和aa二倍體接合

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

目前三十頁\總數(shù)六十頁\編于一點細胞質內有卡巴粒→放毒素-草履蟲素核內有顯性基因K→使卡巴粒在細胞質內持續(xù)存在草履蟲放毒型品系的遺傳基礎：目前三十一頁\總數(shù)六十頁\編于一點純合放毒型(KK+卡巴粒)與敏感型(kk、無卡巴粒)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\總數(shù)六十頁\編于一點

三、質粒的遺傳

質粒(plasmid)泛指染色體外一切能進行自主復制的遺傳單位，包括共生生物、真核生物的細胞器和細菌中染色體以外的單純的DNA分子。目前已普遍認為質粒僅指細菌、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\總數(shù)六十頁\編于一點第六節(jié)植物雄性不育的遺傳目前三十四頁\總數(shù)六十頁\編于一點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，導致自交不結實，只能異交結實的現(xiàn)象。雄配子敗育雄性不育異交能結實自交不結實目前三十五頁\總數(shù)六十頁\編于一點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\總數(shù)六十頁\編于一點雜交玉米雜交高粱目前三十七頁\總數(shù)六十頁\編于一點一、雄性不育的類別二、雄性不育的遺傳特點三、雄性不育在生產(chǎn)上的應用講解內容目前三十八頁\總數(shù)六十頁\編于一點質不育一、雄性不育的類別不存在隱性核不育顯性核不育三型學說二型學說雄性不育MS質核不育CMS核不育NMS目前三十九頁\總數(shù)六十頁\編于一點×F1Msms可育♀msmsMsMs♂Msms♂F1Msms可育msms不育二各種類型雄性不育的遺傳特點雄性不育性可恢復得不到保持不育可育可育×♀msms不育1、隱性核不育遺傳特點：1MsMs:2Msms:1msms

3可育1不育：目前四十頁\總數(shù)六十頁\編于一點

2、顯性核不育的遺傳特點雄性可育雄性不育性得不到恢復與保持×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\總數(shù)六十頁\編于一點正?？捎坌圆挥壳八氖揬總數(shù)六十頁\編于一點胞質不育基因S核不育基因rr雄性不育S(rr)3、質-核不育遺傳特點Srr核可育基因R胞質不育基因S核不育基因r胞質可育基因N目前四十三頁\總數(shù)六十頁\編于一點SR-雄性可育S(R＿)胞質可育基因N核基因胞質不育基因S核可育基因R雄性可育NN(＿＿)目前四十四頁\總數(shù)六十頁\編于一點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\總數(shù)六十頁\編于一點把上述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為不育系(A)。目前四十六頁\總數(shù)六十頁\編于一點②S(rr)×N(RR)或S(RR)

F1

S(Rr)把具有恢復不育系后代全部植株育性能力的材料，稱為恢復系(R)。具有恢復不育系后代部分植株育性能力的材料，稱恢復性雜合體③S(rr)×N(Rr)或S(Rr)F1S(Rr)或S(rr)目前四十七頁\總數(shù)六十頁\編于一點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關孢子體基因型S(rr)S(RR)S(Rr)rR敗育正常rR正常（2）質核雄性不育遺傳特征目前四十八頁\總數(shù)六十頁\編于一點配子體基因型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\總數(shù)六十頁\編于一點株間分離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\總數(shù)六十頁\編于一點②胞質不育基因多樣性與核育性基因對應性胞質基因多樣性：S1

S2S3Sn野敗型紅蓮型滇一型包臺型核育性基因對應性r1R1r2R2r3R3rnRnS1N1SnNn目前五十一頁\總數(shù)六十頁\編于一點③單基因不育性和多基因不育性單基因不育性：一對或兩對核內主基因與對應的不育胞質基因決定的不育性多基因不育性：由兩對以上的核基因與對應的胞質基因共同決定的不育性目前五十二頁\總數(shù)六十頁\編于一點1選育不育系２選育保持系