染色体数目变异详解演示文稿

染色体数目变异详解演示文稿本文档共86页；当前第1页；编辑于星期日\16点34分优选染色体数目变异本文档共86页；当前第2页；编辑于星期日\16点34分染色体组的基本特征：同一染色体组内每条染色体的形态和功能各不相同它们包含着生物体生长、发育所必需的全部遗传物质，并且构成一个完整而协调的体系染色体组相对稳定，是正常生命活动的保证，缺少其中任何一条都将出现育性或性状的变异本文档共86页；当前第3页；编辑于星期日\16点34分染色体组整倍体非整倍体单倍体(n)二倍体(2n)三倍体(3n)四倍体(4n)染色体数目以染色体组为单位增减单体(2n-1)双三体(2n+1+1)四体(2n+2)三体(2n+1)缺体(2n-2)以二倍体(2n)染色体数为标准，增减个别几条染色体2.整倍体与非整倍体本文档共86页；当前第4页；编辑于星期日\16点34分类型公式染色体组整倍体单倍体n(ABCD)二倍体2n(ABCD)(ABCD)三倍体3n(ABCD)(ABCD)(ABCD)同源四倍体4n(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)异源四倍体4n(ABCD)(ABCD)(A’B’C’D’)(A’B’C’D’)非整倍体单体2n-1(ABCD)(ABC)三体2n+1(ABCD)(ABCD)(A)四体2n+2(ABCD)(ABCD)(AA)双三体2n+1+1(ABCD)(ABCD)(AB)缺体2n-2(ABC)(ABC)染色体数目变异的基本类型本文档共86页；当前第5页；编辑于星期日\16点34分小麦属2n=2x=14(如一粒小麦、野生一粒小麦)2n=4x=28(如二粒小麦、野生二粒小麦)2n=6x=42(如斯卑尔脱小麦、普通小麦、密穗小麦)染色体基数：指一个染色体组内含有的染色体数，用x表示，小麦的染色体组的基数为7小麦属的各个种的配子染色体数都是以7个染色体为基数变化的3.染色体基数本文档共86页；当前第6页；编辑于星期日\16点34分n与X的不同含义:n用于个体发育的范畴，是指配子体世代即单倍体细胞中的染色体数，孢子体世代细胞中染色体数用2n表示，n、2n与真实染色体倍数无关X表示一个染色体组的染色体数目，表示物种演化过程中的染色体倍数性的关系二倍体中，n=X；多倍体中n=2X，3X等。因此2n、n表示分别表示体细胞和性细胞的含义，X才表示真正的倍性本文档共86页；当前第7页；编辑于星期日\16点34分二、整倍体(euploid)(一)单倍体(haploid)由二倍体(2n=2X)产生的配子只含有一个染色体组(n=X)，所以只存在单套的基因。单倍体可以是正常的或异常的动物：膜翅目昆虫(蜂、蚁)雄性；同翅目昆虫(白蚁)雄性是由未受精的卵子(n=x)发育(属单性的孤雌生殖)植物:二倍体低等植物的单倍体(配子体世代);二倍体高等植物单倍体(花培、孤雌或孤雄生殖)本文档共86页；当前第8页；编辑于星期日\16点34分雌、雄配子很少具有一整套x个染色体2.雌雄配子表现严重不育原因在于减数分裂时没有同源染色体配对，而是随机分配到子细胞中，形成的配子不含有全部的染色体单倍体的育性表现完全不育:本文档共86页；当前第9页；编辑于星期日\16点34分单倍体通过加倍成为全部基因均为纯合的二倍体单倍体是研究基因性质及其作用的良好材料单倍体可用来研究异源多倍体的不同染色体组之间，以及染色体组的某个或某些染色体之间的部分同源关系单倍体是遗传学和育种学的较好研究材料本文档共86页；当前第10页；编辑于星期日\16点34分单亲后代，单性生殖神话：《西游记》中女人国，女人怀孕必须喝子母河的水。猪八戒喝了子母河的水，险些生了小猪八戒孤雌生殖：棉蚜虫可不经过受精，直接由卵细胞发育成雌蚜虫（全女儿）孤雌生殖可以人工诱导朱洗教授（1959）用玻璃针刺激蟾蜍得到只有“妈妈”没有“爸爸”的后代。再与雄性杂交世界上第一批“没有外祖父的癞蛤蟆”。孤雄生殖：小麦、水稻等植物的花药培养克隆动植物本文档共86页；当前第11页；编辑于星期日\16点34分(二)多倍体1.同源多倍体(autopolyploid)同源多倍体：具有3个以上相同细胞或个体，且增加的染色体组来源于同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍而来本文档共86页；当前第12页；编辑于星期日\16点34分(1)同源多倍体形态特征染色体的同源倍数越多，核体积和细胞体积越大气孔和保卫细胞比二倍体大，单位面积的气孔数少多数同源多倍体叶片大小、花朵大小，茎粗和叶片厚度随着染色体数目的增加而增加，成熟期则延迟同源多倍体基因剂量远比二倍体大，这对同源多倍体的生长和发育是会有影响的同源多倍体常出现一些意想不到的表现型影响本文档共86页；当前第13页；编辑于星期日\16点34分(2)同源多倍体的联会与分离A.同源三倍体的联会与分离同源三倍体联会的特点：每个同源组的三个染色体，在任何同源区段内只能有两条染色体联会，而将第三条的同源区段排斥在联会区段之外三价体内每两个染色体之间的联会少于二价体，属局部联会染色体间联会松弛，可能发生提早解离三价体在后期I只能是2/1的不均衡分离本文档共86页；当前第14页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第15页；编辑于星期日\16点34分同源三倍体的育性表现配子染色体组合成分的不平衡导致同源三倍体的高度不育同源三倍体基因分离缺乏规律性曼陀罗(n=x=12)同源三倍体(2n=3x=36=12III)的12个同源组的分离本文档共86页；当前第16页；编辑于星期日\16点34分1939—1947年,他用普通二倍体西瓜(2n二22)进行染色体加倍获得四倍体西瓜(2n＝44)，再以四倍体西瓜作母本，用二倍体西瓜作父本，获得三倍体无籽西瓜。这一使他名扬四海的研究，都是细胞遗传学研究的重大成果。同源三倍体的应用本文档共86页；当前第17页；编辑于星期日\16点34分

eg.TriploidBananasisseedless,aphenotypefavoredbysomeforitsconvenience.本文档共86页；当前第18页；编辑于星期日\16点34分同源三倍体一般是高度不育的。同源三倍体的不育性目前正在生产上加以利用二倍体西瓜(2n=2x=22=11II)加倍同源四倍体(2n=4x=11IV)二倍体西瓜(2n=2x=22=11II)×三倍体西瓜(2n=3x=11III)本文档共86页；当前第19页；编辑于星期日\16点34分联会松散、提早解离的情况四价体(IV)三价体＋单价体(III+I)双价体＋双价体(II+II)B.同源四倍体的联会与分离同源四倍体指每个同源组含有四个同源染色体同源四倍体的联会表现(两两配对，将第三者排斥在外)：本文档共86页；当前第20页；编辑于星期日\16点34分中期I的配对四价体（IV）三价体和单价体（III＋I）两个双价体（II＋II）一个双价体和两个单价体(II＋I＋I)后期I的分离2/2均衡分离3/1不均衡分离玉米同源四倍体20/2042.2%21-24/14-1957.74%配子的染色体数和组合成分的不平衡部分不育子代染色体数目的多样性本文档共86页；当前第21页；编辑于星期日\16点34分同源四倍体某一同源组的基因型为五种:四显体(AAAA):quadruplex三显体(AAAa):triplex二显体(AAaa):duplex单显体(Aaaa):simplex无显体(aaaa):nulliplex杂合体C.同源四倍体染色体的随机分离本文档共86页；当前第22页；编辑于星期日\16点34分染色体随机分离(randomchromosomesegregation)：当基因在某一同源组的四个染色体上距离着丝点较近，以致基因与染色体间很难发生非姊妹染色单体交换时，该基因必表现随染色体的分离而分离着丝粒基因(A)染色体随机分离的两个假设：假设A-a在某同源组的四个染色体上距离着丝点较近假设同源组的四个染色体在后期I的分离都是2/2式的(分离方式是随机的、均等的)本文档共86页；当前第23页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第24页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第25页；编辑于星期日\16点34分A1A2a1a2A1A2a1a2A1A2a1a2A1A2a2a1配对4Aa1AA1aa2Aa1AA1aa2Aa1AA:4Aa:1aa形成配子本文档共86页；当前第26页；编辑于星期日\16点34分同源四倍体的各种杂合体的配子比数和杂交后代的表型比数本文档共86页；当前第27页；编辑于星期日\16点34分当基因在某一同源组的四个染色体上距离着丝点较远，以致基因与染色体之间容易发生非姊妹染色单体交换，该基因表现为染色单体的随机分离D.同源四倍体染色单体随机分离(randomchromatidsegregation)本文档共86页；当前第28页；编辑于星期日\16点34分A1A1’A2A2’A3A3’aa’染色体随机分离A1A1’A2A2’A3A3’aa’染色单体随机分离染色单体之间充分发生交换、重组本文档共86页；当前第29页；编辑于星期日\16点34分染色体A1A2A3a染色单体A1A1’A2A2’A3A3’aa’A1A1-A1A1’A1A2A1A2’A1A3A1A3’A1aA1a’A1’-A1’A2A1’A2’A1’A3A1’A3’A1’aA1’a’A2A2-A2A2’A2A3A2’A3A2A3’A2’A3’A2aA2’aA2a’A2’a’A2’-A3A3-A3A3’-A3aA3’aA3a’A3’a’A3’aa-aa’-a’三式(AAAa)同源四倍体产生配子时的染色单体随机分离与组配AA：Aa：aa=15：12：1本文档共86页；当前第30页；编辑于星期日\16点34分染色体随机分离和染色单体随机分离的区别:在染色单体随机分离的情况下，同一染色体的两条姊妹染色单体或其姊妹区段可以进入同一配子；而染色体随机分离不能例如，同源四倍体的三式基因型(AAAa)，在染色体随机分离的情况下，不能产生aa基因型的配子，在染色单体随机分离的情况下，可以产生aa配子本文档共86页；当前第31页；编辑于星期日\16点34分2.异源多倍体(allopolyploid)两个不相同的种杂交，它们的杂种再经过染色体加倍，就形成了异源多倍体，因此异源多倍体是物种演化的一个重要因素异源多倍体偶数倍异源多倍体奇数倍异源多倍体本文档共86页；当前第32页；编辑于星期日\16点34分农作物：栽培的小麦、燕麦、棉花、烟草、甘蔗等果树：苹果、梨、樱桃、草莓等；花卉：菊花，大理菊、水仙、郁金香等自然界中能够自繁的异源多倍体几乎都是偶倍数异源多倍体(1)植物中存在的异源多倍体本文档共86页；当前第33页；编辑于星期日\16点34分偶倍数的异源多倍体的特点：偶倍数的异源多倍体具有与二倍体相同的性状遗传规律异源多倍体的自然发生过程主要是种间加倍而来本文档共86页；当前第34页；编辑于星期日\16点34分Triticummonococcum野生一粒小麦AA(2n=14)Aegilopsspeltoides拟斯尔脱山羊草2n=2x=BB=14=7II×F1(2x=AB=14I)

加倍异源四倍体Aegilopssquarrosa方穗山羊草

(2n=2x=DD=14=7II)×F1(3x=ABD=21=21II)加倍异源六倍体普通小麦

(2n=6x=AABBDD=42=21II)A.异源六倍体小麦的起源途径(2)异源多倍体的起源途径本文档共86页；当前第35页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第36页；编辑于星期日\16点34分黑芥菜Bnigra(n=8)甘蓝Boleracea(n=9)中国油菜Bcampestris(n=10)阿比西尼亚油菜Bcarinatan=17白芥菜Bjuncean=18欧洲油菜Bnapusn=19B.芸薹属(染色体组数目不同)的起源关系：本文档共86页；当前第37页；编辑于星期日\16点34分(3)多倍体的形成途径1.由未减数配子的结合形成萝卜Raphanussativus2n=RR=18=9II甘蓝Boleracea2n=BB=18=9II×F12n=2X=RB=18I大多数R-B的部分染色体少数B-R全部染色体Raphanobrassica2n=4x=BBRR=36由未减数配子受精结合而来萝卜甘蓝：根象甘蓝、叶象萝卜本文档共86页；当前第38页；编辑于星期日\16点34分2.由合子染色体数加倍形成化学方法:秋水仙素能使分生组织的分生细胞染色体加倍分生组织的分裂细胞秋水仙素分生细胞不能形成纺锤丝，有丝分裂停止在中间状态染色体正常复制不形成两个子细胞，染色体加倍加倍了的分生细胞不再有秋水仙素的渗入，细胞恢复正常的分裂，长成多倍体植株本文档共86页；当前第39页；编辑于星期日\16点34分3.育成新作物类型

鲍文奎

(1916.5.8--1995.9.15)1939年毕业于中央大学农学院。1950年获美国加州理工学院博士学位。中国农业科学院作物育种栽培研究所研究员。1951年起以各类作物的人工多倍体为对象研究人造新物种如何使之成为人工新物种。40年后发现，物种的演化应分为两个阶段，新种形成在前，并且是随机的、突然发生的；演化（进化或人工选育）在后，并且是渐进的，有方向性的。在八倍体小黑麦这个新作物的选育过程中证实，同自然物种演化过程一样，隔离机制是必不可少的。1980年当选为中国科学院院士。本文档共86页；当前第40页；编辑于星期日\16点34分黑麦(2X=RR=7II)穗大、粒大、抗病、抗逆性强普通小麦6X=AABBDD=21II×4X=ABDR=28(不育)F1加倍8X=AABBDDRR=56=28II(可育)人间巧艺夺天工：本文档共86页；当前第41页；编辑于星期日\16点34分三、非整倍体1.单体单体是指某一对染色体丢失了一条染色体（2n-1）本文档共86页；当前第42页；编辑于星期日\16点34分单体在中期I无法配对，表现为单价体，在后期II有两种可能:一是随机进入子细胞，形成n和n-1两种配子一是停留在细胞质中形成微核(1)单体的联会与分离微核系数是指没有微核的小孢子占整个小孢子的百分数。一般来说，微核系数小于80％的材料不宜作为育种本文档共86页；当前第43页；编辑于星期日\16点34分(2)单体来源自然发生X－射线(低剂量处理)种间杂交多倍体单体主要存在于多倍体中；二倍体中不太可能有单体存在本文档共86页；当前第44页；编辑于星期日\16点34分(3)利用单体进行基因定位本文档共86页；当前第45页；编辑于星期日\16点34分A.正确交配PAaa×F1a2n-1个体Aa2n个体F2双体24％aaa单体73％()缺体3％3A_:1aaI.隐性基因定位F1:隐性个体(2n-1)a;显性个2n(Aa)F2:隐性2n-1(a)100％;显性个体2n(Aa)3：1表明基因在单体上本文档共86页；当前第46页；编辑于星期日\16点34分B.非正确交配3A_:1aaPA1Baa1B1BF1×2n-1个体1BAaAa2n个体1B1B3A_:1aaF2结论：

F1表现一致,F2表现3：1。表明定位基因不在该单体本文档共86页；当前第47页；编辑于星期日\16点34分A.正确交配aAA×PA2n-1个体Aa2n个体F13A_:1aa双体24％AAA单体73％()缺体3％F2II.显性基因定位结论:单体自交F2个体97％表现显性；3％隐性；正常后代3：1本文档共86页；当前第48页；编辑于星期日\16点34分B.非正确交配P3H_:1hhhHHF1×2n-1个体HhHh2n个体3H_:1hhF2本文档共86页；当前第49页；编辑于星期日\16点34分45,XOfemale1/3000femalelivebirthsOvariesrudimentary(卵巢发育不全),sterileNormalintelligenceShortstature,shield-likechest,webbedneck假女人：Turnersyndrome(44+x)in1938本文档共86页；当前第50页；编辑于星期日\16点34分webbedneck,puffyhandsandfeet.本文档共86页；当前第51页；编辑于星期日\16点34分(平胸)(乳头宽)(IV掌骨短)(动脉紧缩)本文档共86页；当前第52页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第53页；编辑于星期日\16点34分2.缺体缺体2n-2的存在是异源多倍体的特征，一般来源于单体（2n-1）的自交目前普通小麦的21对染色体都已经有了缺体,缺体的活力较差和育性较低本文档共86页；当前第54页；编辑于星期日\16点34分(1)隐性基因分析小麦的无芒(A)对有芒(a)为显性，这一对基因位于小麦的4B染色体上，因此用4B缺体为母本与隐性有芒个体杂交，如F1代表现有芒，该基因位于缺体P()4B1B1B4B1B1Baa×1B1Ba正确交配利用缺体进行基因定位()1B4B4B4B1B1Baa×Aa1B非正确交配本文档共86页；当前第55页；编辑于星期日\16点34分(2)显性基因分析()1B1A1ARgRg1B1A×P1ARgF1(24%二体＋73％单体)97％显性突变体:3%缺体隐性个体A.正确交配本文档共86页；当前第56页；编辑于星期日\16点34分()1ArgrgRgRg1B1A×PRgrg1AF1B.非正确交配24%二体73％单体3%缺体3显：1隐F2本文档共86页；当前第57页；编辑于星期日\16点34分(1)来源二体在减数分裂时,个别同源染色体不分离，而一起到一极，如2n形成n+1和n-1配子由三倍体直接产生，即三倍体中由于2/1式分离，则形成了n+1和n配子不同的三体之间杂交可以产生新的三体（如2n+1×2n+12n+12n+22n+1+1）通过辐射，使得纺锤丝紊乱，使其向两边的牵引力不同，也会形成三体通过秋水仙碱等化合物处理，也可以得到三体3.三体本文档共86页；当前第58页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第59页；编辑于星期日\16点34分本文档共86页；当前第60页；编辑于星期日\16点34分2.三体的种类初级三体：多出的一条染色体是正常染色体（ABCD）（ABCD）A次级三体：增加的一条染色体是等臂染色体(12)(12)(11)，(12)(12)(22)三级三体：多出的一条染色体是易位染色体AAA本文档共86页；当前第61页；编辑于星期日\16点34分3.三体的传递三体的n+1的配子数少于n配子数三体的外加染色体主要通过卵子传递给子代本文档共86页；当前第62页；编辑于星期日\16点34分4.三体的基因分离三体染色体随机分离假定显性基因A及其隐性等位基因a是在三体染色体上，而据着丝点很近，再假定某三体是AAa，则染色体的随机分离将使它产生1：1的n+1和n配子，基因型分别为AA:Aa:A:a=1:2:2:1本文档共86页；当前第63页；编辑于星期日\16点34分AAAAaa1232AA2a2Aa2A2Aa2An+1nAAAA12aa3AAaa13AA2AAaa23AA1AA:Aa:A:a=1:2:2:1n+1:n=1:1(1)三体染色体随机分离配子表现本文档共86页；当前第64页；编辑于星期日\16点34分A.假设n+1配子和n配子，精子和卵子均同等可育，则AAa自交表型比例A_:aa=35:1复式三体(AAa)染色体随机分离的自交子代比例nn+11a1aa2Aa2Aaa1AAa35A_:1aaAaa自交后代表现比例2Aa4AA4AAa2AAA2A2Aaa4AAa4AAaa2AAAa2Aa1AAa2AAA2AAaa1AAAA1AA1a2A2Aa1AA

雌雄nn+1n+1与n卵子同等可育(2)三体(AAa)自交F2表型表现本文档共86页；当前第65页；编辑于星期日\16点34分复式三体(AAa)染色体随机分离的自交子代比例nn+11aAaa自交后代表现比例2A2Aa1AA

雌雄参与受精的n+1卵子占25％3aa6Aa2Aaa1AAa11A_:1aa6Aa12AA4AAa2AAA3a6A2Aa1AA3nn+1B.

假定复式三体的n+1精子全部不能参与受精，参与受精的卵子中只有1/4是n+1的，其余3/4是n的，子代的表现型比例是A_：aa＝11：1本文档共86页；当前第66页；编辑于星期日\16点34分复式三体(AAa)染色体随机分离的自交子代比例nn+11a1aa2Aa2Aaa1AAa17A_:1aaAaa自交后代表现比例2Aa4AA4AAa2AAA2A2Aa1AA1a2A2Aa1AA

雌雄nn+1n+1与n卵子同等可育C.如果雄配子只传递n配子，而不传递n+1配子，则自交后代为17A-：1aa(一般情况下，额外染色体主要通过雌配子传递)本文档共86页；当前第67页；编辑于星期日\16点34分仍以复式杂合基因型（AAa）为例，A及其等位基因a的位点距着丝粒较远，A-a位点与着丝粒之间可以发生交换三体染色单体随机分离本文档共86页；当前第68页；编辑于星期日\16点34分A1A2a染色体染色单体A1A1’A2A2’aa’A1A1A1A1’A1A2A1A2’A1aA1a’A1’A1’A2A1’A2’A1’aA1a’A2A2A2A2’A2aA2a’A2’A2’aA2’a’aaaa’a’复式(AAa)三体接受姊妹染色单体所载基因形成的n+1配子A:a:AA:Aa:aa=8:4:6:8:1n:n+1本文档共86页；当前第69页；编辑于星期日\16点34分5.三体分析(1)根据三体与二体显著不同的特点，可分析三体在哪个染色体上具体步骤:将待测基因与三体系列分别杂交将杂交后代三体F1分别自交和测交检查测交后代和F2代的分离比例，如果基因在三体染色体上，自交和测交后代分别不符合3：1和1：1本文档共86页；当前第70页；编辑于星期日\16点34分如第10染色体的三体上有一个糊粉层基因，糊粉层的表现为有色(R)和无色(r):RRR×rrRRr396(有色):41(无色)10：1理论值17：1测交819(有色):213(无色)4：15：1杂交自交测交rr×RRr941(有色):486(无色)2：12：1n+1配子不通过雄配子传递本文档共86页；当前第71页；编辑于星期日\16点34分如果chr1-9之一为三体，而第10染色体为二体杂交自交测交1-9RR×rr1-9Rr3R-(508):1rr(204)测交1R-(1161):1rr(1196)本文档共86页；当前第72页；编辑于星期日\16点34分(2)在基因与染色体的关系确定之后，进一步利用三级三体确定该基因在染色体的哪一个臂上在非易位臂上：AAAaa×AAaF1F22n:3A_:1aa2n+1:A--:0aaaa×aBC1F12n:1Aa:1aa2n+1:A--:0aaa自交后代：2n+1(1:0):2n(3:1)，测交后代：2n+1(1:0):2n(1:1);表明该基因必然座落在三级三体非易位染色体臂上本文档共86页；当前第73页；编辑于星期日\16点34分在易位臂上：Aaa×AAaF12n+1:5A--:1aaa2n:3A_:1a