细胞质遗传学习课件

第九章细胞质遗传〔细胞质遗传的概念〕第一节细胞质遗传的主要特点和遗传机制第二节细胞质基因和细胞核基因的关系细胞质遗传的概念核遗传：染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。细胞质遗传：由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律，有时也称为核外遗传或母性遗传。卡巴粒因子的存活增殖需要核基因K，而隐性基因k不能维持卡巴粒因子的存活增殖。制种区1973年，实现水稻三系配套、大田生产应用。自体受精后新形成的二倍体均为纯合体年增稻谷可养活6000万人口，社会和经济效益十分显著。果实直感与双受精过程无关，而是由于胚对种皮、果皮发育过程中产生了生理、生化水平上的影响。草履虫放毒型与敏感型的接合接合时间短：不交换细胞质2μm，外有双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类〕，产生草履虫毒素。制种区这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。D〔右旋〕对d〔左旋〕显性。67公斤/亩，比全国水稻平均产量增11.母性影响是指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象，从本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。第一节

细胞质遗传的主要特点

和遗传机制一、细胞质遗传的实例二、细胞质遗传的特性三、细胞质遗传的机制四、细胞质遗传的物质根底1．紫茉莉的遗传(1909，CarlCorrans)1．紫茉莉的遗传(1909，CarlCorrans)

母本叶后代父本叶白色白色白色白色白色绿色绿色绿色绿色绿色绿白斑绿白斑绿白斑绿白斑绿白斑白色绿色?2.链孢霉的线粒体遗传♀表示提供原子囊果的类型，A+为野生型，A-为生长缓慢突变型。♀A+×♂A-→A+♀A-×♂A+→A-研究证明:突变体的线粒体结构和功能都不正常，细胞色素氧化酶的活性发生了变化，氧化作用降低了。3.柳叶蕨的遗传黄花柳叶蕨A、刚毛柳叶蕨B黄花♀A×B♂

AB1〔AB1某些性状与黄花母本相同〕

AB2〔相同性状仍与母本相同〕25代AB25〔相同性状仍与母本相同〕反之，刚毛柳叶蕨为母本与黄花柳叶蕨杂交，BA25某些性状总象B。×B♂×B♂?连续回交及其遗传效应二、细胞质遗传的特性后代的表型象母亲〔又叫母系遗传，偏母遗传〕；正交和反交后代的表型不同。不遵循孟德尔遗传，后代不出现一定的比例(非孟德尔式遗传)。代表两种细胞核代表两种质体代表两种线粒体P配子F1精卵结合三、细胞质遗传的机制1.精卵结合形成的合子由父母双亲所提供的遗传物质不均等。在杂种受精卵的原生质体中，核来自于父母双方，而细胞质却几乎完全来自其母亲〔精子受精时胞质很少甚至不能进入卵细胞中〕。紫茉莉的遗传

绿叶、白叶和绿白斑叶绿白斑×

白绿绿白斑白绿绿白斑？母本不同颜色的叶绿体传递时随机分配

白绿绿白斑为何由同一受精卵发育来的植株同时表现为绿色、白色、绿白斑色枝条呢？受精卵有丝分裂时，细胞质随机分配三、细胞质遗传的机制2.在细胞分裂过程中，细胞质基因呈现不均等分配，因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。复制别离四、细胞质遗传的物质根底线粒体基因组〔mtDNA〕叶绿体基因组〔ctDNA,CpDNA〕细胞共生体基因组细菌质粒基因组非细胞器基因组细胞器基因组细胞质基因组人线粒体基因组全长16,569bp，不与组蛋白结合，呈裸露双链闭合环状分子。据其转录产物在CsCl中密度的不同分为重链和轻链，外环含G较多，称重链(H链)，内环含C较多，称轻链(L链)。叶绿体基因组50年代就有人看到叶绿体中有呈孚尔根反响的颗粒存在，推测其中可能有DNA。1962年，Ris和Plant用电镜观察衣藻、玉米等植物的叶绿体超薄切片，发现在基质中电子密度较低的局部有20.5nm左右的细纤维。用DNA酶处理时消失，证明是DNA。质体DNA多为环状闭合大分子，长约40～45μm，GC含量36～41%，比核DNA低。DNA裸露，不和组蛋白结合成复合体。DNA中无甲基化〔核DNA25%左右的C残基是甲基化的〕。120—160kb大小，多数为150kb目前已经测定了烟草〔shinozaki，1986〕、水稻〔Hiratsuka，1989〕等叶绿体DNA的全序列。156kb第二节

细胞质基因和细胞核基因的关系一、

核质协同作用二、母性影响三、禾谷类作物的雄性不育

一、

核质协同作用?一、

核质协同作用草履虫的放毒遗传草履虫〔1大核2小核〕草履虫的生殖无性生殖有性生殖自体受精异体接合草履虫的放毒型与敏感型草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫的自体受精自体受精后新形成的二倍体均为纯合体草履虫的异体接合接合生殖遵循孟德尔规律草履虫的放毒型与敏感型有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。放毒型细胞质中存在卡巴粒〔直径0.2μm，外有双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类〕，产生草履虫毒素。卡巴粒因子的存活增殖需要核基因K，而隐性基因k不能维持卡巴粒因子的存活增殖。因此永久地放毒素需两种因子存在。草履虫的放毒型与敏感型放毒型KK+卡巴粒（永久）Kk+卡巴粒（永久）kk+卡巴粒（短暂）敏感型KKKkkk草履虫放毒型与敏感型的接合接合时间短：不交换细胞质接合时间长：交换细胞质放毒型：25%放毒型：50%思考KK(卡巴粒〕与Kk敏感型长时间接合，并自体受精5-8代后敏感型的比例有多少？25%二、母性影响⒈

定义：指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象。⒉分类：

①短暂的母性影响：仅影响到后代的幼龄时期，对后代的成体无影响。②持久母性影响：影响后代的成体。①短暂的母性影响如：麦粉蛾

野生型体内能合成犬尿素，进一步可形成色素，使幼虫皮肤为有色，成虫复眼为褐色；

突变型不能把前体物合成犬尿素，不能形成色素，使幼虫皮肤无色，成虫复眼为红色。野生型个体AA与突变型个体进行正反交，F1Aa幼虫都有色，让F1Aa与隐性突变体测交，结果如下：?②持久母性影响如：椎实螺外壳螺旋方向有左旋〔逆时针〕和右旋〔顺时针〕两种。由一对等位基因控制。D〔右旋〕对d〔左旋〕显性。？不管正交还是反交，都推迟一代〔F3〕进行别离。②持久母性影响解释：研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤体分裂方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。左旋——受精卵纺锤体向中线左侧分裂；右旋——受精卵纺锤体向中线右侧分裂。母体基因型受精卵纺锤体分裂方向椎实螺外壳旋转方向思考母性影响和母性遗传〔细胞质遗传〕是一个概念吗？母性影响是指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象，从本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。三、

禾谷类作物的雄性不育

1.植物雄性不育：植物的雄蕊发育不正常，不能产生正常的花粉；雌蕊正常，可以接受外来花粉而结实。只可作为母本接受花粉，不可作为父本提供花粉。43科、162属、320个种以上植物发现了雄性不育。三、

禾谷类作物的雄性不育

2.植物雄性不育分为：环境引起的雄性不育，染色体畸变造成的雄性不育和基因突变引起的雄性不育。⑴环境引起的雄性发育①物理杀雄：②化学杀雄：⑵基因控制的雄性发育①核基因控制的雄性不育②细胞质基因控制的雄性不育③核质互作控制的雄性不育③核质互作控制的雄性不育RF:可育的核基因，rf:不育的核基因，N:可育的细胞质基因，S:不育的细胞质基因。

RfRfRfrfrfrfN可育N(RfRf)N(Rfrf)N(rfrf)可育可育可育S不育S(RfRf)S(Rfrf)S(rfrf)可育可育不育三系杂交种不育系保持系恢复系S(rfrf)N(rfrf)N(RfRf)S(Rfrf)二区三系育种二区三系育种

S(rfrf)不育系

1.二区：保种区×N(rfrf)保持系S(rfrf)

不育二区三系育种

S(rfrf)不育系

1.二区：

制种区

×N(RfRf)恢复系S(Rfrf)

可育保种区制种区二区三系育种2.三系育种：由不育系、保持系、恢复系进行杂交种的生产。

保×不×恢

F1农业生产保×不×恢

F1农业生产保×不×恢水稻专家——袁隆平水稻三系杂种优势的利用1973年，实现水稻三系配套、大田生产应用。1981年，获国家第一个特等创造奖，以第一个农业技术专利转让美国。1991年，杂交稻种植26083.5万亩，增产效果明显(50~75kg/亩)。1997年，种植25987.5万亩(1732.5万ha)，约占水稻种植面积的62.84%；总产量12236.34万吨，单产468.67公斤/亩，比全国水稻平均产量增11.17%。1976~1999年，累计种植35亿多亩，增产稻谷3500亿kg。近年来年种植面积约2.3亿亩，约占水稻总面积的50％，产量占稻谷总产近60％。年增稻谷可养活6000万人口，社会和经济效益十分显著。练习基因型为Dd的椎实螺自交，其子代的基因型和表型如何？假设这个子代自交，它们下一代的表型如何？开始做实验的椎实螺表型是怎样的？本章要点细胞质遗传的特性细胞质遗传的机制玉米埃型条斑的遗传

草履虫的放毒遗传禾谷类作物的雄性不育机制和二区三系育种名词解释细胞质遗传母性影响植物雄性不育

习题P2521、2、3、6~12花粉直感花粉直感：又称当代显性，即有性杂交所结种子或果实表现出花粉供体的现象。花粉直感分为胚乳直感和果实直感。胚乳直感(xenia)：胚乳的局部性状直接表现与父本一致。胚乳直感的直接原因就是双受精，胚乳中的n条染色体来自父本。在一些胚乳兴旺的单子叶植物常出现胚乳直感现象，如玉米。将黄胚乳玉米的花粉授于白胚乳玉米雌蕊柱头上后，所结的果穗出现黄胚乳的籽粒;又如，