细胞质遗传

2003.08
遗传学
• • • • •
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。
2003.08
遗传学
质核互作不育系的特点：
• 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。
2003.08 遗传学
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 不论质或核， 不论质或核 只要有可育基因， 性可育； 核皆为不育基因时雄性不育。 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-）
2003.08
SM(Rr）一半花粉可育，一半不育
R（可育） SM(RR） SM（Rr）
遗传学
r（不育）
玉米花粉的半不育遗传机制:
• 1. 配子体不育； • 2. 易位杂合体。
2003.08
遗传学
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。
• 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
2003.08
遗传学
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。
遗传学
•
不遗传的变异
2003.08
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。
2003.08
遗传学
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
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。
2003.08
遗传学
3. 椎实螺遗传
2003.08
遗传学
椎实螺遗传（图）
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
现代分子遗传学研究：
• 叶绿体有中DNA 叫ctDNA 线粒体也有DNA叫mtDNA 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
2003.08
遗传学
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
2003.08
遗传学
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。
R ST(RR） ST（Rr） r ST（Rr） ST（rr)
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
配子体不育自交后代： F1 •
♀♂ SM R SM r
2003.08
遗传学
• •
S+S+ ×SS S+S SS 1
右旋×左旋 右旋 右旋
• S+S+ S+S • 1 2
• S+S+ S+S S+S+ SS SS • 4 2 4 2 4
2003.08 遗传学
右旋 : 左旋 3 1
• • F1
SS × S+S+ S+S SS 1
左旋×右旋 左旋 右旋
• S+S+ S+S • 1 2
遗传学
2003.08
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
2003.08 遗传学
• 习题：1、2、3、4、6、7、9、10
2003.08
遗传学
第十章 细胞质遗传
2003.08
遗传学
• 遗传： • 遗传学： • 变异（遗传的变异＋不遗传 • 变异）： • 遗传 DNA mRNA 蛋白质
2003.08
遗传学
• 遗 •传 •的 •变 •异
独立分配 交换 突变 染色体变化 基因转移 胞质基因变异 母性遗传
（独立基因） （连锁基因） 核基因组 结构变异 数目变异 遗传工程 质基因组 环境作用
2003.08 遗传学
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
2003.08 遗传学
（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
2003.08
遗传学
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
2003.08
遗传学
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.
2003.08 遗传学
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 暗
2003.08 遗传学
叶绿体（有色体，正常）
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。
• 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。
2003.08
遗传学
孢子体不育自交后代： • F1 •
♀♂ ST R ST r
ST(Rr）
• S+S+ S+S S+S+ SS SS • 4 2 4 2 4
2003.08 遗传学
右旋 : 左旋 3 1
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)
2003.08
遗传学
其它的质遗传例子：
2003.08
遗传学
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
繁殖田
感谢收看
2003.08
遗传学
2003.08
遗传学
核质DNA比较
2003.08
遗传学
• 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
2003.08
遗传学
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。
பைடு நூலகம்
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
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
2003.08
遗传学
不育与可育的穗颜色
2003.08
遗传学
不育与可育的穗颜色
2003.08
遗传学
不育小花
2003.08
遗传学
田间的不育穗
2003.08
遗传学
繁殖田
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学
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 • 相同 • 斑 • 白 花斑 × 绿 → F1 白、绿、花斑 斑
2003.08
遗传学
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。
2003.08
遗传学