第七章細(xì)胞質(zhì)遺傳

1、《遺傳學(xué)》,麗江師范高等專(zhuān)科學(xué)校 生命科學(xué)系王石華 博士/教授410531564@qq.com,第十章 細(xì)胞質(zhì)遺傳,第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的現(xiàn)象和特征第二節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第三節(jié) 植物雄性不育的應(yīng)用原理,教學(xué)要求1、了解細(xì)胞質(zhì)遺傳的現(xiàn)象。2、掌握細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳的差異。3、掌握細(xì)胞質(zhì)遺傳的特征。,第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的現(xiàn)象和特征,課前復(fù)習(xí),課前復(fù)習(xí)（孟德?tīng)栠z傳）,一、細(xì)胞質(zhì)遺傳現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),1908年柯倫斯

2、（Correns）觀察到一項(xiàng)正反交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，首先報(bào)道了偏離孟德?tīng)栠z傳的現(xiàn)象。紫茉莉是其研究的植物之一。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。,1909年德國(guó)生物學(xué)家柯倫斯 ——紫茉莉質(zhì)體遺傳試驗(yàn),花斑紫茉莉,柯倫斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,花斑性狀是通過(guò)母本的細(xì)胞質(zhì)傳遞的，而與父本花粉攜帶的基因沒(méi)有直接的關(guān)系。,二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念,核遺傳：由染色體基因組控制的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律的統(tǒng)稱(chēng)。例如：豌豆的紅花和白花。細(xì)胞質(zhì)遺傳：由細(xì)胞質(zhì)基因組所

3、決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律的統(tǒng)稱(chēng)。例如：紫茉莉的花斑遺傳。細(xì)胞質(zhì)基因組：細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中的遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)。,三、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；,三、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn),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。,四、母性影響,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

4、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)方向的遺傳,雌雄同體，異體受精；單個(gè)飼養(yǎng)，自體受精。椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向有左旋和右旋之分。,從正反交F1來(lái)看，椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳一致。,椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳,椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳,F2為右旋，不分離F3出現(xiàn)3:1分離，屬于孟德?tīng)栠z傳，但晚了一個(gè)世代延遲遺傳,1、名詞解釋細(xì)胞質(zhì)遺傳2、紫茉莉的枝條有綠色、

5、白色和花斑三種不同顏色，其顏色的遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，用♀花斑×♂綠色，其后代表現(xiàn)為（ ）。 A、綠色； B、白色； C、花斑； D、綠色，白色，花斑,復(fù)習(xí)思考題,D,第二節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),細(xì)胞質(zhì)遺傳和核遺傳的異同：相同點(diǎn)：性狀的表現(xiàn)都是受基因控制。不同點(diǎn)：基因的載體不同；基因的分離和分配不同。,細(xì)胞質(zhì)基因,核基因的載體是染色體。細(xì)胞質(zhì)基因的載體是存在于細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器，如

6、：動(dòng)物和植物的線粒體植物的葉綠體動(dòng)物的質(zhì)體等,（一）葉綠體DNA（ctDNA）,葉綠體DNA僅占DNA總量的2-4%閉合的雙鏈環(huán)狀分子煙草ctDNA為156kb,（二）線粒體DNA（mtDNA）,閉合的雙鏈環(huán)狀分子人類(lèi)的mtDNA約為16.6kbmtDNA與雄性不育有關(guān),第三節(jié) 植物雄性不育的應(yīng)用原理,教學(xué)要求 （1）了解植物雄性不育的概念和分類(lèi)；雄性不育的外在特征。（2）掌握雄配子的敗育時(shí)期和敗育特點(diǎn)。（3）掌握

7、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的遺傳特點(diǎn)及其利用原理。,第三節(jié) 植物雄性不育的應(yīng)用原理,一、相關(guān)實(shí)例介紹,女兒稻,1、植物雄性不育概念（male sterility）指植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，雌蕊發(fā)育正常、雄蕊發(fā)育異常而導(dǎo)致花粉敗育的現(xiàn)象。,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),2、植物雄性不育的分類(lèi)（1）生理性雄性不育（2）遺傳性雄性不育細(xì)胞核雄性不育細(xì)胞質(zhì)核互作雄性不育（3）生態(tài)遺傳雄性不育,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),（1）生理性雄性不育

8、概念：正?？捎蛐椭仓暝谛坌云鞴侔l(fā)育過(guò)程中遇到不利條件，如極端溫度、光照不足、干旱，或利用化學(xué)藥物等處理造成的花粉敗育。特點(diǎn)：暫時(shí)的、不可遺傳的。,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),（2）遺傳性雄性不育概念：由于遺傳上的原因造成雄配子敗育。類(lèi)型：細(xì)胞核雄性不育基因（細(xì)胞核雄性不育）細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核互作不協(xié)調(diào)（細(xì)胞質(zhì)雄性不育）,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),細(xì)胞核雄性不育：核內(nèi)染色體基因決定不育類(lèi)型。細(xì)胞質(zhì)雄性不育：決定不育

9、類(lèi)型的基因存在于細(xì)胞質(zhì)中。質(zhì)核互作雄性不育：核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同決定不育型。,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),（3）生態(tài)遺傳性雄性不育概念：具有雄性不育基因型的植株在一定生態(tài)條件下雄性不育，而在適當(dāng)條件下可恢復(fù)可育的不育類(lèi)型。與生理性雄性不育的差異：生態(tài)遺傳性雄性不育可遺傳,二、植物雄性不育的概念和分類(lèi),三、植物雄性不育性的外在特征,植物雄性不育性的基本特征：,四、雄配子敗育的時(shí)期和特點(diǎn),植物雄配子發(fā)生的任何時(shí)期均有敗育的可能

10、。,四、雄配子敗育的時(shí)期和特點(diǎn),五、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的利用原理,細(xì)胞質(zhì)雄性不育利用最成功的例子：袁隆平院士研究出的野敗型雜交水稻；朱英國(guó)院士研究出的紅蓮型雜交水稻；前副省長(zhǎng)李錚友教授研究出的滇型雜交水稻；傅廷棟院士研究出的波里馬雜交油菜。,五、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的利用原理,五、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的利用原理,胞質(zhì)可育基因N胞質(zhì)不育基因S核可育基因R核不育基因r,五、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的利用原理,五、細(xì)胞質(zhì)雄性不育的利用原理,五、細(xì)胞質(zhì)雄性

11、不育的利用原理,雄性不育系S(rr)雄性不育保持系N(rr) 雄性不育恢復(fù)系N(RR)具有上述三系即可配套生產(chǎn)不育系和雜交種。,六、兩區(qū)三系制種法,雜交種生產(chǎn),不育系生產(chǎn),六、兩區(qū)三系制種法,七、質(zhì)核互作雄性不育遺傳特點(diǎn),1、孢子體不育和配子體不育 孢子體不育是指花粉的育性受孢子體（植株）基因型控制，而與花粉本身所含基因無(wú)關(guān)。 配子體不育是指花粉育性直接受雄配子體本身的基因型所控制。若配子體內(nèi)的核基因?yàn)镽，則該配子可育；若配子

12、體內(nèi)的核基因?yàn)閞，則該配子不育。,七、質(zhì)核互作雄性不育遺傳特點(diǎn),2、胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因的對(duì)應(yīng)性同一物種內(nèi)，可以有多種質(zhì)核不育類(lèi)型。由于胞質(zhì)不育基因和核內(nèi)不育基因的來(lái)源和性質(zhì)不同，在表現(xiàn)型特征和恢復(fù)特性上表現(xiàn)出明顯的差異。,七、質(zhì)核互作雄性不育遺傳特點(diǎn),3、單基因育性和多基因育性單基因不育性是指一對(duì)或兩對(duì)核內(nèi)主基因與對(duì)應(yīng)的不育細(xì)胞質(zhì)基因決定的不育性。一對(duì)或兩對(duì)顯性的核基因就能使育性完全恢復(fù)。多基因不育性是指兩對(duì)以上的

13、核內(nèi)基因與對(duì)應(yīng)的胞質(zhì)不育性共同決定的不育性。核內(nèi)基因之間有累加效應(yīng)。,復(fù)習(xí)思考題,1、名詞解釋植物雄性不育質(zhì)-核互作雄性不育型2、孢子體不育是指花粉育性受（ ）基因型控制，配子體不育是指花粉育性受（ ）基因型控制。,孢子體,配子體,復(fù)習(xí)思考題,3、植物質(zhì)核型雄性不育中的孢子體不育類(lèi)型，如基因型為Rr時(shí)，產(chǎn)生的花粉表現(xiàn)（ ）： A、全不育 B、一半可育