遗传学第十一章细胞质遗传资料课件

遗传物质遗传物质核基因组核基因组细胞质遗传细胞质遗传细胞组细胞组非细胞组非细胞组1 1、细胞质遗传、细胞质遗传：生物的某些遗传现象并：生物的某些遗传现象并不决定于核基因或并不完全决定于核基不决定于核基因或并不完全决定于核基因，而是决定于或部分决定于细胞核以因，而是决定于或部分决定于细胞核以外的遗传物质，称之为核外遗传、非染外的遗传物质，称之为核外遗传、非染色体遗传或母体影响。色体遗传或母体影响。2 2、细胞质遗传的特点、细胞质遗传的特点非孟德尔式遗传非孟德尔式遗传正反交结果不一样，通常显示逐代单正反交结果不一样，通常显示逐代单亲遗传现象亲遗传现象如母体影响如母体影响遗传物质在细胞中遗传物质在细胞中不能进行基因定位不能进行基因定位母体影响母体影响分两类：分两类：持久的母持久的母体体影响影响 暂短的母暂短的母体体影响影响一一、暂短的母、暂短的母体体影响影响暂短的母暂短的母体体影响：影响：母亲母亲的基因型仅影响子代个的基因型仅影响子代个体的幼龄期。体的幼龄期。例如：麦粉蛾（面粉蛾）的色素遗传中的母性影响。例如：麦粉蛾（面粉蛾）的色素遗传中的母性影响。野生型：幼虫皮肤有色，成虫复眼深褐色。野生型：幼虫皮肤有色，成虫复眼深褐色。突变型：幼虫皮肤无色，成虫复眼红色（缺乏犬尿素）。突变型：幼虫皮肤无色，成虫复眼红色（缺乏犬尿素）。P P 有色有色AA AA aa aa无色无色 F F1 1 Aa Aa 有色有色 aa aa Aa AaAa Aaaaaa 1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa 幼虫：幼虫：有色有色 无色无色 有色有色 有色有色成虫复眼：成虫复眼：褐色褐色 红色红色 褐色褐色 红色红色 核基因核基因AAAA犬尿素（细胞质）犬尿素（细胞质）色素色素母母体体影响影响：由于母体中某些核基因的产由于母体中某些核基因的产物累积在卵细胞之中使子代表型不由自物累积在卵细胞之中使子代表型不由自身的基因所决定，而受母体基因决定的身的基因所决定，而受母体基因决定的遗传现象，称为母体影响。遗传现象，称为母体影响。二、持久的母二、持久的母体体影响影响持久的母性影响：持久的母性影响：母亲基因母亲基因型对子代个体影响持久，影型对子代个体影响持久，影响子代个体终生。响子代个体终生。例如：锥实螺的外壳旋转方向的遗传例如：锥实螺的外壳旋转方向的遗传判断的方法判断的方法：使螺壳的开口朝向自己，如果开口在右边即右旋，使螺壳的开口朝向自己，如果开口在右边即右旋，如果开口在左边即左旋。左旋、右旋由一对基因控制，右旋如果开口在左边即左旋。左旋、右旋由一对基因控制，右旋D D对对左旋左旋d d是显性。是显性。P DDP DDdd P dddd P dd DD DD 右右左左 左左右右 F F1 1 Dd Dd右右 F F1 1 Dd Dd左左 F F2 2 1 DD 2Dd 1dd 1 DD 2Dd 1dd全右全右 F F2 2 1 DD 2Dd 1dd 1 DD 2Dd 1dd全右全右 F F3 3 右旋：左旋右旋：左旋=3=3：1 F1 F3 3 右旋：左旋右旋：左旋=3=3：1 1锥实螺的外壳旋转方向的遗传锥实螺的外壳旋转方向的遗传锥实螺的外壳旋转方向锥实螺的外壳旋转方向原因原因：椎实螺外壳旋转方向是由受精卵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。精前的母体基因型决定。右旋右旋受精卵纺锤体向中线右侧分裂；受精卵纺锤体向中线右侧分裂；左旋左旋受精卵纺锤体向中线左侧分裂。受精卵纺锤体向中线左侧分裂。综上：综上：1、F F1 1 、F F2 2 代不受自身基因型决定，受代不受自身基因型决定，受母体基因型决定；母体基因型决定；2 2、F F3 3 代出现延迟遗传的现象。代出现延迟遗传的现象。线线粒粒体体基基因因：mtDNAmtDNA，线线状状、环环状状，能能单单独独复复制制，同同时时受受核核基基因因控控制制。它它是一个半自主性细胞器。是一个半自主性细胞器。酵母菌小菌落的遗传：酵母菌小菌落的遗传：酵母有一种酵母有一种“小菌落小菌落”个体。个体。这种类型经培养后只能产生小菌落。这种类型经培养后只能产生小菌落。小菌落小菌落酵母酵母正常正常个体个体 二倍体正常二倍体正常 减数分裂减数分裂 单倍体正常单倍体正常，不分离小菌落。，不分离小菌落。小菌落的表型小菌落的表型分离型分离型（大菌落：小菌落（大菌落：小菌落=1:1）符符合孟德尔式遗传，由核基因控制合孟德尔式遗传，由核基因控制中性型中性型（大菌落，几乎无小菌落）（大菌落，几乎无小菌落）由由于线粒体于线粒体DNA丢失造成的丢失造成的抑制性抑制性（小菌落）（小菌落）由于线粒体由于线粒体DNA突变或者重复造成的突变或者重复造成的 小菌落酵母菌细胞内，缺少小菌落酵母菌细胞内，缺少细胞色素细胞色素a a和和b b，还缺少细胞色素，还缺少细胞色素氧化酶，这些酶类，存在于细胞氧化酶，这些酶类，存在于细胞线粒体中，表明这种小菌落的变线粒体中，表明这种小菌落的变异与线粒体的基因组变异有关。异与线粒体的基因组变异有关。1、例如草履虫的卡巴粒就属于共生体、例如草履虫的卡巴粒就属于共生体。2 2、草履虫放毒型的遗传：、草履虫放毒型的遗传：草履虫有一个大草履虫有一个大核，主要负责营养，多倍性的，还有两个小核，主要负责营养，多倍性的，还有两个小核，是二倍性的，主要与遗传有关。核，是二倍性的，主要与遗传有关。生殖方式生殖方式无性生殖：一分为二，基因型不变。无性生殖：一分为二，基因型不变。有性生殖（接合生殖）：两个体接合，交换小有性生殖（接合生殖）：两个体接合，交换小核，大核核，大核消失，小核经消失，小核经减数分裂减数分裂后相互交换。另外草履虫也可以自后相互交换。另外草履虫也可以自体受精。体受精。放毒性状的表现必须是：产生草履虫素放毒性状的表现必须是：产生草履虫素KKK K（核）（核）+卡巴粒（质）卡巴粒（质）放毒型放毒型：杀死其他品系的草履虫杀死其他品系的草履虫kk+kk+卡巴粒卡巴粒（含有噬菌体的溶源性细菌）（含有噬菌体的溶源性细菌）kkkk无卡巴粒无卡巴粒 敏感型敏感型：不能产生毒素，：不能产生毒素，易被草履虫素所杀。易被草履虫素所杀。KkKk无卡巴粒无卡巴粒KK+KK+卡巴粒卡巴粒放毒型放毒型k+k+卡巴粒卡巴粒 kkkk无卡巴粒无卡巴粒 敏感型敏感型KKKK无卡巴粒无卡巴粒、接合生殖接合生殖、自体受精草履虫放毒型的遗传草履虫放毒型的遗传草履虫放毒型的遗传草履虫放毒型的遗传卡巴粒卡巴粒1、直径约、直径约0.2-0.40.2-0.4微米，相当一个小型的细菌的微米，相当一个小型的细菌的大小。大小。2 2、有两层膜构成，外膜相当于细胞壁，内膜相当、有两层膜构成，外膜相当于细胞壁，内膜相当于细胞膜。于细胞膜。3 3、卡巴粒中含有、卡巴粒中含有DNADNA、RNARNA、蛋白质和脂类物质并、蛋白质和脂类物质并且这些物质的含量与普通细菌的含量是十分类似且这些物质的含量与普通细菌的含量是十分类似的。的。1、相同点、相同点均按半保留复制的方式均按半保留复制的方式表达方式一样表达方式一样-中心法则中心法则均能发生突变，且能稳定遗传，期诱导因均能发生突变，且能稳定遗传，期诱导因素也可相同素也可相同细胞质细胞质DNADNA细胞核细胞核DNADNA突变频率大，易发生突变，具有较强的定向突变突变频率小，难于定向突变正交反交结果不一致正交反交结果一致常表现为母体影响不表现为母体影响基因定位困难非孟德尔式可通过杂交方式进行定位基因分离无规律，细胞间分布不均匀基因分离有规律，细胞间分布均匀，有一定的分离比雄性不育雄性不育：是植物花粉败育的现象，即雄蕊：是植物花粉败育的现象，即雄蕊发育不正常，不能长生有功能的花粉。但雌发育不正常，不能长生有功能的花粉。但雌蕊发育是正常的，能接受正常花粉而受精结蕊发育是正常的，能接受正常花粉而受精结实的现象。实的现象。雄性不育的类型雄性不育的类型1 1、细胞质雄性不育（质不育型）、细胞质雄性不育（质不育型）：由：由细胞质基因细胞质基因控制控制，一般不受父本基因型影响。应用价值不大。，一般不受父本基因型影响。应用价值不大。如：如：质质不育型不育型正常正常品系品系 F1 F1 全部雄性全部雄性不育不育正常品系正常品系 多代多代 全部雄性不育全部雄性不育2 2、细胞核雄性不育、细胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有：核基因控制的雄性不育，有显性显性核不育和核不育和隐性隐性核不育，遗传方式符合孟德尔核不育，遗传方式符合孟德尔遗传规律。根据对遗传规律。根据对光的反应光的反应有分有分2 2种：种：（1 1）不不受光温影响的核雄性不育受光温影响的核雄性不育：与光温影响无与光温影响无关。关。（2 2）光温敏核雄性不育光温敏核雄性不育：受光和温度影响受光和温度影响。高温或长日高温或长日不育不育；适温短日；适温短日可育可育。3 3、核质互作雄性不育型：、核质互作雄性不育型：也叫也叫质核互作型质核互作型，核基，核基因和细胞质基因共同作用控制的雄性不育类型。因和细胞质基因共同作用控制的雄性不育类型。即即细胞质细胞质雄性不育基因雄性不育基因S S，核内又具有纯合的，核内又具有纯合的核核不不育基因育基因rfrfrfrf，才能表现雄性不育，二者缺一不可。，才能表现雄性不育，二者缺一不可。细胞质细胞质可育可育基因（基因（N N），核可育基因），核可育基因RfRfRfRf。雄性不育的应用雄性不育的应用应用时，必须应用时，必须三系配套三系配套，具备具备不育不育系、保持系和恢复系系、保持系和恢复系。（一）三系的培育（玉米为例）（一）三系的培育（玉米为例）1 1、不育系和保持系的培育：、不育系和保持系的培育：雄性不育雄性不育系基因型：（系基因型：（S S）rfrfrfrf 保持系保持系基因型：（基因型：（N N）rfrfrfrf 雄性不育系：雄性不育系：具有雄性不育系特征的品种或品系。只作具有雄性不育系特征的品种或品系。只作杂交母本用，简称杂交母本用，简称A A系系。保持系：保持系：能够保持雄性不育系特性的品系或品种。保持能够保持雄性不育系特性的品系或品种。保持系本身是可育的，当它与不育系杂交，杂交后代仍能保持系本身是可育的，当它与不育系杂交，杂交后代仍能保持不育系的不育性。只作杂交父本用。简称不育系的不育性。只作杂交父本用。简称B B系系。（S S）rfrfrfrf（N N）rfrfrfrf（S S）rfrfrfrf （N N）rfrf rfrf 2 2、恢复系的培育、恢复系的培育 恢复系恢复系（N N）RfRfRfRf：能使雄性不育：能使雄性不育系的后代恢复其育性的品种或品系。系的后代恢复其育性的品种或品系。恢复系与雄性不育系杂交，就能恢复系与雄性不育系杂交，就能获得可育的获得可育的杂交种，杂交种，以供大田生产之用。以供大田生产之用。作杂交父本，简称作杂交父本，简称C C系。系。恢复系恢复系 恢复系，进行繁恢复系，进行繁殖殖。三系配套影响杂种优势的关键三系配套影响杂种优势的关键1 1、不育系不育系的不育度要高，应接近的不育度要高，应接近100%100%，2 2、恢复系恢复系的花粉量要大，恢复力要强，至的花粉量要大，恢复力要强，至少要达到少要达到85%85%的恢复度，的恢复度，3 3、不育系与恢复系间的不育系与恢复系间的杂种优势要强杂种优势要强