第十一章 细胞质遗传.docx
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第十一章细胞质遗传
第十一章细胞质遗传
第一节细胞质遗传的概念和特点
内容：
一、细胞质遗传的概念
二、细胞质遗传的特点
一、细胞质遗传的概念
1.核遗传：
染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。
2.细胞质遗传：
由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律，也称为非孟德尔遗传，核外遗传。
二、细胞质遗传的特点
如果精子不提供细胞质，即没有细胞质参与受精，那么细胞质就表现以下遗传特点：
1.正交和反交的遗传表现不同。
由细胞质基因控制的性状，只能由母本传递给子代。
AXB正交
BXA反交
2.通过连续的回交能把母本的核基因全部置换掉，但母本的细胞质基因及其控制的性状仍不消失。
3.由附加体或共生体决定性状，其表现往往类似病毒的转导或感染。
第二节叶绿体遗传
内容：
一、叶绿体遗传的花斑现象
二、叶绿体遗传的分子基础
一、叶绿体遗传的花斑现象
1.发现
Correns在花斑的紫茉莉中发现
三种枝条：
绿色、白色和花斑
分别进行以下杂交
表12-1紫茉莉花斑性状的遗传
接受花粉的枝条提供花粉的枝条杂种表现
白色
白色绿色白色
花斑
白色
绿色绿色绿色
花斑
白色
花斑绿色白、绿、花斑
花斑
结果：
白→白
绿→绿
花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是通过母本传递的。
细胞学证据：
白色——白色质体
绿色——叶结体
花斑——白色质体和叶绿体
精卵受精时，由于精子的细胞质不参与受精，所以枝条的颜色完全由卵细胞（母本）的细胞质决定。
2、叶绿体遗传的规律
自主性。
相对自主性。
某些情况下，质体的变异是由核基因所造成的。
二、叶绿体遗传的分子基础
●双链环状DNA
●12～160kb大小，多数为150kb
●基因组结构
目前已经测定了烟草（shinozaki，1986）、水稻（Hiratsuka，1989）等叶绿体DNA的全序列。
举例：
烟草叶绿体基因组结构
大小：
156kb，环状
分区（4个区）:
86.5kb的大单拷贝区（LSC）
18.5kb的小单拷贝区（SSC）
两个等同的25kb
倒位重复区（IRA、IRB）
第四节植物雄性不育性遗传
内容：
一、植物雄性不育性的概念
二、植物雄性不育性类型
三、植物雄性不育性的遗传
一、植物雄性不育性概念
不育（sterility）：
一个个体不能产生有功能的配子（gamete）或不能产生在一定条件下能够存活的合子（zygote）的现象。
雄性不育性（malesterility）：
当不育性是由于植株不能产生正常的花药、花粉或雄配子时，就称之。
l43科、162属、320个种
二、植物雄性不育的分类
1、细胞核雄性不育（genicmalesterility）
（1）不受光温影响的核雄性不育
（2）光温敏核雄性不育
2、核质互作型雄性不育（gene-cytoplasmicmalesterility，也叫质核互作雄性不育）
△孢子体不育：
花粉的育性受孢子体（植株）基因型控制，而与花粉本身所含基因无关。
孢子体RR，Rr→花粉全部可育（R或r）→F1可育
孢子体rr→花粉全部不育（r）→F1不育
△配子体不育：
花粉育性直接由配子体（花粉）本身的基因所决定。
孢子体Rr→R花粉可育，r花粉不育。
三、植物雄性不育性的遗传
1.质核互作型不育
（1）一般遗传模式
图12-10
三系：
不育系、保持系和恢复系
●S（rr）×N（rr）→S（rr）F1不育
S（rr）→不育系N（rr）→保持系
●S（rr）×N（RR）→S（Rr）F1可育
N（RR）→恢复系
（2）雄性不育性的分子机制——核质互作类型
线粒体基因
Levings和Pring（1976）：
多种限制性核酸内切酶切MTDNA
（玉米N和T）→差异的限制性核酸内切酶片段
线粒体蛋白质
–玉米T型：
13KD特异蛋白，受Rf基因的抑制
–C型：
17.5KD不受Rf基因
–S型：
58-84KD（8条）影响
?
玉米：
CMS-T的分子机制Rf1Rf2
抑制
–不育系：
13KD多肽←T-urf13×13KD
–保持系：
不能合成13KD，21KD
–与T小种感染密切相关
–
–T-urf13连结在Mt启动序列上
–导入
–烟草
–
–部分或完全不育
2.光温敏核雄性不育的遗传（简单遗传）
高温或长日不育
适温短日可育
第三节线粒体遗传
内容：
一、线粒体遗传的表现
二、线粒体遗传的分子基础
一、线粒体遗传的表现
举例：
红色面霉缓慢生长突变型的细胞质遗传
生化分析：
突变型不含细胞色素氧化酶，这种酶是由线粒体控制合成的。
二、线粒体遗传的分子基础
●大小：
差别很大
表12-1线粒体基因组的大小
物种类型物种数目基因组大小（kb）
昆虫4214.5~17.9
真菌2718.9~95
高等植物20120~2700
●形状:
构型复杂、有开环、共价闭环、超螺旋、直线型等形式。
●基因组结构
表现出极复杂的变化
主要原因是重组使线粒体基因组的组织结构变得非常复杂
第四节植物雄性不育性遗传
内容：
一、植物雄性不育性的概念
二、植物雄性不育性类型
三、植物雄性不育性的遗传
一、植物雄性不育性概念
不育（sterility）：
一个个体不能产生有功能的配子（gamete）或不能产生在一定条件下能够存活的合子（zygote）的现象。
雄性不育性（malesterility）：
当不育性是由于植株不能产生正常的花药、花粉或雄配子时，就称之。
l43科、162属、320个种
二、植物雄性不育的分类
1、细胞核雄性不育（genicmalesterility）
（1）不受光温影响的核雄性不育
（2）光温敏核雄性不育
2、核质互作型雄性不育（gene-cytoplasmicmalesterility，也叫质核互作雄性不育）
△孢子体不育：
花粉的育性受孢子体（植株）基因型控制，而与花粉本身所含基因无关。
孢子体RR，Rr→花粉全部可育（R或r）→F1可育
孢子体rr→花粉全部不育（r）→F1不育
△配子体不育：
花粉育性直接由配子体（花粉）本身的基因所决定。
孢子体Rr→R花粉可育，r花粉不育。
三、植物雄性不育性的遗传
1.质核互作型不育
（1）一般遗传模式
图12-10
三系：
不育系、保持系和恢复系
●S（rr）×N（rr）→S（rr）F1不育
S（rr）→不育系N（rr）→保持系
●S（rr）×N（RR）→S（Rr）F1可育
N（RR）→恢复系
（2）雄性不育性的分子机制——核质互作类型
线粒体基因
Levings和Pring（1976）：
多种限制性核酸内切酶切MTDNA
（玉米N和T）→差异的限制性核酸内切酶片段
线粒体蛋白质
–玉米T型：
13KD特异蛋白，受Rf基因的抑制
–C型：
17.5KD不受Rf基因
–S型：
58-84KD（8条）影响
?
玉米：
CMS-T的分子机制Rf1Rf2
抑制
–不育系：
13KD多肽←T-urf13×13KD
–保持系：
不能合成13KD，21KD
–与T小种感染密切相关
–
–T-urf13连结在Mt启动序列上
–导入
–烟草
–
–部分或完全不育
2.光温敏核雄性不育的遗传（简单遗传）
高温或长日不育
适温短日可育
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