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