1、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。 A X B 正交 B X A 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
2、. 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
3、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 12160kb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
4、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(male sterility):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(genic male sterility) (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-cytoplasmic male
5、sterility,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RrR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
6、因 Levings和Pring(1976): 多种限制性核酸内切酶切MT DNA (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
7、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 42 14.517.9 真 菌 27 18.995 高等植物 20 1202700 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
8、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(male sterility):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(genic male sterility) (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-cytoplasmic male sterility,也叫质核互作雄性不育) 孢子体不育:花粉的育性受孢
9、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RrR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MT DNA (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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