第十一章 细胞质遗传.docx

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