细胞质遗传ppt课件

第十一章细胞质遗传精品第一节细胞质遗传的概念特点第二节母性影响第三节叶绿体遗传第四节线粒体遗传第五节共生体和质粒决定的染色体外遗传第六节植物雄性不育的遗传本章内容精品第一节细胞质遗传的概念和特点一细胞质遗传(cytoplasmicinheritance)由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,叫做细胞质遗传；(又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传)精品真核生物细胞质中的遗传物质主要存在于：线粒体、质体、中心体等细胞器中。在原核和某些真核生物的细胞质中，除细胞器外，还有另一类称：附加体(episome)和共生体(symbiont)的细胞质颗粒，如，大肠肝菌的F因子细胞质基因组：所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称精品二、细胞质遗传的特点真核生物有性繁殖过程：　⑴卵细胞：除细胞核外，能为子代提供核基因和全部或绝大部分胞质基因　⑵精细胞：只有细胞核，极少或没有细胞质及细胞器，只能提供其核基因，基本不提供胞质基因。精品正交反交精品细胞质遗传的特点：1.遗传方式是非孟德尔式的；杂交后代一般不 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现一定比例的分离；2.正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母本的性状；3.通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失；4.由附加体或共生体决定的性状，其表现往往类似病毒的转导或感染。精品第二节母性影响在核遗传中，正交及反交的子代表型通常是一样的。但有时正反交的结果并不相同，子代的表型受到母本基因型的影响，而和母本的表型一样。这种由于母本基因型的影响，而使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。精品母性影响的表现与细胞质遗传相似，但不是由于细胞质基因组所决定的，而是由于核基因的产物在卵细胞中积累所决定的，例:椎实螺外壳旋转方向的遗传椎实螺外壳旋转方向由一对基因控制右旋(S+)对左旋(S)为显性母本基因型→卵细胞状态→后代表现型F3出现3:1分离，故又叫做延迟遗传精品S+S+S+S+SSS+SS+SSSSS精品精品研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵第一次和第二次分裂时的纺锤体分裂方向所决定的。受精卵纺锤体向中线的右侧分裂时为右旋，向中线的左侧分裂时为左旋。精品第三节叶绿体遗传一、叶绿体遗传的表现1、紫茉莉花斑性状的遗传早在1908年，孟德尔定律的重新发现者之一Correns就曾报道过不符合孟德尔定律的遗传现象。他发现紫茉莉中有一种，着生纯绿色、白色和花斑三种枝条。精品花斑植株精品接受花粉的枝条提供花粉的枝条杂种植株的表现白色白色白色绿色白色花斑白色绿色白色绿色绿色绿色花斑绿色花斑白色白色绿色花斑绿色花斑精品研究表明绿叶细胞含正常绿色质体(叶绿体）白细胞只含白色质体(白色体)绿白组织之间的交界区域，某些细胞里既有叶绿体，又有白色体。植物的这种花斑现象是叶绿体的前体——质体变异造成的。由此可见，决定枝条和叶色的遗传物质是通过母本传递的。精品2、玉米条纹叶的遗传1943年，Rhoades报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因(ij)PIjIj♀ijij♂绿色条纹F1Ijij全部绿色F2IjIjIjijijij3绿：1白条精品Pijij♀IjIj♂条纹绿色F1IjijIjijIjij绿条白♀IjijIjIj绿IjIjIjIjIjIjIjijIjijIjij绿条白绿条白精品二、叶绿体遗传的分子基础㈠、叶绿体DNA的分子特点:　①ctDNA与细菌DNA相似，裸露的DNA；　②闭合双链的环状结构；　③多拷贝：高等植物每叶绿体中有30~60个DNA，整个细胞约有几千个拷贝；　④高等植物ctDNA的碱基成分与核DNA无明显区别，但单细胞藻类中GC含量较核DNA小；精品㈡、叶绿体基因组的构成　精品1、低等植物的叶绿体基因组：⑴ctDNA仅能编码叶绿体本身结构和组成的一部分物质；　　如各种RNA、核糖体（70S）蛋白质、光合作用膜蛋白和RuBp羧化酶8个大亚基。⑵特性：与抗药性、温度敏感性和某些营养缺陷有关。精品2.高等植物的叶绿体基因组：①多数高等植物的ctDNA大约为150kbp：烟草ctDNA为155844bp、水稻ctDNA为134525bp。②ctDNA约能编码126个蛋白质：12%序列是专为叶绿体的组成进行编码③叶绿体的半自主性有一套完整的复制、转录和翻译系统，但又与核基因组紧密联系。精品第四节线粒体遗传一、线粒体遗传的表现例:红色面包霉缓慢生长突变型的遗传两种接合型均可产生原子囊果(卵细胞)和分生孢子(精细胞)。精品无突变型突变型精品二、线粒体的分子遗传(一)线粒体DNA分子特点：⑴mtDNA没有重复序列；⑵mtDNA的浮力密度比较低；⑶mtDNA的G、C含量比A、T少，如酵母的GC含量为21%；⑷mtDNA两条单链的密度不同，分别为重链(H)和轻链(L)；⑸mtDNA非常小，仅为核DNA十万分这之一。精品㈡、线粒体基因组的构成：1981年Kanderson最早测出人的mtDNA全序列为16569bp。人、鼠、牛的mtDAN全序列均被测出：2个rRNA基因；22个tRNA基因；13个蛋白质基因等；精品第五节共生体和质粒决定的染色体外遗传（不讲）一、共生体的遗传共生体（symbionts）：不是细胞生存所必需的组成部分，仅以某种共生的形式存在于细胞之中，能够自我复制，或者在核基因组作用下进行复制；对寄主表现产生影响，类似细胞质遗传的效应。精品二、草履虫放毒型的遗传结构大核：多倍体负责营养小核：1-2个，二倍体负责遗传繁殖方式：无性生殖、有性生殖、自体受精精品AA和aa二倍体接合精品自体受精(autogamy)产生基因分离和纯合精品细胞质内有卡巴粒→放毒素-草履虫素核内有显性基因K→使卡巴粒在细胞质内持续存在草履虫放毒型品系的遗传基础：精品纯合放毒型(KK+卡巴粒)与敏感型(kk、无卡巴粒)的交配可能出现两种情况：接合接合后自体受精后经多次繁殖后Kk精品三、质粒的遗传质粒(plasmid)泛指染色体外一切能进行自主复制的遗传单位，包括共生生物、真核生物的细胞器和细菌中染色体以外的单纯的DNA分子。目前已普遍认为质粒仅指细菌、酵母和放线菌等生物中染色体以外的单纯DNA分子。大肠杆菌的F因子的遗传最具代表性。精品第六节植物雄性不育的遗传精品因此雄性不育不利于植物自身繁衍后代植物雄性不育(malesterility):是指雌蕊发育正常，而雄蕊发育异常，不能产生正常功能的花粉，导致自交不结实，只能异交结实的现象。精品雄性不育成为了我们的好伙伴精品杂交玉米精品一、雄性不育的类别二、雄性不育的遗传特点三、雄性不育在生产上的应用讲解内容精品质不育一、雄性不育的类别不存在隐性核不育显性核不育三型学说二型学说精品×F1♀msmsMsMs♂Msms♂F1二各种类型雄性不育的遗传特点雄性不育性可恢复得不到保持不育可育可育1、隐性核不育遗传特点：精品2、显性核不育的遗传特点雄性可育雄性不育性得不到恢复与保持×雄性不育MsmsmsmsMsMs雄性不育F1精品正常可育雄性不育精品雄性不育S(rr)3、质-核不育遗传特点核可育基因R胞质不育基因S核不育基因r胞质可育基因N精品S(R＿)胞质不育基因S核可育基因RN(＿＿)精品N(＿＿)或S(R＿)S(rr)S(RR)N(Rr)S(Rr)可育N(rr)N(RR)S(Rr)S(rr)不育♀♂F1可育（1）遗传可能组配情况不育精品把上述5种杂交组合归纳为：①S(rr)×N(rr)S(rr)具有保持母本不育性在世代中稳定的传递能力的材料，称为保持系(B)。把母本不育性在后代能被保持的雄性不育材料称为不育系(A)。精品②S(rr)×N(RR)或S(RR)F1S(Rr)把具有恢复不育系后代全部植株育性能力的材料，称为恢复系(R)。具有恢复不育系后代部分植株育性能力的材料，称恢复性杂合体精品①孢子体不育和配子体不育孢子体不育:花粉的育性受植株基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关孢子体基因型S(rr)S(RR)S(Rr)rR败育正常正常（2）质核雄性不育遗传特征精品配子体基因型S(rr)S(RR)S(Rr)rR败育正常rR正常败育配子体不育:花粉育性直接受雄配子体(花粉)本身的基因所决定精品株间分离S(Rr)(败育)RRRr穗上分离孢子体与配子体杂合基因型的遗传鉴定孢子体RRrrRrRr正常精品②胞质不育基因多样性与核育性基因对应性胞质基因多样性：S1S2S3Sn核育性基因对应性r1R1r2R2精品③单基因不育性和多基因不育性单基因不育性：一对或两对核内主基因与对应的不育胞质基因决定的不育性多基因不育性：由两对以上的核基因与对应的胞质基因共同决定的不育性精品杂种优势利用“三系”配套育种三、雄性不育性在生产上的应用生产杂交种子精品精品甲材料乙材料F1杂交种子优势很强很难得到大量杂交种子精品1、不育系和保持系的选育甲材料N(r1r1)不育系S(rr)新不育系S(r1r1)精品育性要恢复好产量要高制种效益要好2、水稻恢复系的选育恢复系F1杂交种S(Rr)精品杂交种生产不育系生产实践上如何应用三系法生产杂交种子？不育系繁殖精品保持系♂不育系♀恢复系♂保持系不育系杂交种恢复系不育系生产杂交种生产3、应用三系法配制杂交种示意图精品四、质核基因互作雄性不育性机理的几种假说：1、质核互补控制假说：认为胞质不育基因存在于线粒体上。　mtDNA某个或某些节段发生变异、胞质基因由N    s时，线粒体mRNA所转录的不育性信息使某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，从而破坏花粉形成的正常代谢过程    最终导致花粉败育。精品mtDNA发生变异后是否一定导致花粉败育，还与核基因的状态有关：　　一般情况下，只要质核双方一方带有可育的遗传信息，无论是N或R均能形成正常育性的花粉。　　R可补偿S的不足、N可补偿r的不足。只有S与r共存时，由于不能互相补偿    表现不育。精品2、能量供求假说：　　认为线粒体是胞质雄性不育的载体，育性与线粒体能量转化效率有关。　　进化程度较高，栽培品种中线粒体能量转化率高、供能高，供求平衡    雄性可育。   雄性不育高供能母本、低耗能父本低供能母本、高耗能父本精品3、不育系的转育不育株×珍汕97回交珍汕97A珍汕97B珍汕97A×明恢63  汕优63珍汕97A×IR26    汕优6号精品五、本节归纳总结1、雄性不育的概念及其类型2、雄性不育各种类型的遗传特点3、雄性不育在生产上的技术利用精品题：下列四种植株情况都能导致雄配子败育，你是否可以设计一个试验确定那些植株是真正的可遗传的雄性不育，并确定其类型。(1)单倍体(2)远缘杂交F1(3)生理不育(4)核不育还是细胞质不育？精品