植物營養(yǎng)遺傳重點-

1、華中農業(yè)大學本科生植物營養(yǎng)遺傳學考試(本課程需掌握:基本概念、基本原理、基本技術、簡單推算MADE BY ZIHUAN0801一.1、植物營養(yǎng)遺傳學是研究植物營養(yǎng)性狀遺傳和變異的規(guī)律,及其植物營養(yǎng)性狀遺傳改良途徑和技術的一門基礎理論課程,是隨著植物營養(yǎng)學和遺傳學、分子生物學的迅速發(fā)展而發(fā)展起來的一門新興的交叉學科。2、論述:(1、當前(今后一段時間植物營養(yǎng)遺傳學所要解決的主要問題?A挖掘土壤養(yǎng)分高效利用的作物種質;B揭示高效種質對土壤養(yǎng)分脅迫的生理適應性和遺傳與分子機理;C克隆養(yǎng)分高效利用的基因;D培育土壤養(yǎng)分高效利用的作物新品系(種。(2、從理論和實踐兩方面談談你對植物營養(yǎng)遺傳學這一課程(領

2、域的看法。二.1、性狀(Character:生物個體所表現出來的形態(tài)特征和生理生化特征統(tǒng)稱為性狀。單位性狀(Unit:生物體所表現的性狀總體可以區(qū)分各個單位作為研究對象,這樣區(qū)分開來的性狀叫“單位性狀”。單位性狀還可以進一步分為“子性狀”。相對性狀(contrasting:同一單位性狀的相對差異。植物營養(yǎng)性狀是指與土壤-植物營養(yǎng)問題有關的植物性狀的總稱。主要包括養(yǎng)分效率和對礦質元素毒害的抗性。植物營養(yǎng)中的單位性狀有:氮效率、磷效率、抗鹽性等。氮效率又可分為氮利用效率、氮吸收效率、氮運轉效率等。表現不連續(xù)變異的性狀稱為質量性狀(Qualitative,往往是由單個基因或主效基因控制的。表現連續(xù)變

3、異的性狀稱為數量性狀(Quantitative,往往是由多個基因控制的,通常稱為“微效多基因”或“微效基因”。2、基因型和環(huán)境條件共同作用使得某個體表現出特定的性狀,這種反映基因型和環(huán)境共同作用的個體就是表現型(phenotype。在由不同的個體所組成的遺傳群體中,由于基因分離、重組和突變等原因,不同個體間在基因組成上會產生差異,即“基因型差異”?；蚧プ鞣譃榛騼然プ骱突蜷g互作?；騼然プ髦饕赏耆@性、不完全顯性、共顯性等。基因間互作主要有上位作用、互補作用和積加作用等?！耙灰蚨嘈А?即一個基因同時影響著多個基因的表達?！岸嘁蛞恍А?即多個基因共同影響著同一性狀的表現。植物營養(yǎng)性狀有相對

4、簡單的質量性狀,但更多的是比較復雜的數量性狀。主要原因為:A、植物某一元素的營養(yǎng)涉及到該元素的吸收、運輸、同化、代謝等復雜過程,就必然涉及到多個基因控制。即植物營養(yǎng)性狀通常是由多個子性狀綜合表現的結果。B、植物營養(yǎng)性狀多以生長反應(生物量為衡量基礎的,而生物量本身就是一個數量性狀。植物性狀的遺傳改良取決于該性狀的遺傳潛力:A、某一性狀是否具有基因型差異;B、該性狀是可以遺傳的。3、養(yǎng)分效率(Nutrient efficiency:指某個基因型在一定的養(yǎng)分供給條件下,獲得高產或高養(yǎng)分含量的能力。包括:A、吸收效率:養(yǎng)分脅迫條件下,植物吸收養(yǎng)分的能力。B、運輸效率:植物通過短、長距離把養(yǎng)分從根部轉

5、運到地上部代謝位點的能力。C、利用效率:單位吸收的養(yǎng)分所能產生的植物產量。(表示方法微量元素效率的遺傳控制相對比大量營養(yǎng)元素簡單。簡答:不同植物之間或同一植物的不同品種之間均存在著氮效率差異,具體表現在:a.吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮能力方面的差異;b.硝酸還原酶的表達水平和活性方面的差異;c.植物體內無機氮(主要是硝酸鹽貯存庫大小方面的差異;d.氮在體內運轉和再利用方面的差異。抗鹽性一般是多基因控制的,具有數量遺傳性狀的復雜性,呈“多因一效”的模式?？逛X性一般是12個基因控制的。超累積植物(superaccumulator:對重金屬有很高的富集能力,地上部累積的金屬離子濃度比一般的植物髙101000

6、倍。4、能準確地反應植物營養(yǎng)某一性狀遺傳潛力的形態(tài)和生理生化指標稱為植物營養(yǎng)性狀的特異性指標。(根構型5、植物遺傳資源:是指一切可供研究和利用、可遺傳的植物材料的總稱(or與植物營養(yǎng)性狀有關的植物材料總稱。植物營養(yǎng)性狀的形成是植物在某一生態(tài)環(huán)境中進化的結果。6、種質資源保存的重要性體現在:a生態(tài)破壞導致動植物消亡;b品種選育-遺傳均一性;c基因資源。種質資源的評價:a初步評價:基本情況調查如形態(tài)和生物學特征等;b系統(tǒng)調查:主要特性進行系統(tǒng)地了解;c重要特性的鑒定.步驟:收集的種質田間(或盆栽候選種質-田間、土培和水培目標種質生理生化指標種質資源的應用:a、傳統(tǒng)育種;b、遺傳工程;c、分子機理。

7、三.1、遺傳:親代與子代相似的現象。變異:親代與子代間或子代與子代個體間出現差異的現象。遺傳學:研究生物的遺傳和變異的學科。研究遺傳物質的結構和功能以及遺傳信息的傳遞與表達。研究對象:一切生物。染色體:指在細胞分裂期出現的一種能被堿性染料強烈染色,并具有一定形態(tài)、結構特征的物體。染色體組:一個生物賴以生存和保證正常生長與發(fā)育最低數目的一套染色體。染色體組型:有絲分裂中期染色體的表現,包括一個生物種的染色體數目、形態(tài)和組成。同源染色體(homologous chromosome細胞中形態(tài)、結構和功能相同的一對染色體。(一個來自父方,一個來自母方非同源染色體(non-homologous chro

8、mosome:細胞中形態(tài)、結構和功能不同的染色體互稱為非同源染色體。姊妹染色單體(sister chromatid:染色體通過復制形成的由同一著絲粒所連接在一起的兩條遺傳內容一樣的子染色體。非姊妹染色單體(non-sister chromatid:同源染色體中來自父方染色體的單體與來自母方染色體的單體互稱為非姊妹染色單體。2、細胞周期(cell cycle:指上一次細胞分裂結束起到下一次細胞分裂止,細胞所經歷的變化過程和時間。有絲分裂:間:復制合成來準備;前:膜仁消失顯兩體;中:形定數晰赤道齊;后:點裂數加均兩級;末:兩消兩顯重開始。有絲分裂的意義:通過染色體自我復制和有序分離,保證遺傳物質(

9、物種的穩(wěn)定性,維持正常生長。3、減數分裂(meiosis:又稱成熟分裂,配子形成過程中由性母細胞發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。它使細胞染色體數目減半,故又稱為減數分裂。意義:a染色體復制、減半分裂、雌雄配子受精,保持物種染色體數目的穩(wěn)定(通過染色體數目減半和受精過程;b變異的來源之一(通過染色體分離、自由組合、交換。4、基因(gene:控制生物性狀的“遺傳因子”。性狀(character:生物體所表現的形態(tài)特征和生理特征。單位性狀(unit:生物的某個形態(tài)或生理特征。相對性狀(contrasting:同一單位性狀的相對差異。表現型(phenotype:指生物體所表現的性狀?；蛐?genotype

10、:指生物體的基因組合。座位(locus:基因在染色體上的位置。等位基因(alleles:位于同源染色體相同座位上,控制同一相對性狀不同表現的基因。顯性基因(dominant:控制顯性性狀的基因。隱性基因(recessive:控制隱性性狀的基因。純合體(homozygote:成對基因是相同的個體。同質結合雜合體(heterozygote:成對基因是不同的個體。異質結合顯性性狀:雜種F1只表現的那個親本的性狀。隱性性狀:雜種不表現,純合才表現的另一親本的性狀。5、基因分離規(guī)律實質:一種性狀受基因控制,在體內成雙,相互獨立;在配子形成時,成對的基因彼此分離,互不干擾;形成合子(受精時雌雄配子隨機結合

11、。測交:被測個體與隱性純合親本的交配。顯性不總是完全的,可以是不完全和共顯性的:完全顯性:雜合體與顯性純合體表現一致。不完全顯性:雜和體表現顯性純合體和隱性純合體的中間類型。共顯性(顯性不存在:兩個成對的基因在雜合體中都顯示作用。表現型=基因型+環(huán)境。顯性轉換:顯性在不同條件下發(fā)生轉換。檢測某個體是否純合體可用測交或自交。6、基因的自由組合定律的實質:形成配子時,同源同源染色體上的等位基因發(fā)生分離;非同源染色體上的非等位基因自由組合。簡答:孟德爾分離比實現的條件有那些?A、生物體是二倍體;B、F1的兩種配子數目相等或接近相等,生活力一樣;受精機會均等;C、各類合子及其發(fā)育的個體存活率相等;D、

12、相對性狀差異明顯,顯性表現完全;E、雜種后代處于相對一致的條件下,分析的群體較大。7、連鎖現象:原來為同一親本所具有的兩個性狀,在F2中有連系在一起遺傳的傾向。相引:兩個顯性基因連鎖或兩個隱性基因連鎖。相斥:一個顯性和一個隱性基因的連鎖。完全連鎖:同一染色體上的非等位基因不發(fā)生分離而一起傳遞到下一代的現象(即只產生親型配子而無重組型配子。重組:產生新基因組合或染色體組合的過程。減數分裂產生兩種重組:染色體間重組;染色體內重組。連鎖遺傳的實質:控制各對性狀的基因被載于同一染色體上,這些非等位基因的重組是由性母細胞在減數分裂粗線期非姊妹染色單體片段交換引起的。8、基因定位確定基因在染色體上的順序和

13、彼此間的距離兩點測驗(最基本的方法:A、通過雜交和測交(或自交確定基因連鎖否B、根據重組率確定兩對基因的位置和距離。三點測驗(常用方法:通過一次雜交和一次測交,同時確定三對基因在染色體上的位置。分析步驟:首先判斷三對基因是否連鎖;確定排列順序:將雙交換型(最少類型與親型(最多類型比較,有差異的基因位于中間;估算重組率,換算成圖距;繪連鎖遺傳圖;求符合系數,判斷干擾程度。符合系數(c.c=實際雙交換值/理論雙交換值一般0c.c1vb的圖距=(RFvb+2×RF雙×100理論雙交換值=RFvl×RFlb9、數量性狀的一般特征:1可度量、2呈連續(xù)變異、3易受環(huán)境影響、4

14、多基因控制注意質量性狀與數量性狀的比較以及“微效多基因假說”的主要論點。方差表示了一組資料的分散程度或離中性。10、廣義遺傳率(h2B:遺傳方差占總方差的比值。VG/VP表型方差VP=基因型方差VG+環(huán)境方差VE h2B=VGVE=1/2(VP1+VP2=VF1=1/3(VP1+VP2+VF1=(1/4VP1+1/2VP2+1/4VF1狹義遺傳率(h2N=1/2VA/(1/2VA+1/4VD+VE=2VF2(VB1+VB2/VF2注意廣狹義遺傳率計算方法的優(yōu)缺點。11、數量性狀基因座(quantitative trait locus,QTL:控制數量性狀的基因在基因組中的位置。QTL定位:利用

15、分子標記進行連鎖分析檢測出QTL。QTL定位的應用:a利用分子標記輔助選擇提高育種效率、b可將轉基因技術用于數量性狀的遺傳操作、c鑒別由多基因引起的遺傳疾病12、基因互作:非等位基因相互作用共同決定一個單位性狀不同表現的現象。包括:互補作用、積加作用、重疊作用、上位作用、抑制作用四.1、常規(guī)育種方法:引種:指從外地直接引入適合本地栽培的植物品種、品系或作為育種材料的外地種質資源;純系和群體選擇;雜交育種:把不同品種的優(yōu)良基因集中到一個個體(新品種上。有組合育種和超親育種兩種類型。包括:系譜法,混合種植法,回交法等。誘變育種:利用物理,化學和生物等方法誘導植物發(fā)生遺傳性變異并從變異后代中選育所需

16、的品種或獲得有價值的種質資源。2、細胞遺傳學技術:愈傷組織培養(yǎng);器官培養(yǎng);細胞培養(yǎng);原生質體培養(yǎng)。3、體細胞遺傳學技術:染色體數加倍、潛換和添加、外源染色體片段導入。4、植物基因工程技術:工具酶:(一限制性核酸內切酶(Restriction endonuclease:凡能識別和切割ds-DNA分子內特殊核苷酸序列的酶,稱為限制性核酸內切酶。(二DNA聚合酶(DNA polymerase:催化DNA的體外合成反應。(三DNA連接酶:將兩段核酸連接起來的酶。(四其它酶:核酸酶(Nuclease、反轉錄酶(Reverse transcriptase、甲基化酶(Methylase。PCR原理與技術:根

17、據DNA半保留復制的特性,在體外進行DNA高溫變性、低溫復性和72延伸的多次循環(huán),使目的DNA片斷得到擴增的技術。載體:將外源DNA或基因攜帶入宿主細胞的工具。載體的條件:有復制原點,在細胞中能自主復制;有合適的限制酶切位點,外源DNA 插入不影響載體復制;有選擇標記基因或篩選標記基因。另外,據需要可能還要求:攜帶外源DNA幅度寬;有促進外源DNA表達的調控區(qū);特定宿主細胞外不能表達,以保證安全。載體的類型:質粒載體,噬菌體載體,粘粒載體,噬菌粒載體5、基因組文庫(隨機片段文庫:用限制酶切割基因組DNA,將片段與載體連接,轉移到宿主細菌中長成克隆?？寺≈忻總€細胞的載體上都含有特定的基因組DNA片段。這些克隆中的一