遺傳學(xué)第十二章 染色體外遺傳課件

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第十二章染色體外遺傳遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第十二章染色體外遺傳第一節(jié)

染色體外遺傳的特點

第二節(jié)

染色體外遺傳的表現(xiàn)

第三節(jié)

細(xì)胞質(zhì)基因與核基因的關(guān)系

第四節(jié)

植物雄性不育的遺傳遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第一節(jié)

染色體外遺傳的特點

一、染色體外遺傳的概念

二、染色體外遺傳的特點遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳一、染色體外遺傳的概念

真核生物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要存在于線粒體、質(zhì)體、中心體等細(xì)胞器中。原核生物和某些真核生物的細(xì)胞質(zhì)中，除了細(xì)胞器外，還有另一類細(xì)胞質(zhì)顆粒，它們是細(xì)胞的非固定成分，也能影響細(xì)胞的代謝活動，但它們不是細(xì)胞生存必不可少的組成部分，叫它們附加體（episome）和共生體（symbiont）。遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳

附加體：是指含有DNA的細(xì)胞質(zhì)顆粒，既能以完全自主的狀態(tài)存在，也能組入到染色體上，成為染色體的一部分。如R質(zhì)粒（抗性因子，使E.coli.抗一定濃度的抗菌素）、F因子（決定性別，有F因子的E.coli.為雄性------供體）等。

共生體：指病毒、細(xì)菌等一類物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，與細(xì)胞建立起特殊的共生關(guān)系，這種物質(zhì)叫共生體。如：果蠅的σ因子（含有σ因子的果蠅對CO2很敏感）、草履蟲的卡巴粒（Kappaparticle）（含有卡巴粒的草履蟲能產(chǎn)生毒素）等。遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳

細(xì)胞質(zhì)基因：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中的遺傳物質(zhì)（DNA），統(tǒng)稱為細(xì)胞質(zhì)基因。

細(xì)胞質(zhì)遺傳（cytoplasmicinheritance）：由細(xì)胞質(zhì)基因所控制的性狀的遺傳。也叫核外遺傳（extra-nuclearinheritance）、非染色體遺傳（non-chromosomalinheritance）、非孟德爾遺傳（non-Mendelianinheritance）、染色體外遺傳（extra-chromosomalinheritance）、母體遺傳（maternalinheritance）遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳二、染色體外遺傳的特點

1、正交、反交結(jié)果不同，F(xiàn)1的性狀總跟母本相同（所以也叫母性遺傳）

但正交、反交結(jié)果不同，不一定是細(xì)胞質(zhì)遺傳。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳

例：種皮的表現(xiàn)F1總跟母體相同，但種皮仍是由核基因控制。例：椎實螺（Limnaeaperegra）的旋轉(zhuǎn)方向母性影響（maternaleffect）：子代的性狀受母本核基因的影響。又叫核基因的前定作用（predetermination）或稱延遲遺傳（delayedinheritance），它仍是核遺傳。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳2、用父本作輪回親本與雜種F1進(jìn)行連續(xù)回交，把母本的核基因全部置換掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基因及其控制的性狀仍不消失。

3、雜種后代不表現(xiàn)一定比例的分離，屬非孟德爾式的遺傳方式。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第二節(jié)

染色體外遺傳的表現(xiàn)

一、葉綠體的遺傳

Correns的紫茉莉試驗：以綠色枝條、白色枝條、花斑（綠白相間）枝條的花作母本，用三種枝條上的花粉分別給每個母本花授粉，后代表現(xiàn)見下表

需要說明一點：花斑枝條的花作母本接受三種花粉，產(chǎn)生三種類型，這并不是父本的影響，而是由于綠白相間的區(qū)域細(xì)胞質(zhì)內(nèi)既有葉綠體，又有白色體，經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)的隨機(jī)分配造成了雜種的花斑性狀。遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳二、線粒體的遺傳

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第三節(jié)細(xì)胞質(zhì)基因與核基因的關(guān)系一、某些細(xì)胞質(zhì)基因的突變是由核基因引發(fā)的玉米第7染色體上有一個控制白色條紋（iojap）的基因ij，純合時（ijij）植株葉片表現(xiàn)綠白相間的條紋。用條紋和正常綠色植株進(jìn)行正反交（羅茲Rhoades,M.M.,1943），結(jié)果見右圖遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳二、核基因可以決定細(xì)胞質(zhì)基因的延續(xù)

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳三、細(xì)胞質(zhì)基因和核基因共同決定性狀的發(fā)育

例：酵母小菌落的遺傳；只有核基因和細(xì)胞質(zhì)基因都正常時，才表現(xiàn)正常菌落，任何一方發(fā)生變化，都表現(xiàn)小菌落（氧化酶活性降低）。例：質(zhì)核互作型的雄性不育，只有細(xì)胞質(zhì)基因和核基因都是不育基因時，才表現(xiàn)雄性不育，有一方正常都表現(xiàn)可育（下節(jié)重點講解）例：葉綠體中的RuBp羧化酶（1，5——二磷酸核酮糖羧化酶）的合成：此酶由8個大亞基和8個小亞基組成的，其中大亞基由葉綠體基因所編碼，在葉綠體的核糖體上合成，小亞基由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成。此酶的合成需要質(zhì)基因與核基因共同作用。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳質(zhì)基因和核基因的關(guān)系

（1）細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核是統(tǒng)一的整體，細(xì)胞質(zhì)基因與核基因是相互聯(lián)系、相互制約的，常常共同作用來實現(xiàn)遺傳信息的傳遞和表達(dá)。

（2）細(xì)胞質(zhì)基因的載體（質(zhì)體、線粒體等）是相對獨立的遺傳系統(tǒng)，能獨立地進(jìn)行遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

（3）核基因在遺傳中是主要的，占主導(dǎo)地位，細(xì)胞質(zhì)和核相比擁有的信息量極少，而且遺傳功能也不完備，在很大程度上受核基因的控制。遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳第四節(jié)

植物雄性不育的遺傳

雄性不育（malesterility）：雄蕊發(fā)育異常，不能產(chǎn)生正常功能的花粉，但雌蕊發(fā)育是正常的，能接受花粉正常結(jié)實。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳造成花粉不育的原因

1、由于環(huán)境的影響，造成某一生理功能上的暫時不協(xié)調(diào)所致。這種雄性不育性不能遺傳，在遺傳學(xué)中無應(yīng)用價值。如：高溫、高濕引起花粉敗育等。

2、由于染色體數(shù)目或性質(zhì)上的不協(xié)調(diào)所致。常表現(xiàn)在遠(yuǎn)緣雜交過程中，遺傳上的意義也不大。

3、由基因的控制所致。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳一、雄性不育的類別及其遺傳特點（一）核不育型核不育型：由核內(nèi)染色體上的基因決定的雄性不育類型。特點：（1）不育性由核基因決定，花粉敗育發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，敗育時期較早，敗育徹底，不育性比較穩(wěn)定，不易受環(huán)境條件的影響。（2）雄性不育大多是自然發(fā)生的突變引起的。（3）多數(shù)核不育類型由一對隱性基因控制（msms）（4）恢復(fù)系容易找到。任何含有核育性基因（Ms）的個體都是它的恢復(fù)系。

msms×MsMs

↓Msms育性恢復(fù)核不育的缺點：找不到不育系的保持系。因此核不育的利用受到很大限制。

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳（二）質(zhì)核不育型特點：（1）質(zhì)基因和核基因共同作用，容易“三系”配套；（2）花粉敗育發(fā)生在減數(shù)分裂后小孢子的發(fā)育過程中（單核期或雙核期），比起核不育不太穩(wěn)定，育性容易受環(huán)境條件的影響。

1、質(zhì)核不育型的遺傳基礎(chǔ)

不育系S（rr）保持系N（rr）恢復(fù)系S（RR）

N（RR）

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳2、孢子體不育和配子體不育

（1）孢子體不育：花粉的育性受孢子體（植株）基因型所控制，而與花粉本身的基因無關(guān)。

（2）配子體不育：花粉的育性直接受花粉（雄配子體）本身的基因所決定。

S（rr）♀

N（RR）♂↓

S（Rr）

↓

遺傳學(xué)第十二章染色體外遺傳三、質(zhì)核不育型雄性不育的利用不育系甲