质粒的遗传
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不育系 B 雄 花 不 育 保持系 不育性得到保持
2细胞质雄性不育型
不 育 × S 不 育 N × S 不 育 N × S N 不 育 可 育 可 育
1)概念:它是一种由细 胞质基因所控制的雄性不 育类型。 2)特点: A 遗传属于细胞质遗传; B 育性得不到恢复;
可 育 N(normal) S(sterility) 育性正常 不育
S
细胞质雄性不育的遗传
3质-核不育型(又称质核互作雄性不育型) 1)概念: 由细胞质基因和核基因共同控制的雄性不育类型。 2)特点:见下表质核互作雄性不育的基因组合与育性表现
核基因 胞质基因
RR N(RR)可育 S(RR)可育
Rr N(Rr)可育 S(Rr)可育
rr N(rr)可育 S(rr)不育
二、图示F因子在接合时的功能和转移情况。
+ F
F
接合(conjugation):是指遗传物质从 供体(donor)-“雄性”转移到 受体(recoptor)-“雌性”的过程。
接合
结果: F 个体一
缺口链的转移
+ F + F
转移链的复制
旦获得了F因子,
+细 便转变为F + 菌,且获得了F
延迟遗传(delayed inheritance)的概念:是指由受精前母本卵细 胞的核基因型决定子代性状表现的母性影响,又称前定作用 (predeterminaton)。
二、母性影响实例-椎实螺外壳旋转方向的遗传
右旋 ♀
+ + S S
左旋
× SS
+ S S
左旋 ♂
♀ SS ×
右旋
N rr
N rr
× N RR 乙
×
N rr
甲 将已有的雄性不育材料与 母本甲连续回交若干代 母本甲不育 系的获得 S rr
获得母本甲不育 系的同型保持系
S rr 不育
× N RR 可育 乙
S Rr
杂种
可育
(见教材P286)
一、植物雄性不育性的概念、类型和特点 (一)概念: 植物的雄性不育性(male sterility)是指植物的雄蕊发 育不正常,不能产生正常花粉,但雌蕊发育正常,并能 接受正常的花粉而受精结实的现象。 (二)类型和特点;
1细胞核雄性不育型;2细胞质雄性不育型;3质-核不育型
1细胞核雄性不育型:
交
♀条纹ijij × ♂绿色IjIj
× ♂条纹ijij
全部绿色Ijij 绿色Ijij 条纹Ijij 白化Ijij 绿色IjIj 绿色Ijij
×
条纹(白化)ijij
回
F 1
交
绿色IjIj 绿色Ijij
3/4 1/4
条纹Ijij × 白化IjIj
绿色IjIj
(二)类型:
线粒体基因组 mtDNA 细胞器基因组 细胞质基因组 非细胞器基因组 叶绿体基因组 ctDNA 细菌质粒基因组plasmid DNA 噬菌体基因组
(三)核基因组和细胞质基因组的性质
核DNA mtDNA ctDNA 质粒DNA 噬菌体 %GC bp %GC bp %GC bp bp bp 9 3 人 41 2.75×10 41 14×10 9 3 果蝇 42 1.75×10 22 18×10 9 5 39 1.3×10 3 玉米 49 6.6×10 48 2.2×10 9 4 3 香豌豆 35 9.4×10 38 9×10 46 1.2×10 6 3 5.4×10 3 细菌 3.8×10 9.0×10 物种
二、植物质核互作雄性不育型的发生机理(自学)
(一)胞质不育基因的载体。研究表明:胞质不育基因的载体
主要是线粒体DNA(mtDNA),再就是叶绿体DNA (cpDNA)。 (见教材P289)
(二)有关质核不育型的假说:
1质核互补控制假说 2亲缘假说 3能量供求假说
三、质核型雄性不育性的利用
(一)利用价值 (二)利用要求
S rr
2 不育
S rr
×
S Rr
可育
N Rr S Rr
不育
3 不育
S rr
×
可育
N RR S Rr
可育
4 不育
×
可育
S rr
可育
5 不育
×
N rr
S rr
可育
不育
4)质核型不育性的遗传特点:
体不育两种类型;
(见教材P288)
A 从雄性不育性败育发生的过程看,它有孢子体不育和配子 孢子体不育是指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。 配子体不育是指花粉育性直接受花粉本身的基因型所 决定。 B 不育的情况受胞质不育基因的多样性和核育性基因的对应 性的影响; C 不育的情况还受控制不育基因的量的影响。
二、叶绿体遗传的分子机制
左图示叶绿 体的结构及 其与细胞核 之间的关系
1叶绿体含有遗传物质DNA,既能自我复制,又能自我表达。 2叶绿体遗传上具半自主性,只有通过核-质遗传体系之间的 相互作用,才能表现出正常的功能活性。
三、叶绿体系统的核外遗传实例之二
玉米条纹株的遗传 (见教材P277)
正
交
反
♀绿色IjIj
二、细胞质遗传的特点
1 正交和反交的遗传表现不同。
♀ P 正交
♂
配 2 不出现特定分离比,即非孟德尔式遗 子 传。此由细胞质分离的随机性和不均 衡性等决定。 3 母本的表型决定了所有子代的表型。 P F 1
4 遗传物质存在于细胞器等上,不受核 配 子 移植的影响。 (见教材p274) F 5 不能进行遗传作图。 1
♂
+ + S S + S S
F Fra Baidu bibliotek1
右旋
左旋
近亲繁殖
近亲繁殖
F 2
+ + S + + S S S S S SS
右旋
+ + S + + S S S S S SS
右旋
F 3
3右旋 :1左旋
3右旋 :1左旋
第五节 植物雄性不育的遗传
细菌的一切特 当F因子复制完成 后,F 变成F+ 完成转移和 DNA合成 性。
第四节 母性影响
一、母性影响的概念和特征:
(见教材P274)
(一)概念:母性影响(maternal influence),又称母体影响,指
由母体的核基因型(而非细胞质基因组)决定子代表型的现象。
(二)特征:
1 正反交,F 表现与母本相似。 1 2 F 表现显性性状,F 出现 3:1性状分离比,即具有延迟遗 2 3 传的特点。
1)概念:简称核不育型,是一种由核内染色体上基因所 决定的雄性不育类型。
rr
×
RR
Rr
2)特点:
可育 可育
Rr
不育
可育
A 遗传属于孟德尔遗传; B 不育性得不到保持;
+
rr
rr
×
Rr
不育
可育 不育
细胞核雄性不育的遗传
+
½雄花 可育 ½雄花 不育
不育性未得到保持
玉米核不育型受纯合隐性基因msms控制
N(normal) S(sterility)
A
由细胞质基因和细胞核基因共同控制;
B 既可找到保持系使不育系得以保持,又可找到恢复系 使育性得以恢复。
3)图示质核型不育性遗传
S rr
×
S RR
1 不育
S rr
S(rr) 不育系 N(rr) 保持系 N(RR),S(RR) 恢复系 (P287) S Rr 可育 可育
条纹IjIj
条纹Ijij
白化Ijij
玉米正常绿色株与条纹株正反交、回交和自交的结果图示
第三节 质粒的遗传
一、质粒和F因子的概念:
(见教材P285)
(一)质粒的概念:质粒(plasmid)是存在于细菌等细胞中 的“拟核”外的独立于主染色体而能自我复制的遗传物质。 附加体(episome):能够整合到主染色体上的质粒。 (二)F因子的概念:F因子又称性因子(sex factor)、致育因 子(fertility factor)或转移因子(transfer factor),是质粒的一 种,它是两细菌接合时携带接合所必需的遗传信息的质粒。
植物雄性不育性的利用主表现在利 用杂种优势的制种上。 在杂种优势的利用中,必须三系配 套,即必须具备雄性不育系、保持系和恢复系。
(三)利用方法
2父本必须是恢复系。N(RR) 3 留母本的同型保持系。 N(rr)
(见教材p291-292)
1首先将杂交母本转育成不育系 。N(rr)
S(rr)
优良杂交组合甲×乙
P276 表 紫茉莉花斑植株杂交的结果 母本枝条表型 父本枝条表型 后代表型 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 花斑、绿色、白色 绿色 花斑、绿色、白色 花斑 花斑、绿色、白色 结果显示了两个特点:1 正反交的结果不同,也不出现孟德尔 分离比;2 后代表型和母本表型一致,和父本表型无关。
反交
细 胞 质 遗 传 正 反 交 差 异 形 成 原 因 示 意 图
结论:在典型的高等真核生物中,由细胞质基因控制的性状 仅母亲的性状在后代中得到表达。
第二节 叶绿体系统的核外遗传
一 叶绿体遗传的发现(1909年由Carl Corrans发现)
紫 茉 莉 的 花 斑 叶 片
在同一植株上,有的嫩 枝是绿的,有的嫩枝是 白的,有的嫩枝是花斑 的,而在任何一个嫩枝 上都有花。
细胞质遗传
主讲:王小蓉 2007年11月
n细胞质遗传的概念和特点 n叶绿体系统的核外遗传 n质粒的遗传 n母性影响 n植物雄性不育的遗传
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一、细胞质遗传的概念:
(见教材p273) (一)概念:细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)是指由细
胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,又称为核外遗 传、非孟德尔遗传、母体遗传等。
2细胞质雄性不育型
不 育 × S 不 育 N × S 不 育 N × S N 不 育 可 育 可 育
1)概念:它是一种由细 胞质基因所控制的雄性不 育类型。 2)特点: A 遗传属于细胞质遗传; B 育性得不到恢复;
可 育 N(normal) S(sterility) 育性正常 不育
S
细胞质雄性不育的遗传
3质-核不育型(又称质核互作雄性不育型) 1)概念: 由细胞质基因和核基因共同控制的雄性不育类型。 2)特点:见下表质核互作雄性不育的基因组合与育性表现
核基因 胞质基因
RR N(RR)可育 S(RR)可育
Rr N(Rr)可育 S(Rr)可育
rr N(rr)可育 S(rr)不育
二、图示F因子在接合时的功能和转移情况。
+ F
F
接合(conjugation):是指遗传物质从 供体(donor)-“雄性”转移到 受体(recoptor)-“雌性”的过程。
接合
结果: F 个体一
缺口链的转移
+ F + F
转移链的复制
旦获得了F因子,
+细 便转变为F + 菌,且获得了F
延迟遗传(delayed inheritance)的概念:是指由受精前母本卵细 胞的核基因型决定子代性状表现的母性影响,又称前定作用 (predeterminaton)。
二、母性影响实例-椎实螺外壳旋转方向的遗传
右旋 ♀
+ + S S
左旋
× SS
+ S S
左旋 ♂
♀ SS ×
右旋
N rr
N rr
× N RR 乙
×
N rr
甲 将已有的雄性不育材料与 母本甲连续回交若干代 母本甲不育 系的获得 S rr
获得母本甲不育 系的同型保持系
S rr 不育
× N RR 可育 乙
S Rr
杂种
可育
(见教材P286)
一、植物雄性不育性的概念、类型和特点 (一)概念: 植物的雄性不育性(male sterility)是指植物的雄蕊发 育不正常,不能产生正常花粉,但雌蕊发育正常,并能 接受正常的花粉而受精结实的现象。 (二)类型和特点;
1细胞核雄性不育型;2细胞质雄性不育型;3质-核不育型
1细胞核雄性不育型:
交
♀条纹ijij × ♂绿色IjIj
× ♂条纹ijij
全部绿色Ijij 绿色Ijij 条纹Ijij 白化Ijij 绿色IjIj 绿色Ijij
×
条纹(白化)ijij
回
F 1
交
绿色IjIj 绿色Ijij
3/4 1/4
条纹Ijij × 白化IjIj
绿色IjIj
(二)类型:
线粒体基因组 mtDNA 细胞器基因组 细胞质基因组 非细胞器基因组 叶绿体基因组 ctDNA 细菌质粒基因组plasmid DNA 噬菌体基因组
(三)核基因组和细胞质基因组的性质
核DNA mtDNA ctDNA 质粒DNA 噬菌体 %GC bp %GC bp %GC bp bp bp 9 3 人 41 2.75×10 41 14×10 9 3 果蝇 42 1.75×10 22 18×10 9 5 39 1.3×10 3 玉米 49 6.6×10 48 2.2×10 9 4 3 香豌豆 35 9.4×10 38 9×10 46 1.2×10 6 3 5.4×10 3 细菌 3.8×10 9.0×10 物种
二、植物质核互作雄性不育型的发生机理(自学)
(一)胞质不育基因的载体。研究表明:胞质不育基因的载体
主要是线粒体DNA(mtDNA),再就是叶绿体DNA (cpDNA)。 (见教材P289)
(二)有关质核不育型的假说:
1质核互补控制假说 2亲缘假说 3能量供求假说
三、质核型雄性不育性的利用
(一)利用价值 (二)利用要求
S rr
2 不育
S rr
×
S Rr
可育
N Rr S Rr
不育
3 不育
S rr
×
可育
N RR S Rr
可育
4 不育
×
可育
S rr
可育
5 不育
×
N rr
S rr
可育
不育
4)质核型不育性的遗传特点:
体不育两种类型;
(见教材P288)
A 从雄性不育性败育发生的过程看,它有孢子体不育和配子 孢子体不育是指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。 配子体不育是指花粉育性直接受花粉本身的基因型所 决定。 B 不育的情况受胞质不育基因的多样性和核育性基因的对应 性的影响; C 不育的情况还受控制不育基因的量的影响。
二、叶绿体遗传的分子机制
左图示叶绿 体的结构及 其与细胞核 之间的关系
1叶绿体含有遗传物质DNA,既能自我复制,又能自我表达。 2叶绿体遗传上具半自主性,只有通过核-质遗传体系之间的 相互作用,才能表现出正常的功能活性。
三、叶绿体系统的核外遗传实例之二
玉米条纹株的遗传 (见教材P277)
正
交
反
♀绿色IjIj
二、细胞质遗传的特点
1 正交和反交的遗传表现不同。
♀ P 正交
♂
配 2 不出现特定分离比,即非孟德尔式遗 子 传。此由细胞质分离的随机性和不均 衡性等决定。 3 母本的表型决定了所有子代的表型。 P F 1
4 遗传物质存在于细胞器等上,不受核 配 子 移植的影响。 (见教材p274) F 5 不能进行遗传作图。 1
♂
+ + S S + S S
F Fra Baidu bibliotek1
右旋
左旋
近亲繁殖
近亲繁殖
F 2
+ + S + + S S S S S SS
右旋
+ + S + + S S S S S SS
右旋
F 3
3右旋 :1左旋
3右旋 :1左旋
第五节 植物雄性不育的遗传
细菌的一切特 当F因子复制完成 后,F 变成F+ 完成转移和 DNA合成 性。
第四节 母性影响
一、母性影响的概念和特征:
(见教材P274)
(一)概念:母性影响(maternal influence),又称母体影响,指
由母体的核基因型(而非细胞质基因组)决定子代表型的现象。
(二)特征:
1 正反交,F 表现与母本相似。 1 2 F 表现显性性状,F 出现 3:1性状分离比,即具有延迟遗 2 3 传的特点。
1)概念:简称核不育型,是一种由核内染色体上基因所 决定的雄性不育类型。
rr
×
RR
Rr
2)特点:
可育 可育
Rr
不育
可育
A 遗传属于孟德尔遗传; B 不育性得不到保持;
+
rr
rr
×
Rr
不育
可育 不育
细胞核雄性不育的遗传
+
½雄花 可育 ½雄花 不育
不育性未得到保持
玉米核不育型受纯合隐性基因msms控制
N(normal) S(sterility)
A
由细胞质基因和细胞核基因共同控制;
B 既可找到保持系使不育系得以保持,又可找到恢复系 使育性得以恢复。
3)图示质核型不育性遗传
S rr
×
S RR
1 不育
S rr
S(rr) 不育系 N(rr) 保持系 N(RR),S(RR) 恢复系 (P287) S Rr 可育 可育
条纹IjIj
条纹Ijij
白化Ijij
玉米正常绿色株与条纹株正反交、回交和自交的结果图示
第三节 质粒的遗传
一、质粒和F因子的概念:
(见教材P285)
(一)质粒的概念:质粒(plasmid)是存在于细菌等细胞中 的“拟核”外的独立于主染色体而能自我复制的遗传物质。 附加体(episome):能够整合到主染色体上的质粒。 (二)F因子的概念:F因子又称性因子(sex factor)、致育因 子(fertility factor)或转移因子(transfer factor),是质粒的一 种,它是两细菌接合时携带接合所必需的遗传信息的质粒。
植物雄性不育性的利用主表现在利 用杂种优势的制种上。 在杂种优势的利用中,必须三系配 套,即必须具备雄性不育系、保持系和恢复系。
(三)利用方法
2父本必须是恢复系。N(RR) 3 留母本的同型保持系。 N(rr)
(见教材p291-292)
1首先将杂交母本转育成不育系 。N(rr)
S(rr)
优良杂交组合甲×乙
P276 表 紫茉莉花斑植株杂交的结果 母本枝条表型 父本枝条表型 后代表型 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 花斑、绿色、白色 绿色 花斑、绿色、白色 花斑 花斑、绿色、白色 结果显示了两个特点:1 正反交的结果不同,也不出现孟德尔 分离比;2 后代表型和母本表型一致,和父本表型无关。
反交
细 胞 质 遗 传 正 反 交 差 异 形 成 原 因 示 意 图
结论:在典型的高等真核生物中,由细胞质基因控制的性状 仅母亲的性状在后代中得到表达。
第二节 叶绿体系统的核外遗传
一 叶绿体遗传的发现(1909年由Carl Corrans发现)
紫 茉 莉 的 花 斑 叶 片
在同一植株上,有的嫩 枝是绿的,有的嫩枝是 白的,有的嫩枝是花斑 的,而在任何一个嫩枝 上都有花。
细胞质遗传
主讲:王小蓉 2007年11月
n细胞质遗传的概念和特点 n叶绿体系统的核外遗传 n质粒的遗传 n母性影响 n植物雄性不育的遗传
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一、细胞质遗传的概念:
(见教材p273) (一)概念:细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)是指由细
胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,又称为核外遗 传、非孟德尔遗传、母体遗传等。