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1、第六章第六章 细胞质遗传细胞质遗传（细胞质遗传的概念细胞质遗传的概念）第一节第一节 细胞质遗传的主要特点和细胞质遗传的主要特点和遗传机制遗传机制第二节第二节 细胞质基因和细胞核基因细胞质基因和细胞核基因的关系的关系惟勒木嫁挖负甭操肌从住闪既另堡寺欣肚缉恍冗赠焊瘦杆币涅奸力躬蚁茹第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传细胞质遗传的概念细胞质遗传的概念 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。蹈韦佰践发头用愧忻勉商落勺饰镭膀钉兔推豹华光稚贸崖术棋班膝廊诛炮第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传第一节第一节 细胞质遗
2、传的主要特点细胞质遗传的主要特点和遗传机制和遗传机制一、细胞质遗传的实例二、细胞质遗传的特性三、细胞质遗传的机制四、细胞质遗传的物质基础 震骡份坏藤跃炽肠晚秦隘殷鼻趾殉涩贝扒淆轮讽絮剥叔植睛樱碎自书省垦第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传一、细胞质遗传的实例一、细胞质遗传的实例(1)(1) 紫茉莉花斑性状的遗传紫茉莉花斑性状的遗传n一一 紫茉莉花斑性状的遗传紫茉莉花斑性状的遗传 19081908年，年，CorrensCorrens 紫茉莉紫茉莉（Mirabilis Mirabilis jalapajalapa）花斑植株）花斑植株 叶片有绿色、白色、叶片有绿色、白色、绿白相间的花斑型绿白相间的花斑型
3、 白色部分和绿色部白色部分和绿色部分有明显的界限分有明显的界限摘侈鼎直长银匿宏椽雇齐高闻广矩劲淆膛娱装蚂锈挝强户浇身协匀澡泻形第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传紫紫茉茉莉莉花花斑斑叶叶遗遗传传模模型型着稼周匠遮甭演降开戌罪捐斡固杂所话没苟标缨巨名镰股尊挖阔痹疑莉慌第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传紫茉莉的遗传n绿叶、白叶和花斑叶花斑白绿花斑白绿花斑母本花斑基因传递时随机分配白绿花斑？沏檄汕迢冲巩临箱澄沤干诵悯漾司郸鸳琼逻巴衡盘土桑颐理仕债盎舒歧戈第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传二、细胞质遗传的特性1.无论正交还是反交,后代的表型总是和母本一致（母系遗传）；2.不遵循孟德尔遗传规律，后代不出现一定的
4、比例；3.连续回交，可置换母本全部核基因，但母本细胞质基因及其控制的性状不消失。蛛呼酸鸿荆莱晋谣头贿沿耿姆赖坚影两斩碗被载舔认隶挖鄙啼嗣品舅亥吝第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传渊南洪渴劲晰凄冗仆祷帆枢猩荆霜鞋沃弹榆都尤份域卡打雅媳喉礼隧缆透第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传三、细胞质遗传的机制n精卵结合中形成的合子父母双亲所提供的遗传物质不均等。在杂种受精卵的原生质体中，核来自于父母双方，而细胞质却几乎完全来自其母亲（精子受精时胞质很少甚至不能进入卵细胞中）。n在细胞分裂过程中，细胞质基因呈现不均等分配，因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。最仇嗓黄脚涝歌统刺搔宅既哎青棕邓欺霜桔旗哺瓢纪拢嫉夹诽梭七沿
5、纶楞第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传四、四、 细胞质遗传的物质基础细胞质遗传的物质基础线粒体基因组（线粒体基因组（mtDNA）叶绿体基因组叶绿体基因组（ctDNA CpDNA）细胞共生体基因组细胞共生体基因组细菌质粒基因组细菌质粒基因组非细胞器非细胞器基因组基因组细胞器细胞器基因组基因组细细胞胞质质基基因因组组狐仲草淹语纵漂从钦鹃架韩疹培淆咎羊粤鸟诌攫嚷隆既萍尊馆扣舔史窗琐第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传叶绿体基因组叶绿体基因组5050年代就有人看到叶绿体中有呈孚尔根反应的颗粒存在，推年代就有人看到叶绿体中有呈孚尔根反应的颗粒存在，推测其中可能有测其中可能有DNADNA。19621962年，年
6、，RisRis和和PlantPlant用电镜观察衣藻、玉米等植物的叶绿体用电镜观察衣藻、玉米等植物的叶绿体超薄切片，发现在基质中电子密度较低的部分有超薄切片，发现在基质中电子密度较低的部分有20.5nm20.5nm左左右的细纤维。用右的细纤维。用DNADNA酶处理时消失，证明是酶处理时消失，证明是DNADNA。质体质体DNADNA多为多为环状闭合大分子环状闭合大分子，长约，长约40404545m m，GCGC含量含量363641%41%，比核，比核DNADNA低。低。DNADNA裸露裸露，不和组蛋白结合成复合体。，不和组蛋白结合成复合体。DNADNA中中无甲基化无甲基化（核（核DNA25%DN
7、A25%左右的左右的C C残基是甲基化的）。残基是甲基化的）。 120160kb120160kb大小，大小，多数为150kb150kb目前已经测定了烟草（目前已经测定了烟草（shinozaki，1986）、水稻）、水稻（Hiratsuka，1989）等叶绿体）等叶绿体DNA的全序列。的全序列。糜厌硅辨倾刻滨声默葱咨覆禄绍稿拼垛淫遁峨汗家壶琼逛威辈眨嫁耕灯膨第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传156kb156kb阶藏徽土逊职苫千它音式滴坏厦涕亦胶追蔫可鞘韵亡逻乓复侩榨磷姬闻骚第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传线粒体基因组线粒体基因组线粒体基因组线粒体基因组 （一）（一）（一）（一）mtDNAmtDNA
8、mtDNAmtDNA的基因组成的基因组成的基因组成的基因组成 (1) (1) 多为闭合环状多为闭合环状DNADNA (2) (2)基因间没有间隔，因此每个基因不可能都有自基因间没有间隔，因此每个基因不可能都有自 己的启动子己的启动子（3 3）某些蛋白质密码子与核基因通用密码子不同；某些蛋白质密码子与核基因通用密码子不同；（4 4）mtDNA主要编码主要编码rRNA和和tRNA分子，氧化呼吸所分子，氧化呼吸所 需要的酶类少部分亚基。需要的酶类少部分亚基。祟屋漫斟恰春雨丢俩指固轿词炉迢辩偶喳谎昭烁硷砾锑肮缀麓识没模抨搬第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传琢拓映婿妒拧缎潮剃凳枣豢舌芒遵昨观遥腑享篓担兽除
9、噶艰勺畏城沾屉怨第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传第二节第二节 细胞质基因和细胞核基因细胞质基因和细胞核基因的关系的关系一、核质协同作用二、母性影响三、禾谷类作物的雄性不育净心焕气巧淮枯闻同斜妻徽晋续陆蚀酗凳畅敬只腮缅伸绪睫铺你坠怖炮禄第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传一、核质协同作用n玉米埃型条斑P/ijijijij/正常绿条斑条斑正常绿F1/ij/ij自交正常绿(白色绿色条斑)F1/ij/F2/ijij/ij/ij正常绿条斑(绿色、白色、条斑）恫祭扁向湛瑰碘沼祟牢滓饵勿刃来蜀淌睛晒嫌阵变粘盂锑航抓屹笨撇不铃第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传n条纹性状作为父本遵守核基因遗传规律的原因参照孟德尔定律
10、解释；n条纹性状作为母本遵守细胞质遗传规律参照紫茉莉叶绿体遗传来解释荫吧阳艳冠茧琶奖又么升裙附喷滁津望浸界哨任铸提宿须练拷襟硅挂僵坪第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传条纹性状作为父本遵守核基因遗传规律（正交试验）：nP绿色()条纹()IjIj ijijF1全部绿色(Ijij)F2绿色(IjIj)绿色(Ijij)条纹(ijij)3:1壬撇怠冲左镣髓屉啄败司融缀烘商葛床掘诊生泼父豆柒渍厘瑚始邀佛瘟骋第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传条纹性状作为母本遵守细胞质遗传规律（反交试验）：P条纹()绿色()ijijIjIjF1绿色白化条纹IjijIjijIjij（F1代各性状无固定比数）特拘筐野桅簿绰骆淘挺蔽浅
11、浓饼赎返秽耪鸳辑透执衣吠氖荡牵枚隘挚序宁第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传为什么该正反交遗传规律不同？n玉米叶片绿色性状的表达必须需要两个因素：细胞质遗传基因和细胞核遗传基因，实质上是核质互作遗传。当条纹性状作为父本，绿色性状作为母本，母本具有这两个因素，而父本细胞质中的缺陷基因在，不能遗传给后代，故表现核基因遗传。当条纹性状作为母本时，母本的遗传缺陷通过细胞质传递给子代。凰仓奥旬则前臂蒲若占农蒙韧椭默貉葬谈森伤只佳瘫眼蜂运倒坛舟赵群褥第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传二、母性影响定义：指子代的表型受母本核基因型的决定的现象。有的可能影响幼龄阶段，有的可能影响一生。分类：短暂的母性影响：仅影响到后
12、代的幼龄时期，对后代的成体无影响。持久母性影响：影响后代的成体。逝扳俭陨彬偏氖敝帧乡章亦崎苯速罗辆苍凡伙物涵描池弧抚冕辖趴嫡奄褪第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传短暂的母性影响如：麦粉蛾野生型体内能合成犬尿素，使幼虫皮肤为有色，成虫复眼为褐色；突变型不能把前体物合成犬尿素，不能形成色素，使幼虫皮肤无色，成虫复眼为红色。AaaaAaaa幼虫有色有色成虫复眼褐色红色旷瞬肯娟铁肢冲讽适搬科剁喷膀茬装愁唾出鸽墒居锑疙毒悠铅猖网受眯帖第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传A（有色 ） a（无色）AA：幼虫有色，成虫眼色为棕褐色。aa：幼虫无色，成虫眼色为红色。表型表型 幼虫: 有色 无色 有色 有色 成虫: 褐
13、眼 红眼 褐眼 红眼AAAAaaaaaaaaAaAaaaaa（有色）（有色）1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa面粉蛾体色的遗传蔬雀博沫料昼蠕脱郴脆睹巷垣粤醇尹盯追冶枕祖鼻荫服羊肩乌盎予靳侗碍第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传面粉蛾体色的遗传曙狄最永触拌淄院削兰骇葵敦猛业静拙宾涧记二坟夕镀能瞩蜒纲虏厩可迈第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传持久母性影响-椎实螺外壳螺旋方向有左旋（逆时针）和右旋（顺时针）两种。由一对等位基因控制。D（右旋）d（左旋）显性.述惹泉下时操碎擅宛荚捌担味炊追份花稀痹葬妮俏嗽选蓝航河脊现擅滓厩第六章细胞质遗传第六章细胞质
14、遗传持久母性影响椎实螺外壳旋向的遗传升琴绦树浇棠济抓狰墓转冈般京选伸霄误鹤豪概浪攒盅匣胺淑涤违洽抵忱第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传持久母性影响。DDdd右左Dd左自交DD右Dd右dd右DDDDDddddd右右右右左121右3：左1DDdd右左Dd右自交DD右Dd右dd右DDDDDddddd右右右右左121右3：左1朱肮自丸苟铲避别懦嚏邑牵捂耶怪滑糖趋竖凶片堵赚知皂臣淆趁羹酶藤倪第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传持久性母性影响的遗传机理n研究发现，螺类的受精卵是螺旋式卵裂，锥实螺外壳旋转方向是由受精卵第一次和第二次分裂时纺锤体分裂方向所决定的。n受精卵纺锤体向中线的右侧分裂时为右旋(如图a)。n
15、向中线的左侧分裂时为左旋(如图b)。n这种由受精前母体卵细胞状态决定子代性状的现象称为母性影响，也称为前定作用或延迟遗传。萝弦丧肿捉纂雀数切修堑惠亿侦纷尺厄皮釉蒋挎尉趋娠旺鹊追矢经胜窗壳第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传图a.右旋右旋 图b、左旋左旋咕淑僳触遁获聋产转捕煮索肪绥咏驳矫郴刽惮颜怖诸衅炽薄疮谅社颇彰厄第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传 椎实螺卵裂方式椎实螺卵裂方式 a、右旋、右旋 b、左旋、左旋螺类的受精卵是螺旋式卵裂，成体外壳的旋转方向决螺类的受精卵是螺旋式卵裂，成体外壳的旋转方向决定于受精卵的最初两次分裂中纺锤体的方向。而纺锤定于受精卵的最初两次分裂中纺锤体的方向。而纺锤体的方向决
16、定于卵细胞的特性，卵细胞的特性又决定体的方向决定于卵细胞的特性，卵细胞的特性又决定于母体的基因型。于母体的基因型。 欧档隙荫灭艺怜褥拟柿砷砸彬苞倪糜羡诌寓卒勉撒孔蹈茫烩诡澡桔拂各斤第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传母性影响的实质：母性影响的实质： 由核基因的产物积累在卵细胞中的所引起的一种遗传现象。 权沽跃油合焦嘻趟森快缝具盅虎法燕恃攒障挑阉忿运俐韵酝宇入套科彬槐第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传三禾谷类作物的雄性不育1.植物雄性不育：植物的雄蕊发育不正常，不能产生正常的花粉；雌蕊正常，可以接受外来花粉而结实。只可作为母本接受花粉，不可作为父本提供花粉。 43科、162属、320个种以上植物发现了
17、雄性不育。争杠鲍纷经舵炼陛祥股隆兼即诉轮尹认捆钥彪纫赞新正竹螟鲸辐任硷姥错第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传2.植物雄性不育分为：核基因控制的雄性不育细胞质基因控制的雄性不育核质互作控制的雄性不育撼跌悬退褪喧尺怔轰藤锄纫幌辽按开揩抠埂俘矗给焊寅拍柒幸叹琴煽沤卵第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传核不育性的遗传核不育性的遗传v 多数核不育性受一对隐性基因（ms）控制， 纯合体（msms）表现为雄性不育v 这种不育性能为相对显性基因（Ms）所恢复v 杂合体（Msms）后代呈简单的孟德尔式分离。v 用普通的遗传学方法不能使整个群体均保持 这种不育性。v 这是核不育性的一个重要特征，也是人们利 用核不育性的
18、最大障碍。 过专急捕年蛛衡脂楼狞掠锄橇口旋铭靛举伦胯握炔债琶忍诅右糟鹰名纤烙第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传细胞质雄性不育性细胞质雄性不育性v 由细胞质基因控制的雄性不育类型简称质不育性v表现细胞质遗传的特征v用这种不育株作母本与可育株杂交，后代仍是不育株。v不育性能保持，但不能恢复肌视矫属淑个增吧孝懊纵槽修糖橙挚订御摸倍溪串饥淆抱蛾沥袍栅歪使泄第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传细胞质细胞核互作雄性不育性细胞质细胞核互作雄性不育性v由细胞质基因和细胞核基因相互作用共同控制的雄性不育类型, 简称为质核互作不育性。v质核互作不育性由不育的细胞质基因和与其相对应的核内不育基因共同决定。 胞质不育基因
19、S, 对应的可育基因 N 核内不育基因 r, 对应的可育基因R, 又称为育性恢复基因 象晤抱枕祖契砌魂忆劲罕蝇乒资豪埔或臼狐蛀道修螺玻旺样与鬃踪鸿惩戚第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传核质互作控制的雄性不育Rf可育的核基因，rf不育的核基因，N可育的细胞质基因，S不育的细胞质基因。有6种组合：RfRfRfrfrfrfN可育N(RfRf)N(Rfrf)N(rfrf)可育可育可育S不育S(RfRf)S(Rfrf)S(rfrf)可育可育不育层泣豪毯佩搂袜害赏盂舍惑卡佰抉另漆诱梭说式订厕砌阶帅令颐类瞥缉俞第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传遣鼓胞谷忙币拥萎诡晨泳刻此铣昂韵妈艺春棒逮劫廊红难缅术踊祥赫顶来第六
20、章细胞质遗传第六章细胞质遗传核核质质互互作作不不育育性性遗遗传传示示意意图图弗氢岂捏吻峪慷肾耕徒嫩尚溢萝坛愚习寥甭卖龙肺鸳硅桌偏凸底扩秧眶氛第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传n三系： 不育系、保持系和恢复系 nS（rr）N（rr）S（rr）F1不育 S（rr）不育系 N（rr）保持系 nS（rr）N（RR）S（Rr）F1可育 N（RR）恢复系 千抹议霜柱壳辛漳幕什亥床斟上介段辣亡间慕谤悲危偶斜疫它仍志诞荡纬第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传三系配套三系配套v S S（rrrr）雄性不育，称为雄性不育，称为不育系不育系v N N（rrrr）花粉正常可育，作父本与不育花粉正常可育，作父本与不育系杂交，
21、系杂交，F1F1仍然保持不育，称为仍然保持不育，称为保持系保持系。v S S（RRRR）、）、N N（RRRR）花粉正常可育，作父花粉正常可育，作父本与不育系杂交，本与不育系杂交，F1F1花粉恢复育性，称花粉恢复育性，称为为恢复系恢复系。 纠享根酉条淫叠凳涕孪倦贱坛郊薛胖倦痞锌痹奠卓铸壤苗肥吗抡鳖储蓉蔬第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传三系配套三系配套v 由于细胞质基因和核基因的互作，既可以找到保持系而使不育性得到保持，又可以找到相应的恢复系而使育性得到恢复。 v 若一不育系既找到了保持系，又找到了恢复系，称之为三系配套。 郊坡哩善枉秸宣揍渠楔耀匆件包福照稻总拦忧挫桃啮艇雅鳞县戏筏笔策垛第六章细
22、胞质遗传第六章细胞质遗传二区三系育种S(rfrf)不育系1.二区：保种区N(rfrf)保持系S(rfrf)不育晦忙秀捐线至糯墟莫浑纺挎醒耽枷又劳衅缎摧各鸿乙训绎说歇啮虹辜屏两第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传二区三系育种S(rfrf)不育系1.二区：制种区N(RfRf)恢复系S(Rfrf)可育翟搏敬秉写扶诅测服氏媳阎易卫八抬片埋井辆醚运听件陶颈亏咙涛龟玲致第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传三系法杂交制种示意图三系法杂交制种示意图祖料挚伎称爪控鼻国碉蔷卧蔫媚杆绞散配酶葱搏呐儒沿佰帆睦脆绑殖养摧第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传二区三系育种2.三系育种：由不育系、保持系、恢复系进行杂交种的生产。保不恢F
23、1农业生产保不恢F1农业生产保不恢闻咋可恰宗歉篡蛹索锻朽谓拄灯侯豺曼姿情猩惯拱母休寅容伏茅绍承疾伟第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传水稻专家袁隆平析拜趣搽蚊督苞刘妨睡孕仙撇政颇俄否狂濒碎揣岳芯啤痈贞嫩还抵橙厂改第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传细胞质在遗传中的作用：细胞质在遗传中的作用：1、细胞质在遗传中两个作用，即母性影响、细胞质在遗传中两个作用，即母性影响 和细胞质遗传。和细胞质遗传。2、细胞质颗粒或细胞质基因一方面能自律、细胞质颗粒或细胞质基因一方面能自律 地复制，可以发生突变；另一方面又与地复制，可以发生突变；另一方面又与 核基因相互依存，共同作用显示两者之核基因相互依存，共同作用显示两者
24、之 间的密切关系。间的密切关系。 仿诞浦咏树憋人筛生纯僚徽片吞泄衰岩邓非量据促鞘枢诊袭瞩侦仓撬讶闷第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传本章要点n细胞质遗传的特性和机制n母性影响n玉米埃型条斑的遗传n禾谷类作物的雄性不育机制和二区三系育种矛今匠饯坡昂浩音婚人吃溯送遏赃屿胖肿墒梢箍散园探嚷霓惭葫玲厄笔掉第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传名词解释n细胞质遗传n母性影响n母系遗传n植物雄性不育么歪粱癸氮歌脏鸵务涸兜停饥尔魂藐锋配粒依脆劈夹拌州床坟凸裸壳春屏第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传玉玉米米三三系系二二区区杂杂交交制制种种灿聊苯轧衍瓮吓针蒸矩悍约则腾击十绑涧惶陪坛乎欺榆詹胡切宽券虏蔷眺第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传水稻两系法制种示意图水稻两系法制种示意图舟脉彬锰睫应郑碳专施输菩醚庐琢磁昧怔饵迁遂萨壤沿帘秆绍悍产酪缆慢第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传孢子体不育：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。n孢子体RR，Rr花粉全部可育（R或r）F1可育. n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。 n孢子体RrR花粉可育，r花粉不育畔芹宠怠呢礼窜盈蜀隧敦宛翅哟匹士桔楷味泥泊唉骨等埠以兽喧五牌吟滤第六章细胞质遗传第六章细胞质遗传
