园林植物遗传育种学课件文本(2)

配子 R r ?

F1 Rr×

?（红色）

? 雌配子 1/2 R 1/2 r ?雄配子 1/2 R 1/4 RR 1/4 Rr ? 1/2 r 1/4 Rr 1/4 rr ?F2基因型比 1RR : 2Rr : 1rr

? （ 红色） （白色） ?F2表型比 3 ： 1 三. 孟德尔假说

1. 性状是由独立的遗传因子决定的；

2. 遗传因子在体细胞中成对存在，有显隐 性关系； 3. 形成配子时分离，在性细胞中只含一个； 4. 配子形成合子时机率均等。

四. 孟德尔假说中的重要概念

? 基因型和表现型 ? 等位基因

? 纯合子与杂合子

?1.基因（gene）: 现代生命科学用―基因‖(gene)一词取代了孟德尔的―遗传因子‖(genetic factor)概念。基因位于染色体上，是具有功能的特定核苷酸顺序的DNA片段，是贮存遗传信息的功能单位，基因可以突变，基因之间可以发生交换。随着现代遗传学的发展，人们对基因概念的认识日益深入。 ?2.基因座（Locus）：基因在染色体上所处的位置。 ?3.等位基因（alleles）：在同源染色体上占据相同座位的两个不同形式的基因，是由突变造成的许多可能的状态之一。

?4.显性基因（dominant gene）：在杂和状态中能够表现其表型效应的基因，一般以大写字母表示。

?5.隐性基因（recessive gene）：在杂和状态中不能表现其表型效应的基因，一般以小写字母表示。

?6.基因型（genotype）：生物体的遗传组成。是生物体在环境条件的影响下发育成特殊性状的潜在能力。

?7.表型（phynotype）：生物体所表现出的性状。它是基因型和在外界环境作用下具体的表现。 ?8.纯合体（homozygote）：等位基因座上有两个相同的等位基因，成对的基因都是一样的。

?9.杂合体（heterozygote）：等位基因座上有两个不相同的等位基因的合子体，成对基因不一样，或称基因的异质结合。

?10.真实遗传（true breeding）：子代性状永远与亲代性状相同的遗传方式。 ?11.回交（back cross）：杂交产生的子一代个体与其亲本进行交配的方式。 ?12.测交（test cross）：杂交产生的子一代个体与其纯合隐性亲本进行交配的方式。 五. 分离假说的验证

*分离律的实质 ? 测交法 ? 自交法

*孟德尔法则的普遍性

测交试验

? 红花 白花 ? Cc × cc ?

Cc : cc = 1 : 1

?由此可以引申出如下结论：

?成对的遗传因子在杂和状态下互不粘连，保持其独立性，当它形成配子时相互分离从合子到配子，遗传因子由双变单，这种变化称为分离（segregation）；

?遗传因子（基因）的分离是性状传递最为普遍和基本的规律。 自交试验

?P Cc× ?

F1 CC : Cc : cc = 1 : 2 : 1

? ( C_ : cc = 3 : 1 ) ? 子一代所有显性个体均自交 ?

F2 CC: ( CC:Cc:cc=1:2:1 ) = 1 : 2 ?

C_:cc=3:1

六. 分离律实现的条件 1 二倍体

2 减数分裂正常

3 配子形成合子机率均等 4 合子发育正常 5 分析的群体足够大 七. 孟德尔的贡献

1 统计关系

2 杂交试验

3 因子假说

The Nobel Prize in Chemistry 2009

?The ribosome translates the DNA code into life ?Venkatraman Ramakrishnan, ? Thomas A. Steitz ? Ada E. Yonath

一 遗传的染色体学说 （一）平行现象

–遗传单位 –成对存在

–分别来自父、母本 –形成配子时彼此分离 –形成合子时自由组合

?染色体可以在显微镜下看，有一定的形态结构，能够复制出与其完全相同的结构，因而能保

证世代间的连续性与稳定性；基因是遗传学单位，每对基因在杂交中仍保持其独立性和完整性，也能复制出跟自己相同的因子。

?染色体在体细胞中成对存在，基因也是成对的；在配子中每对基因只有一个，而每对同源染色体也只有一个。

?个体中成对的基因一个来自父本，一个来自母本；两个同源染色体也是分别来自父本和母本。

?成对的遗传因子在形成性细胞时彼此分离；同源染色体在形成性细胞时也是彼此分离的。

?不同对基因在形成配子时的分离与不同对染色体在减数分裂后期的分离，都是独立分配的，即形成配子时是自由组合的。

?基于孟德尔的遗传因子与性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着上述平行关系，美国 W.S.Sutton 和德国的 T.Boveri 在1903年各自提出了细胞核内的染色体可能是基因的载体的学说，认为基因是在染色体上。Sutton 指出，如果假定基因在染色体上，那么就可能十分圆满地解释孟德尔的分离定律和自由组合定律。

二 伴性遗传现象

?（一 ）摩尔根关于果蝇伴性遗传的研究

?若要证明基因在染色体上，就需要将某特定的遗传因子与特定的染色体联系起来。（T．H．Morgen，1866-1945）是现代遗传学的又一奠基人。20世纪初，他和他的学生们把注意力放在研究基因和染色体的关系上。他以果蝇为试验材料，并改称遗传因子为基因（gene），作了一系列精巧的实验， 其中3个实验最能说明问题。

? SEX LIMITED INHERITANCE IN DROSOPHILA ?T. H. MORGAN

?Woods Hole, Massachusetts

?Morgan, T. H. 1910. Sex-limited inheritance in Drosophila, Science, 32: 120-122.

?In 1910, when T. H. Morgan published the results of his work on an atypical male fruit fly that appeared in his laboratory, all this began to change. Normally Drosophila melanogaster have red eyes, but Morgan’s new fly had white eyes. To study the genetics of the white-eye trait, Morgan crossed the original white-eyed male with a red-eyed female and obtained the following results:

? Male Female ?P white eyes red eyes ?F1 all red allred ?F2 ? red all red

? ?white allred ?Because the trait first seemed to occur only in males, Morgan

?1． X+ X+ ? Xw Y（来自突变） ? 红眼雌 白眼雄 ?

? X+ Xw ? X+ Y ? 红眼雌 红眼雄

? X+ X+ X+ Y X+ Xw Xw Y ? 红眼雌 红眼雄 红眼雌 白眼雄

? 1 ： 1 ： 1 ： 1

三 连锁和交换

交换现象

(二）连锁和交换的遗传机制

四 连锁群 连锁规则

–如果如果A基因与B基因连锁，B基因与C基因连锁，那么A基因与C基因连锁。 –A基因与B基因连锁，B基因与C基因不连锁，那么A基因一定不与C基因连锁。 连锁群

设有A,B,C,D四个基因，A与B连锁，C与D连锁，而A与C不连锁，则A与B属于同一连锁群，C与D属于另一连锁群。 连锁交换定律

?连锁和交换这一对名词在遗传学上被沿用下来，作为与孟德尔定律中基因分离律、自由组合律而并立，由T. H. Morgan 证明并完善第三条遗传学基本规律。连锁交换定律的基本内容是： 处在同一条染色体上的两个或两个以上基因遗传时，连合在一起的频率大于重新组合的几率。重组类型的产生是由于配子形成过程中，同源染色体的非姊妹染色单体间发生了局部交换的结果。

五 染色体图

通过仔细安排的杂交试验和种植并测定大量后代不同性状的连锁程度，记录不同性状之间结合在一起遗传的频率，可以标出基因在染色体上的相对位置，叫做染色体图（chromosome map).

?果蝇染色体图 五 染色体图

玉米连锁图

六 连锁遗传在园林植物上的应用

?园林植物中的连锁遗传现象除形态性状之间的连锁，如花色与花粉形态之间的连锁外，还有形态与生活力之间的连锁、形态和生理特性之间的连锁等一些重要的连锁现象。 例1．形态和成活力之间的连锁遗传：

?形态-成活力连锁系统是高等植物广泛存在的现象(Grant,1975)。不仅形态性状的基因间可以连

锁，形态性状的基因和成活力基因也可能位于同一条染色体上，属于同一个连锁群，在这种情况下，植物的成活力或生长速度等也就可能与某一形态上的特定性状相伴存在。当然这种情况的出现有可能是成活力基因 ( Viability gene ) 具有形态上的多效性，但也有可能是某一形态基因具有影响生活力的多效性，因此在实际工作中需要区分基因的多效性和形态成活力连锁遗传。 形态与成活力之间的连锁遗传在园林植物育种中的实践意义

?当我们播种时务求让所有种子都能发芽生长，直到开花结果。过早死去的幼苗可能代表着一些重要的形态与生理类型，使育种者失去即将到手的理想性状。这种情况在远缘杂交的种子中尤为突出，杂种成活力差异较大，因此应根据连锁遗传知识，考虑原亲本的适应范围，选择适宜地点和气候播种杂种种子。

例2．形态与生理性状之间的连锁遗传：

?观赏植物中存在着的花柱异长现象和自交不亲和现象是一种复杂的生理性状，很多学者对这一性状进行了研究。如报春花Primula minima这个种的群体中有针式型 (pins) 和线式型(thrums) 两种类型的花。pins有长花柱、低位花药和大的柱头突；而thrums则为短花柱、高位花药和小柱头突。这些特点的结合减少了类型内授粉机会，从而促进了相互授粉，另外还有一种亲和机制即thrums×thrums或pins×pins不亲合，只有pins×thrums或thrums×pins才亲合，能产生良好的种子。花柱异长现象在达尔文时代只能用进化论来解释，现代遗传学揭示了这一现象的本质。

第4章 分子基础

一、DNA是遗传物质

1944年，美国细菌学家 Osalwad Theodore Avery 发现基因是由脱氧核糖核酸即DNA 组成。这一发现应属于诺贝尔奖级的科学成果。 核酸的发现

1868年，瑞士科学家F.Miescher在外科手术绷带上的脓血细胞中分离出一种含磷有机化合物，其具有很强的酸性。由于是从细胞核中分离出来，故称之为核素（nuclein）。 今日，科学家们称之为脱氧核糖核酸。 二）DNA是遗传物质的间接证据 连续性、稳定性、自主性物质： ?同种生物不同个体间的稳定性；

?同一个体不同组织的细胞间的稳定性； ?同一个体不同发育年龄的稳定性； ?仅在能自体复制的细胞器上找到。

肺炎双球菌转化试验： 1928年, Griffith

噬菌体感染图象

RNA是遗传物质 二、核酸的化学性质

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