《核外遗传》PPT课件.ppt

第十章 核外遗传 Extranuclear Inheritance,9.1 核外遗传的概念和特点,核外遗传(extranuclear inheritance)：或称细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)，指核内染色体以外的遗传因子所决定的遗传现象和遗传规律,遗传 物质,细胞质 基因组,核外遗传的特点,遗传方式是非孟德尔式的；杂交后代一般不表现一定比例的分离 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母本的性状 通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失,卵细胞：含细胞核，丰富的细胞质及各种细胞器 为子代提供核基因及全部或大部分细胞质基因 精 子：含细胞核，没有或极少有细胞质和各种细胞器 仅为子代提供核基因,9.2 母性影响 (maternal effect),由于母体基因型的影响，使子代表现母体性状的现象 与核外遗传十分相似，但它并非由细胞质基因决定，而是核基因产物在卵细胞中积累所决定，因此不属于核外遗传的范畴,椎实螺外壳旋转方向的遗传,椎实螺外壳旋转方向决定于第一次卵裂,9.3 线粒体遗传,9.3.1 线粒体遗传的表现,红色面包霉 poky 突变型的遗传,原子囊果：含细胞质和细胞核，相当于卵细胞 分生孢子：不含细胞质，在受精中提供细胞核，相当于精子,Poky突变型(缓慢生长突变型) 1952, Mary Mitchell,缺乏cyt a,b,酵母小菌落 (petite) 突变型的遗传,小菌落突变型 (petite) B. Ephrussi, 1949,缺少细胞色素a、b以及细胞色素c 氧化酶，在碳水化合物代谢中不能利用氧气，必须从发酵中获得能量才能进行生长。表现生长缓慢， 形成很小的菌落 用大菌落进行培养，经 常产生少数的小菌落， 而用小菌落进行培养， 只产生小菌落,细胞质融合,9.3.2 线粒体遗传的分子基础,线粒体基因组的分子特点,裸露的DNA双链分子，主要呈环状，但也有线性的 不同物种线粒体基因组大小差异很大。高等植物比动物大15150倍，为200 2500kb。真菌、昆虫到哺乳动物，其 mtDNA 越来越小，排列越来越紧密 mtDNA两条单链的密度不同。重链 (H链)、轻链 (L链) 绝大多数mtDNA中没有重复序列 碱基组成中GC含量比AT少。酵母GC含量仅为21% 半保留复制，由线粒体的DNA聚合酶完成,线粒体基因组的构成,基因数目和排列顺序相同。2个rRNA基因(12S,16S)，22个tRNAs，13个线粒体膜蛋白基因 2个rRNAs, 14个tRNAs, 12个 蛋白质基因在H链上，另8个 tRNA和1个蛋白质基因在 L链上 有一个D环，与复制有关； 两个复制起点，分别复制 H链和L链 基因间排列紧密, 没有间隔， 和原核生物相似,人、鼠、牛,线粒体基因的转录和翻译系统,不同生物的线粒体核糖体大小不等，都由两个亚基组成，每个亚基有一条rRNA分子 线粒体mRNA无先导序列，无帽子结构，起始密码子AUG在分子的5端，但3有 poly A 尾巴 线粒体tRNA为典型的三叶草二维结构，由线粒体DNA编码。啤酒酵母中有24个tRNA，人类及爪蟾中有22个tRNA,线粒体遗传密码与通用密码子存在一些差异,线粒体的半自主性,9.4 叶绿体遗传,9.4.1 叶绿体遗传的表现,紫茉莉花斑性状的遗传,9.4.2 叶绿体遗传的分子基础,叶绿体基因组的分子特点,裸露的闭合环状双链DNA结构，大小一般为120kb217kb 高等植物cpDNA的碱基成分与核DNA无明显区别。单细胞藻类如衣藻cpDNA GC含量为39%，而核DNA为67% cpDNA中缺少5-甲基胞嘧啶。核DNA25左右的胞嘧啶是甲基化的 高等植物中每个叶绿体内含3060个拷贝，每个细胞内含有几千个拷贝 半保留复制，由叶绿体DNA聚合酶完成,叶绿体基因组的构成,地钱、烟草、水稻,由2个反向重复序列 (IRA, IRB)、1个短单拷贝序列 (SSC)、1个长单拷贝序列 (LSC) 组成 IR长约1024kb，含4种核糖体rRNA基因 (16S, 23S, 4.5S和5S) cpDNA启动子和原核生物相似。 有单顺反子也有多顺反子 tRNA基因中有内含子的存在 含有近于完全相同的叶绿体基因,叶绿体基因的转录和翻译系统,叶绿体核糖体沉降系数70S，由大小两个亚基组成 (50S、30S)。大亚基中含23S, 4.5S, 5SrRNA, 小亚基含16SrRNA tRNA是由核DNA和cpDNA共同编码。脯氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸tRNA为核DNA所编码，其余的均为cpDNA编码,基 质：RubP羧化酶的大亚基、19个叶绿体核糖体蛋白、IF-1、EF-Tu、DNA聚合酶的, , 亚基、4个rRNA、40个tRNA 类囊体：PSI: P700的A1, A2原蛋白、PSII: 32kd P680原蛋白、细胞色素b559蛋白、光合作用电子传递蛋白、叶绿体ATP酶复合体B, A, E, 等亚基,9.5 植物雄性不育性的遗传,9.5.1 植物雄性不育的类别及遗传特点,雄蕊发育不正常, 不能产生有正常功能的花粉, 但雌蕊发育正常, 能接受正常花粉而受精结实的现象称雄性不育性(male sterility),核不育型,核内染色体上基因所决定的雄性不育类型,多数核不育类型受核内一对隐性基因(ms)控制，纯合体表现雄性不育，其不育性可被相对的显性基因(Ms)所恢复 杂合体(Ms/ms)后代呈简单的孟德尔式分离。用普通遗传学方法不能使核不育型的整个后代群体保持不育性,质核互作雄性不育性,由细胞质基因和核基因互作控制的雄性不育类型，又称胞质不育型 (cytoplasmic male sterility, CMS),当不育细胞质基因 S 存在时，核内必须有相对应的纯合隐性不育基因 rf / rf 存在，个体才能表现不育 如果细胞质基因是正常可育的基因N，即使核基因仍为 rf / rf ，个体仍是正常可育的 如果核内存在显性可育基因Rf，则不论细胞质基因是S 或 N，个体均表现育性正常,质核互作雄性不育性的应用 三系法杂交水稻,不育系 (A) S ( rf / rf ) 保持系 (B) N ( rf / rf ) 恢复系 (R) N (Rf /Rf )或 S (Rf / Rf ),The End,