作物育种学的遗传学原理.ppt

1,第二节 作 物 育 种 的 遗 传 学 原 理,2,主 要 内 容,一、遗传及其物质基础 二、遗传的三大规律 三、选 择（自学） 四、数量性状遗传,3,一、遗传及其物质基础,（一）遗传、变异和选择 1、遗传(heredity)：亲子间的相似现象。 “种瓜得瓜、种豆得豆” 2、变异(variation)：个体之间的差异。 “母生九子，九子各别” 3、选择（selection)：改变不同个体的生存机 会或留下后代的机会。,4,一、遗传及其物质基础,4、遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素： 遗传+ 变异+ 自然选择形成物种 遗传+ 变异+ 人工选择动、植物品种 5、遗传和变异的表现与环境不可分割。,5,一、遗传及其物质基础,6,(二)、遗传的物质基础(DNA),一、遗传及其物质基础,同种生物不同细胞中DNA的质与量恒定； 在性细胞中DNA的含量为体细胞的一半。 艾弗里（Avery O. T., 1944）等用纯化因子研究肺炎双球菌的转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。 赫尔希（Hershey A. D., 1952）等用同位素示踪法在研究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质。,7,1、遗传物质DNA的结构组成,1）鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T） A+G/T+C G+C/A+T,一、遗传及其物质基础,8,一、遗传及其物质基础,2）复制：根据配对原则，每一条DNA单链都能准确的指导另一条单链的合成，,保证了DNA在世代传递中具有稳定性。,9,一、遗传及其物质基础,然而，对一特定物种的DNA分子来说，其碱基顺序是一定的，并且通常保持不变，这样才能保持该物种遗传特性的稳定。只有在特殊的条件下，改变期碱基顺序或碱基类似物代替某一碱基时，才出现遗传的变异（突变）。,10,3）转录：DNA通过碱基配对编码和控制核糖核酸RNA的合成。 G+C/A+U,一、遗传及其物质基础,11,4）翻译：RNA有三种类型，mRNA 编码蛋白质氨基酸序列，转移核糖核酸tRNA和核糖体核糖核酸rRNA控制和协助蛋白质的合成。,一、遗传及其物质基础,12,2、遗传的中心法则,一、遗传及其物质基础,遗传密码的破译解决遗传信息本身的物质基础及含义的问题。 “中心法则”解决遗传信息的传递途径和流向问题。,遗传信息从DNA通过RNA传递到蛋白质，间接地控制着生物所有生理生化活动和性状的表现。,13,3、主要遗传学名词,一、遗传及其物质基础,基因：携带有特定遗传信息的DNA功能片段，是遗传和变异的基本单位。 相对性状：同一性状上差别明显的相对差异。,等位基因：控制相对性状的基因互为等位基因。,14,3、主要遗传学名词,一、遗传及其物质基础,显性和隐性：具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1个体表现的性状为显性，不表现的为隐性。 自交：同一个个体自我交配，植物中即自花授粉，也泛指基因型相同的个体间交配。 杂交：不同基因型个体之间的交配。,15,二、遗传的三大规律,（一）、分离规律 （二）、独立分配规律 （三）、连锁遗传规律,16,二、遗传的三大规律,孟德尔（Mendel G. J.，18221884）系统地研究了生物的遗传和变异。 豌豆杂交试验（1856-1864）； 1866年发表植物杂交试验,提出分离规律和独立分配规律； 1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的建立和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。 1910年起将孟德尔遗传规律-孟德尔定律。,17,1、孟德尔的豌豆杂交试验:,18,1）孟德尔试验的特点： 遗传纯：以严格自花授粉植物豌豆为材料； 稳定性状：选择简单而区分明显的7对性状进行杂交试验； 相对性状：采用各对性状上相对不同的品种为亲本； 杂交：进行系统的遗传杂交试验； 统计分析：系统记载各世代中不同性状个体数，应用统计方法处理数据获得结果，否定了混合遗传观念。,19,20,2）方法（如红花与白花亲本杂交）,(1).正交 P 红花（雌）白花（雄） F1 红花 （自交） F2 红花 白花 株数 705 224 T=929株 比例 3.15 : 1 (2).反交 白花（雌） 红花（雄） 3 : 1 以上说明F1和F2的性状表现不因亲本而异。,21,3）结果：7对相对性状的试验结果相同,22,F1性状表现一致，只表现一个亲本性状，另一个亲本性状隐藏。 F2分离：一些植株表现出这一亲本性状，另一些植株表现为另一亲本性状，说明隐性性状未消失。 F2群体中显隐性分离比例大致为3:1。,4）试验结果特点：,23,基因型（genotype）：个体的基因组合即遗传组成；如花色基因型CC、Cc、cc 表现型（phenotype）：生物体所表现的性状。 如红花、白花 内在基础 环境 外在表现 基因型 表现型 （根据表现型决定） 基因型、表现型与环境的关系： 基因型+环境 表现型。,5）孟德尔提出的遗传因子基因（gene）,24,P 红花 r 白花 CC cc 配子G C c F1 红花 Cc F2 ,25,纯合基因型（homozygous genotype）： 或称纯合体，成对基因相同。如CC、cc，纯质结合。,基因型类型：,CC 纯合体 稳定遗传； Cc 杂合体 不稳定遗传； cc 纯合体 稳定遗传。,杂合基因型（heterozygous genotype）： 成对基因不同。如Cc或称杂合体虽然Cc与CC的表现型一致，但其遗传行为不同。可用自交鉴定：,26,孟德尔以豌豆为材料，选用具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交，研究两对相对性状的遗传后提出： 独立分配规律（自由组合规律）。,27,1、试验结果,P 黄色子叶、圆粒绿色子叶、皱粒 F1 黄色子叶、圆粒 15株自交结556粒种子, F2种子 黄、圆 黄、皱 绿、圆 绿、皱 总数 实得粒数 315 101 108 32 556,理论比例 9 ： 3 ： 3 ： 1 16 理论粒数 312.75 104.25 104.25 34.75 556,28,先按一对相对性状杂交的试验结果分析： 黄绿=(315+101)(108+32)=416140=2.97131 圆皱=(315+108)(101+32)=423133=3.18131,2、结果分析,F2出现两种重组型个体则说明控制两对性状的基因在从F1遗传给F2时，是自由组合的。,两对性状是独立互不干扰地遗传给子代，每对性状的F2分离符合31比例。,29,黄、圆3/43/4=9/16 黄、皱3/41/4=3/16 绿、圆1/43/4=3/16 绿、皱1/41/4=1/16,(31)2=9331,按概率定律，两个独立事件同时出现的概率是分别出现概率的乘积：,30,P 黄子叶、圆粒 r 绿子叶、皱粒 YYRR yyrr G YR yr F1 黄子叶、圆粒YyRr F2,3、基因型解释,31,3、基因型解释,32,控制两对性状的等位基因，分布在不同的同源染色体上；减数分裂时，每对同源染色体上等位基因发生分离， 而位于非同源染色体上的基因，可以自由组合。,4、独立分配的实质：,33,1906年，贝特生（Bateson W.）和贝拉特（Punnett R. C.）在香豌豆的二对性状杂交试验中首先发现性状连锁遗传现象。,34,P 紫花、长花粉粒(PPLL) 红花、圆花粉粒(ppll) F1 紫、长 PpLl F2 紫、长 紫、圆 红、长 红、圆 P_L_ P_ll ppL_ ppll 总数 实际个体数 4831 390 393 1338 6952 按9:3:3:1推算 3910.5 1303.5 1303.5 434.5 6952 以上结果表明F2： . 同样出现四种表现型； . 不符合9:3:3:1； . 亲本组合数偏多，重新组合数偏