8细胞质基因的遗传和变异.ppt

第八讲细胞质基因,1、线粒体2、叶绿体3、三系法杂交水稻,一.核外遗传的特点(1)正反交的结果不同。通常显示逐代出现单亲遗传（uniparentalinheritance）的现象，如母体遗传（maternalinheritance）。(2)不出现分离比，即非孟德尔式遗传；(3)母本的表型决定了所有F1代的表型；(4)遗传物质在细胞器上，不受核移植的影响；(5)不能进行遗传作图；,一、线粒体,1小菌落脉孢菌(Neurospora)的遗传1952年MaryMitchell分离了脉胞菌的小菌落（poky）poky野生型后代全部为poky。野生型poky后代全部为野生型。核外突变（extranuclearmutaation）或细胞质突变（cytoplasmicmutation）,2、酵母小菌落(peptite)突变,1940，BorisEphrnssi在正常的细胞群体中有0.1%1%的细胞会自发变成小菌落。在插入剂（如：溴化乙锭，EB）存在时100%的细胞都变成小菌落。分类(1)核基因突变型分离型(2)中性型mtDNA丢失(3)抑制型mtDNA突变,酵母小菌落,正常线粒体小菌落线粒体,线粒体是真核细胞中的细胞器。每个细胞中含有几十至数千个线粒体。每个线粒体有多个线粒体基因组拷贝。线粒体是非孟德尔式遗传方式，在高等生物中具有母性遗传的特征。,3,线粒体的遗传规律,母系遗传多个作用单元的随机分配,4、mtDNA的遗传特征,母性遗传：mtDNA全部来自母亲，非孟德尔式遗传，线粒体随机分配到子细胞。mtDNA无内含子。mtDNA复制，转录，翻译所需的酶由核基因组提供。mtDNA一般没有蛋白质保护。mtDNA合成存在与细胞整个周期。具有突变和缺失热点。,线粒体的基因,37个基因13个蛋白质基因2个rRNA基因（16s,12s)22个tRNA基因,5、mtDNA致病的遗传机制,线粒体基因组本身突变线粒体基因组突变可以引起视觉神经和心肌性疾病。点突变：由于mtDNA裸露，易受损伤，且修复机制不全。所以突变频率较高。11778密码突变，arg-his视觉神经性疾病。,缺失：常见5kb,8470bp-13447bp缺血性心肌病7.4kb,8637bp-16073bp原发性心肌病mtDNA插入核基因组溶酶体途径：核酸水解酶下降，mtDNA不能完全消化，片段游离在细胞质中。直接游离：mtDNA复制中同源重组，产生mtDNA断片。线粒体崩解：由于理，化，病等因素，线粒体肿胀破裂，释放出mtDNA.以上DNA片段插入核基因组，造成突变。,脉胞菌中一种衰老品系Kalilo品系9Kb的线粒体质粒,6,线粒体在人类进化和迁移分析中的作用,分子标记,二、叶绿体系统的核外遗传,1909年由CarlCorrans发现（irabilisjalapa）,1、1909，CarlCorrans，非孟德尔遗传发现者，洗澡花（紫茉莉）花斑枝条,2、叶绿体遗传特点,叶绿体是绿色植物特有的核外遗传结构。非孟德尔式遗传。裸露的环状双链DNA分子。120217kb一个叶绿体含1数十个叶绿体基因组。叶绿体DNA不含5-甲基胞嘧啶。,3、叶绿体基因组,（一）结构,叶绿体基因组,cpDNA的基因组成,cpDNA基因组成有以下特点：,（1）基因组由两个IR和一个SSC及一个LS（2）IRA和IRB，编码相同，方向相反。（3）cpDNA启动子和原核生物的相似，基因产生单顺反子或多顺反子的mRNA；（4）不同cpDNA基因组成和数目几乎是相同的，产物多为类囊体的成分或和氧化还原反应有关；（5）其tRNA基因中有内含子，有的位于D环上，此和原核及真核生物核tRNA都不相同；（6）所有叶绿体基因转录的mRNA都由叶绿体核糖体翻译。,4，原质体的分化,5，叶绿体的转化,意义启动子反复的植株再生6，细胞器和细胞核的信息交流,三、三系法杂交水稻,三系二区制种法。(1)雄性不育系，以符号（s）rfrf来表示。（s）是指(sterility)，rf（resterefertile）是表示雄性不育得到恢复。（2）保持系：以符号（n）rfrf来表示。（Nfornormal)来表示。（3）恢复系：（N）RfRf，,水稻专家袁隆平,染色体与细胞质共作用,核基因与细胞质基因共同作用。杂交育种：不育系：S(rr)保持系：N(rr)恢复系：N（RR）（雌）不育系X保持系（雌）不育系X保持系S（rr）N(rr)S（rr）N(RR)不育系杂种一代S（rr）S(Rr)（有一即可，还是缺一不可）,四，内共生学说,其他的内共生体草履虫卡巴粒,五、母性影响,