植物营养遗传重点-

1、华中农业大学本科生植物营养遗传学考试(本课程需掌握:基本概念、基本原理、基本技术、简单推算MADE BY ZIHUAN0801一.1、植物营养遗传学是研究植物营养性状遗传和变异的规律,及其植物营养性状遗传改良途径和技术的一门基础理论课程,是随着植物营养学和遗传学、分子生物学的迅速发展而发展起来的一门新兴的交叉学科。2、论述:(1、当前(今后一段时间植物营养遗传学所要解决的主要问题?A挖掘土壤养分高效利用的作物种质;B揭示高效种质对土壤养分胁迫的生理适应性和遗传与分子机理;C克隆养分高效利用的基因;D培育土壤养分高效利用的作物新品系(种。(2、从理论和实践两方面谈谈你对植物营养遗传学这一课程(领

2、域的看法。二.1、性状(Character:生物个体所表现出来的形态特征和生理生化特征统称为性状。单位性状(Unit:生物体所表现的性状总体可以区分各个单位作为研究对象,这样区分开来的性状叫“单位性状”。单位性状还可以进一步分为“子性状”。相对性状(contrasting:同一单位性状的相对差异。植物营养性状是指与土壤-植物营养问题有关的植物性状的总称。主要包括养分效率和对矿质元素毒害的抗性。植物营养中的单位性状有:氮效率、磷效率、抗盐性等。氮效率又可分为氮利用效率、氮吸收效率、氮运转效率等。表现不连续变异的性状称为质量性状(Qualitative,往往是由单个基因或主效基因控制的。表现连续变

3、异的性状称为数量性状(Quantitative,往往是由多个基因控制的,通常称为“微效多基因”或“微效基因”。2、基因型和环境条件共同作用使得某个体表现出特定的性状,这种反映基因型和环境共同作用的个体就是表现型(phenotype。在由不同的个体所组成的遗传群体中,由于基因分离、重组和突变等原因,不同个体间在基因组成上会产生差异,即“基因型差异”。基因互作分为基因内互作和基因间互作。基因内互作主要由完全显性、不完全显性、共显性等。基因间互作主要有上位作用、互补作用和积加作用等。“一因多效”:即一个基因同时影响着多个基因的表达。“多因一效”:即多个基因共同影响着同一性状的表现。植物营养性状有相对

4、简单的质量性状,但更多的是比较复杂的数量性状。主要原因为:A、植物某一元素的营养涉及到该元素的吸收、运输、同化、代谢等复杂过程,就必然涉及到多个基因控制。即植物营养性状通常是由多个子性状综合表现的结果。B、植物营养性状多以生长反应(生物量为衡量基础的,而生物量本身就是一个数量性状。植物性状的遗传改良取决于该性状的遗传潜力:A、某一性状是否具有基因型差异;B、该性状是可以遗传的。3、养分效率(Nutrient efficiency:指某个基因型在一定的养分供给条件下,获得高产或高养分含量的能力。包括:A、吸收效率:养分胁迫条件下,植物吸收养分的能力。B、运输效率:植物通过短、长距离把养分从根部转

5、运到地上部代谢位点的能力。C、利用效率:单位吸收的养分所能产生的植物产量。(表示方法微量元素效率的遗传控制相对比大量营养元素简单。简答:不同植物之间或同一植物的不同品种之间均存在着氮效率差异,具体表现在:a.吸收硝态氮和铵态氮能力方面的差异;b.硝酸还原酶的表达水平和活性方面的差异;c.植物体内无机氮(主要是硝酸盐贮存库大小方面的差异;d.氮在体内运转和再利用方面的差异。抗盐性一般是多基因控制的,具有数量遗传性状的复杂性,呈“多因一效”的模式。抗铝性一般是12个基因控制的。超累积植物(superaccumulator:对重金属有很高的富集能力,地上部累积的金属离子浓度比一般的植物髙101000

6、倍。4、能准确地反应植物营养某一性状遗传潜力的形态和生理生化指标称为植物营养性状的特异性指标。(根构型5、植物遗传资源:是指一切可供研究和利用、可遗传的植物材料的总称(or与植物营养性状有关的植物材料总称。植物营养性状的形成是植物在某一生态环境中进化的结果。6、种质资源保存的重要性体现在:a生态破坏导致动植物消亡;b品种选育-遗传均一性;c基因资源。种质资源的评价:a初步评价:基本情况调查如形态和生物学特征等;b系统调查:主要特性进行系统地了解;c重要特性的鉴定.步骤:收集的种质田间(或盆栽候选种质-田间、土培和水培目标种质生理生化指标种质资源的应用:a、传统育种;b、遗传工程;c、分子机理。

7、三.1、遗传:亲代与子代相似的现象。变异:亲代与子代间或子代与子代个体间出现差异的现象。遗传学:研究生物的遗传和变异的学科。研究遗传物质的结构和功能以及遗传信息的传递与表达。研究对象:一切生物。染色体:指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色,并具有一定形态、结构特征的物体。染色体组:一个生物赖以生存和保证正常生长与发育最低数目的一套染色体。染色体组型:有丝分裂中期染色体的表现,包括一个生物种的染色体数目、形态和组成。同源染色体(homologous chromosome细胞中形态、结构和功能相同的一对染色体。(一个来自父方,一个来自母方非同源染色体(non-homologous chro

8、mosome:细胞中形态、结构和功能不同的染色体互称为非同源染色体。姊妹染色单体(sister chromatid:染色体通过复制形成的由同一着丝粒所连接在一起的两条遗传内容一样的子染色体。非姊妹染色单体(non-sister chromatid:同源染色体中来自父方染色体的单体与来自母方染色体的单体互称为非姊妹染色单体。2、细胞周期(cell cycle:指上一次细胞分裂结束起到下一次细胞分裂止,细胞所经历的变化过程和时间。有丝分裂:间:复制合成来准备;前:膜仁消失显两体;中:形定数晰赤道齐;后:点裂数加均两级;末:两消两显重开始。有丝分裂的意义:通过染色体自我复制和有序分离,保证遗传物质(

9、物种的稳定性,维持正常生长。3、减数分裂(meiosis:又称成熟分裂,配子形成过程中由性母细胞发生的一种特殊的有丝分裂。它使细胞染色体数目减半,故又称为减数分裂。意义:a染色体复制、减半分裂、雌雄配子受精,保持物种染色体数目的稳定(通过染色体数目减半和受精过程;b变异的来源之一(通过染色体分离、自由组合、交换。4、基因(gene:控制生物性状的“遗传因子”。性状(character:生物体所表现的形态特征和生理特征。单位性状(unit:生物的某个形态或生理特征。相对性状(contrasting:同一单位性状的相对差异。表现型(phenotype:指生物体所表现的性状。基因型(genotype

10、:指生物体的基因组合。座位(locus:基因在染色体上的位置。等位基因(alleles:位于同源染色体相同座位上,控制同一相对性状不同表现的基因。显性基因(dominant:控制显性性状的基因。隐性基因(recessive:控制隐性性状的基因。纯合体(homozygote:成对基因是相同的个体。同质结合杂合体(heterozygote:成对基因是不同的个体。异质结合显性性状:杂种F1只表现的那个亲本的性状。隐性性状:杂种不表现,纯合才表现的另一亲本的性状。5、基因分离规律实质:一种性状受基因控制,在体内成双,相互独立;在配子形成时,成对的基因彼此分离,互不干扰;形成合子(受精时雌雄配子随机结合

11、。测交:被测个体与隐性纯合亲本的交配。显性不总是完全的,可以是不完全和共显性的:完全显性:杂合体与显性纯合体表现一致。不完全显性:杂和体表现显性纯合体和隐性纯合体的中间类型。共显性(显性不存在:两个成对的基因在杂合体中都显示作用。表现型=基因型+环境。显性转换:显性在不同条件下发生转换。检测某个体是否纯合体可用测交或自交。6、基因的自由组合定律的实质:形成配子时,同源同源染色体上的等位基因发生分离;非同源染色体上的非等位基因自由组合。简答:孟德尔分离比实现的条件有那些?A、生物体是二倍体;B、F1的两种配子数目相等或接近相等,生活力一样;受精机会均等;C、各类合子及其发育的个体存活率相等;D、

12、相对性状差异明显,显性表现完全;E、杂种后代处于相对一致的条件下,分析的群体较大。7、连锁现象:原来为同一亲本所具有的两个性状,在F2中有连系在一起遗传的倾向。相引:两个显性基因连锁或两个隐性基因连锁。相斥:一个显性和一个隐性基因的连锁。完全连锁:同一染色体上的非等位基因不发生分离而一起传递到下一代的现象(即只产生亲型配子而无重组型配子。重组:产生新基因组合或染色体组合的过程。减数分裂产生两种重组:染色体间重组;染色体内重组。连锁遗传的实质:控制各对性状的基因被载于同一染色体上,这些非等位基因的重组是由性母细胞在减数分裂粗线期非姊妹染色单体片段交换引起的。8、基因定位确定基因在染色体上的顺序和

13、彼此间的距离两点测验(最基本的方法:A、通过杂交和测交(或自交确定基因连锁否B、根据重组率确定两对基因的位置和距离。三点测验(常用方法:通过一次杂交和一次测交,同时确定三对基因在染色体上的位置。分析步骤:首先判断三对基因是否连锁;确定排列顺序:将双交换型(最少类型与亲型(最多类型比较,有差异的基因位于中间;估算重组率,换算成图距;绘连锁遗传图;求符合系数,判断干扰程度。符合系数(c.c=实际双交换值/理论双交换值一般0c.c1vb的图距=(RFvb+2×RF双×100理论双交换值=RFvl×RFlb9、数量性状的一般特征:1可度量、2呈连续变异、3易受环境影响、4

14、多基因控制注意质量性状与数量性状的比较以及“微效多基因假说”的主要论点。方差表示了一组资料的分散程度或离中性。10、广义遗传率(h2B:遗传方差占总方差的比值。VG/VP表型方差VP=基因型方差VG+环境方差VE h2B=VGVE=1/2(VP1+VP2=VF1=1/3(VP1+VP2+VF1=(1/4VP1+1/2VP2+1/4VF1狭义遗传率(h2N=1/2VA/(1/2VA+1/4VD+VE=2VF2(VB1+VB2/VF2注意广狭义遗传率计算方法的优缺点。11、数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL:控制数量性状的基因在基因组中的位置。QTL定位:利用

15、分子标记进行连锁分析检测出QTL。QTL定位的应用:a利用分子标记辅助选择提高育种效率、b可将转基因技术用于数量性状的遗传操作、c鉴别由多基因引起的遗传疾病12、基因互作:非等位基因相互作用共同决定一个单位性状不同表现的现象。包括:互补作用、积加作用、重叠作用、上位作用、抑制作用四.1、常规育种方法:引种:指从外地直接引入适合本地栽培的植物品种、品系或作为育种材料的外地种质资源;纯系和群体选择;杂交育种:把不同品种的优良基因集中到一个个体(新品种上。有组合育种和超亲育种两种类型。包括:系谱法,混合种植法,回交法等。诱变育种:利用物理,化学和生物等方法诱导植物发生遗传性变异并从变异后代中选育所需

16、的品种或获得有价值的种质资源。2、细胞遗传学技术:愈伤组织培养;器官培养;细胞培养;原生质体培养。3、体细胞遗传学技术:染色体数加倍、潜换和添加、外源染色体片段导入。4、植物基因工程技术:工具酶:(一限制性核酸内切酶(Restriction endonuclease:凡能识别和切割ds-DNA分子内特殊核苷酸序列的酶,称为限制性核酸内切酶。(二DNA聚合酶(DNA polymerase:催化DNA的体外合成反应。(三DNA连接酶:将两段核酸连接起来的酶。(四其它酶:核酸酶(Nuclease、反转录酶(Reverse transcriptase、甲基化酶(Methylase。PCR原理与技术:根

17、据DNA半保留复制的特性,在体外进行DNA高温变性、低温复性和72延伸的多次循环,使目的DNA片断得到扩增的技术。载体:将外源DNA或基因携带入宿主细胞的工具。载体的条件:有复制原点,在细胞中能自主复制;有合适的限制酶切位点,外源DNA 插入不影响载体复制;有选择标记基因或筛选标记基因。另外,据需要可能还要求:携带外源DNA幅度宽;有促进外源DNA表达的调控区;特定宿主细胞外不能表达,以保证安全。载体的类型:质粒载体,噬菌体载体,粘粒载体,噬菌粒载体5、基因组文库(随机片段文库:用限制酶切割基因组DNA,将片段与载体连接,转移到宿主细菌中长成克隆。克隆中每个细胞的载体上都含有特定的基因组DNA片段。这些克隆中的一