园林植物遗传育种教学课件：遗传的基本规律

1、目录园林植物遗传育种学遗传的基本规律分离规律独立分配规律连锁互换规律目录Mendel 现代遗传学之父。生物学科的奠基人。研究过玉米、紫罗兰和紫茉莉等。考察生物的整体，更着眼于生物的个别性状。 概念4.表现型生物体所表现出来的各种性状。如红花、圆粒等。 基因型个体的基因组合。如 AA、AaBb 等。 返回目录1.性状：生物体所表现出来的形态特征和生理特征的总称。2.相对性状具有相对差异的同一单位性状。3.显性性状在完全显性的情况下，两亲本杂交子一代表现 出来的性状，没表现出来的称隐性性状。 完全显性 两亲本杂交，子一代表现其中一个亲本的性状 的现象。5.纯合体成对基因相同的个体。 杂合体成对基因

2、不相同的个体。 染色体DNA双螺旋链蛋白质基因思考：染色体、 DNA、基因、性状之间的关系是怎样？1.分离现象一、性状的分离规律红花：白花3：1子二代及后续多代自交仍有此规律7对性状均表现出此规律性 状杂 交 组 合F1表现的显性 性 状F2 的 表 现显性性状隐性性状比 例花 色红花白花红 花705红花224白色3.15:1种子性状圆粒皱粒圆 粒5474圆粒1850皱粒2.96:1子叶颜色黄色绿色黄 色6022黄色2001绿色3.01:1豆荚形状饱满不饱满饱 满822饱满299不饱满2.95:1未熟豆荚色绿色黄绿 色428绿色152黄色2.32:1花着生位置腋生顶生腋 生651腋生207顶生

3、3.14:1植株高度高的矮的高 的787高的277矮的2.84:12.分离现象的解释孟德尔假设杂合体产生的不同类型的配子数目相等（1：1），各雌雄配子随机结合，机会均等，结果形成3：1的表现型分离比。返回目录遗传性状由遗传因子（基因）控制，遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中成单存在。遗传因子之间存在显隐性关系。显性遗传因子控制显性性状，隐性遗传因子控制隐性性状。相对的遗传因子相互独立，形成配子时彼此分离。p 红花()白花() F1 红花自交 F2 红花 白花 株数 705 224比例3.15：1理论值 3 ：1实质：同对基因彼此分离3.分离假设的验证测交（测验杂交）：被检测的个体与隐性纯合体

4、的杂交。测交法基本原理：隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，这种配子对性状不起决定作用。红花（Ww） 白花（ww） F1 红花 白花 1： 1 Wwww自交法F2植株自交产生F3株系，然后根据F3的性状表现来验证F2的基因型。 根据解释， F2代白花的植株， F3代应全为白花植株； F2代红花的 植株，2/3应该是Cc杂合体， F3代应再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株， 1/3应该是CC纯合体，F3代应全部为红花植株 。花色分离情况：100株F2代中的红花植株中有64株（2/3）在 F3代再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株；36株（1/3）的植株在F3代不再分离，全部为红

5、花植株。 F1花粉鉴定法相对基因随同源染色体分配到不同的配子中，如果这个基因在配子发育阶段就表达，即可用通过观察配子（花粉）来验证。 理论基础： P （非糯性）WxWx wxwx（糯性） （含直链淀粉） （支链淀粉） Wx wx 碘液染色蓝黑色 红棕色 F1Wxwx 杂种花粉Wx wx 碘液染色蓝黑色 红棕色 要达到理想的分离比例，必须具备下列条件：亲本必需是纯合二倍体,相对性状差异明显。基因显性完全,且不受其他基因影响而改变作用方式。减数分裂过程,同源染色体分离机会均等，形成两类配子的数目相等,或接近相等。配子能良好地发育并以均等机会相互结合。不同基因型合子及个体具有同等的存活率。生长条件一

6、致,试验群体比较大。4.分离规律的应用 指导育种。杂种通过自交将产生性状分离，同时也导致基因的纯合。所以杂交育种上，自交和选择要同时进行。良种繁育。防止天然杂交以免杂合而分离。说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。在遗传研究和杂交育种工作中应严格选用合适的遗传材料，才能正确地分析试验资料，获得预期的结果，做出可靠的结论。理论上的应用：实践上的应用：已知双眼皮（A）对单眼皮（a）为显性：1、若父母都为双眼皮，孩子为双眼皮的几率是多少？2、若父母一方为双眼皮，一方为单眼皮，生双眼皮孩子的几率是多少？3、若双方都是单眼皮，能否生出双眼皮的孩子？练习：二、自由组合规律（独立分配定律）P 黄色

7、、圆粒 绿色、皱粒 F1 黄色、圆粒 F2黄、圆 ：黄、皱 ： 绿、圆 ：绿、皱总数 实际粒数 315 101 108 32556 理论比例 9 ：3 ： 3 ：1 16黄色：绿色=（315+101）：（108+32）=416:1403:1 圆粒：皱粒=（315+108）：（101+32）=423:1333:1 （一）独立分配现象（二）独立分配现象的解释两对相对性状分别受两对相对基因控制。具两对相对基因的杂合体形成配子时，等位基因彼此分离，非等位基因自由组合，产生四种基因组合不同但数量相等的配子。带有不同基因组合的雌雄配子形成合子时，随机结合，结果形成9：3：3：1的性状分离比。RY9Ryy

8、3rrY 3rryy1两对等位基因分布于不同的同源染色体上，分离时等位基因彼此分离，而位于非同源染色体的基因之间可以自由组合。 F2基因型和表现型的比例 表现型 基因型 基因型比例 表现型比例 Y-R-黄圆 YYRRYyRRYYRr YyRr 1 2 2 4 9 Y-rr黄皱 YYrr Yyrr 1 2 3 yyR-绿圆 yyRR yyRr 1 2 3 yyrr绿皱 yyrr 1 1 纯合体的比例？杂合体的比例？ 概率的应用。（三）独立分配规律的验证测交法 纯合的F2植株自交法 一对基因杂合的植株F2共有三类基因组合的植株：各占2/16，共8/16，自交后， F3代应出现3:1分离。二对基因杂

9、合的植株共4/16，F3代将分离为9:3:3:1比例。 各占1/16，共4/16，F3代不再分离。 38株(1/16)YYRR全部为黄圆 35株(1/16)yyRR全部为绿圆 28株(1/16)YYrr全部为黄皱 30株(1/16)yyrr全部为绿皱 65株(2/16)YyRR全部为圆粒,子叶颜色分离3黄:1绿 68株(2/16)Yyrr全部为皱粒,子叶颜色分离3黄:1绿 60株(2/16)YYRr全部为黄色,3圆:1皱(分离) 67株(2/16)yyRr全部为绿色,3圆:1皱(分离) 138株(4/16)YyRr分离9黄圆:3黄皱:3绿圆:1绿皱孟德尔的试验(F2自交） 相互独立的不同对因子

10、杂交时F1和F2基因型与表现型的关系F1杂合子基因对数F1形成配子的种类F1雌雄配子可能组合数F2基因型种类F2表型种类F2表型分离比例1234n2(21)4 (22)8 (23)16 (24)(2n)4(41)16 (42)64 (43)256 (44)(4n)3 (31)9 (32)27 (33)81 (34)(3n)2(21)4 (22)8 (23)16 (24)(2n)(3:1)1(3:1)2(3:1)3(3:1)4(3:1)n目录返回实现孟德尔比率必须同时满足下列条件：1）子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同；2）雌、雄配子结合的机会是相等的；3）到观察时子二代不同的基因型的个体

11、的存活率相等；4）等位基因间的显隐性关系是完全的；5）观察的子代样本数目足够多。 （四）独立分配规律的应用 杂交育种中，可以有目的组合优良性状，预测优良性状组合、比例，以确定育种的规律。如水稻无芒抗病育种 用于育种和良种繁种工作的指导。 PAARR有芒抗病无芒染病 aarr F1 AaRr（有芒抗病） 如希望在F3获得10个稳定遗传的无芒、抗病（aaRR）株系。可预估F2中用于鉴定的株数。F2无芒抗病（ ）的机率占？ aaR-至少要选择30株以上无芒、抗病的植株，供F3株系的鉴定。aaRR占1/3，aaRr占2/3。1.基因型为AABbDD的个体自交后代表现型和基因型分别为多少种？2. 纯合显

12、性个体AABBCC X aabbcc 纯合隐性个体，问F2代中基因型象亲代父母本的比例？表现型象亲代父母本的比例？（五）基因互作的遗传分析1.等位基因的相互作用完全显性不完全显性超显性镶嵌显性2.非等位基因的相互作用 前提：相互独立1）互补作用(分离比为9：7)由两种基因互补，共同决定某一性状，当两者任缺一个，或都缺少则表现隐性性状。如香豌豆的花色遗传 P白花CCppccPP白花 F1 CcPp紫花 自交F29紫花（C_P_）：7白花（3C_pp+3ccP_+1ccpp)香豌豆花色2）累加作用（分离比为9：6：1） 当两种显性基因同时存在时表现最为强烈，双隐性基因表现最弱。 P圆球形AAbba

13、aBB圆球形 F1 AaBb扁盘形 自交F29扁盘形：6圆球形：1长圆形9A_B_3A_bb+3aaB_ 1aabb 南瓜果形3)重叠作用（分离比为15：1) 两对基因的表现形相同，只有双隐性才表现不同。 P三角形GGyyggYY三角形 F1 GgYy 三角形 自交F215三角形（9G_Y_+3G_yy+3ggY_ ）：1卵形（ggyy ）荠菜果形4）显性上位基因（分离比为12：3：1） 当性状是由两对非等位基因控制时，一个显性基因对另一个非等位基因的显性称为显性上位。如黄瓜皮色Y控制黄色，y控制绿色，Y和y被W抑制时表现为白色。 P白色WWYYwwyy绿色 F1 WwYy 白色 自交F212

14、白色（9W_Y_+3W_yy）：3黄色（wwY_ ）：1绿色（wwyy ）黄瓜皮色5）隐性上位基因（分离比为9：3：4）当性状是由两对非等位基因控制时，一对纯合的隐性基因对另一对非等位基因的显性称为隐性上位。如向日葵花色L控制黄色，l控制橙黄色，L和l被a抑制时表现为白色。6）抑制作用指一对基因本身不表现性状，但当其处于显性纯合或杂合状态时，却能使另一对基因中的显性基因不能起作用。如水稻的叶色 P绿色PPHHpphh绿色 F1 PpHh 绿色 自交F213绿色（9P_H_+3P_hh 1pphh ）：3紫色（ppH_ ）水稻叶色H控制紫色，h控制绿色，P和p不表现颜色但对H有抑制作用，使紫色得

15、不到表达。3.外界环境条件与性状表现个体发育与性状表现 基因酶生化代谢细胞、组织、器官分化性状发育； 细胞内外环境的变化使基因表达具有时空特异性 。表型模写 表型是基因型与环境相互作用的结果，基因型或环境改变均会引起表型变化。 有时环境引起的表型变化与由基因型引起的变化很相似，这种现象称表型模写。美国的生物学家与遗传学家。发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，现代实验生物学奠基人。发现了遗传第三定律 。创立了著名的基因学说，揭示了基因是组成染色体的遗传单位，它能控制遗传性状的发育，也是突变、重组、交换的基本单位。 三、连锁互换规律Morgan(1866-1945) 1.性状连锁遗传的表现P

16、 PPLL紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒 ppll F1紫花、长花粉粒 PpLl 自交F2 紫、长 紫、圆 红、长 红、圆 总数 P_L_ P_ll ppL_ ppll 实际数 4831390 393 1338 6952 按9:3:3:1推算的理论数 3910.5 1303.5 1303.5 434.5 6952最早由Bateson等于1906在香豌豆的两对性状杂交试验中发现。 实验一：(相引组) PPPll紫花、圆花粉粒 红花、长花粉粒 ppLL F1 紫花、长花粉粒 PpLl 自交 F2 紫、长紫、圆 红、长红、圆 总数 P_L_P_ll ppL_ ppll 实际个体数 226 95 97

17、 1 419 按9:3:3:1推算的理论数 235.8 78.5 78.5 26.2 419 实验二：(相斥组) 原来为同一亲本所具有的两个状性,F2中仍在一起遗传的现象,称为连锁遗传。性状打破连锁进行重组的现象称互换。2.连锁遗传的解释第一个试验： 紫花：红花=(4831+390)：(1338+393)=5221：17313：1 长花粉：圆花粉=(4831+393)：(1338+390)=5224：17283：1 性状分解单独分析 第二个试验: 紫花：红花=(226+97)：(97+1)=321：983：1 长花粉：圆花粉=(226+97)：(95+1)=323：963：1每个单位性状仍是受

18、分离规律支配的。 玉米籽粒的颜色和外形遗传P CCShSh有色、饱满 无色、凹陷ccshsh 测交 F1 CcShsh 有色、饱满 无色、凹陷 ccshsh 配子 CSh Csh cSh csh csh 测交子代 CcShsh Ccshsh ccShsh ccshsh 有、饱 有、凹 无、饱 无、凹 总数实得粒数 4032 149 152 4035 8368 百分比 % 48.21.8 1.8 48.2 3.测交计算配子的百分数 独立分配遗传的前提： 杂种F1个体形成的不同配子比例相同。 说明两对非等位基因不是独立分配的,而常常是连系在一起遗传, 导致亲本型的配子数偏多, 而重新组合偏少。 连

19、锁的本质 Bateson发现连锁遗传现象不久，Morgan用果蝇为材料，证明具有连锁关系的基因位于同一染色体上。 染色体上承载许多基因。4.连锁和交换的遗传机理 完全连锁 F1自交或测交，其后代个体的表现型只表现为亲本组合的类型。其自交结果为3:1分离, 测交结果为1:1分离。完全连锁是罕见的。 不完全连锁不完全连锁F1不仅产生亲型配子，也产生重组型配子。上节所举的玉米籽粒颜色和粒形的遗传就是不完全连锁。 5.交换与不完全连锁的形成 完全连锁测交试验目录返回不完全连锁测交试验目录返回处在同一条染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联合在一起的频率大于重新组合的频率。重组类型的产生是由于形成配子时

20、非姊妹染色单体发生了局部交换的结果。6. 连锁互换定律7.交换值及其测定交换值 即重组率，是指重组型配子数占总配子总数的百分率。 交换值在0-50%之间变动. 越接近0，连锁强度越大，发生交换的孢母细胞越少。反之，则连锁强度越大，发生交换的孢母细胞越多。 交换值的大小因外界条件和内在条件而会发生变化。如性别、年龄和温度等条件都会影响。但交换值还是相对稳定的。8.互换率与基因定位 互换率也称交换值，其大小与连锁基因间的距离有关，距离越近，两基因连锁越紧密，重组的机会越小，互换率越小；反之亦然。基因定位：根据互换率确定基因在染色体上的位置。返回 两个基因间的距离用图距来表示，1%的重组值等于一个图

21、距单位（map unit，mu），图距单位用厘摩（ceorti Morgan cM）表示，1cM即为1%重组值去掉百分比的数值。连锁遗传图 在染色体上标明基因的位置及基因间交换的图，可指导育种，如在杂交育种中预测后代的类型及各类型出现的概率。 9. 三点测交 二点测交是通过两对基因的杂合体与双隐性个体的测交。如ab/+与ab/ab测交以确a与b之间的重组值与图距。三点测交就是把3个基因包括在同一次交配中，如利用三杂体abc/+与三隐性纯合体abc/abc测交，相当于一次交配试验就等于a与b，b与c，a与c三次两点测交。 P （Vv BbLl ） （vvbbll） 测交结果见下表：类型配子类型/表现型数目1vbl3022+2983+b+1154v+l1055+bl806v+727+l208vb+19总数1020第一步：归类类型配子类型/表现型数目1vbl3022+2983+b+1154v+l105