植物育种学课程学习

Contents

主要内容SexualReproduction

有性生殖GeneticMaterials

遗传物质CellDivision:MitosisandMeiosis

细胞分裂：有丝分裂与减数分裂GameteProduciton

配子形成MendelianInheritance

孟德尔遗传Polyploidy

多倍性ChangesinChromosomeNumber染色体数目的变化Cytoplasmic(Non-mendelian)Inheritance

细胞质（非孟德尔遗传）遗传第1页/共26页第一页，共27页。1SexualReproduction有性生殖Gametophyticandsporophyticgenerationofplant

植物的配子体世代和孢子体世代

Gametophyticgeneration:配子体世代：减数分裂，产生遗传组成正好为母细胞一半的雌雄性细胞Sporophyticgeneration:孢子体世代：有丝分裂，子细胞有与母细胞相同的遗传组成Asexual,orvegetativereproduction:无性或营养生殖是有性生殖的替代方式第2页/共26页第二页，共27页。第3页/共26页第三页，共27页。2GeneticMaterials

遗传物质

①

GeneticmaterialsofplantconsistofDNA,

RNAandprotein

植物的遗传物质包括三个基本成分：DNA、RNA和蛋白质DNA:

双螺旋、半保留复制RNA:

信使RNA（messengerRNA，mRNA）:基因表达过程中的遗传信息传递转移RNA（tranferRNA，tRNA）:遗传信息传递过程中的桥梁tRNA的功能是携带符合要求的氨基酸

核糖体RNA(ribosomalRNA，rRNA):核糖体的组成部分微小RNA(microRNA，miRNA）:一类内源性的具有调控功能的非编码RNA

小核RNA(smallnuclearRNA，snRNA):是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spilceosome）的主要成分。

C.

Protein蛋白质:

根据mRNA的遗传信息、由tRNA携带的二十种氨基酸在核糖体上进行组装第4页/共26页第四页，共27页。第5页/共26页第五页，共27页。3.CellDivision:Mitosis

[mai'təʊsis]andMeiosis

[mai'əusis]

细胞分裂：有丝分裂与减数分裂

Mitosis有丝分裂Interphase间期：G1、S、G2Prophase前期：Metaphase中期：

第6页/共26页第六页，共27页。C.Anaphase:后期：着丝粒分开，两个染色单体分别由纺锤丝牵引移向两极D.Telophase:末期：

两极的子染色体分别展开并转变为染色质第7页/共26页第七页，共27页。Meiosis

减数分裂A.

前期I：5个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期中期I：核仁、核膜消失，出现纺锤体后期I：各二价体拉向两极，减数末期I：染色体变细，形成2个子核，胞质为2B.

前期Ⅱ：2个染色单体由着丝点连在一起中期Ⅱ：着丝点排在赤道板上，开始分裂后期Ⅱ：着丝点一分为二，拉向两极末期Ⅱ：形成2个子核，胞质为2两次分裂形成4分体（tetrad）,2n→n第8页/共26页第八页，共27页。4GameteProduction

配子形成Microsporogenesis:malegameteproduction(pollen)

小孢子发生：雄配子形成（花粉）Megasporogenesis:femalegameteproduction(eggs)

大孢子发生：雌配子形成（卵）第9页/共26页第九页，共27页。第10页/共26页第十页，共27页。Xenia:influenceofpollengenesontheendosperm

花粉直感：花粉基因对胚乳的影响第11页/共26页第十一页，共27页。5MendelianInheritance孟德尔遗传IndependentAssortment:独立分配：每个性状独立地分离

LinkedGenes:连锁基因：同一条染色体上的基因可能连锁在一起而作为一个单元共同传递第12页/共26页第十二页，共27页。Crossingover:

交换：其频率根据基因间距离的不同而不同ChromosomeMapping:

染色体作图：根据交换频率确定基因在染色体上的位置第13页/共26页第十三页，共27页。第14页/共26页第十四页，共27页。Changesinchromosomestructure:染色体结构的变化：断裂后的染色体末端不能像原来那样连接A:normal

正常B:duplication

重复C:deficiency

缺失D:translocation

易位E:inversion

倒位第15页/共26页第十五页，共27页。GeneInteraction:Mendelsegregationratios(9:3:3:1)weremodifiedwhentwogenescontrolthesametrait

基因互作：当两个基因控制同一个性状时，分离比例偏离孟德尔遗传Complementarygeneaction:

bothgenesmustbedominant(9:7)

互补作用：两个基因必须同时为显性由两种基因互补，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。Additivegeneaction:bothgenesaffectacharacterinthedominantstate(9:6:1)

加性作用：两个基因均在显性状态时影响性状当两个显性基因同时存在时表现最为强烈，双隐性基因表现最弱。第16页/共26页第十六页，共27页。Duplicategeneaction:bothgeneshavesimilarexpression(15:1)

重复作用：两对基因的表现型相同，只有双隐性才表现不同。Epistasisgeneaction:ageneismaskedbyanotherdominantorrecessivegene(13:3or9:3:4)

上位作用：一个基因的作用被另一个显/隐性基因掩盖Inhibitinggeneaction:

ageneisinhibitedbyanotherirrelativedominantgene(13:3)

抑制作用：一个基因的作用被另一个无关的显性基因抑制第17页/共26页第十七页，共27页。Heterosis:vigorincreaseinF1progeny

杂种优势：F1代的生长势优于双亲Dominancetheory:favorabledominantgenesaccumulateinF1

显性理论：有益显性基因在F1中积累Overdominancetheory:heterozygousgenotypeissuperiortothehomozygousgenotype

超显性理论：杂合基因型优于纯合基因型Epistasistheory:nonallelicgenesinteraction

上位性理论：非等位基因间的互作Genechanges(mutations):

occurringduringtheproductionofgametesorintheformationofsomaticcells

基因变化（突变）：在配子产生或体细胞形成过程中发生第18页/共26页第十八页，共27页。ChangingChromosomeNumber

染色体数目的变化DoublingChromosomeNumber:(colchicine)

染色体数目加倍：加倍的染色体在细胞分裂时不分离HalvingtheNumberofChromosomeSets:(haploid)

染色体数目减半：花药或花粉和子房培养（单倍体）第19页/共26页第十九页，共27页。6.Polyploidy

多倍性Concepts

概念Genome:

Anentiresetofchromosomes(n)

基因组：一套完整的染色体（n）Autoploids:

havethreeormorecopiesofthesamegenome

同源多倍体：具有两个或多个相同的基因组Alloploids:

havethreeormoredifferentgenomes

异源多倍体：具有两个或多个不同的基因组第20页/共26页第二十页，共27页。EffectofPolyploidyonPhenotype

多倍性对表型的影响Autopolyploid:bigger,lusher,morevigorousandthickerleavesandlargerflowers

同源多倍体：更大、多汁、旺盛；叶片更厚、花更大Allopolyploid:partiallysterility,异源多倍体：部分不育，第21页/共26页第二十一页，共27页。第22页/共26页第二十二页，共27页。7.ChangesinChromosomeNumber

染色体数目的变化Euploids:havinganexactmultipleofthehaploidnumber

整倍体：具有单倍体的整数倍Aneuploids:havingachromosomenumberotherthananexactmultiple

非整倍体：染色体数目不是单倍体的整数倍Monosomic(2n-1)单体Doublemonosomic(2n-1-1)双单体Nullisomic(2n-2)缺体Trisomic(2n+1)三体Doubletrisomic(2n+1+1)双三体Tetrasomic(2n+2)四体第23页/共26页第二十三页，共27页。8.Cytoplasmic(Non-mendelian)Inheritance

细胞质（非孟德尔）遗传Cytoplasmicinheritance:controlledbycytoplasmicfactors,nonchromosomal,non-Mendelian,ormaternalinheritance

细胞质遗传：由细胞质因子控制，非染色体、非孟德尔、母系遗传Cytoplasmicmalesterility:controlledbymitochondriaorchloroplast

细胞质雄性不育:由线粒体或叶绿体控制第24页/共26页第二十四页，共27页。Exercise

思考题Howmanytypesthereareaboutgenesinteraction?

基因互作有哪些类型？Whatisthedifferencebetweenmeiosisand