【复习资料】06709微生物遗传与育种（串讲资料）

名词解释（20分，每题2分）遗传：亲代与子代之间的相似现象变异：生物个体之间的差异（世代之间、同代个体之间）基因型：生物体的遗传组成表现型：生物个体表现出的性状饰变（表型模写）：环境引起的表型改变有时与基因引起的变化很相似着丝点：指两个染色单体保持连接在一起的初缢痕区减数分裂:发生在有性生殖过程中配子形成阶段的两次核分裂、染色体复制一次的分裂过程。等位基因:在同源染色体上占据相同座位的两个不同形式的基因，是由突变造成的许多可能状态之一。基因互作：不同基因相互作用共同决定新形状的遗传现象连锁遗传：原来为同一亲本所具有的两个性状，在F2中常常有连系在一起遗传的现象。交换：杂合的F1在形成配子时，两条同源染色体上的等位基因之间发生了交换(染色体内重组）连锁率和交换率：交换值是重组型配子数占总配子数的百分比连锁群：位于同一条染色体上的全部基因组成一个连锁群数量性状：表现连续变异的性状质量性状：表现不连续变异的性状遗传力：（广义）遗传方差在总的表型方差中所占的比例杂种优势：由于双亲的显性基因集中在杂种中所引起的互补作用细胞质遗传：细胞质中固有成分中的基因控制或影响的性状遗传雄性不育（植物花粉败育的现象）、不育系（由于细胞质内含有不育性基因而造成雄性不育的植株）、保持系（给雄性不育株授粉产生的后代继续为雄性不育的植株）、恢复系（给雄性不育株授粉产生的后代为雄性可育的植株）缺失染色体的某一区段丢失了，其中包含的基因也随之丢失重复染色体上个别区段的增加，从而使某些基因也增多倒位染色体上某一区段连同它带有的基因顺序发生180度的倒转并引起变异的现象易位两对非同源染色体之间发生某个区段转移的畸变三联体密码：一个密码子由三个连续的核苷酸组成简并性：一个氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象转录：以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下，以4种rNTP（ATP、CTP、GTP、UTP）为原料，合成RNA的过程。冈崎片段：DNA复制过程中，两条新生链都只能从5’向3’延伸，前导链连续合成，滞后链分段合成。这些分段合成的新生DNA片段成冈崎片段。花色素苷：构成红色到紫色、蓝色的主要物质助色素：单独在细胞中几乎无色，但与花色素同时存在时形成蓝色的复合体的色素共着色：许多在花瓣中无色的类黄酮，能通过与花色素苷形成复合物来影响花的颜色嵌合体：遗传上不同的两种植物的组织机械地共存于一个生长点的植物周缘嵌合体：整个植株的茎叶花果实等器官组织，其最外一层或几层细胞为一种植物的组织，而其里面则为另一个种。规则性彩斑：由稳定基因控制的彩斑（花环、花眼、花肋、花边、花斑）种质资源：园林植物材料中能将其特定的遗传信息传递给后代并能表达的遗传物质总称。整倍体：体细胞内含有完整的染色体组二倍体：体细胞内含有两个完整的染色体组多倍体：体细胞内多于两个完整的染色体组同源多倍体（来自同一个物种）异源多倍体（不是来自同一个物种）多元单倍体（多倍体的单倍体）核心种质：用最小的种质资源样品量最大程度地代表整体种质资源的遗传多样性芽变：体细胞突变的一种，即突变发生在芽的分生组织细胞中，由突变了的芽萌发长成枝条和由此长成的个体，并在性状上表现与原来的品种类型不同，即为芽变。杂交育种：以基因型不同的园林植物种或品种进行交配或结合形成杂种，通过培育选择，获得新品种的方法。半致死剂量（LD50)：辐射后引起50%死亡的剂量临界剂量：辐射后成活率为40%的剂量分子育种：运用分子生物学技术，通过基因工程或分子标记辅助育种等手段，选育新品种的技术载体：能和目的基因连接的DNA分子填空（20分，每空1分）减数分裂的前期，同源染色体会发生联会和交换的特殊变化。摩尔根通过果蝇实验确立了遗传学的第三个基本规律——连锁遗传，并提出基因在染色体上呈现直线排列的假说。（基因论）染色体结构变异的种类：缺失、复位、倒位、易位缺失的类型：顶端（末端）缺失、中间缺失缺失产生的可能原因：染色体损伤后产生断裂或非重建性愈合、染色体扭结、不等交换、转座子倒位的类型有臂内倒位、臂间倒位DNA结构突变的类型碱基替代突变、删除突变、插入突变。基因是编码有功能产物的具有功能的特定核苷酸顺序的DNA片段，物种的特异性在于DNA分子。重瓣花起源的主要方式有积累起源、重复起源、雌雄蕊瓣化起源、花序起源。杂种优势利用中常采用的“二区三系”制种法的三系分别为雄性不育系、保持系、恢复系。选择的基础是群体内存在遗传多样性，选择育种的主要方法有实生选种、无性系选种。化学诱变剂处理的主要方法浸渍法、涂抹法、滴液法、注入法、熏蒸法、以及施入（培养液）法等植物基因工程的主要步骤包括分离或合成目的基因、植物表达载体的构建、植物的遗传转化、转化植物细胞的筛选及转基因植物的鉴定。获得单倍体的主要途径有孤雌生殖，无配子生殖，花药离题培养，染色体消除法。载体需具备的条件：自主复制、限制酶切点、选择性遗传标记、扩增、携带DNA直接转化方法中常见的物理方法有：电击法、超声波介导基因转化、显微注射、激光微束、基因枪法植物基因转化受体系统的类型：愈伤组织再生系统、直接分化再生系统、胚状体再生系统、生殖细胞受体系统、原生质体品种退化的原因包括混杂（品种纯度降低）、基因裂变、留种株过少或连续近亲繁殖、病毒侵染、繁殖方法不当、栽培环境不适合。简答（20分，每题5分）简述细胞有丝分裂和减数分裂的特点及区别有丝分裂：把遗传物质均等地分向2个新形成的细胞中；是生长发育繁殖的基础；复制1次，分裂1次，染色体数目不变；通过有丝分裂，遗传信息在细胞世代间传递。减数分裂：发生在有性生殖过程中配子形成阶段；复制1次，分裂2次，染色体数目减半；前期特别长，同源染色体配对，交换分离。雄性不育在生产上有何应用价值？一般生产上多用哪种不育型?如何利用?应用：杂种优势的利用：母本是雄性不育系，可免去去雄，保证杂交种子的纯度。从而提高杂交种子的生产效率。三系配套，用两个隔离区同时繁殖三系的配制杂交的方法——“二区三系“制种法。光、温敏型雄性不育品系。生产上多用核质互作不育型如何利用见书P86-87简述中心法则的主要内容;P126遗传物质从DNA到RNA到蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA到DNA的复制过程。遗传信息转录的基本过程;P121-122一个RNA聚合酶分子沿DN分子移动，引起双链的局部解链。在RNA聚合酶分子范围内，游离的核糖核苷三磷酸一其中一条DNA链为模板，按照C-G、A-U的配对原则产生了一段与模板DNA链互补的RNA链短链，随着RNA聚合酶的不断移动，这条RNA短链得以延伸，最后，当RNA聚合酶转移至适当的位置时，新生的mRNA，而DNA的两条单链又重新恢复成双链。简述tRNA的分子结构;图见P123三叶草构型，5’端末尾有G（大部分）或C；3’端末尾都以ACC的顺序终结；有一个富有鸟嘌呤的环（D环）；有一个反密码子环，在这个环的顶端有3个暴露的碱基，成为反密码子，这个反密码子与mRNA链上同自己互补的密码子配对；有一个胸腺嘧啶环。简述乳糖操纵子的机理；P129简述基因的现代概念P127基因是编码有功能产物的DNA片段，蛋白质+RNA（tRNA,rRNA)。负责编码特定的遗传信息的功能单位，其内部又是可分的，包含多个突变和重组单位。简述花发育的ABC模型。P219A、B、C3类花器官特征基因，每累基因均在相邻的2轮花器官中起作用：A类基因控制花萼的发育，C类基因控制心皮的发育，AB共同控制花瓣的发育，BC共同控制雄蕊的发育。影响引种成功的生态因子有哪些？试述简单引种与驯化引种的区别。温度（支配植物的生长发育，限制植物的分布。年平均温度、最高最低温度、季节交替的特点等）光照（昼夜交替的光周期、日照强度和时间、光照的质量）水分（降水量、雨型、土壤湿度、空气湿度）土壤（土壤理化性质、含盐量、pH值、土壤微生物）简单引种：引入地区与原产地自然条件差异不大或引入观赏植物本身适应范围较广，或者采取简单的措施即能适应新环境，并能正常生长发育，达到预期观赏效果。“归化”驯化引种：引入地区自然条件和原分布自然条件差异较大，或引入物种本身适应范围较窄，只有通过改变其遗传性（杂交、诱变、选择）才能适应新环境。“驯化”为什么说选种是育种的中心环节？简述选择育种的程序原因：选择是植物进化和育种的基本途径之一。物种进化的主要因素是遗传、变异和选择，选择决定了进化的方向；对品种改良具有积极的创造性作用：突变体—连续选择—变异逐渐积累：巩固和加强（多代定向选择）是其他育种措施中不可缺少的环节之一，贯穿于育种工作的始终。程序：育种目标—原材料搜集（原始材料圈）--优化鉴定（株系圈，即选种圈）--品系（种）的比较试验—品种比较试验圈—区域试验和生产试验简述芽变的特点P76多样性：形态特征的变异；生物学特性的变异；重演性稳定性局限性和多效性芽变性状的平行性哪些因素会影响花色表现？色素的种类（结构）细胞液的pH值共着色作用（许多在花瓣中无色的类黄酮，能通过与花色素苷形成复合物来影响花的颜色）金属络合物的影响（金属离子与花色素苷相互作用导致花颜色的改变）花瓣细胞形状的影响环境（紫外线）简述常规杂交育种和杂交优势育种的不同。P123

常规杂交育种优势育种利用的基因效应能够稳定遗传的加性效应和部分上位效应加性效应、显性效应和上位性效应育种程序先杂后纯先纯后杂种子生产比较简单繁杂，种子成本高目标性状出现在不一定是F1一定在F1简述多倍体育种的途径、方法及意义，常见的检测多倍体的方法？途径：芽变选种，有性杂交，胚乳培养，组织培养，人工诱导方法：意义：检测：间接：形态（植株高度、叶片大小、节间等）；气孔观察（气孔增大、单位面积内气孔数目减少），保卫细胞叶绿体数目增多；花粉粒观察：体积大直接：（染色体数目鉴定）茎尖根尖压片；花粉母细胞减数分裂的观察（计数，异常行为如配对不正常、分离不规则、数目不均等）简述单倍体特点，单倍体育种的意义及获得单倍体的途径特点：有全套染色体组-生活必须的全套基因，植株矮小；高度不育；经加倍可成纯系。意义：克服杂种分离，提高选择效果，缩短育种年限；快速获得异花授粉植物的自交系；与辐射诱变和化学诱变相结合，加速育种过程；克服远缘杂种不孕性与不以稳定的现象；可作为外源基因转化的受体系统；小孢子培养得到的双单倍体是进行DNA标记和分子遗传图谱构建的理想材料途径：花药和花粉的培养——孤雄生殖卵细胞不经受精发育成个体——孤雌生殖无配子生殖（配囊中的反足细胞或助细胞不经受精单性发育成植株）染色体消除：远缘杂交，杂合子中亲本一方的染色体有时会被排除，而留下单一亲本的配子体组，发育成单倍体胚。简述诱变育种的类型及其特点 P144类型：物理、化学、生物诱变特点：丰富植物原有的基因库，创造了新的基因型提高突变频率改良单一性状缩短育种年限克服远缘杂交不亲和性，改变自交亲和性诱变育种是园林植物育种的重要方法变异方向和性质不易控制简述无性繁殖器官辐射处理后的选育从VM1（M1）开始突变世代的划分（营养繁殖的次数作为突变世代）：VM0（无性繁殖植物的亲本世代）,VM1（处理后营养器官上的芽萌发的枝条或植株）,VM2（由VM1繁殖章程的枝条或植株）突变体的分离选择技术：短截修剪法；促生不定芽；应用组培技术选择：M1，不同部位的不定芽分别繁殖，分别观察计算（20分，每题5-10分）注意孟德尔遗传分析、连锁遗传与染色体作图部分内容的课后计算题以及课本中相关计算实例论述（20分，每题10分）试论述植物基因工程在花色研究中的应用参考P187一、增加新花色直接导入外源结构基因：单色基因控制的花色。导入调节基因使内源基因活化：植物本身含有花色素代谢的结构基因，由于组织特异性或缺乏调节基因表达产物的激活而不表达。多基因控制花色的综合调控：育成蓝色花需要的条件二、花色变淡1.反义RNA与mRNA互补的RNA分子，它是反义基因或基因的翻译链转录的产物反义RNA与mRNA形成的RNA-RNA双体结构，组织了mRNA的有效翻译，从而调控基因的表达。2.共抑制当导入的基因与植物内源相同或同源性很高时，外源转化基因与其同源的内源基因均不会表达。发生在转录后水平上，即转录完成了，但mRNA不稳定，不能积累，发生转录后的讲解，导致基因不表达（转录后水平的基因沉默）。嵌合花色利用转座子插入法，可一次获得较多种类的突变体。利用转座子构建特殊表达载体，随即激活花色合成的基因来嵌合花色。我国种质资源的特点、目前存在的问题及如何进行种质资源的保存。（1）特点：参考P34种类多样性花卉栽培品种及类型丰富花卉优良性状突出早花性：梅花、腊梅、瑞香等；连续开花性：月季、四季米兰等；香花：兰花、桂花、米兰等；突出而优异的品质：珍稀：金花茶、黄香梅、大花黄牡丹；奇异：微型和巨型、变色类、台阁类、曲枝龙游类；突出的抗逆性（2）存在的问题：这个没找到==……猜想是以下：种质资源管理者和育种家面临的问题有效地保存、更新、评价和鉴定？快速、准确地挖掘新的优异基因？提高现有资源的利用率？（3）如何进行种质资源的保存：参考P401种植保存就地保存法：在原来所处的生态环境中，不经迁移，采取措施加以保护异地种植保存法（种质圃保存法）2贮藏保存（种子保存）：贮藏温度、湿度、气体成分3离体保存：细胞具有全能性4基因文库保存3,试论述选种的方法参考P65(一）按操作方式混合选择法（表型选择法）：从原始混杂的群体中，选取符合育种目标的优良单株，混合留种和繁殖，与标准品种及原始群体进行比较鉴定的选择法分为：一次混合选择和多次混合选择。特点：不考虑上下代或其他亲属关系，仅根据个体本身的表现型进行的选择；不能鉴别每一个体基因型的优劣。简便易行，省时省力，获得较多的繁殖材料，保持丰富的遗传多样性。适用范围：种群混杂，性状遗传力高。单株选择法：从原始群体中选取优良单株，分别留种，单独种植，根据各株系的表现进行鉴定的选择方法（系谱选择法、基因型选择法）分为：一次单株选择（株选法）和多次单株选择。优点：对所选优株的基因型进行鉴定，消除环境饰变引起的误差，提高选择效率多次单株选择——定向积累变异，产生超亲类型（二）按选择指标划分单一性状选择：根据性状的重要性或出现的先后逐次选择分项累进淘汰法：按形状的相对重要性排序，依次进行。按第一重要形状进行选择，选留群体中按第二重要形状进行选择分次分期淘汰法：按目标性状出现的自然顺序进行选择。综合性状选择（评分比较选择法）：按性状的重要性规定不同的评分标准，选择出积分最高的植株。直接选择与间接选择直接选择：对选择性状直接进行度量间接选择（相关选择法）：两个性状存在相关关系分子标记辅助选择育种直接对基因型进行选择论述引种驯化的原则与方法参考P51一、引种驯化的原则1.适地适树2.改树适地遗传改良改变形体，改多年生为一年生栽培3.改地适树：改变栽培地的生态环境投入与产出比：经济效益二、引种的程序（一）引种目标及其可行性分析目标可行性分析植物的生活型——适应性：一年生>多年生；草本>木本；落叶>常绿植物的分布区综合生态条件的比较主导因子栽培技术水平（二）引种材料的搜集与种苗检疫材料：种子，无性繁殖的材料，植株，试管苗收集途径：交换、购买、赠送、考察收集检疫：尤其是国外对检疫对象的疫区（樱花根癌病）生物入侵：微生物病原物、动物、植物在内的异地生物入侵对生态环境造成严重危害的现象。（三）引种试验试引观察：生物学特性、生态习性的观测，适生种类或品种的选择，配套栽培技术的试验与总结。Eg.种源实验（生态型）品种比较试验：多点区域化实验：确定适应地区和范围（四）繁殖推广三、引种方法及栽培技术1.方法利用遗传动摇的可塑性大的材料逐渐迁移哭用合适的种质，结合进行杂交育种，提高植物的适应性（梅花）2.栽培技术：光照、温度、土壤等南树北移、北树南移，都需要注意：播种期栽植密度肥水管理光照处理防寒、遮阴土壤微生物3.需要重视以下方面：规模：从小到大，从少到多进度：先易后难、由表及里、循序渐进先保护越冬或越夏——减少保护——露地生长先就近引种——逐步推移耐心细致、持之以恒（多带连续驯化法）四、引种驯化成功的标准不需要特殊的保护能够陆地越冬或越夏而生长良好没有降低原来的经济或观赏品质能够用原来的繁殖方式（有性或营养）进行正常的繁殖4论述选育一代杂种的一般程序参考P72选育一代杂种（杂种优势育种）的一般程序：制定育种目标收集种质资源先纯后杂优良自交系选育（核心程序1）先纯后杂自交系配合力测定（核心程序2）自交系配组方式杂交F1代种子生产SHAPE品种审定确定育种目标——收集原始材料——自交系的选育（核心程序）——配合力测定机亲本配租（核心程序）——确定制种途径及制种——品比区域及生产试验——推广应用一、选育优良自交系（由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传性稳定的自交后代系统）（一）自交系的要求能否选配出优势明显的杂种一代（配合力高）自交系形状高度一致生产出大量的杂种一代和亲本自身种子（二）自交系选育的理论基础自交后代基因分离，后代群体的遗传组成迅速纯合化基因的对数自交的代数等位基因纯合：淘汰有害的隐性性状个体，改良群体的遗传组成遗传性状稳定自交系选育的原则自交衰退缓慢衰退一两代后不再衰退或衰退不明显性状优良、遗传性稳定的自交系（三）自交系选育的一般方法选择优良的品种或