第七章染色体数目变异

第七章染色体数目变异Triploid:banana,citrus,ginger,watermelonTetraploid:apple,cotton,potato,cabbage,tobacco,peanutHexaploid:bread,wheat,oalOctaploidcrops:strawberry,triticaleFOOD第一节

染色体数目变异及其变异类型一.染色体组(genome)（基因组）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，指二倍体生物配子中所具有的全部染色体。染色体基数(X)：一个染色体组的染色体数目。

X与n的关系：二倍体中X=n

多倍体中X≠nn与X含义n：用于个体发育的范畴，指配子体世代即单倍体细胞中的染色体数，孢子体世代的生物细胞中染色体用2n表示；X：表示一个染色体组的染色体数目，表示物种演化过程中的染色体倍性关系；n、2n与真实染色体倍性无关，仅表示体细胞、性细胞的含义；X：表示真实的倍性。普通小麦的起源野生一粒小麦T.monococcum拟斯卑尔脱山羊草Ae.spelioid染色体加倍野生二粒小麦T.dicoccoides斯卑尔脱小麦T.spelta普通小麦基因突变方穗山羊草Ae.sguarrosa染色体加倍普通小麦2n=6x=42二粒小麦2n=4x=28一粒小麦2n=2x=14麦属x=7高粱属x=10稻属x=12棉属x=13葱属x=7,8,9芸薹属x=8,9,10二.

染色体的整倍性1.整倍体(euploid)：具有整倍染色体组的个体。1x(一倍体)，2x(二倍体)，3x(三倍体)…2.多倍体(polyploid)：具有三个或三个以上染色体组的整倍体。3.同源多倍体(autoploid)：染色体组来自同一

物种的多倍体。4.异源多倍体(allopolyploid)：染色体组来自不同物种的多倍体。5.同源异源多倍体：体细胞中有不同的染色体组，并且至少有一类染色体组的数目在3个或3个以上的变异类型。6.节段异源多倍体：异源多倍体中不同染色体组间有时也存在同源关系，当部分同源的程度较高时，这样的个体称为节段异源多倍体。三.染色体的非整倍性1.非整倍体(aneuploid)：某个体染色体数比该物种正常合子染色体数(2n)多或少一至若干条染色体的个体。2.超倍体(hyperploid)：多于2n染色体数的非整倍体。3.亚倍体(hypoploid)：少于2n染色体数的非整倍体。四.染色体的变异类型假设有ABC三个染色体组且有A=a1a2a3

B=b1b2b3E=e1e2e3五.染色体数目变异的基本原因细胞分裂的异常受精异常染色体组成不同的生物体杂交非整倍体的后代染色体融合几种常见的多倍体第二节同源多倍体一.形态特征

1.细胞体积、核体积增大；2.花朵、茎干等增大增厚增粗；3.成熟期延长。

Aa

等位基因2xAAAa

aa

3xAAAAAa

Aaa

aaa

复式单式4xAAAAAAAa

AAaa

Aaaa

aaaa

三式复式单式二.遗传特性1.基因剂量增加2.染色体联会松弛3.分离不同程度紊乱

曼陀罗（3x=12Ⅲ）的不均衡分离

12

13

14

15

16

17

1824232221201918小孢子0.84.58.514.522.930.818.大孢子3.59.014.21.534.517.5某玉米同源四倍体配子中

n=20占42.6%其余n为21—24或14—19三.同源三倍体高度不育

例如三倍体无籽西瓜

3x=33=11Ⅲ············(1/2)11×2四.同源四倍体基因分离规律杂合基因型AAAa

AAaa

Aaaa假定只发生2/2式分离基因的染色体随机分离（基因距离着丝点较近）配子类型及比例AA:Aa:aa=2:8:2=1:4:1同理分析得知AAAa产生配子AA：Aa=1:1Aaaa

产生配子Aa

：aa=1:1配子比例会发生变化2.基因的染色单体不完全随机分离（基因距离着丝点较远）AAAaAAAAAAaaC－2=———－2=13266!(6-2)!2!AAAaCC－2=10162

aaC=122AA:Aa:aa=13:10:1交换(13AA+10Aa+1aa)2AAAA:AAAa:AAaa:Aaaa:aaaa=169:260:126:20:1[A]:[a]=575:1第三节异源多倍体发生：种间和属间杂种的加倍遗传特性：与二倍体相似一.

偶数倍异源多倍体但染色体组同源程度越高，染色体联会分离越紊乱，不育程度越高结球甘蓝花椰菜茎椰菜黑芥大白菜芜青田芥菜芜青甘蓝芸薹褐芥

二.奇数倍的异源多倍体

发生：不同偶数倍异源多倍体的杂交遗传特性：单价体越多，染色体分离越紊乱，配子染色体组成越不平衡，育性越低。普通小麦园锥小麦AABBDD×AABB↓AABBD异源五倍体2n=35=14Ⅱ+7Ⅰ普通小麦提莫菲维小麦

AABBDD×AAGG↓AABDG异源五倍体2n=35=7Ⅱ+21Ⅰ三.异源多倍体的应用克服远缘杂交不孕克服远缘杂种不实

创造远缘杂交育种的中间亲本育成新类型杂交不孕例如白菜(10Ⅱ)×甘蓝(9Ⅱ)→不结籽白菜(10Ⅱ)×甘蓝(4x)→结籽杂种不实（抗病）粘毛烟草×普通烟草→杂种不育

GG×TTSS→TSG↓加倍

TTSSGG可育中间亲本中间亲本新类型黑麦RR×AABBDD小麦↓

ABDR↓加倍

AABBDDRR（小黑麦）矮牵牛第四节单倍体和一倍体一.单倍体(haploid)

具有配子染色体数（n）的个体。二.一倍体(monoploid)

具有一个染色体组的个体。三.遗传特性：高度不育

单倍体加倍得二倍体，缩短育种进程便于研究基因性质（显、隐）追溯染色体组间的关系四.单倍体研究的意义花药（小孢子）培养抗病突变体的筛选原生质体融合第五节非整倍体一.单体（2n-1）（monosomic）自然界中的存在少数动物的种性♂蝗虫(XO)异源多倍体植物中时有发生

eg.普通烟草2n=4x=TTSS=24Ⅱ24种单体(2n-ⅠA,2n-ⅠB,2n-ⅠC,·····)

eg.普通小麦2n=6x=21Ⅱ21种单体(2n-Ⅰ1A,

2n-Ⅰ2A,

2n-Ⅰ3A,)2.产生染色体第一次分裂不分离染色体第二次分裂不分离3.遗传特性

理论上形成配子n:(n-1)=1:1

自交后代中单体比例不等影响因素：①单价体被遗弃的程度②n和n-1配子参与受精的程度③2n-1和2n-2幼胚持续发育的程度

n-1配子主要通过♀配子传递4.单体与基因定位

隐性基因aaa与某染色体有关(n-1)Ⅱ+ⅠA

×(n-1)Ⅱ+Ⅱaa

↓单体(n-1)Ⅱ+Ⅰa

隐性双体

(n-1)Ⅱ+ⅡAa

显性a与某染色体无关

Ⅰ+ⅡAA

×

Ⅱ+Ⅱaa

↓单体Ⅰ+ⅡAa

显性双体

Ⅱ+ⅡAa

显性隐性基因与某单体有关或无关时F1表现有别例烟草黄绿型突变基因yg2的染色体定位2n-ⅠA×黄绿型→F1单体绿，双体绿2n-ⅠB×黄绿型→F1单体绿，双体绿2n-ⅠC×黄绿型→F1单体绿，双体绿2n-ⅠD×黄绿型→F1单体绿，双体绿······2n-ⅠS×黄绿型→F1单体黄绿，双体绿······yg2基因位于S染色体上

显性基因BBB与某染色体有关(n-1)Ⅱ+Ⅰb

×(n-1)Ⅱ+ⅡBB↓单体(n-1)Ⅱ+ⅠB

显性双体

(n-1)Ⅱ+ⅡBb

显性B与某染色体无关Ⅰ+Ⅱbb

×Ⅱ+ⅡBB↓单体Ⅰ+ⅡBb

显性双体

Ⅱ+ⅡBb

显性选单体自交显性基因与某单体有或无关时F2代表现有别无性状分离有性状分离思考题

从某烟草品种中筛选获得一株灰黄型显性基因（Py）突变体，如何利用烟草单体系列材料定位该基因？用符号Ⅰ和Ⅱ表示单价体和二价体，Py和py表示显性和隐性基因，写出推理步骤。5.单体与目的染色体替换例如小麦6B染色体抗病基因R甲感病乙抗病培育甲单体(n-1)Ⅱ+Ⅰr

×乙(n-1)Ⅱ+ⅡRR↓单体(n-1)II+I

R双体

(n-1)II+II

Rr

6B染色体替换的甲品系双体

(n-1)Ⅱ+ⅡRR选单体自交单体(n-1)II+I

R双体

(n-1)II+ⅡRR

缺体(n-1)II二.缺体(2n-2)(nullisomic)

一般来自单体的自交其存在是异源多倍体的特征几乎都活力差、育性低可育的缺体各具特征缺体与基因定位缺体2n－Ⅱ6B短芒双体2n无芒抑制芒发育基因位于6B染色体上三体与性状变异三.三体（2n+1）（trisomic）21三体唐氏先天愚症（Downsyndrome）18trisomy----Edwardsyndrome2.三体的联会及其分离染色体随机分离（近）染色单体不完全随机分离（远）三.三体（2n+1）（trisomic）三体与性状变异3.三体的基因分离Aaa的配子Aa:aa:A:a=2:1:1:2同理

AAa的配子AA:Aa:A:a=1:2:2:1近AAaAAAAaan+1AAAaaaC－1=524CC－2=61142C=122nA8a4AAa→AA:Aa:aa:A:a=5:6:1:8:4同理Aaa→AA:Aa:aa:A:a=1:6:5:4:8远交换2.三体的联会及其分离3.三体的基因分离复式三体与基因定位根据突变基因与三体有关和无关时杂交后代表现不同（分离比例）三.三体（2n+1）（trisomic）三体与性状变异

以番茄正常叶形的的6染色体的三体（2n+1）为母本，以马铃薯叶形（cc）的正常番茄（2n）为父本进行杂交，试问①假设c基因在第6染色体上，使F1群体的三体植株与马铃薯叶形的正常番茄杂交，杂交子代的染色体及其表现型（叶形）种类和比例各如何？②倘若c基因不在的6染色体上，结果又如何？1＋＋c,2＋cc,2＋c,1c