園林植物遺傳育種第二章

園林植物遺傳育種第二章第一頁，共88頁。第二頁，共88頁。一二三分離定律自由組合定律連鎖遺傳定律第三頁，共88頁。重點(diǎn)之一：遺傳和變異現(xiàn)象的本質(zhì)？（泛生論、種質(zhì)論）重點(diǎn)之二：孟德爾遺傳定律？（分離定律、自由組合定律

）重點(diǎn)之三：摩爾根遺傳定律？（遺傳連鎖定律）第四頁，共88頁。§1.融合遺傳理論（Blendinginheritane）母本體液

父本體液

子代+具有父、母雙親的性狀§2.“粒子”遺傳理論公元前五世紀(jì)希波克拉底（Hippocrates）提出的個(gè)遺傳理論。他認(rèn)為子代具有親代的特性那是因?yàn)樵诰夯蚺咛ダ锛衼碜陨眢w各部分的微小代表元素(element)——“粒子”。

第五頁，共88頁?！?.泛生論假說（HypothesisofthePangenesis）C.Darwin1868

芽球遺傳Panger（1）芽球相對百分比變化，芽球的丟失或恢復(fù)都影響性狀的變化；（2）芽球本身性質(zhì)的變化。第六頁，共88頁。§4.獲得性遺傳理論(Inheritanceofacquiredcharacters)

物種加強(qiáng)和完善對環(huán)境的適應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾路N；獲得的性狀是由環(huán)境影響；新性狀一旦獲得,便能遺傳給后代1809年，提出了“用進(jìn)廢退”的進(jìn)化論觀點(diǎn)。得出獲得性狀是可以遺傳的。遺傳？L.B.Lamarck第七頁，共88頁?！?.種質(zhì)論（Theoryofgermplasm）A.Weismann1883.

魏斯曼：是德國杰出的生物學(xué)家，早年在哥廷根學(xué)醫(yī)，后放棄醫(yī)學(xué)專門研究動物學(xué)。1865年發(fā)表了《作為遺傳理論基礎(chǔ)的物質(zhì)連續(xù)性》的論文。

種質(zhì)(germplasm）:指性細(xì)胞和產(chǎn)生性細(xì)胞的細(xì)胞。永世長存，世代相繼，獨(dú)立與體質(zhì).負(fù)責(zé)傳遞保持物種種性所需的全部遺傳因子。獲得性不能遺傳。體質(zhì)(somatoplasm)：構(gòu)成除種質(zhì)以外的身體所有其余部分的細(xì)胞。來自種質(zhì)，保護(hù)和幫助種質(zhì)繁衍自身。第八頁，共88頁。重點(diǎn)之二：孟德爾遺傳定律？（分離定律、自由組合定律

）第九頁，共88頁。第1節(jié)分離定律Thelawofsegregation第十頁，共88頁。性狀（character，trait）生物體所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理生化特征統(tǒng)稱為性狀。這里所說的性狀是統(tǒng)稱，也可以說是一個(gè)抽象概念，是指生物體的總的表現(xiàn)型特征。第十一頁，共88頁。單位性狀(unitcharacter)把生物體的性狀總體區(qū)分為各個(gè)單位才能進(jìn)行詳細(xì)的研究，這樣區(qū)分開來的性狀叫做單位性狀。如：動物的毛色，昆蟲翅的大小，植株的花色、高度、抗病性，人的發(fā)色、膚色等。

第十二頁，共88頁。相對性狀（contrastingcharacter）同一單位性狀相對差異的表現(xiàn)類型叫做相對性狀。水稻株高是一個(gè)單位性狀，表現(xiàn)類型有高株、有矮株，高與矮為相對性狀。豌豆花色是一個(gè)單位性狀，表現(xiàn)類型有紅花、白花，紅花與白花為相對性狀。果蠅的翅有長翅、短翅之分，豬的毛色有黑、白之差，等等。

第十三頁，共88頁。第十四頁，共88頁。第十五頁，共88頁。單片冠胡桃冠豌豆冠玫瑰冠第十六頁，共88頁。第十七頁，共88頁。只有在單位性狀上有明顯的相對差異，才能通過雜交試驗(yàn)對其后代的遺傳表現(xiàn)進(jìn)行對比分析和研究，從而了解相對性狀的遺傳規(guī)律。Mendel以前的研究Mendel每次試驗(yàn)只注意一個(gè)單位性狀第十八頁，共88頁。第十九頁，共88頁。單因子雜交Pparent親本♀母本♂父本FfilialgenerationF1雜交第一代F2F1自交或互交的子代F3F2自交或互交的子代×雜交自交第二十頁，共88頁。(1)F1性狀表現(xiàn)一致,只表現(xiàn)一個(gè)親本性狀,另一個(gè)親本性狀隱藏。F1表現(xiàn)出來的性狀（顯性性狀，與親本之一相同）(2)F2分離：一些植株表現(xiàn)出這一親本性狀,另一些植株表現(xiàn)為另一親本性狀,說明隱性性狀未消失。F1未表現(xiàn)出來的性狀（隱性性狀，與另一親本相同）1.顯隱性法則顯性性狀§1.顯隱性法則第二十一頁，共88頁。顯性性狀第二十二頁，共88頁。顯性性狀和隱性性狀雙親具有相對性狀在雜種中表現(xiàn)出來的性狀稱為顯性性狀（dominantcharater）在雜種中不表現(xiàn)的性狀稱為隱性性狀（recessivecharacter）第二十三頁，共88頁。等位基因控制顯性相對性狀的基因稱為顯性基因控制隱性相對性狀的基因稱為隱性基因基因（gene）在染色體上有固定的位置，稱為基因座位（locus，loci），簡稱基因座控制相對性狀的基因位于同源染色體的對等位置上，因此稱為等位基因（allele）第二十四頁，共88頁。表現(xiàn)型和基因型表現(xiàn)型（phenotype）：人們所能見到或用儀器設(shè)備能夠檢測到的相對性狀?；蛐停╣enotype）：細(xì)胞內(nèi)決定相應(yīng)表現(xiàn)型的基因的組合。表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境影響第二十五頁，共88頁。純合基因型雜合基因型DD、dd純合基因型（homozygousgenotype）具有純合基因型的個(gè)體或細(xì)胞，稱為純合體（homozygote）。DD顯性純合體（dominanthomozygote）Dd隱性純合體（recessivehomozygote）Dd雜合基因型（heterozygousgenotype)具有雜合基因型的個(gè)體或細(xì)胞,稱為雜合體（heterozygote）。第二十六頁，共88頁。第二十七頁，共88頁。測交testcrossF1（待測個(gè)體）與隱性個(gè)體雜交，從雜交后代的表現(xiàn)型種類及其比例推測被測個(gè)體是純合基因型還是雜合基因型。測交子代（Ft）表現(xiàn)型的種類和比例正好反映了被測個(gè)體所產(chǎn)生的配子的種類和比例。

第二十八頁，共88頁。（Ⅰ）不完全顯性：F1表現(xiàn)為雙親性狀的中間型?！釬1♂

例如：金魚草（或紫茉莉）

紅花r白花↓粉紅↓紅∶粉紅∶白

2.顯隱性關(guān)系不是絕對的第二十九頁，共88頁。F1的表現(xiàn)介于雙親之間不完全顯性性狀便于研究基因型與表現(xiàn)型一致第三十頁，共88頁。

2.顯隱性關(guān)系不是絕對的

例如:異色瓢蟲鞘翅有很多顏色變異，由復(fù)等位基因控制。

SASA

r

SESE

（黑緣型）

↓

（均色型）

SASE

（新類型）↓

SASA

SASE

SESE

1：2：1（Ⅱ）鑲嵌顯性：F1同時(shí)在不同部位表現(xiàn)雙親性狀。第三十一頁，共88頁。

2.顯隱性關(guān)系不是絕對的

例如:貧血病患者（ss）×

正常人（SS）

鐮刀形

↓碟形

Ss（表現(xiàn)？）貧血病患者紅血球細(xì)胞中即有碟形也有鐮刀形。這種人平時(shí)不表現(xiàn)病癥，缺氧時(shí)才發(fā)病。（Ⅲ）共顯性：F1同時(shí)表現(xiàn)雙親性狀。第三十二頁，共88頁。表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境兔子皮下脂肪有白色和黃色之分白色YY×yy黃色→F1Yy白脂肪

↓

F23/4白脂肪1/4的黃脂肪若yy個(gè)體只喂給麩皮（不含葉綠素），則皮下脂肪也是白色的。Y基因編碼合成分解色素的酶

顯性表現(xiàn)與環(huán)境的關(guān)系

第三十三頁，共88頁。顯性表現(xiàn)與環(huán)境的關(guān)系

人的禿頂禿頂基因在男人為顯性，在女人為隱性男人禿頂比女人禿頂多禿頂與雄性激素直接有關(guān)太監(jiān)沒有患禿頂?shù)?/p>

第三十四頁，共88頁?！?.分離法則P黃粒（雌）r綠粒（雄）

↓

F1黃粒

↓（自交）

F2黃粒綠粒株數(shù)705

224

T=929株比例3.15

:

1

1.分離法則的實(shí)驗(yàn)第三十五頁，共88頁?！?.分離法則2.分離法則的實(shí)質(zhì)顯性性狀隱性性狀F1的表現(xiàn)F2總株數(shù)顯性株數(shù)

隱性株數(shù)

F2顯/隱比例

粒飽滿黃子葉紅花不分節(jié)莢綠色花掖生高植株

粒皺縮綠子葉白花莢分節(jié)莢黃色花頂生矮植株

粒飽滿黃子葉紅花不分節(jié)莢綠色花掖生高植株

7324802392911815808581046

547460227058824286517871850200122429915920727774.74﹕25.263﹕175.06﹕24.943﹕175.89﹕24.113﹕174.68﹕25.323﹕173.79﹕26.213﹕175.87﹕24.133﹕173.96﹕26.043﹕1

合計(jì)1995914949501074.90﹕25.103﹕1

分離法則的實(shí)質(zhì)：F2群體中顯隱性分離比例大致為3:1

第三十六頁，共88頁?！?.分離法則3.“顆?！边z傳因子解釋①生物的遺傳性狀是由遺傳因子決定的。②植株的每一種性狀都分別由一對遺傳因子控制。③每一個(gè)生殖細(xì)胞只含遺傳因子的一個(gè)。④每對遺傳因子中，一個(gè)來自父本，一個(gè)來自母本⑤形成配子細(xì)胞時(shí)，每對遺傳因子相互分開，也就是分離，然后分別進(jìn)入生殖細(xì)胞。⑥生殖細(xì)胞的結(jié)合是隨機(jī)的。⑦控制紅花的遺傳因子同控制白花的遺傳因子是同一種遺傳因子的兩種形式，其中紅花對白花是顯性，白花對紅花是隱性。只要有一個(gè)控制紅花的遺傳因子就會開紅花，只有兩個(gè)遺傳因子都是控制白花的植株才會開白花。第三十七頁，共88頁?！?.分離法則4.遺傳因子圖示第三十八頁，共88頁?！?.分離法則5.分離法則的意義1、判斷生物體的純合與雜合2、固定有利性狀3、揭露有害和致死基因，排除和控制遺傳性疾病第三十九頁，共88頁。第2節(jié)自由組合定律Thelawofindependentassortment第四十頁，共88頁。自由組合法則概念：

又稱獨(dú)立分配法則，指形成包含兩個(gè)以上的相對性狀的雜種時(shí)，各對相對性狀之間各自獨(dú)立地發(fā)生自由組合。第四十一頁，共88頁。第四十二頁，共88頁。第四十三頁，共88頁。第四十四頁，共88頁。第四十五頁，共88頁。控制兩對性狀的兩對等位基因，分別位于非同源的兩對Chr.上雜合體F1在減數(shù)分裂時(shí)，同源Chr.上的等位基因進(jìn)入不同的配子，而位于非同源Chr.上的基因自由組合進(jìn)入同一個(gè)配子，形成四類配子，且比例相等。在受精過程中四類♀配子和四類♂配子隨機(jī)結(jié)合，共有16種組合方式第四十六頁，共88頁。AaBb×aabb♂配子ab♀配子ABAbaBab合子AaBbAabbaaBbaabb比例1111第四十七頁，共88頁。AaBb雙因子雜合體dihybrid測交表現(xiàn)型

AaBb：Aabb：aaBb：aabb＝1：1：1：1自交表現(xiàn)型

A

B

：A

bb：aaB

：aabb＝9：3：3：1第四十八頁，共88頁。AABB1→AABBAAbb1→AAbbaaBB1→aaBBaabb1→aabbAaBB2→BB不分離，1AA：2Aa：1aaAabb2→bb不分離，1AA：2Aa：1aaaaBb2→aa不分離，1Bb：2Bb：1bbAABb2→AA不分離，1Bb：2Bb：1bbAaBb4→9A

B

：3A

bb：3aaB

：1aabb第四十九頁，共88頁。當(dāng)具有多對相對性狀差異的個(gè)體雜交時(shí)，只要決定這些性狀的基因是分別位于非同源Chr.上的，仍然受獨(dú)立分配規(guī)律的支配。

第五十頁，共88頁。第五十一頁，共88頁。第五十二頁，共88頁。第五十三頁，共88頁。1、開展雜交，創(chuàng)造有益新性狀2、預(yù)測雜交后代優(yōu)良性狀組合出現(xiàn)的比率3、培育新品種第五十四頁，共88頁。問題1、為何選擇豌豆做遺傳實(shí)驗(yàn)？1、豌豆是閉花授粉的植物，遺傳相對性狀十分穩(wěn)定。由于長期的閉花授粉，保證了豌豆的純潔性，也就是說，一個(gè)開紅花的豌豆品種，后代也開紅花，高桿的豌豆后代也絕對不會出現(xiàn)矮桿的；2、有個(gè)別性形態(tài)特征。在豌豆中，紅花與白花、高桿與矮桿、圓粒與皺粒是那樣涇渭分明。這些涇渭分明的一對一對的豌豆花色、粒形等相對性狀，用具有這樣特點(diǎn)的植物作研究，很容易觀察到受異種花粉影響的效果。3、花形比較大。用人工的辦法拔除豌豆花中的雄蕊，給雌花送上花粉是容易辦到的。第五十五頁，共88頁。孟德爾在前人實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過：(1).

遺傳純：以嚴(yán)格自花授粉植物豌豆為材料；(2).穩(wěn)定性狀：選擇簡單而區(qū)分明顯的7對性狀進(jìn)行雜交試驗(yàn)；(3).相對性狀：采用各對性狀上相對不同的品種為親本；(4).

雜交：

進(jìn)行系統(tǒng)的遺傳雜交試驗(yàn)；(5).統(tǒng)計(jì)分析：系統(tǒng)記載各世代中各性狀個(gè)體數(shù)，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得各種結(jié)果，否定了長期流行的混合遺傳觀念。問題2、孟德爾試驗(yàn)的特點(diǎn)（創(chuàng)新）？第五十六頁，共88頁。孟德爾遺傳定律的重新發(fā)現(xiàn)的三位植物學(xué)家：1、休戈·德弗里斯（HugodeVris），荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)1900年春季,《雜種的分離率》發(fā)表在《德國植物學(xué)會雜志》18卷83-902、卡爾·科倫斯（Carl

Correns），德國土賓根大學(xué)

1900年，《雜種后代表現(xiàn)方式中的孟德爾定律》在《德國植物學(xué)會雜志》18卷158-168。

3、埃里?！ゑT·丘歇馬克（VonTschermakE.），奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)1900年，《關(guān)于豌豆的人工雜交》在《德國植物學(xué)會雜志》18卷232-239。問題3:孟德爾遺傳定律的重新發(fā)現(xiàn)?第五十七頁，共88頁。Mendel規(guī)律的擴(kuò)展第五十八頁，共88頁。在同源Chr.的對等座位上，有三個(gè)或三個(gè)以上不同性質(zhì)的基因存在，稱為復(fù)等位基因（multiplealleles）。

第五十九頁，共88頁。ABO血型第9Chr.上IA＞iIB＞iIA＝IBIAIAIAiA型IBIBIBiB型IAIBAB型iiO型第六十頁，共88頁。IAIA×IAIA→IAIA全A型

IAIA×IAi→1IAIA:1IAi全A型

IAi×IAi→1IAIAA型

:2IAiA型

:1iiO型

第六十一頁，共88頁。家兔中有四種不同的毛色：全色（全灰或全黑），C銀灰cch喜瑪拉雅型（耳尖，鼻尖，尾尖，四肢末端為黑色，其余部分為白色）ch

白化c是一組復(fù)等位基因，C>cch>ch>c任何兩種毛色的純合體兔交配，再讓子代近親交配，F(xiàn)2代均呈3：1的分離。

第六十二頁，共88頁。有些基因一旦表達(dá)，就會導(dǎo)致生物體死亡。植物，合成葉綠素相關(guān)的基因如果發(fā)生突變：A→aAA、Aa綠色，aa白化，死亡a就是致死基因第六十三頁，共88頁。Agouti，正常毛色，灰色，野生型Yellow，黃色，突變型第六十四頁，共88頁。顯性致死基因domonantlethalallele隱性致死基因recessivelethalallele合子致死配子致死第六十五頁，共88頁。任何一個(gè)性狀都不可能是一個(gè)基因控制的！通常所說的一個(gè)基因控制是指所研究的兩個(gè)親本只有一對基因的差異。第六十六頁，共88頁。兩對以上的非等位基因相互作用控制同一個(gè)單位性狀的表現(xiàn)第六十七頁，共88頁。單片冠（rrpp）胡桃冠（R

P

）豌豆冠（rrP

）玫瑰冠（R

pp）R＞rP＞p第六十八頁，共88頁。

RRPP胡桃冠×rrpp單片冠↓RrPp胡桃冠↓9R

P

：3rrP

：3R

pp：1rrpp

胡桃冠豌豆冠玫瑰冠單片冠注意：這里是1個(gè)單位性狀，而不是2個(gè)單位性狀！第六十九頁，共88頁。豌豆白花品種ACCpp×ccPP白花品種B↓

紫花CcPp↓自交

9C

P

:3C

pp:3ccP

:1ccpp

9紫花

7白花第七十頁，共88頁。南瓜果形圓球形AAbb×圓球形aaBB↓AaBb扁盤形↓自交

9A

B

:

3A

bb:3aaB

:1aabb9扁盤形

6圓球形

1細(xì)長形第七十一頁，共88頁。大豆子葉顏色黃子葉D1D1D2D2×綠子葉d1d1d2d2

（滿倉金）（保定青皮青）↓

黃子葉D1d1D2d2↓自交15黃（9D1

D2

+3D1

d2d2+3d1d1D2

）：1綠d1d1d2d2

第七十二頁，共88頁。燕麥黑穎BByy×黃穎bbYY↓

BbYy黑穎↓自交9B

Y

:3B

yy:

3bbY

:1bbyy

12黑穎

3黃穎

1白穎第七十三頁，共88頁。家兔毛色灰色CCGG×白色ccgg↓

灰色CcGg

↓互交9C

G

：3C

gg

：3ccG

+1ccgg9灰

3黑

4白第七十四頁，共88頁。蠶繭顏色

顯性白繭IIyy×黃繭iiYY↓

白繭IiYy↓互交9I

Y

：3I

yy:3iiY

:1iiyy13白3黃第七十五頁，共88頁。第七十六頁，共88頁。multigeniceffect許多基因影響同一單位性狀的現(xiàn)象玉米糊粉層的顏色7對等位基因玉米葉綠素的形成至少涉及50對等位基因果蠅眼睛的顏色受40幾對基因控制第七十七頁，共88頁。Pleiotropism一個(gè)基因也可以影響許多性狀的發(fā)育

豌豆中控制花色的基因也控制種皮的顏色和葉腋有無黑斑。紅花豌豆，種皮有色，葉腋有大黑斑。家雞中有一個(gè)卷羽（翻毛）基因，是不完全顯性基因，雜合時(shí)，羽毛卷曲，易脫落，體溫容易散失，因此卷毛雞的體溫比正常雞低。體溫散失快又促進(jìn)代謝加速來補(bǔ)償消耗，這樣一來又使心跳加速，心臟擴(kuò)大，血量增加，繼而使與血液有重大關(guān)系的脾臟擴(kuò)大。同時(shí)，代謝作用加強(qiáng)，食量又必然增加，又使消化器官、消化腺和排泄器官發(fā)生相應(yīng)變化，代謝作用又影響腎上腺，甲狀腺等內(nèi)分泌腺體，使生殖能力降低。由一個(gè)卷毛基因引起了一系列的連鎖反應(yīng)。

第七十八頁，共88頁。1911年他提出了“染色體遺傳理論”。由交配試驗(yàn)而確定鏈鎖的程度，可以用來測量染色體上基因間的距離。他和學(xué)生斯特蒂文特鑒定了果蠅約100個(gè)不同的基因，它有四對染色體。還繪制了一張果蠅染色體圖。1926年發(fā)表《基因論》。“連鎖與互換定律”是摩爾根在遺傳學(xué)領(lǐng)域的一大貢獻(xiàn)，它和孟德爾的分離定律、自由組合定律一道，并稱為遺傳學(xué)三大定律。

1933年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者，公認(rèn)的現(xiàn)代遺傳學(xué)之父。重點(diǎn)之三：摩爾根遺傳定律？（遺傳連鎖定律）摩爾根第七十九頁，共88頁。1、果蠅的生活周期。大約為10天，新羽化的雌性成蟲大約8小時(shí)可交配，約40小時(shí)開始產(chǎn)卵。2、容易培養(yǎng)；通過控制養(yǎng)殖的溫度，可以加速和減緩果蠅的發(fā)育。

3、繁殖子代多；產(chǎn)卵初期每天可達(dá)50～70枚，累計(jì)產(chǎn)卵可達(dá)上千枚。4、染色體數(shù)目少；5、染色體大；6、有個(gè)別性形態(tài)特征；7、還積累了豐富多彩的遺傳資料1、為何選擇果蠅做遺傳實(shí)驗(yàn)？第八十頁，共88頁。摩爾根一開始對孟德爾的學(xué)說和染色體理論表示懷疑。1910年5月，他發(fā)現(xiàn)了一只奇特的雄蠅，它的眼睛是白的，同一只正常的紅眼雌蠅交配，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3：1，這也是孟德爾的研究結(jié)果，于是摩爾根對孟德爾信服了。他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不同于孟德爾規(guī)律的現(xiàn)象，白眼果蠅居然全部是雄性，沒有一只是雌性的。也就是說，突變出來的白眼基因伴隨著雄性個(gè)體遺傳。摩爾根把這種白眼基因跟隨X染色體遺傳的現(xiàn)象，叫做“連鎖”。2、性連鎖（伴性遺傳）：第八十一頁，共88頁。?

完全連鎖：同源染色體上非等位基因間不能發(fā)生非姐妹染色單體之間的交換，F(xiàn)1只產(chǎn)生兩種親型配子、其自交或測交后代個(gè)體的表現(xiàn)型均為親本組合。3、連鎖遺傳

連鎖遺傳：原來親本所具有的兩個(gè)性狀，在F2連系在一起遺傳的現(xiàn)象。若干非等位基因位于同一染色體而發(fā)生連系遺傳的現(xiàn)象。?

不完全連鎖（部分連鎖）：F1可產(chǎn)生多種配子，后代出現(xiàn)新性狀的組合，但新組合較理論數(shù)為少。非等位基因完全連鎖的情形很少，一般是不完全連鎖。第八十二頁，共88頁。

連鎖遺傳解釋：