园艺植物遗传学基础.ppt

园艺植物遗传学基础园艺植物遗传学基础遗传学育种学良种繁育学提供繁育材料巩固育种成果指导育种实践育种实践中发展园艺植物遗传育种的关系园艺植物遗传育种的关系园艺植物遗传学基础园艺植物遗传学基础一、遗传变异和环境一、遗传变异和环境（一）（一）遗传和变异遗传和变异（二）（二）遗传和环境遗传和环境（三）（三）变异的类型变异的类型二、遗传的基本规律二、遗传的基本规律（一）（一）分离定律分离定律（二）（二）自由组合定律自由组合定律（三）（三）连锁和交换规律连锁和交换规律（一）遗传和变异（一）遗传和变异遗传学遗传学(genetics)研究生物体遗传变异规律的科学。遗传遗传（Heridity)“种瓜得瓜，种豆得豆”亲代与子代以及子代不同个体之间的相似性。变异变异（Variation)“一母生九子，九子各不同”同种生物亲代与子代间以及不同个体间的差异称为变异。（二）遗传和环境（二）遗传和环境基因型（基因型（genotype）指生物体一切遗传物质的总和。这些物质具有与特殊环境因素发生特殊反应的能力，使生物体具有发育成性状的潜在能力。表现型表现型（phynotype）是生物体在特定环境中所表现出来的性状的总和。个体发育个体发育表现型表现型基因型基因型外界环境条件作用外界环境条件作用（可能性、内因、（可能性、内因、本质）本质）（现实性、结果、（现实性、结果、现象）现象）（外因外因）（三）变异的类型（三）变异的类型变异根据能否遗传分成：能遗传的变异能遗传的变异：指性状的改变能在后代中反复出现。例：花色的突变非遗传的变异：非遗传的变异：指生物在生长发育过程中，受到环境条件的作用，引起性状的改变，但没有引起遗传物质的变化。例：植株高矮（一）（一）分离定律分离定律1 1、孟德尔的试验孟德尔的试验 1 1）孟德尔的选材孟德尔的选材 2 2 2 2）显性性状和隐性性状显性性状和隐性性状显性性状和隐性性状显性性状和隐性性状 3 3 3 3）分离现象分离现象分离现象分离现象 4)4)4)4)其它性状的试验其它性状的试验其它性状的试验其它性状的试验2 2、孟德尔假说孟德尔假说3 3、分离假说的验证分离假说的验证4 4、分离律实现的条件分离律实现的条件5 5、显性作用的相对性显性作用的相对性1）孟德尔的选材）孟德尔的选材孟德尔所用的材料：-豌豆，菜豆，玉米，紫茉莉，水杨梅，山柳菊，毛蕊花，金鱼草，耧斗菜，鼠类，蜜蜂等选择豌豆的理由稳定的，可以区分的性状。自花（闭花）授粉，没有外界花粉的污染；人工授粉也能结实。豌豆豌豆2）显性性状和隐性性状）显性性状和隐性性状显性性状（dominant character)：有相对差异的同一单位性状，在杂交中表现出来的性状。隐性性状（recessive character)：有相对差异的同一单位性状，在杂交中未表现出来的性状。2）显性性状和隐性性状）显性性状和隐性性状2）显性性状和隐性性状）显性性状和隐性性状3）分离现象）分离现象(segregation phenomenon)4)其它性其它性状的试验状的试验4)其其它它性性状状的的试试验验2、孟德尔假说、孟德尔假说1）性状是由独立的遗传因子决定的；2）遗传因子在体细胞中成对存在，有显隐性关系；3）形成配子时分离，在性细胞中只含一个；4）配子形成合子时机率均等。3、分离假说的验证、分离假说的验证 测交法测交法 花粉观测法花粉观测法黄玉米黄玉米白玉米白玉米 YY yy Yy yy Yy yy 1 ：1糯性玉米糯性玉米非糯性玉米非糯性玉米 wxwx WXWX隐性枝链淀粉隐性枝链淀粉 显性直链淀粉显性直链淀粉遇碘呈红棕色遇碘呈红棕色 遇碘呈深蓝色遇碘呈深蓝色 WXwx wxwx WXwx wxwx 1 ：14、分离律实现的条件、分离律实现的条件1）二倍体2）控制性状的基因显性作用完全3）减数分裂正常，配子形成合子机率均等4）合子发育正常5）分析的群体足够大5、显性作用的相对性、显性作用的相对性 当显性基因作用不完全或不完全显性时：当显性基因作用不完全或不完全显性时：红花紫茉莉红花紫茉莉 白花紫茉莉白花紫茉莉 RR rrF1 Rr粉红色花粉红色花 F2 RR Rr Rr rr 红红 粉红粉红 粉红粉红 白色白色 1 ：2 ：1（二）（二）自由组合定律（独立分配规律）自由组合定律（独立分配规律）1 1、两对性状的自由组合两对性状的自由组合 现象现象2、自由组合现象的解释3 3、自由组合定律的基本 要点和实质4、自由组合规律的验证5、多基因杂种的分离6、基因互作的遗传分析1、两对性状的自由组合现象、两对性状的自由组合现象 2、自由组合现象的解释、自由组合现象的解释3、自由组合定律的基本要点和实质、自由组合定律的基本要点和实质基本要点：基本要点：不同的相对性状的遗传因子在遗传过程中，这一对因子与另一对因子的分离和组合是互不干扰，各自独立分配到配子中去的。实质：实质：控制这两对性状的两对等位基因分布在不同的同源染色体上。在减数分裂形成配子时，每对同源染色体上的每一对等位基因发生分离，而位于非同源染色体上的基因之间可以自由组合。4、自由组合规律的验证、自由组合规律的验证F1 黄圆黄圆（YyRr）X(yyrr)F1配子配子 绿皱配子绿皱配子 测交子代合子测交子代合子 YR YyRr Yr yr Yyrr yR yyRr yr yyrr5、多基因杂种的分离、多基因杂种的分离杂交中包括的基因对数与基因型和表型的关系表杂交中包括的基因对数与基因型和表型的关系表6、基因互作的遗传分析、基因互作的遗传分析基因互作：不同对基因间的相互作用。1）互补作用(分离比为9：7）2）积加作用（分离比为9：6：1）3）重叠作用（分离比为15：1)4）显性上位作用（分离比为12：3：1）5）隐性上位作用（分离比为9：3：4）6）抑制作用（分离比为13：3）7）“一因多效”8）“多因一效”1）互补作用）互补作用(分离比为分离比为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。2 2）积加作用（分离比为）积加作用（分离比为）积加作用（分离比为）积加作用（分离比为9 9：6 6：1 1）当两个显性基因同时存在时表现最为强烈的一种性状，单独存在时分别表现相似性状，双隐性基因表现最弱。3 3）重叠作用（分离比为）重叠作用（分离比为）重叠作用（分离比为）重叠作用（分离比为1515：1)1)两对基因的表现形相同，只有双隐性才表现不同。4 4）显性上位作用（分离比为）显性上位作用（分离比为）显性上位作用（分离比为）显性上位作用（分离比为1212：3 3：1 1）当性状是由两对非等位基因控制时，一个基因对另一个基因的表现有遮盖作用，且起遮盖作用的基因是显性基因。瓜皮瓜皮Y黄色对黄色对y绿色是显性，绿色是显性，W基因对基因对Yy基因有显性上位作用基因有显性上位作用,W表现白色表现白色5 5）隐性上位作用（分离比为）隐性上位作用（分离比为）隐性上位作用（分离比为）隐性上位作用（分离比为9 9：3 3：4 4）当性状是由两对非等位基因控制时，一个基因对另一个基因的表现有遮盖作用，且起遮盖作用的基因是隐性基因。A（黄色）（黄色）a（橙黄色）；（橙黄色）；ll隐性上位作用，表现柠檬黄色隐性上位作用，表现柠檬黄色6 6）抑制作用）抑制作用）抑制作用）抑制作用（分离比为（分离比为13：3）一对显性基因，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用。例：玉米胚乳蛋白，C（基本色泽基因）和I（抑制基因）白色蛋白质层白色蛋白质层 白色蛋白质层白色蛋白质层 CCII cciiF1 CcIi白色白色 F2 13白色白色 ：3有色有色 9C-I-+3ccI-+ccii 3C-ii7 7）“一因多效一因多效一因多效一因多效”一个基因影响许多性状发育的现象，称为“一因多效”。例：豌豆开红花的植株，结灰色种皮的种子，叶腋上有黑斑；开白花的植株，结淡色种皮的种子，叶腋上没有黑斑。8）“多因一效多因一效”有许多基因影响同一性状表现的现象，称为“多因一效”。蕃茄果实颜色组成成份和基因效应蕃茄果实颜色组成成份和基因效应（三）连锁和交换规律（三）连锁和交换规律1、连锁和交换的概念2、连锁遗传的产生3、连锁和交换的遗传机制4、连锁遗传的验证5、基因定位和连锁遗传图1、连锁和交换的概念、连锁和交换的概念连锁遗传：凡是位于同一染色体上的基因控制的性状在杂交后代中常常有联系在一起遗传的倾向，这种现象称连锁遗传。交换：完全连锁情况，实际上很少出现，更多的情况是同源染色体之间互换部分节段，连锁基因中的一个位于互换的阶段上，因而和它的互对基因互换位置，这个过程称为交换。交换的频率用产生的新组合配子的百分比来表示，遗传学上称交换值或互换率。2、连锁遗传的产生、连锁遗传的产生2、连锁遗传的产生、连锁遗传的产生 连锁遗传现象：F2中四个类型的个体数同理论数相差很大，原来组合在两个亲本中的性状在F2代中仍然多数连在一起遗传。相引相（双显性组合）：甲乙两显性性状连系在一起遗传，甲乙两隐性性状连系在一起遗传的杂交组合。相斥相（单显性组合）：甲显性性状和乙隐性性状连系在一起遗传，而乙显性性状和甲隐性性状连系在一起遗传的杂交组合。2、连锁遗传的产生、连锁遗传的产生3、连锁和交换的遗传机制、连锁和交换的遗传机制3、连锁和交换的遗传机制、连锁和交换的遗传机制交换现象交换现象交换现象交换现象3、连锁和交换的遗传机制、连锁和交换的遗传机制 4、连锁遗传的验证、连锁遗传的验证测定F1雌雄配子中各类配子比例，采用双隐性个体与F1回交（测交）。例：玉米籽粒有色C是无色c的显性，正常（饱满）胚乳（Sh）是凹陷胚乳（sh）的显性，两对性状杂交及回交结果如下 4、连锁遗传的验证、连锁遗传的验证新新 组组 合合=亲本组合亲本组合=（149+152）/8368=3.6%1-3.6%=96.4%4、连锁遗传的验证、连锁遗传的验证新新 组组 合合=亲本组合亲本组合=（638+672）/44595=2.94%1-2.94%=97.06%5、基因定位和连锁遗传图、基因定位和连锁遗传图 连锁基因之间的交换值反映了基因在染色体上的距离，据此可以确定基因在染色体上的位置，这种方法称为基因定位。通过仔细安排的杂交试验和种植并测定大量后代不同性状的连锁程度，记录不同性状之间结合在一起遗传的频率，可以标出基因在染色体上的相对位置，叫做连锁图或染色体图（chromosome map)。果蝇染色体图果蝇染色体图 玉玉米米连连锁锁图图