遗传学精品课件（中国农业大学）第一节 细胞质遗传的特点.pptVIP

植物雄性不育(male sterility)的主要特征：雄蕊发育不正常，不能产生有正常功能的花粉，但是它的雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实 一、雄性不育的类别及其遗传特点 根据雄性不育发生的遗传机制，可遗传的雄性不育性可分为核不育型和质核不育型（质核互作型）等多种类型。 第六节 植物雄性不育的遗传 1、核不育型 由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型，简称核不育型。 多数核不育型均受简单的一对隐性基因(ms)所控制： msms：雄性不育 ♀msms × MsMs♂ MsMs ↓ Msms 雄性可育 F1 Msms 可育 ↓ F2 1MsMs:2Msms:1msms 20世纪70年代末在我国的山西省太谷发现了由显性雄性不育单基因所控制的太谷显性核不育小麦： msms：雄性可育 Msms: 雄性不育 ♀Msms × msms♂ ↓ F1 Msms : msms 图11－14 质核型不育性遗传的示意图 2、质核不育型 又叫胞质不育型(CMS) 不育系 S(rr) 恢复系 N/S(RR) 保持系 N(rr) 质核型不育性的遗传比较复杂，现介绍以下三方面的特点： （1）孢子体不育和配子体不育 孢子体不育:花粉的育性受孢子体(植株)基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关 孢子体基因型 花粉 rr r全部败育 RR R全部可育 Rr R、r都可育 玉米T型、水稻野败型不育系属于这个类型。 配子体不育:花粉育性直接受雄配子体(花粉)本身的基因所决定 R花粉可育 r花粉不育 玉米M型、水稻BT型不育系属于这个类型。 SM(rr) × N(RR) ↓ F1 SM(Rr) ↓ F2 ♀ ♂ R r(败) R RR - r Rr - （2）胞质不育基因的多样性与核育性 基因的对应性 细胞质： N1?S1、N2?S2、……、Nn?Sn 核基因： r1?R1、r2?R2、……、rn?Rn 核内的育性基因总是与细胞质中的育性基因发生对应的互作： r1(或R1)对N1(或S1)、r2(或R2)对N2(或S2)、……、rn(或Rn)对Nn(或Sn) （3）单基因不育性和多基因不育性 单基因不育性：一对或两对核内主基因与对应的不育胞质基因决定的不育性 多基因不育性：由两对以上的核基因与对应的胞质基因共同决定的不育性。 二、雄性不育性的发生机理 1、胞质不育基因的载体 多数学者认为，mtDNA是雄性不育基因的载体。玉米有N、T、C和S四种类型的细胞质，N为正常可育型，其余三种为不育型。它们的mtDNA分子组成有明显的区别。T型中具有缺少2350碱基对的mtDNA；C型中具有其它类型所没有的两种低分子量mtDNA；S组的mtDNA中多出一个附加体系统。但这四种育性类型的叶绿体DNA并没有明显的差别。 也有人认为叶绿体DNA是雄性不育基因的载体。 2、关于质核不育型的假说 质核互补控制假说：认为细胞质不育基因存在于线粒体上。当线粒体DNA的某个(或某些)节段发生变异，并使可育的胞质基因突变为S时，线粒体mRNA所转录的不育性信息使某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，从而破坏了花粉形成的正常代谢过程，最终导致花粉败育。 能量供求假说：认为线粒体是细胞质雄性不育性的重要载体。植物的育性与线粒体的能量转化效率有关。 亲缘假说：认为遗传结构的变异引起个体间生理生化代谢上的差异，与个体间亲缘关系的远近成正相关。两亲间亲缘差距越大，杂交后的生理不协调程度也越大。当这种不协调达到一定程度，就会导致植株代谢水平下降，合成能力减弱，分解大于合成，使花粉中的生活物质减少，最终导致花粉的败育。 三、雄性不育性的利用 1、三系法 必须具备不育系、保持系 和恢复系。 三系法的一般原理是首先 把杂交母本转育成不育系， 原来雄性正常的杂交母本 即成为甲不育系的同型保 持系，父本乙必须是恢复 系。 图 11－16 应用三系法配制杂交种示意图 保持系♂ ? 不育系♀ 恢复系♂ ? ? 保持系 不育系 F1杂交种 恢复系