作物育种学的遗传学原理.ppt
第二节 作 物 育 种 的 遗 传 学 原 理,主 要 内 容,一、遗传及其物质基础二、遗传的三大规律三、选 择（自学）四、数量性状遗传,一、遗传及其物质基础,（一）遗传、变异和选择 1、遗传(heredity)：亲子间的相似现象。“种瓜得瓜、种豆得豆”2、变异(variation)：个体之间的差异。“母生九子，九子各别”3、选择（selection)：改变不同个体的生存机 会或留下后代的机会。,一、遗传及其物质基础,4、遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素：遗传+变异+自然选择形成物种 遗传+变异+人工选择动、植物品种5、遗传和变异的表现与环境不可分割。,一、遗传及其物质基础,(二)、遗传的物质基础(DNA),一、遗传及其物质基础,同种生物不同细胞中DNA的质与量恒定；在性细胞中DNA的含量为体细胞的一半。艾弗里（Avery O.T.,1944）等用纯化因子研究肺炎双球菌的转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。赫尔希（Hershey A.D.,1952）等用同位素示踪法在研究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质。,1、遗传物质DNA的结构组成,1）鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）A+G/T+CG+C/A+T,一、遗传及其物质基础,一、遗传及其物质基础,2）复制：根据配对原则，每一条DNA单链都能准确的指导另一条单链的合成，,保证了DNA在世代传递中具有稳定性。,一、遗传及其物质基础,然而，对一特定物种的DNA分子来说，其碱基顺序是一定的，并且通常保持不变，这样才能保持该物种遗传特性的稳定。只有在特殊的条件下，改变期碱基顺序或碱基类似物代替某一碱基时，才出现遗传的变异（突变）。,3）转录：DNA通过碱基配对编码和控制核糖核酸RNA的合成。G+C/A+U,一、遗传及其物质基础,4）翻译：RNA有三种类型，mRNA 编码蛋白质氨基酸序列，转移核糖核酸tRNA和核糖体核糖核酸rRNA控制和协助蛋白质的合成。,一、遗传及其物质基础,2、遗传的中心法则,一、遗传及其物质基础,遗传密码的破译解决遗传信息本身的物质基础及含义的问题。“中心法则”解决遗传信息的传递途径和流向问题。,遗传信息从DNA通过RNA传递到蛋白质，间接地控制着生物所有生理生化活动和性状的表现。,3、主要遗传学名词,一、遗传及其物质基础,基因：携带有特定遗传信息的DNA功能片段，是遗传和变异的基本单位。相对性状：同一性状上差别明显的相对差异。,等位基因：控制相对性状的基因互为等位基因。,3、主要遗传学名词,一、遗传及其物质基础,显性和隐性：具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1个体表现的性状为显性，不表现的为隐性。自交：同一个个体自我交配，植物中即自花授粉，也泛指基因型相同的个体间交配。杂交：不同基因型个体之间的交配。,二、遗传的三大规律,（一）、分离规律（二）、独立分配规律（三）、连锁遗传规律,二、遗传的三大规律,孟德尔（Mendel G.J.，18221884）系统地研究了生物的遗传和变异。豌豆杂交试验（1856-1864）；1866年发表植物杂交试验,提出分离规律和独立分配规律；1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的建立和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。1910年起将孟德尔遗传规律-孟德尔定律。,1、孟德尔的豌豆杂交试验:,1）孟德尔试验的特点：遗传纯：以严格自花授粉植物豌豆为材料；稳定性状：选择简单而区分明显的7对性状进行杂交试验；相对性状：采用各对性状上相对不同的品种为亲本；杂交：进行系统的遗传杂交试验；统计分析：系统记载各世代中不同性状个体数，应用统计方法处理数据获得结果，否定了混合遗传观念。,2）方法（如红花与白花亲本杂交）,(1).正交P红花（雌）白花（雄）F1红花（自交）F2红花白花株数705 224T=929株比例3.15:1(2).反交白花（雌）红花（雄）3:1以上说明F1和F2的性状表现不因亲本而异。,3）结果：7对相对性状的试验结果相同,F1性状表现一致，只表现一个亲本性状，另一个亲本性状隐藏。F2分离：一些植株表现出这一亲本性状，另一些植株表现为另一亲本性状，说明隐性性状未消失。F2群体中显隐性分离比例大致为3:1。,4）试验结果特点：,基因型（genotype）：个体的基因组合即遗传组成；如花色基因型CC、Cc、cc表现型（phenotype）：生物体所表现的性状。如红花、白花内在基础环境外在表现基因型表现型（根据表现型决定）基因型、表现型与环境的关系：基因型+环境 表现型。,5）孟德尔提出的遗传因子基因（gene）,P红花r白花 CCcc 配子GC cF1 红花CcF2,纯合基因型（homozygous genotype）：或称纯合体，成对基因相同。如CC、cc，纯质结合。,基因型类型：,CC 纯合体稳定遗传；Cc 杂合体不稳定遗传；cc 纯合体稳定遗传。,杂合基因型（heterozygous genotype）：成对基因不同。如Cc或称杂合体虽然Cc与CC的表现型一致，但其遗传行为不同。可用自交鉴定：,孟德尔以豌豆为材料，选用具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交，研究两对相对性状的遗传后提出：独立分配规律（自由组合规律）。,1、试验结果,P 黄色子叶、圆粒绿色子叶、皱粒F1黄色子叶、圆粒15株自交结556粒种子,F2种子黄、圆黄、皱绿、圆绿、皱总数实得粒数31510110832556,理论比例9：3：3：1 16理论粒数312.75104.25104.2534.75556,先按一对相对性状杂交的试验结果分析：黄绿=(315+101)(108+32)=416140=2.97131圆皱=(315+108)(101+32)=423133=3.18131,2、结果分析,F2出现两种重组型个体则说明控制两对性状的基因在从F1遗传给F2时，是自由组合的。,两对性状是独立互不干扰地遗传给子代，每对性状的F2分离符合31比例。,黄、圆3/43/4=9/16 黄、皱3/41/4=3/16 绿、圆1/43/4=3/16 绿、皱1/41/4=1/16,(31)2=9331,按概率定律，两个独立事件同时出现的概率是分别出现概率的乘积：,P黄子叶、圆粒 r 绿子叶、皱粒YYRRyyrrGYRyrF1黄子叶、圆粒YyRrF2,3、基因型解释,3、基因型解释,控制两对性状的等位基因，分布在不同的同源染色体上；减数分裂时，每对同源染色体上等位基因发生分离，而位于非同源染色体上的基因，可以自由组合。,4、独立分配的实质：,1906年，贝特生（Bateson W.）和贝拉特（Punnett R.C.）在香豌豆的二对性状杂交试验中首先发现性状连锁遗传现象。,P 紫花、长花粉粒(PPLL)红花、圆花粉粒(ppll)F1紫、长 PpLlF2紫、长 紫、圆 红、长 红、圆P_L_ P_ll ppL_ppll总数实际个体数4831390393 13386952按9:3:3:1推算3910.51303.5 1303.5434.56952以上结果表明F2：.同样出现四种表现型；.不符合9:3:3:1；.亲本组合数偏多，重新组合数偏少（与理论数相比）。,摩尔根（Morgan T.H.,18661945）提出“性状连锁遗传规律”；1912年，以果蝇为材料进行了系统的试验后发现原来为同一亲本所具有的两个性状，在F2中常常有连在一起的倾向。把孟德尔的遗传因子定名为基因，著“基因论”。,连锁遗传：原来亲本所具有的两个性状，在F2连系在一起遗传的现象。,
