《核外遗传》PPT课件.ppt
第十章核外遗传Extranuclear Inheritance,9.1 核外遗传的概念和特点,核外遗传(extranuclear inheritance)：或称细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)，指核内染色体以外的遗传因子所决定的遗传现象和遗传规律,遗传物质,细胞质基因组,核外遗传的特点,遗传方式是非孟德尔式的；杂交后代一般不表现一定比例的分离正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母本的性状通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失,卵细胞：含细胞核，丰富的细胞质及各种细胞器 为子代提供核基因及全部或大部分细胞质基因精 子：含细胞核，没有或极少有细胞质和各种细胞器 仅为子代提供核基因,9.2 母性影响(maternal effect),由于母体基因型的影响，使子代表现母体性状的现象与核外遗传十分相似，但它并非由细胞质基因决定，而是核基因产物在卵细胞中积累所决定，因此不属于核外遗传的范畴,椎实螺外壳旋转方向的遗传,椎实螺外壳旋转方向决定于第一次卵裂,9.3 线粒体遗传,9.3.1 线粒体遗传的表现,红色面包霉 poky 突变型的遗传,原子囊果：含细胞质和细胞核，相当于卵细胞分生孢子：不含细胞质，在受精中提供细胞核，相当于精子,Poky突变型(缓慢生长突变型)1952,Mary Mitchell,缺乏cyt a,b,酵母小菌落(petite)突变型的遗传,小菌落突变型(petite)B.Ephrussi,1949,缺少细胞色素a、b以及细胞色素c 氧化酶，在碳水化合物代谢中不能利用氧气，必须从发酵中获得能量才能进行生长。表现生长缓慢，形成很小的菌落用大菌落进行培养，经常产生少数的小菌落，而用小菌落进行培养，只产生小菌落,细胞质融合,9.3.2 线粒体遗传的分子基础,线粒体基因组的分子特点,裸露的DNA双链分子，主要呈环状，但也有线性的不同物种线粒体基因组大小差异很大。高等植物比动物大15150倍，为200 2500kb。真菌、昆虫到哺乳动物，其 mtDNA 越来越小，排列越来越紧密mtDNA两条单链的密度不同。重链(H链)、轻链(L链)绝大多数mtDNA中没有重复序列碱基组成中GC含量比AT少。酵母GC含量仅为21%半保留复制，由线粒体的DNA聚合酶完成,线粒体基因组的构成,基因数目和排列顺序相同。2个rRNA基因(12S,16S)，22个tRNAs，13个线粒体膜蛋白基因2个rRNAs,14个tRNAs,12个蛋白质基因在H链上，另8个tRNA和1个蛋白质基因在L链上有一个D环，与复制有关；两个复制起点，分别复制H链和L链基因间排列紧密,没有间隔，和原核生物相似,人、鼠、牛,线粒体基因的转录和翻译系统,不同生物的线粒体核糖体大小不等，都由两个亚基组成，每个亚基有一条rRNA分子线粒体mRNA无先导序列，无帽子结构，起始密码子AUG在分子的5端，但3有 poly A 尾巴线粒体tRNA为典型的三叶草二维结构，由线粒体DNA编码。啤酒酵母中有24个tRNA，人类及爪蟾中有22个tRNA,线粒体遗传密码与通用密码子存在一些差异,线粒体的半自主性,9.4 叶绿体遗传,9.4.1 叶绿体遗传的表现,紫茉莉花斑性状的遗传,9.4.2 叶绿体遗传的分子基础,叶绿体基因组的分子特点,裸露的闭合环状双链DNA结构，大小一般为120kb217kb高等植物cpDNA的碱基成分与核DNA无明显区别。单细胞藻类如衣藻cpDNA GC含量为39%，而核DNA为67%cpDNA中缺少5-甲基胞嘧啶。核DNA25左右的胞嘧啶是甲基化的高等植物中每个叶绿体内含3060个拷贝，每个细胞内含有几千个拷贝半保留复制，由叶绿体DNA聚合酶完成,叶绿体基因组的构成,地钱、烟草、水稻,由2个反向重复序列(IRA,IRB)、1个短单拷贝序列(SSC)、1个长单拷贝序列(LSC)组成IR长约1024kb，含4种核糖体rRNA基因(16S,23S,4.5S和5S)cpDNA启动子和原核生物相似。有单顺反子也有多顺反子tRNA基因中有内含子的存在含有近于完全相同的叶绿体基因,叶绿体基因的转录和翻译系统,叶绿体核糖体沉降系数70S，由大小两个亚基组成(50S、30S)。大亚基中含23S,4.5S,5SrRNA,小亚基含16SrRNAtRNA是由核DNA和cpDNA共同编码。脯氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸tRNA为核DNA所编码，其余的均为cpDNA编码,基 质：RubP羧化酶的大亚基、19个叶绿体核糖体蛋白、IF-1、EF-Tu、DNA聚合酶的,亚基、4个rRNA、40个tRNA类囊体：PSI:P700的A1,A2原蛋白、PSII:32kd P680原蛋白、细胞色素b559蛋白、光合作用电子传递蛋白、叶绿体ATP酶复合体B,A,E,等亚基,9.5 植物雄性不育性的遗传,9.5.1 植物雄性不育的类别及遗传特点,雄蕊发育不正常,不能产生有正常功能的花粉,但雌蕊发育正常,能接受正常花粉而受精结实的现象称雄性不育性(male sterility),核不育型,核内染色体上基因所决定的雄性不育类型,多数核不育类型受核内一对隐性基因(ms)控制，纯合体表现雄性不育，其不育性可被相对的显性基因(Ms)所恢复杂合体(Ms/ms)后代呈简单的孟德尔式分离。用普通遗传学方法不能使核不育型的整个后代群体保持不育性,质核互作雄性不育性,由细胞质基因和核基因互作控制的雄性不育类型，又称胞质不育型(cytoplasmic male sterility,CMS),当不育细胞质基因 S 存在时，核内必须有相对应的纯合隐性不育基因 rf/rf 存在，个体才能表现不育如果细胞质基因是正常可育的基因N，即使核基因仍为 rf/rf，个体仍是正常可育的如果核内存在显性可育基因Rf，则不论细胞质基因是S 或 N，个体均表现育性正常,质核互作雄性不育性的应用三系法杂交水稻,不育系(A)S(rf/rf)保持系(B)N(rf/rf)恢复系(R)N(Rf/Rf)或 S(Rf/Rf),The End,
