河南科技大学生态学课件第七章染色体数目变异分析.ppt

制作：王洪刚 李斯深 第二节 整倍体 一、同源多倍体 生理特征 由于基因剂量效应，同源多倍体的生化反应与代谢活动加强；许多性状的表现更强。如： ◆大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量比二倍体原种增加10-12％； ◆玉米同源四倍体籽粒胡萝卜素含量比二倍体原种增加43％。 ◆大麦白化基因a7 二、超倍体 （一）三体 2.单体染色体的传递 普通小麦单体：四分体 普通小麦单体：第一后期 普通小麦单体染色体的传递 单体自交后代 ●理论上： ◆配子 n: (n-1)=1:1 ◆双:单:缺= 1:2:1 ●影响因素: ◆单体被遗弃 ◆ n, (n-1)参入受精不同 ◆ 2n-I, 2n-II 成活率不同 导致不符合理论比例 如 2n-2 3% 2n-1 1% n-1 4% 2n-1 72% 2n 24% n 96% n-1 75% n 25% ♂ ♀ (二) 缺体 缺体一般都通过单体自交产生 在异源多倍体生物中可以存在 ◆由于缺失一对染色体，对生物个体的性状表现的影响更大，生活力更差 ◆普通烟草的缺体在幼胚阶段即死亡 ◆普通小麦21种缺体都能够生存 遗传效应 ◆表现广泛的性状变异(例) ◆通过缺体的性状变异，可能确定位于该染色体上的基因 普通小麦缺体系列的穗形 3.染色体组的染色体基数 ◆偶倍数的异源多倍体是二倍体物种的双二倍体，因此其染色体数是其亲本物种染色体数之和。 ◆两亲本物种的染色组的基数可能相同 如：普通烟草(x=12)、普通小麦(x=7) 也可能不同 如芸苔属各物种的染色基数(图) 芸苔属(Brassica)各物种的关系 (二) 奇倍数的异源多倍体 1.奇倍数异源多倍体的产生及其特征 ◆偶倍数异源多倍体物种间杂交 ◆奇倍数异源多倍体在联会配对时形成众多的单价体，染色体分离紊乱，配子中染色体组成不平衡，因而很难产生正常可育的配子 2.倍半二倍体(sesquidiploid) (二) 奇倍数的异源多倍体 (二) 奇倍数的异源多倍体 普通烟草与粘毛烟草的倍半二倍体 三、多倍体的形成途径及其应用 (一) 未减数配子结合——减数分裂 (二) 体细胞染色体数加倍——有丝分裂 (一) 未减数配子结合 ◆桃树(2n=2x=16=8Ⅱ)的未减数配子(n=2x=16)融合形成同源多倍体 未减数配子⊕未减数配子——四倍体(2n=4x=32=8Ⅳ) 未减数配子⊕正常配子 ——三倍体(2n=3x=24=8Ⅲ) (一) 未减数配子结合 ◆种间杂种F1未减数配子融合形成异源多倍体 例： (二) 体细胞染色体数加倍 体细胞染色体加倍的方法 最常用的方法：秋水仙素处理分生组织 ◆阻碍有丝分裂细胞纺锤丝(体)的形成 ◆处理浓度：0.01-0.4%(0.2%) ◆处理时间：视材料而定 ◆间歇处理效果更好 同源多倍体的诱导 诱导二倍体物种染色体加倍—同源多倍体(偶倍数) 异源多倍体的诱导 ◆诱导杂种F1染色体加倍—双二倍体 ◆诱导二倍体物种染色体加倍—同源多倍体—杂交—双二倍体 四、多倍体的应用 八倍体小黑麦的人工合成与应用 六倍体小黑麦的人工合成与应用 五、单倍体 (一)、单倍体的类型 ◆ 单元单倍体（一倍体，n=x）： 二倍体生物的单倍体, 就是一倍体. ◆多元单倍体： 四倍体及其以上的偶倍数多倍体所产生的单倍体(具有两个及两个以上的染色体组)。例如：六倍体小麦的单倍体具有三个染色体组(n=3x=ABD=21)；四倍体烟草的单倍体具有两个染色体组(n=2x=TS=24)。 (二) 单倍体的特点 1. 动物： 一般不存在单倍体 例外：雄性单倍体 2.低等生物：生命的主要阶段 3高等植物：高度不育性 ◆染色体组成单存在，前期I染色体不能正常联会配对，以单价体形式存在；后期I单价体随机分配或丢失，二分体、四分体染色体组成不完整 ◆所有(至少绝大部分)染色单体在后期I进入二分体细胞之一，形成可育配子的机率很小(玉米、小麦) ◆同源四倍体(2n=4x)的单倍体(n=2x)育性水平要高于其它类型 玉米单倍体染色体的分离 玉米(2n=2x=20) 其单倍体(n=x=10)主要是以 ●5/5、4/6的方式分离 ●3/7、2/8、1/9的分离很少 ●没有观察到0-10的分离方式。 因而单倍体往往都是高度不育的 普通小麦单倍体减数分裂 普通小麦单倍体(n=3x=21=ABD) 减数↓分裂 产生各种染色体组成的配子(0-21)(其中仅具有20，21条染色体的配子具有育性) 配子↓融合 双体(2n=42), 单体(2n=41), 缺体、双单体(2n=40) 双倍体和单倍体的联会特点 (三) 单倍体的产生 1. 自然产生：由单性生殖产生。 未受