第11章细胞质遗传.ppt

第3节 植物雄性不育的遗传 一、雄性不育的概念与类别 植物雄性不育性 male sterility ： 雌雄同株或同花的植物，雄蕊发育不正常，不能产生有正常功能的花粉 雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实 雄性不育的类别 细胞核雄性不育的产生与特点 不同基因型杂交与不育性的遗传 雄性不育性的恢复 生产杂交种 （二）细胞质雄性不育性 细胞质雄不育的产生与特点 细胞质雄性不育性的遗传 细胞质雄性不育性可以得 到保持 繁殖不育系 （三）质核互作雄性不育性 败育的发生 玉米、小麦、高梁等植物 败育过程通常发生在减数分裂之后 矮牵牛、胡萝卜等植物 败育发生在减数分裂过程中或之前 质核互作雄性不育性的遗传基础 细胞质遗传类型 N：具有正常的细胞质 可育胞质 S：具有不育的细胞质 不育胞质 存在6种核质组合类型，当核质基因均为不育型的个体表现为雄性不育 质核互作雄性不育性的遗传 育性得到恢复 S RR 和N RR 可作为恢复系 R 孢子体不育与配子体不育 孢子体不育： 花粉育性受孢子体 植株 基因型控制，而与花粉本身所含基因无关； rr基因型的孢子体产生的配子全部不育； Rr基因型可以产生含不育核基因r的可育配子； 受母体植株基因型控制，败育发生较早而彻底； 是杂种优势利用中的理想类型。 配子体不育： 花粉育性直接受配子体 花粉 本身基因 核基因 决定 配子体不育的遗传 胞质不育基因的多样性与核育性基因的对应性 胞质不育基因的多样性 同一种植物中可能存在多种不育胞质类型S 各种不育胞质分别是由不同的细胞质基因突变引起 细胞质中存在多个与配子育性有关的基因 核质基因的对应性 单基因不育与多基因不育 与花粉育性有关的核基因 细胞核雄性不育类型多是受单基因控制 核质互作雄不育的核基因遗传基础较复杂 存在受1-2对主效基因控制的细胞核遗传类型 也广泛存在由多基因控制的细胞核遗传类型 与其它受多基因控制的数量性状相似，多基因控制的雄性不育类型易受气温等环境影响。 （一）胞质不育基因的载体 胞质不育基因的载体 线粒体基因组 mtDNA 叶绿体基因组 ctDNA 游离的育性因子 一种质粒 其它遗传因素 （二）质核互作不育形成的遗传假说 亲缘假说 质核互作控制假说 能量供求假说 亲缘假说 基本内容： 质核互补控制假说 线粒体的结构、遗传基础与功能 能量供求假说 生物进化过程，表现为: 三、雄性不育的利用 在遗传、育种中的应用 细胞质遗传研究 杂种优势利用 群体改良 质核不育型的三系配套 质核互作雄性不育应用的缺点 限制杂种配制的亲本选择 杂交种的两个亲本必须分别为不育系与恢复系 胞质单一化的隐患 一些由细胞质基因控制的病虫害抗性单一化 病害的某种生理小种聚集形成优势小种后大流行 虫害的某种群在单一的寄主植物上大量繁殖为害 制种程序复杂，制种成本较高 三系繁殖 杂交种的生产 光温敏雄性不育性与两系法 光温敏雄性不育性： 不育性的表现受遗传与环境因素共同影响，也称 为生态不育型 受细胞核基因控制的遗传类型 在一定光温条件下 如短日、适温 表现为可育 在另一光温条件下 如长日、高温 表现为不育 两系法 光温敏不育系 恢复系 两系法杂交制种 本章要点 3种雄性不育在杂种优势利用中的应用 细胞核雄性不育 不易保持不育性 细胞质雄性不育 育性不能得到恢复 质核互作雄性不育 椎实螺外壳旋转方向，由一对基因决定， 右旋 S+ 对左旋 S 为显性。 S+ s 正交 反交 ＋ ＋ ＋ ＋ 3﹕1 3﹕1 某个体的表现型并不由其自身的基因型直接 决定，而是由母本卵细胞状态决定，母本卵细 胞的状态又由母本的基因型决定。 椎实螺外壳旋转方向是由受精卵第一次和第 二次分裂时纺锤体分裂方向所决定的。 ∴母体基因型 ? 受精卵纺锤体分裂方向 ? 椎实螺外壳旋转方向。 右旋──受精卵纺锤体向中线右侧分裂； 左旋──受精卵纺锤体向中线左侧分裂。 由于F1的旋转方向同母本一致，如果试验只进行到F2， 很可能被误认为细胞质遗传。 SS 分离 ss 正交 ♀ 右旋 SS×♂ 左旋 ss ↓异体受精　 F1 全部为右旋 Ss ↓自体受精 F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） ↓ ↓ ↓　 F3 右旋 右旋 左旋 3 ∶ 1 ↓ SS 分离 ss 反交 ♀ 左旋 ss×♂ 右旋 SS ↓异体受精 全为左旋 Ss ↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） ↓ ↓ ↓　 右旋 右旋 左旋 3 ∶ 1 ↓ 一、概念： 母性影响：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的遗传现象。也称为前定作用或延迟遗传。 母性影响所表现的遗传现象与细胞质遗传十分相似，但它不是由于细胞质基因组所决定的，而是由核基因的产物在卵细胞中积累所决