第十一章细胞质遗传技术分析.ppt

浙 江 大 学 遗传学第十二章 第十一章　细胞质遗传 第一节　细胞质遗传的特点 第二节　母性影响 第三节　叶绿体遗传 第四节 线粒体遗传 第五节　共生体和质粒决定的　染色体外遗传 第六节　植物雄性不育的类型　　　　　及其遗传机理 全国百亩超级杂交稻亩产纪录：　　汕优明86：为第一个百亩超800kg超级稻组合；　　II优明86：为第二个百亩（103.6亩）超800kg超级稻组合（847.4kg/ 亩，福建尤溪县）。 ﹡水稻光敏核不育材料： 　长日照条件下为不育(＞14h，制种)； 　短日照条件下为可育(＜13.75h，繁种)。 ﹡水稻温敏核不育材料： 　＞28℃，不育； 　＜23-24℃育性转为正常。 目前发现的光、温敏核不育材料提供了一种解决上述问题的可能性： 长日照下不育 　　1973年，石明松在晚粳农垦58中发现“湖北光敏核不育水稻 －农垦58S” 。 　　“农垦58S”在长日照条件下为不育，短日照下为可育?可将 不育系和保持系合二为一?提出了生产杂交种子的“二系法”。 3.质─核不育型（cytoplasmic male sterility，CMS）： 　⑴.概念： 　　　　　　由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型。 　⑵.花粉败育时间： 　　　　　在玉米、小麦和高梁等作物中，这种不育类型的花粉 　　　败育多数发生在减数分裂以后； 　　　　　在水稻、矮牵牛、胡萝卜等植物中，败育发生在减数 　　　分裂过程中或在此之前。 　　　　　质核不育的表现一般比核不育要复杂。 　⑶.遗传特点： 　　　胞质不育基因为S； 　　　胞质可育基因为N； 　　　核不育基因r，不能恢复不育株育性； 　　　核可育基因R，能够恢复不育株育性。 ⑷. 以不育个体S(rr)为母本，分别与五种可育型杂交 　　♀　　　　♂　　　　　F1 S(rr)不育×N(rr) 可育 ?S(rr)不育 　 其中： N(rr)个体具有保持母本不育性在世代中稳定的能力，称为保持系（B）。 　　　　S(rr)个体由于能够被N(rr)个体所保持，其后代全部为 　　稳定不育的个体，称为不育系（A）。 S(rr)不育×S(RR)可育?S(Rr)可育 S(rr)不育×N(RR)可育?S(Rr)可育 S(rr) × N(RR)或S(RR) F1 S(Rr) 全部正常可育 N(RR)或S(RR)个体具有恢复 育性的能力，称恢复系（R）。 S(rr)不育×S(Rr) 可育?S(Rr)可育 S(rr)不育×N(Rr) 可育?S(rr) 不育 S(rr) × N(Rr) 或S(Rr) F1 S(Rr) ? S(rr) 表现育性分离 N(Rr)或S(Rr)具有杂合 的恢复能力，称恢复性 杂合体。 ⑸.生产上的应用： 　　质核型不育性由于细胞质基因与核基因间的互作，故既 可以找到保持系 ?不育性得到保持、也可找到相应恢复系 ?育性恢复，实现三系配套。 　同时解决不育系繁种和杂种种子生产的问题： 　繁种：A×B　?　A 　制种：A×R　?　F1 水稻三系杂种优势的利用 1973年，实现水稻三系配套、大田生产应用。 1981年，获国家第一个特等发明奖，以第一个 　　　　农业技术专利转让美国。 1997年，杂交稻种植面积为2.60亿亩（1732.5 　　　　万ha），约占水稻面积的62.84%， 　　　　总产1.22亿吨，单产468.67kg/亩（7.03吨/ha），比全国 　　　　水稻平均产量增11.17%。杂交稻制种156.9万亩（10.46 　　　　万ha），制种平均产量为181.33kg/亩（2.72吨/ha）。 　　目前，常年种植面积约为1500万ha，约占水稻面积的58%， 产量占66%。至2004年，杂交稻累计种植面积为4亿ha，增产粮食 6亿吨，可多养活6000多万人口，社会和经济效益十分显著。 中国工程院院士、“杂交水稻之父” 袁隆平先生 II优4886：2006年8月在 云南省永胜县创造亩产 1279.7kg的世界高产纪录 ㈢、叶绿体内遗传信息的复制、转录和翻译系统: 1. ctDNA与核DNA复制相互独立，但都是半保留复制方式； 2. 叶绿体核糖体为70S、而细胞质中核糖体为80S； 3. 叶绿体中核糖体的rRNA碱基成分与细胞质和原核生物 　中rRNA不同； 4. 叶绿体中蛋白质合成需要的20种氨基酸载体tRNA分别 　由核DNA和ct DNA共同编码。 　　　其中脯氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨 　酸为核DNA所编码，其余10多种氨基酸为ctDNA所编码。