基因突变与染色体变异.pptVIP

第一节 染色体畸变 Section 8.1 Chromosomal Variation 染色体数目变异现象的发现 狄·弗里斯(1901)发现普通月见草(Oenothera lamarckiana, 2n=14)中存在一些组织和器官巨大化的变异型，认为是基因突变产生的新种，并将之命名为巨型月见草(O. gigas)。 以后的研究发现这些类型并不是由于基因突变产生，而是由于染色体数目变异造成(2n=28)。 一、染色体数目变异 1. 染色体组及染色体数目变异的分类 2. 整倍体 3. 非整倍体 染色体组 二倍体生物配子中具有的全部染色体称为该生物属的一个染色体组。 染色体基数：一个物种染色体组的染色体数目。 染色体组的基本特征： 不同属往往具有独特的染色体基数； 一个染色体组的各个染色体间形态、结构和载有的基因均彼此不同，并且构成一个完整而协调的整体，任何一个成员或其组成部分的缺少对生物都是有害的(生活力降低、配子不育或性状变异)。 不同属的染色体基数 染色体数目变异的分类 整倍体(euploid) ：增多或减少的数目是染色体基数的倍数，或以染色体组为单位增减的变异方式。 一倍体(monoploid) x 二倍体(diploid) 2x 三倍体(tripoid) 3x 四倍体(tetraploid) 4x ┆ 非整倍体(aneuploid) ：增减的染色体不是染色体基数，或不是以染色体组为单位增减的变异方式。 整倍体 单倍体(haploid)：具有配子染色体数目的生物个体，用n表示。 多倍体(polyploid)：具有三个或三个以上染色体组的整倍体。 ① 同源多倍体 (autopolyploid)：加倍的染色体组来源相同，一般由二倍体本身的染色体直接加倍而成。 ② 异源多倍体 (allopolyploid)：异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种，一般是由不同种、属间的杂交种染色体加倍形成的。 单倍体 单倍体的概念不是与二倍体相对而言的（与单倍体对应的是双倍体）。单倍体不都含有一个染色体组。 例： 玉米：二倍体(2n=2x=20, n=x=10)，单倍体(n=x=10) 水稻：二倍体(2n=2x=24, n=x=12)，单倍体(n=x=12) 普通小麦：六倍体(2n=6x=42, n=3x=21, x=7)，单倍体(n=3x=21, x=7) 单倍体的产生 1. 自然产生：由单性生殖产生 未受精的雌、雄配子，甚至助细胞、反足细胞等直接发育形成单倍体胚。 2. 人工获得单倍体 花药培养：花药离体培养诱导配子体(花粉)发育形成单倍体植株(图) *种间或属间远缘杂交 栽培大麦(Hordeum vudare, 2n=2x=14)与野生球茎大麦(H. bulbosus, 2n=2x=14)杂种胚发育过程中，两物种染色体的行为不协调可导致球茎大麦的染色体逐渐丢失(称为染色体消减现象)，可获得大麦的单倍体植株 花药培养获得单倍体 *染色体消减获得单倍体大麦 单倍体的的遗传效应 1. 细胞、组织、器官和生物个体较小 2. 高度不育性 尤其是来自二倍体、异源多倍体和奇倍数多倍体时 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，二分孢子、四分孢子染色体组成不完整 所有(至少绝大部分)染色单体在后期I进入二分孢子细胞之一，形成可育配子的几率很小 同源四倍体(2n=4x)的单倍体(n=2x)育性水平要高于其它类型 单倍体的应用 多倍体的形成机制 未经减数的配子结合 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 人工合成新物种、育成作物新类型 人工合成同源多倍体 方法：直接加倍; 例：同源四倍体番茄 人工合成异源多倍体 方法：物种间杂交——杂种F1染色体数目加倍 实例：八倍体小黑麦 同源多倍体 A物种 X=12 2n=2x=2A=24 （AA） 异源多倍体 普通小麦的起源 八倍体小黑麦的人工合成 同源四倍体在形成配子时，染色体主要以2/2式均衡分离，因此，形成的配子大多是可育的。 多倍体的遗传效应 自然界中，同源多倍体多为三倍体或四倍体。与二倍体相比，主要表现为形态巨大，代谢旺盛，发育延迟；异源多倍体一般表现为抗逆性强，适应性广，其它形态特点不如同源多倍体表现突出。 绝大多数人为创造的多倍体育性较低。 同源四倍体的基因分离比较复杂 烟草二倍体，四倍体和八倍体叶片表皮细胞的比较 2倍体和4倍体葡萄的比较 同源四倍体某座位的等位基因按染色单体随机分离 非整倍体 非整倍体的类型 单体(monosomi