《遗传学》 丽江师范高等专科学校 生命科学系 王石华 博士/教授 410531564@qq.com

第十章 细胞质遗传 第一节 细胞质遗传的现象和特征 第二节 细胞质遗传的物质基础 第三节 植物雄性不育的应用原理

第一节 细胞质遗传的现象和特征 教学要求 1、了解细胞质遗传的现象。 2、掌握细胞质遗传与细胞核遗传的差异。 3、掌握细胞质遗传的特征。

课前复习

课前复习（孟德尔遗传）

一、细胞质遗传现象的发现 1908年柯伦斯（Correns）观察到一项正反交实验结果的差异，首先报道了偏离孟德尔遗传的现象。 紫茉莉是其研究的植物之一。 试验结果见下表。

1909年德国生物学家柯伦斯 ——紫茉莉质体遗传试验

花斑紫茉莉 白色枝条 花斑枝条 绿色枝条

柯伦斯的实验结论 花斑性状是通过母本的细胞质传递的，而与父本花粉携带的基因没有直接的关系。

二、细胞质遗传的概念 核遗传：由染色体基因组控制的遗传现象和遗传规律的统称。例如：豌豆的红花和白花。 细胞质遗传：由细胞质基因组所决定的遗传现象和遗传规律的统称。例如：紫茉莉的花斑遗传。 细胞质基因组：细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质的统称。

三、细胞质遗传的特点 1、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； 2、正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母本的性状；

三、细胞质遗传的特点 3、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。

四、母性影响 母性影响的表现与细胞质遗传相似，但不是由于细胞质基因组所决定的，而是由于核基因的产物在卵细胞中积累所决定的。 例：椎实螺外壳旋转方向的遗传。

椎实螺外壳旋转方向的遗传 雌雄同体，异体受精；单个饲养，自体受精。 椎实螺外壳旋转方向有左旋和右旋之分。

椎实螺外壳旋转方向的遗传 从正反交F1来看，椎实螺外壳旋转方向的遗传与细胞质遗传一致。

椎实螺外壳旋转方向的遗传 F2为右旋，不分离 F3出现3:1分离，属于孟德尔遗传，但晚了一个世代 延迟遗传

复习思考题 1、名词解释 细胞质遗传 2、紫茉莉的枝条有绿色、白色和花斑三种不同颜色，其颜色的遗传属于细胞质遗传，用♀花斑×♂绿色，其后代表现为（ ）。 A、绿色； B、白色； C、花斑； D、绿色，白色，花斑 D

第二节 细胞质遗传的物质基础 细胞质遗传和核遗传的异同： 相同点：性状的表现都是受基因控制。 不同点： 基因的载体不同； 第二节 细胞质遗传的物质基础 细胞质遗传和核遗传的异同： 相同点：性状的表现都是受基因控制。 不同点： 基因的载体不同； 基因的分离和分配不同。

细胞质基因 核基因的载体是染色体。 细胞质基因的载体是存在于细胞质中的细胞器，如： 动物和植物的线粒体 植物的叶绿体 动物的质体等

（一）叶绿体DNA（ctDNA） 叶绿体DNA仅占DNA总量的2-4% 闭合的双链环状分子 烟草ctDNA为156kb

（二）线粒体DNA（mtDNA） 闭合的双链环状分子 人类的mtDNA约为16.6kb mtDNA与雄性不育有关

第三节 植物雄性不育的应用原理

第三节 植物雄性不育的应用原理 教学要求 （1）了解植物雄性不育的概念和分类；雄性不育的外在特征。 （2）掌握雄配子的败育时期和败育特点。 第三节 植物雄性不育的应用原理 教学要求 （1）了解植物雄性不育的概念和分类；雄性不育的外在特征。 （2）掌握雄配子的败育时期和败育特点。 （3）掌握细胞质雄性不育的遗传特点及其利用原理。

一、相关实例介绍 女儿稻

二、植物雄性不育的概念和分类 1、植物雄性不育概念（male sterility） 指植物在生长发育过程中，雌蕊发育正常、雄蕊发育异常而导致花粉败育的现象。

二、植物雄性不育的概念和分类 2、植物雄性不育的分类 （1）生理性雄性不育 （2）遗传性雄性不育 细胞核雄性不育 细胞质核互作雄性不育 （3）生态遗传雄性不育

二、植物雄性不育的概念和分类 （1）生理性雄性不育 概念： 正常可育基因型植株在雄性器官发育过程中遇到不利条件，如极端温度、光照不足、干旱，或利用化学药物等处理造成的花粉败育。 特点： 暂时的、不可遗传的。

二、植物雄性不育的概念和分类 （2）遗传性雄性不育 概念： 由于遗传上的原因造成雄配子败育。 类型： 细胞核雄性不育基因（细胞核雄性不育） 细胞质与细胞核互作不协调（细胞质雄性不育）

二、植物雄性不育的概念和分类 细胞核雄性不育：核内染色体基因决定不育类型。 细胞质雄性不育：决定不育类型的基因存在于细胞质中。 质核互作雄性不育：核基因和细胞质基因共同决定不育型。

二、植物雄性不育的概念和分类 （3）生态遗传性雄性不育 概念： 具有雄性不育基因型的植株在一定生态条件下雄性不育，而在适当条件下可恢复可育的不育类型。 与生理性雄性不育的差异： 生态遗传性雄性不育可遗传

三、植物雄性不育性的外在特征 植物雄性不育性的基本特征：

四、雄配子败育的时期和特点 植物雄配子发生的任何时期均有败育的可能。

四、雄配子败育的时期和特点

五、细胞质雄性不育的利用原理 细胞质雄性不育利用最成功的例子： 袁隆平院士研究出的野败型杂交水稻； 朱英国院士研究出的红莲型杂交水稻； 前副省长李铮友教授研究出的滇型杂交水稻； 傅廷栋院士研究出的波里马杂交油菜。

五、细胞质雄性不育的利用原理 杂交水稻 杂交油菜

五、细胞质雄性不育的利用原理 胞质可育基因N 胞质不育基因S 核可育基因R 核不育基因r S r r N S R-

五、细胞质雄性不育的利用原理

五、细胞质雄性不育的利用原理

五、细胞质雄性不育的利用原理 雄性不育系S(rr) 雄性不育保持系N(rr) 雄性不育恢复系N(RR) 具有上述三系即可配套生产不育系和杂交种。

六、两区三系制种法

六、两区三系制种法 不育系 保持系 不育系 恢复系 不育系生产 杂交种生产

七、质核互作雄性不育遗传特点 1、孢子体不育和配子体不育 孢子体不育是指花粉的育性受孢子体（植株）基因型控制，而与花粉本身所含基因无关。 配子体不育是指花粉育性直接受雄配子体本身的基因型所控制。若配子体内的核基因为R，则该配子可育；若配子体内的核基因为r，则该配子不育。

七、质核互作雄性不育遗传特点 2、胞质不育基因的多样性与核育性基因的对应性 同一物种内，可以有多种质核不育类型。 由于胞质不育基因和核内不育基因的来源和性质不同，在表现型特征和恢复特性上表现出明显的差异。

七、质核互作雄性不育遗传特点 3、单基因育性和多基因育性 单基因不育性是指一对或两对核内主基因与对应的不育细胞质基因决定的不育性。一对或两对显性的核基因就能使育性完全恢复。 多基因不育性是指两对以上的核内基因与对应的胞质不育性共同决定的不育性。核内基因之间有累加效应。

复习思考题 孢子体 配子体 1、名词解释 植物雄性不育 质-核互作雄性不育型 2、孢子体不育是指花粉育性受（ ）基因型控制，配子体不育是指花粉育性受（ ）基因型控制。 孢子体 配子体

复习思考题 C 3、植物质核型雄性不育中的孢子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（ ）： A、全不育 B、一半可育 C、全可育 D、穗上分离 C

复习思考题 B 4、植物质核型雄性不育中的配子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（ ）： A、全不育 B、一半可育 C、全可育 D、穗上分离 B

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