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园林植物遗传育种教学课件：遗传的基本规律

花匠小妙招
2024-11-18 02:50

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1、目录园林植物遗传育种学园林植物遗传育种学遗传的基本规律遗传的基本规律分离规律分离规律独立分配规律独立分配规律连锁互换规律连锁互换规律目录Mendelv现代遗传学之父。v生物学科的奠基人。v研究过玉米、紫罗兰和紫茉莉等。v考察生物的整体，更着眼于生物的个别性状。概概念念4.表现型表现型生物体所表现出来的各种性状。如红花、圆粒等。基因型基因型个体的基因组合。如AA、AaBb等。返回目录1.性状：性状：生物体所表现出来的形态特征和生理特征的总称。2.相对性状相对性状具有相对差异的同一单位性状。3.显性性状显性性状在完全显性的情况下，两亲本杂交子一代表现出来的性状，没表现出来的称隐性性状。完全显性完全

2、显性两亲本杂交，子一代表现其中一个亲本的性状的现象。5.纯合体纯合体成对基因相同的个体。杂合体杂合体成对基因不相同的个体。染色体染色体DNA双螺旋链双螺旋链蛋白质蛋白质基因基因思考：染色体、DNA、基因、性状之间的关系是怎样？1.分离现象分离现象一、性状的分离规律一、性状的分离规律红花：白花红花：白花3：1子二代及后续多代自交仍有此规律子二代及后续多代自交仍有此规律7对性状均表现出此规律对性状均表现出此规律性性状状杂杂交交组组合合F1表现的表现的显性显性性性状状F2的的表表现现显性性状显性性状隐性性状隐性性状比比例例花色红花白花红花705红花224白色3.15:1种子性状圆粒皱粒圆粒5474圆

3、粒1850皱粒2.96:1子叶颜色黄色绿色黄色6022黄色2001绿色3.01:1豆荚形状饱满不饱满饱满822饱满299不饱满2.95:1未熟豆荚色绿色黄绿色428绿色152黄色2.32:1花着生位置腋生顶生腋生651腋生207顶生3.14:1植株高度高的矮的高的787高的277矮的2.84:12.分离现象的解释分离现象的解释孟德尔假设v杂合体产生的不同类型的配子数目相等（1：1），各雌雄配子随机结合，机会均等，结果形成3：1的表现型分离比。返回目录v遗传性状由遗传因子（基因）控制，遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中成单存在。v遗传因子之间存在显隐性关系。显性遗传因子控制显性性状，隐性遗传因

4、子控制隐性性状。v相对的遗传因子相互独立，形成配子时彼此分离。p红花()白花()F1红花自交F2红花白花株数705224比例3.15：1理论值3：1实质：实质：同对基因彼此分离3.分离假设的验证分离假设的验证测交（测验杂交）测交（测验杂交）：被检测的个体与隐性纯合体的杂交。测交法测交法基本原理：基本原理：隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，这种配子对性状不起决定作用。红花（Ww）白花（ww）F1F1 红花白花 1：1 Wwww自交法自交法F2植株自交产生F3株系，然后根据F3的性状表现来验证F2的基因型。根据解释，F2代白花的植株，F3代应全为白花植株；F2代红花的植株，2/3应该是Cc

5、杂合体，F3代应再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株，1/3应该是CC纯合体，F3代应全部为红花植株。花色分离情况：100株F2代中的红花植株中有64株（2/3）在F3代再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株；36株（1/3）的植株在F3代不再分离，全部为红花植株。F1花粉鉴定法花粉鉴定法相对基因随同源染色体分配到不同的配子中，如果这个基因在配子发育阶段就表达，即可用通过观察配子（花粉）来验证。理论基础：理论基础：P（非糯性）WxWxwxwx（糯性）（含直链淀粉）（支链淀粉）Wxwx碘液染色蓝黑色红棕色F1Wxwx杂种花粉Wxwx碘液染色蓝黑色红棕色要达到理想的分离比例，必须具备下列

6、条件：要达到理想的分离比例，必须具备下列条件：v亲本必需是纯合二倍体,相对性状差异明显。v基因显性完全,且不受其他基因影响而改变作用方式。v减数分裂过程,同源染色体分离机会均等，形成两类配子的数目相等,或接近相等。配子能良好地发育并以均等机会相互结合。v不同基因型合子及个体具有同等的存活率。v生长条件一致,试验群体比较大。4.分离规律的应用分离规律的应用 v指导育种。杂种通过自交将产生性状分离，同时也导致基因的纯合。所以杂交育种上，自交和选择要同时进行。v良种繁育。防止天然杂交以免杂合而分离。v说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。v在遗传研究和杂交育种工作中应严格选用合适的遗传材料

7、，才能正确地分析试验资料，获得预期的结果，做出可靠的结论。理论上的应用：理论上的应用：实践上的应用：实践上的应用：已知双眼皮（已知双眼皮（A）对单眼皮（）对单眼皮（a）为显性）为显性：1 1、若父母都为双眼皮，孩子为双眼皮的几率是多少、若父母都为双眼皮，孩子为双眼皮的几率是多少？2 2、若父母一方为双眼皮，一方为单眼皮，生双眼皮、若父母一方为双眼皮，一方为单眼皮，生双眼皮孩子的几率是多少？孩子的几率是多少？3 3、若双方都是单眼皮，能否生出双眼皮的孩子？、若双方都是单眼皮，能否生出双眼皮的孩子？练习：练习：二、自由组合规律（独立分配定律）二、自由组合规律（独立分配定律）P P 黄色、圆粒黄色、

8、圆粒绿色、皱粒绿色、皱粒 F1 F1 黄色、圆粒黄色、圆粒 F2F2黄、圆黄、圆：黄、皱：黄、皱：绿、圆绿、圆：绿、皱总：绿、皱总数数实际粒数实际粒数 315 315 101 101 108 108 3232556 556 理论比例理论比例 9 9：3 3：3 3：1 1 1616黄色：绿色黄色：绿色=（315+101315+101）：（）：（108+32108+32）=416:1403:1=416:1403:1 圆粒：皱粒圆粒：皱粒=（315+108315+108）：（）：（101+32101+32）=423:1333:1=423:1333:1（一）独立分配现象（一）独立分配现象（

9、二）独立分配现象的解释（二）独立分配现象的解释v两对相对性状分别受两对相对基因控制。v具两对相对基因的杂合体形成配子时，等位基因彼此分离，非等位基因自由组合，产生四种基因组合不同但数量相等的配子。v带有不同基因组合的雌雄配子形成合子时，随机结合，结果形成9：3：3：1的性状分离比。R RY Y9 9R Ryyyy 3 3rrYrrY 3 3rryyrryy1 1两对等位基因分布于不同的同源两对等位基因分布于不同的同源染色体上，分离时等位基因彼此染色体上，分离时等位基因彼此分离，而位于非同源染色体的基分离，而位于非同源染色体的基因之间可以自由组合。因之间可以自由组合。F2基因型和表现型的比例基因

10、型和表现型的比例表现型表现型基因型基因型基因型比例基因型比例表现型比例表现型比例 Y Y-R R-黄圆黄圆 YYRRYYRRYyRRYyRRYYRrYYRr YyRr YyRr 1 1 2 2 2 2 4 4 9 9 Y Y-rrrr黄皱黄皱 YYrr YYrr Yyrr Yyrr 1 1 2 2 3 3 yyRyyR-绿圆绿圆 yyRR yyRR yyRr yyRr 1 1 2 2 3 3 yyrryyrr绿皱绿皱 yyrr yyrr 1 1 1 1 纯合体的比例？纯合体的比例？杂合体的比例？杂合体的比例？概率的应用。概率的应用。（三）独立分配规律的验证（三）独立分配规律的验证测交法测

11、交法纯合的F2植株自交法自交法一对基因杂合的植株F2共有三类基因组合的植株：各占2/16，共8/16，自交后，F3代应出现3:1分离。二对基因杂合的植株共4/16，F3代将分离为9:3:3:1比例。各占1/16，共4/16，F3代不再分离。3838株株(1/16)YYRR(1/16)YYRR全部为黄圆全部为黄圆 3535株株(1/16)yyRR(1/16)yyRR全部为绿圆全部为绿圆 2828株株(1/16)YYrr(1/16)YYrr全部为黄皱全部为黄皱 3030株株(1/16)yyrr(1/16)yyrr全部为绿皱全部为绿皱 6565株株(2/16)YyRR(2/16)YyRR全部为圆

12、粒全部为圆粒,子叶颜色分离子叶颜色分离3 3黄黄:1:1绿绿 6868株株(2/16)Yyrr(2/16)Yyrr全部为皱粒全部为皱粒,子叶颜色分离子叶颜色分离3 3黄黄:1:1绿绿 6060株株(2/16)YYRr(2/16)YYRr全部为黄色全部为黄色,3,3圆圆:1:1皱皱(分离分离)6767株株(2/16)yyRr(2/16)yyRr全部为绿色全部为绿色,3,3圆圆:1:1皱皱(分离分离)138138株株(4/16)YyRr(4/16)YyRr分离分离9 9黄圆黄圆:3:3黄皱黄皱:3:3绿圆绿圆:1:1绿皱绿皱孟德尔的试验孟德尔的试验(F2自交）自交）相互独立的不同对因子杂交时相互独

13、立的不同对因子杂交时F1和和F2基因型与表现型的关系基因型与表现型的关系F1杂合子基因对数F1形成配子的种类F1雌雄配子可能组合数F2基因型种类F2表型种类F2表型分离比例1234n2(21)4(22)8(23)16(24)(2n)4(41)16(42)64(43)256(44)(4n)3(31)9(32)27(33)81(34)(3n)2(21)4(22)8(23)16(24)(2n)(3:1)1(3:1)2(3:1)3(3:1)4(3:1)n目录返回实现孟德尔比率必须同时满足下列条件：实现孟德尔比率必须同时满足下列条件：1）子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同；2）雌、雄配子结合的机会

14、是相等的；3）到观察时子二代不同的基因型的个体的存活率相等；4）等位基因间的显隐性关系是完全的；5）观察的子代样本数目足够多。（四）独立分配规律的应用（四）独立分配规律的应用杂交育种中，可以有目的组合优良性状，预测优良性状组合、比例，以确定育种的规律。如水稻无芒抗病育种用于育种和良种繁种工作的指导。用于育种和良种繁种工作的指导。PAARR有芒抗病无芒染病aarrF1AaRr（有芒抗病）如希望在F3获得10个稳定遗传的无芒、抗病（aaRR）株系。可预估F2中用于鉴定的株数。F2F2无芒抗病（）的机率占？aaR-至少要选择30株以上无芒、抗病的植株，供F3株系的鉴定。aaRR占1/3，aaRr占

15、2/3。1.基因型为AABbDD的个体自交后代表现型和基因型分别为多少种？2.纯合显性个体AABBCCXaabbcc纯合隐性个体，问F2代中基因型象亲代父母本的比例？表现型象亲代父母本的比例？（五）基因互作的遗传分析（五）基因互作的遗传分析1.等位基因的相互作用等位基因的相互作用l完全显性l不完全显性l超显性l镶嵌显性2.非等位基因的相互作用非等位基因的相互作用前提：相互独立前提：相互独立1）互补作用）互补作用(分离比为分离比为9：7)由两种基因互补，共同决定某一性状，当两者任缺一个，或都缺少则表现隐性性状。如香豌豆的花色遗传如香豌豆的花色遗传P白花白花CCppccPP白花白花F1CcPp紫花

16、紫花自交自交F29紫花（紫花（C_P_）：）：7白花（白花（3C_pp+3ccP_+1ccpp)香豌豆花色香豌豆花色2）累加作用（分离比为）累加作用（分离比为9：6：1）当两种显性基因同时存在时表现最为强烈，双隐性当两种显性基因同时存在时表现最为强烈，双隐性基因表现最弱。基因表现最弱。P圆球形圆球形AAbbaaBB圆球形圆球形F1AaBb扁盘形扁盘形自交自交F29扁盘形：扁盘形：6圆球形：圆球形：1长圆形长圆形9A_B_3A_bb+3aaB_1aabb南瓜果形南瓜果形3)重叠作用（分离比为重叠作用（分离比为15：1)两对基因的表现形相同，只有双隐性才表现不同。两对基因的表现形相同，只有双隐性才

17、表现不同。P三角形三角形GGyyggYY三角形三角形F1GgYy三角形三角形自交自交F215三角形（三角形（9G_Y_+3G_yy+3ggY_）：）：1卵形（卵形（ggyy）荠菜果形荠菜果形4）显性上位基因（分离比为）显性上位基因（分离比为12：3：1）当性状是由两对非等位基因控制时，一个显性基因当性状是由两对非等位基因控制时，一个显性基因对另一个非等位基因的显性称为显性上位。对另一个非等位基因的显性称为显性上位。如黄瓜皮色如黄瓜皮色Y控制黄色，控制黄色，y控制绿色，控制绿色，Y和和y被被W抑制时表现为白色。抑制时表现为白色。P白色白色WWYYwwyy绿色绿色F1WwYy白色白色自交自交F21

18、2白色（白色（9W_Y_+3W_yy）：）：3黄色（黄色（wwY_）：）：1绿色（绿色（wwyy）黄瓜皮色黄瓜皮色5）隐性上位基因（分离比为）隐性上位基因（分离比为9：3：4）当性状是由两对非等位基因控制时，一对纯合的隐性基因对另一对非等位基因的显性称为隐性上位。如向日葵花色如向日葵花色L控制黄色，控制黄色，l控制橙黄色，控制橙黄色，L和和l被被a抑制时表现为白色。抑制时表现为白色。6）抑制作用）抑制作用指一对基因本身不表现性状，但当其处于显性纯合指一对基因本身不表现性状，但当其处于显性纯合或杂合状态时，却能使另一对基因中的显性基因不能起或杂合状态时，却能使另一对基因中的显性基因不能起作用。作

19、用。如水稻的叶色如水稻的叶色P绿色绿色PPHHpphh绿色绿色F1PpHh绿色绿色自交自交F213绿色（绿色（9P_H_+3P_hh1pphh）：）：3紫色（紫色（ppH_）水稻叶色水稻叶色H控制紫色，控制紫色，h控制绿色，控制绿色，P和和p不表现颜色但对不表现颜色但对H有抑有抑制作用，使紫色得不到表达。制作用，使紫色得不到表达。3.外界环境条件与性状表现外界环境条件与性状表现v个体发育与性状表现个体发育与性状表现基因酶生化代谢细胞、组织、器官分化性状发育；细胞内外环境的变化使基因表达具有时空特异性。v表型模写表型模写表型是基因型与环境相互作用的结果，基因型或环境改变均会引起表型变化。有时环境

20、引起的表型变化与由基因型引起的变化很相似，这种现象称表型模写。v美国的生物学家与遗传学家。v发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，现代实验生物学奠基人。v发现了遗传第三定律。v创立了著名的基因学说，揭示了基因是组成染色体的遗传单位，它能控制遗传性状的发育，也是突变、重组、交换的基本单位。三、连锁互换规律三、连锁互换规律Morgan(1866-1945)1.性状连锁遗传的表现性状连锁遗传的表现vPPPLL紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒ppllvvF1紫花、长花粉粒PpLlv自交vF2紫、长紫、圆红、长红、圆总数vP_L_P_llppL_ppllv实际数实际数483139039313386952

21、v按9:3:3:1推算的理论数3910.51303.51303.5434.56952最早由Bateson等于1906在香豌豆的两对性状杂交试验中发现。实验一：实验一：(相引组)vPPPll紫花、圆花粉粒红花、长花粉粒ppLLvvF1紫花、长花粉粒PpLlv自交vF2紫、长紫、圆红、长红、圆总数vP_L_P_llppL_ppllv实际个体数实际个体数22695971419v按按9:3:3:1推推算的理论数算的理论数235.878.578.526.2419实验二：实验二：(相斥组)原来为同一亲本所具有的两个状性,F2中仍在一起遗传的现象,称为连连锁遗传锁遗传。性状打破连锁进行重组的现象称互换互换。

22、2.连锁遗传的解释连锁遗传的解释v第一个试验：第一个试验：v紫花：红花=(4831+390)：(1338+393)=5221：17313：1v长花粉：圆花粉=(4831+393)：(1338+390)=5224：17283：1性状分解单独分析性状分解单独分析v第二个试验第二个试验:v紫花：红花=(226+97)：(97+1)=321：983：1v长花粉：圆花粉=(226+97)：(95+1)=323：963：1每个单位性状仍是受分离规律支配的。每个单位性状仍是受分离规律支配的。v玉米籽粒的颜色和外形遗传玉米籽粒的颜色和外形遗传vP P CCShSh有色、饱满无色、凹陷ccshshv v 测交

23、测交 F1F1 CcShsh 有色、饱满无色、凹陷 ccshsh v 配子配子 CSh Csh cSh csh cshv v测交子代测交子代 CcShsh Ccshsh ccShsh ccshsh v 有、饱有、凹无、饱无、凹总数v实得粒数实得粒数 4032 149 152 4035 8368 v百分比百分比%48.21.8 1.8 48.2 3.3.测交计算配子的百分数测交计算配子的百分数独立分配遗传的前提：独立分配遗传的前提：杂种F1个体形成的不同配子比例相同。说明两对非等位基因不是独立分配的说明两对非等位基因不是独立分配的,而常常是连系在一起遗传而常常是连系在一起遗传,导致亲

24、本型的配子数偏多导致亲本型的配子数偏多,而重新组合偏少。而重新组合偏少。连锁的本质连锁的本质 Bateson发现连锁遗传现象不久，Morgan用果蝇为材料，证明具有连锁关系的基因位于同一染色体上。染色体上承载许多基因。4.连锁和交换的遗传机理连锁和交换的遗传机理完全连锁完全连锁 F1自交或测交，其后代个体的表现型只表现为亲本组合的类型。其自交结果为3:1分离,测交结果为1:1分离。完全连锁是罕见的。不完全连锁不完全连锁不完全连锁F1不仅产生亲型配子，也产生重组型配子。上节所举的玉米籽粒颜色和粒形的遗传就是不完全连锁。5.交换与不完全连锁的形成交换与不完全连锁的形成完全连锁测交试验完全连锁测交

25、试验目录返回不完全连锁测交试验不完全连锁测交试验目录返回处在同一条染色体上的两个或两个以上基因遗传时，处在同一条染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联合在一起的频率大于重新组合的频率。重组类型的产联合在一起的频率大于重新组合的频率。重组类型的产生是由于形成配子时非姊妹染色单体发生了局部交换的生是由于形成配子时非姊妹染色单体发生了局部交换的结果。结果。6.连锁互换定律连锁互换定律7.交换值及其测定交换值及其测定交换值交换值即重组率，是指重组型配子数占总配子总数的百分率。交换值在0-50%之间变动.越接近0，连锁强度越大，发生交换的孢母细胞越少。反之，则连锁强度越大，发生交换的孢母细胞越多。交换

26、值的大小因外界条件和内在条件而会发生变化。如性别、年龄和温度等条件都会影响。但交换值还是相对稳定的。8.互换率与基因定位互换率与基因定位互换率也称交换值，其大小与连锁基因间的距离有关，距离越近，两基因连锁越紧密，重组的机会越小，互换率越小；反之亦然。基因定位：基因定位：根据互换率确定基因在染色体上的位置。返回两个基因间的距离用图距来表示，1%的重组值等于一个图距单位（map unit，mu），图距单位用厘摩（ceorti Morgan cM）表示，1cM即为1%重组值去掉百分比的数值。连锁遗传图连锁遗传图在染色体上标明基因的位置及基因间交换的图，可指导育种，如在杂交育种中预测后代的类型及各

27、类型出现的概率。9.9.三点测交三点测交 v二点测交是通过两对基因的杂合体与双隐性个体的测交。如ab/+与ab/ab测交以确a与b之间的重组值与图距。v三点测交就是把3个基因包括在同一次交配中，如利用三杂体abc/+与三隐性纯合体abc/abc测交，相当于一次交配试验就等于a与b，b与c，a与c三次两点测交。P（VvBbLl）（vvbbll）测交结果见下表：类型类型配子类型配子类型/表现型表现型数目数目1vbl3022+2983+b+1154v+l1055+bl806v+727+l208vb+19总数1020第一步：归类第一步：归类类型类型配子类型配子类型/表现型表现型数目数目1vbl3022

28、+2983+b+1154v+l1055+bl806v+727+l208vb+19总数1020第二步：确定基因顺序第二步：确定基因顺序类型类型配子类型配子类型/表现型表现型数目数目1vbl3022+2983+b+1154v+l1055+bl806v+727+l208vb+19总数1020双交换与亲本型比较，改变了位置的基因双交换与亲本型比较，改变了位置的基因l在中间在中间第三步：计算重组值第三步：计算重组值bl的重组值的重组值类型类型配子类型配子类型/表现型表现型数目数目1vbl3022+2983+b+1154v+l1055+bl806v+727+l208vb+19总数1020b-l的重组值的重

29、组值Rf=(115+105+20+19)/1020=25.4%类型类型配子类型配子类型/表现型表现型数目数目1vl3022+2983+1154vl1055+l806v+727+l208v+19总数1020计算计算vl的重组值（已确定的重组值（已确定l在中间）在中间）v-l的重组值的重组值Rf=(80+72+20+19)/1020=18.7%第四步：绘连锁图第四步：绘连锁图vlb18.725.4第五步：求第五步：求v-b之间的重组值之间的重组值v-b的重组值的重组值Rf=(115+105+80+72)/1020=36.4%43.8%(18.4%+25.4%)干涉和并发系数v从理论上讲：双交换值=单交换值I单交换值II。v实际双交换值理论双交换值v一个区段的交换抑制和干扰了邻近区段的交换，这种现象叫干涉。v以并发系数/符合系数表示干扰的程度。v 并发系数C=实际双交换值/理论双交换值干涉与并发系数的关系干涉与并发系数的关系vI=1-CvC=1，I=0时，不存在干涉时，不存在干涉vC=0，I=1时，存在完全干涉时，存在完全干涉v1C0时，存在正干涉时，存在正干涉vC0，I0时，存在负干涉时，存在负干涉1.三大遗传定律之间的关系？2.已知某个体的基因型为AaBbDdEeFfGg，其中EFG连锁，efg连锁，问其能形成多少种不同类型的配子？