植物遺傳育種技術(shù)

關(guān)于植物遺傳育種技術(shù)第1頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)植物遺傳的基本知識一、生物的遺傳和變異二、植物遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)三、遺傳的基本規(guī)律第2頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三什么是遺傳呢？第3頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三一、生物的遺傳和變異（一）遺傳

遺傳：親代與子代以及子代個體之間相似的現(xiàn)象。

子代能表現(xiàn)和親代一樣的特征特性，主要是由遺傳物質(zhì)決定的。因為遺傳，物種才能保持穩(wěn)定性。

第4頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（二）變異變異：親代與子代之間，以及子代個體之間存在差異的現(xiàn)象。

變異是普遍存在的。有了變異，生物才能進(jìn)化，人類才能選育新品種。變異分為可遺傳的變異和不遺傳的變異兩類。變異性狀能反復(fù)在后代中出現(xiàn)的稱為可遺傳的變異，它是由于遺傳物質(zhì)的改變引起的。不遺傳的變異是由于環(huán)境條件的影響，引起性狀的暫時性變異，這種變異僅在當(dāng)代表現(xiàn)，并不遺傳個后代。第5頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（三）遺傳、變異和環(huán)境生物只有在合適的環(huán)境條件下才能生長和繁衍，其遺傳與變異同樣也受環(huán)境條件制約。基因型:

生物個體的基因組成；基因型是性狀發(fā)育的基礎(chǔ)，一般肉眼看不到表現(xiàn)型:生物體所表現(xiàn)的性狀；表現(xiàn)型是生物體表現(xiàn)出來的性狀，是遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同作用的結(jié)果?；蛐铜h(huán)境條件表現(xiàn)型應(yīng)用：在育種上除了注意基因型外，還要采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)措施，促使控制優(yōu)良性狀的基因得到充分表現(xiàn)。＋第6頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三二、植物遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（一）真核細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)與遺傳物質(zhì)的分布（二）遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)——DNA

（三）細(xì)胞分裂與染色體行為第7頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞主要結(jié)構(gòu)圖：（一）真核細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)與遺傳物質(zhì)的分布第8頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三遺傳物質(zhì)分布：真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要在細(xì)胞核內(nèi)的染色體上，細(xì)胞質(zhì)中的線粒體、葉綠體也具有遺傳功能。在尚未進(jìn)行分裂的細(xì)胞中，可以見到許多因堿性染料染色較深，纖細(xì)的網(wǎng)狀物，稱為染色質(zhì)或染色線。在細(xì)胞分裂時，染色線卷曲、收縮，成為在光學(xué)顯微鏡下可識別的具有一定形態(tài)特征的染色體，它由DNA、蛋白質(zhì)和少量RNA構(gòu)成。第9頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三染色體數(shù)目是恒定的各種生物的染色體數(shù)目是恒定的，它們在體細(xì)胞中一般是成雙的，在性細(xì)胞中一般是成單的，體細(xì)胞染色體數(shù)是性細(xì)胞的兩倍，分別以2n和n表示。體細(xì)胞的染色體中，形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對染色體稱為同源染色體。形態(tài)和結(jié)構(gòu)不同的染色體稱為非同源染色體。第10頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（二）遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)——DNA1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。DNA的化學(xué)組成：

DNA又稱脫氧核糖核酸，由四種脫氧核苷酸聚合而成。每種脫氧核苷酸由一分子磷酸，一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，分別是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。第11頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)

DNA分子由兩條多核苷酸鏈構(gòu)成的。兩條鏈彼此反向平行，圍繞同一軸盤旋，形成一個規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條多核苷酸鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對。堿基對的組成遵從堿基互補(bǔ)配對原則，即腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）配對，形成兩個氫鍵；鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）配對，形成三個氫鍵。

基因基因是DNA分子上的一個片段，包含有成百上千對的核苷酸，其中極少數(shù)核苷酸的變化，都可能導(dǎo)致遺傳性狀的改變。第12頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（三）細(xì)胞分裂與染色體行為1.有絲分裂2.減數(shù)分裂3.植物雌雄配子的形成第13頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三1.有絲分裂有絲分裂，是生物生長的基礎(chǔ)。連續(xù)分裂的細(xì)胞，從前一次分裂結(jié)束到下一次分裂開始為止所經(jīng)歷的時間稱細(xì)胞周期。細(xì)胞周期間期分裂期G1期、S期、G2期

前期、中期、后期和末期第14頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三有絲分裂時期（1）間期：是細(xì)胞連續(xù)兩次分裂之間的時期，看不到染色體的變化。但間期的核處于高度活躍的生理、生化的代謝階段，正進(jìn)行染色體的復(fù)制，為下一次細(xì)胞分裂做準(zhǔn)備。（2）前期：核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長而卷曲的染色體，逐漸縮短變粗，每個染色體含有兩條染色單體。但染色體的著絲粒還沒有分裂。這時核仁和核膜逐漸模糊不清。在高等植物細(xì)胞中，從兩極形成紡錘絲。播放錄像第15頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（3）中期：核仁和核膜消失，各染色體均排列在細(xì)胞中央赤道板上，兩極伸出的紡錘絲附著在染色體的著絲粒上，形成一個紡錘體。此時所有染色體的著絲粒都分散在一個平面上，最適于染色體的計數(shù)和觀察。（4）后期：每個染色體的著絲粒分裂為二，此時每條染色單體成為一個染色體。隨著紡錘絲的收縮分別向兩極移動，使兩極各具有與母細(xì)胞相同數(shù)目的染色體。（5）末期：在兩極圍繞染色體出現(xiàn)新的核膜，染色體又變得松散細(xì)長，核仁又重新出現(xiàn)。接著細(xì)胞質(zhì)分裂，在赤道板區(qū)域形成細(xì)胞板，分裂為兩個子細(xì)胞。細(xì)胞又進(jìn)入間期狀態(tài)。第16頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三第17頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三有絲分裂順口溜有絲分裂分五段間前中后末相連間期首先作準(zhǔn)備染體復(fù)制在其間膜仁消失現(xiàn)兩體赤道板上排整齊均分牽引到兩極兩消兩現(xiàn)新壁建有絲分裂并不難間前中后末相連間期復(fù)制DNA蛋白合成在其間前期兩消和兩現(xiàn)中期著絲列在板后期絲牽染體分兩組末期兩消兩現(xiàn)壁重建第18頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三有絲分裂遺傳學(xué)意義通過有絲分裂，核內(nèi)每條染色體準(zhǔn)確復(fù)制后，均勻地分配到兩個子細(xì)胞中去，使兩個子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同的染色體，在遺傳組成上完全一樣。這種分裂方式保證了物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性。第19頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.減數(shù)分裂它是生物有性繁殖的基礎(chǔ)。是在性母細(xì)胞成熟時，配子形成過程中發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。減數(shù)分裂可分為來兩次分裂，第一次分裂染色體數(shù)目減半，第二次分裂等數(shù)分裂。第20頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂----第一次分裂前期Ⅰ

可分為以下五個時期（細(xì)、偶、粗、雙、終）：

細(xì)線期：核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長如線的染色體。

偶線期：各同源染色體分別配對，出現(xiàn)聯(lián)會現(xiàn)象；2n個染色體聯(lián)會成n對染色體，聯(lián)會成對的染色體稱為二價體。

粗線期：二價體逐漸縮短變粗。這時每個染色體含有兩條染色單體，二價體本身含有四條染色單體，故稱為四分體。由一個著絲粒連接著的兩條染色單體，互稱為姊妹染色單體；而不同染色體的染色單體，互稱為非姊妹染色單體。聯(lián)會在一起的非姊妹染色單體之間可能會部分發(fā)生交換。

雙線期：四分體繼續(xù)縮短變粗，各對同源染色體開始分開，但在相鄰的非姊妹染色單體之間常相互扭曲，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。這是非姊妹染色單體之間發(fā)生交換的結(jié)果。

終變期：染色體變得更粗，核仁、核膜消失，紡錘體出現(xiàn)，各個二價體分散在整個核內(nèi)，可以一一區(qū)分開，是鑒定染色體數(shù)目的最好時期。中期Ⅰ

各染色體的著絲粒與紡錘絲連接，二價體分散在赤道板上。此時也是鑒定染色體數(shù)目的最好時期。后期Ⅰ

由于紡錘絲的牽引，各個二價體相互分開，兩條同源染色體彼此分離分別移向兩極，每極只得到同源染色體中的一條，實現(xiàn)了染色體數(shù)目的減半。但每一條染色體仍包含兩條染色單體，由一個著絲粒連接。末期Ⅰ

染色體到達(dá)細(xì)胞的兩極，逐步由粗變細(xì)，形成兩個子核。同時細(xì)胞質(zhì)分裂為兩部分，形成兩個子細(xì)胞。很快進(jìn)入第二次分裂。第21頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三第22頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂----第二次分裂前期Ⅱ

各染色體含有兩條染色單體，著絲粒連在一起，染色體收縮、螺旋化，紡錘體出現(xiàn)。中期Ⅱ

每個染色體的著絲粒整齊地排列在赤道板上。后期Ⅱ

著絲粒分裂一分為二，姊妹染色單體分別被拉向兩極。末期Ⅱ

分到兩極的染色體形成新的子核，核仁、核膜重新出現(xiàn)。經(jīng)過兩次細(xì)胞分裂，使１個母細(xì)胞產(chǎn)生了４個子細(xì)胞，統(tǒng)稱為四分孢子。每個子細(xì)胞的核內(nèi)染色體數(shù)目減少了一半。第23頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂的基本特點各對同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對，或稱聯(lián)會。后期I同源染色體彼此分開，分別移向兩極，非同源染色體之間可自由組合。染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，第一次減數(shù)，第二次等數(shù)，因而產(chǎn)生的4個子細(xì)胞染色體數(shù)為其母細(xì)胞的一半。粗線期少量母細(xì)胞會發(fā)生相鄰的非姊妹染色單體間的片段交換。第24頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂順口溜性原細(xì)胞作準(zhǔn)備初母細(xì)胞先聯(lián)會排板以后同源分從此染色不成對次母似與有絲同排板接著點裂匆姐妹道別分極去再次質(zhì)縊各西東染色一復(fù)胞二裂數(shù)目減半同源別精質(zhì)平分卵相異往后把題迎刃解第25頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義

(1)經(jīng)過減數(shù)分裂所形成的雌雄性細(xì)胞，具有半數(shù)的染色體，通過受精作用結(jié)合成合子，又恢復(fù)為原來的體細(xì)胞染色體數(shù)目，保證了親代和子代之間染色體數(shù)目的恒定性，保持了遺傳的穩(wěn)定性。

(2)減數(shù)分裂過程中，同源染色體的非姊妹染色單體之間還可能發(fā)生片段的交換，因而可以形成各種不同染色體組成的子細(xì)胞。所以，雜合基因型的個體，經(jīng)有性繁殖的后代會出現(xiàn)性狀的分離，產(chǎn)生各種各樣的變異類型，有利于生物的進(jìn)化和人工選擇。第26頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三3.植物雌雄配子的形成

（1）被子植物的雄性配子的形成過程：

雄蕊的花藥中分化出孢原細(xì)胞，爾后分化為花粉母細(xì)胞（2n），經(jīng)減數(shù)分裂形成四分孢子，再進(jìn)一步發(fā)育成4個單核花粉粒。單核花粉粒經(jīng)過一次有絲分裂，形成營養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞；生殖細(xì)胞再經(jīng)一次有絲分裂，才形成為一個成熟的花粉粒，其中包括兩個精細(xì)胞和一個營養(yǎng)核。這樣一個成熟花粉粒在植物學(xué)上稱為雄配子體。

第27頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（2）被子植物雌性配子的形成過程：

雌蕊子房里著生胚珠，在胚珠的珠心里分化出大孢子母細(xì)胞（2n），由一個大孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂，形成直線排列的4個大孢子，靠近珠孔方向的三個退化解體，只有遠(yuǎn)離珠孔的那一個繼續(xù)發(fā)育，成為胚囊。發(fā)育的方式是細(xì)胞核經(jīng)過連續(xù)的三次有絲分裂，每次核分裂以后并不接著進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂，形成雌配子體。胚囊繼續(xù)發(fā)育，體積逐漸增大，侵蝕四周的珠心細(xì)胞，直到占據(jù)胚珠中央的大部分。8核胚囊，每端4個核，以后兩端各有一個核移向中央，叫做極核。近珠孔的三個核形成三個細(xì)胞，一個卵和兩個助細(xì)胞。近合點端的3個核形成三個反足細(xì)胞。第28頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（3）受精：雄配子（精子）和雌配子（卵細(xì)胞）融合為一個合子，稱為受精。

被子植物的雙受精：花粉管通過花柱，進(jìn)入子房直達(dá)胚珠，然后穿過珠孔進(jìn)入珠心，最后到達(dá)胚囊?；ǚ酃苓M(jìn)入胚囊一旦接觸助細(xì)胞，其末端就破裂，管內(nèi)的內(nèi)含物，包括營養(yǎng)核和兩個精子一起進(jìn)入胚囊，接著營養(yǎng)核解體，一個精核（n）與卵細(xì)胞融合為合子（2n），將來發(fā)育成胚；另一個精核與兩個極核融合形成胚乳核（3n），將來發(fā)育成胚乳。這一過程稱為雙受精。這是被子植物特有的現(xiàn)象。

（4）受精以后，整個胚珠發(fā)育為種子

第29頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三三、遺傳的基本規(guī)律（一）分離規(guī)律（二）自由組合規(guī)律（三）連鎖遺傳規(guī)律（四）數(shù)量性狀的遺傳（五）細(xì)胞質(zhì)遺傳第30頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三遺傳學(xué)的三大經(jīng)典定律孟德爾從事了８年的豌豆雜交試驗，1866年發(fā)表“植物雜交試驗”論文，首次提出了分離規(guī)律和獨立分配規(guī)律。

1906年，貝特生用香豌豆做雜交試驗時，發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳現(xiàn)象；1910年，摩爾根等用果蠅為材料進(jìn)行了大量的試驗，提出了連鎖遺傳規(guī)律。分離規(guī)律、自由組合規(guī)律和連鎖遺傳規(guī)律合稱為遺傳學(xué)的三大經(jīng)典定律。第31頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（一）分離規(guī)律1.一對相對性狀的遺傳試驗2.分離現(xiàn)象的解釋3.分離規(guī)律的驗證4.分離規(guī)律在育種實踐中的應(yīng)用第32頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三

生物體所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理生化特征統(tǒng)稱為性狀。

性狀也可以說是生物體的總的表現(xiàn)型特征。把生物體的性狀總體區(qū)分為各個單位才能進(jìn)行詳細(xì)的研究，這樣區(qū)分開來的性狀叫做單位性狀。

同一單位性狀不同的表現(xiàn)類型叫做相對性狀。1.一對相對性狀的遺傳試驗性狀的概念是什么？相對性狀又指具體什么？第33頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三思考一下？？？？？（1）動物的毛色，植株的花色是單位性狀還是相對性狀？為什么？（2）玉米株高是是單位性狀還是相對性狀？其有高株、有矮株等表現(xiàn)類型是單位性狀還是相對性狀？。（3）果蠅的翅有長翅、短翅之分，這些是是單位性狀還是相對性狀？

第34頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三單位性狀和相對性狀兔子毛色是單位性狀；而灰色與白色是相對性狀。第35頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三雞冠的形狀是單位性狀單片冠胡桃冠豌豆冠玫瑰冠等是相對性狀相對性狀差異是遺傳研究的基礎(chǔ)第36頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三遺傳實驗中相關(guān)符合解釋

P親本♀母本♂父本

F1雜交第一代

F2F1自交子代

F3F2自交子代

×雜交自交×第37頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三孟德爾用豌豆植株花的顏色實驗研究第38頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三

子二代中同時顯現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象，在遺傳學(xué)上叫做性狀分離。

雜種子一代中顯現(xiàn)出來的性狀，叫做顯性性狀，如紅花；把未顯現(xiàn)出來的性狀，叫隱性性狀，如白花。第39頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三孟德爾的豌豆雜交實驗7對性狀的結(jié)果

第40頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三孟德爾的豌豆雜交實驗7對性狀的結(jié)果2.84:1277矮787高高植株高植株×矮植株3.14:1207頂生651腋生腋生花腋生×花頂生2.82:1152黃428綠綠色綠色×黃色豆莢2.95:1299癟882鼓鼓脹膨大×縊縮豆莢3.15:1224白705紫紫花

紫花×白花3.01:12001綠6022黃黃色黃葉×綠色子葉2.96:11850皺5474圓圓形圓形×皺縮子葉F2比例F2F1

豌豆表型第41頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三豌豆七對相對性狀試驗分析結(jié)果

一是雙親雜交后，雜種一代（F1）只表現(xiàn)一個親本的性狀即顯性性狀。

二是在雜種二代（F2）雙親的性狀都表現(xiàn)出來，即出現(xiàn)性狀分離，并且顯性、隱性個體的比例都接近3∶1。第42頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.分離現(xiàn)象的解釋

（1）孟德爾認(rèn)為：每對相對性狀由相對的遺傳因子控制，遺傳因子在體細(xì)胞中成對存在，一個來自父本，一個來自母本；減數(shù)分裂形成配子時，成對的遺傳因子彼此分開，分到不同的配子中去，每個配子中只有成對遺傳因子中的一個。

生物的性狀是由基因控制的。顯性性狀由顯性基因控制，隱性性狀是由隱性基因控制，在生物的細(xì)胞中，控制性狀的基因是成對的。

C—紅花—顯性因子

c—白花—隱性因子第43頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.分離現(xiàn)象的解釋（2）F1（Cc）自交時，產(chǎn)生C和c兩種數(shù)目相等的配子，由于在受精時，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，F(xiàn)2便可產(chǎn)生三種基因組合：CC、Cc、cc，且它們的數(shù)量比為1：2：Ｉ。由于C對c的顯性作用，F(xiàn)2的性狀表現(xiàn)有兩種類型，紅花和白花，且數(shù)量比為3：1。第44頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三在同源染色體相同位點處的一對基因稱為等位基因；同源染色體上不同位點處或非同源源染色體上的基因互稱非等位基因。等位基因相同的基因型叫純合基因型，該個體叫純合體，如紅花（CC）、白花（cc）。等位基因不同的基因型叫雜合基因型，該個體叫雜合體，如紅花（Cc）。純合體自交可以保持性狀穩(wěn)定遺傳，后代不分離；雜合體自交后代會出現(xiàn)性狀分離，表現(xiàn)出各種性狀。第45頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三分離定律的實質(zhì)成對的基因(等位基因)在配子形成過程中彼此分離，互不干擾，因而配子中只具有成對基因的一個。第46頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三3.分離規(guī)律的驗證

測交法：被測驗的個體與隱性純合個體間的雜交所得的后代為測交子代，F(xiàn)t第47頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三4.分離規(guī)律在育種實踐中的應(yīng)用

（1）利用雜種優(yōu)勢制種時（玉米、水稻西瓜）親本必須高度純合，才能保證F1整齊一致，且雜種種子只能在生產(chǎn)中利用一代，制種工作需每年進(jìn)行。（2）在繁育良種時，需做好去雜保純工作，防止天然雜交，導(dǎo)致品種退化。

第48頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三4.分離規(guī)律在育種實踐中的應(yīng)用（3）通過性狀遺傳研究，可以預(yù)期后代分離的類型和頻率，進(jìn)行有計劃種植，以提高育種效果，加速育種進(jìn)程。如培育純合的抗銹病小麥，由于抗銹病是顯性性狀，所以子代出現(xiàn)抗銹病可能是純合體，也可能是雜合體，只有讓子代連續(xù)自交至后代不發(fā)生性狀分離，才是我們所要的穩(wěn)定遺傳的抗銹病品種。

第49頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（二）自由組合規(guī)律

1.兩對相對性狀的遺傳實驗

2.自由組合現(xiàn)象的解釋

3.自由組合規(guī)律的驗證

4.自由組合規(guī)律在育種實踐中的應(yīng)用

為了研究兩對相對性狀的遺傳，孟德爾仍以豌豆為材料，選取具有兩對相對性狀差異的純合親本進(jìn)行雜交。第50頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三1.兩對相對性狀的遺傳實驗

豌豆兩對性狀的雜交試驗

第51頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三按一對性狀進(jìn)行分析：黃色：綠色=（416：140）≈3：1

圓粒：皺粒=（423：133）≈3：1

仍然符合分離規(guī)律F2群體出現(xiàn)重組型個體(3：1)(3：1)9：3：3：1=×第52頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.自由組合現(xiàn)象的解釋

第53頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三3.自由組合規(guī)律的驗證

豌豆兩對性狀的測交試驗第54頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三自由組合規(guī)律的實質(zhì)自由組合規(guī)律：控制不同性狀的遺傳因子，在配子形成時的分離互不干擾、彼此獨立；它們之間的組合又是自由的、隨機(jī)的。出現(xiàn)的原因是由于兩對或兩對以上的基因處在非同源染色體上，在減數(shù)分裂形成配子時，隨著同源染色體分開，等位基因彼此分離，隨著非同源染色體的隨機(jī)結(jié)合非等位基因自由組合。第55頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三4.自由組合規(guī)律在育種實踐中的應(yīng)用（1）利用不同等位基因重組所產(chǎn)生的多元化變異，創(chuàng)造綜合性狀優(yōu)良的變異。在完全顯性的條件下，2對雜合基因后代有22

種不同的表現(xiàn)型；2對有23

種不同的表現(xiàn)型；10對雜合基因后代有210

種不同的表現(xiàn)型可供選擇利用。（2）在雜種后代選擇的同時，結(jié)合連續(xù)自交已獲得純合體。第56頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（3）可以預(yù)測某些性狀重組個體的大致比率和估算雜交育種的規(guī)律。如：兩個番茄品種，甲為高莖、裂葉、抗萎蔫病（AAbbCC），乙為矮莖、薯葉、不抗萎蔫?。╝aBBcc），三對基因?qū)侏毩⑦z傳。欲得5株純合的高莖、薯葉、抗萎蔫病的5株純合體，需多大雜交規(guī)模才能實現(xiàn)？可以預(yù)測在F2代中出現(xiàn)純合的高莖、薯葉、抗萎蔫?。ˋABBCC）個體比例是1/4×1/4×1/4=1/64，那么5株純合體，需5×64=320株，即至少需要320株才能實現(xiàn)目標(biāo)。

第57頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（三）連鎖遺傳規(guī)律

1.連鎖遺傳現(xiàn)象

2.連鎖遺傳的解釋和驗證

3.連鎖和交換的遺傳機(jī)制

4.連鎖遺傳在育種實踐中的應(yīng)用

第58頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三

1.連鎖遺傳現(xiàn)象

貝特生（BatesonW）等在1906年用香豌豆的兩對相對性狀親本做雜交試驗時，首先發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳現(xiàn)象。先用這樣的兩個親本進(jìn)行雜交，一個是紫花、長花粉粒，另一個是紅花、圓花粉粒。

第59頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三香豌豆雜交試驗（一）第60頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三香豌豆雜交試驗（二）

貝特生又改換了性狀不同的親本進(jìn)行雜交，選用紫花、圓花粉粒的親本和紅花、長花粉粒親本雜交。第61頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三貝特生實驗結(jié)果★兩個試驗都表明：與親本相同的表型（紫、圓和紅、長）的實際個數(shù)大于理論值，兩個重新組合的表型（紫、長和紅、圓）實際個體數(shù)少于理論數(shù)值。這個結(jié)果也不符合自由組合規(guī)律?！飪蓚€試驗又表明：原來為同一親本所具有的兩個性狀，在F2中常常有聯(lián)系在一起遺傳的傾向，這種現(xiàn)象稱為連鎖遺傳。第62頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.連鎖遺傳的解釋和驗證

★解釋：就每對相對性狀的遺傳而言都符合分離規(guī)律，但在兩對性狀上卻表現(xiàn)為連鎖遺傳，其原因在于F1形成四種配子的數(shù)目不等。

★驗證：玉米種子的有色（C）對無色（c）為顯性，飽滿（Sh）對凹陷（sh）為顯性，用純種的雙親雜交得F1，再用雙隱性（無色、凹陷）純合親本與F1進(jìn)行測交。

玉米連鎖性狀的測交實驗

第63頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三玉米連鎖性狀的測交實驗結(jié)果★親本型個體＝（4032＋4035）/8368×100%＝96.4%★組合型個體＝（149＋152）/8368×100%＝3.6%★測交結(jié)果說明：F1形成的四種配子比例是不相等的；同一親本的兩個基因C和Sh或c和sh是經(jīng)常連鎖遺傳的。所以，測交后代表現(xiàn)親本型的個體數(shù)多，而新組合的個體數(shù)目少。第64頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三3.連鎖和交換的遺傳機(jī)制解釋

（１）基因在染色體上呈直線排列，各有其一定的位置。相對基因C和c，位于一對同源染色體的相等位置上，故稱為等位基因。（２）兩對不同的基因，C和Sh，c和sh，分別位于一對同源染色體不相等的位置上，故稱為非等位基因。（３）在減數(shù)分裂前期，隨著同源染色體的配對，等位基因也相互配對，因各個染色體已經(jīng)通過復(fù)制而含有兩條染色單體，在染色體上的基因也隨之復(fù)制了。染色體交換示意圖第65頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（４）非姊妹染色單體之間某些片段在粗線期發(fā)生交換。首先，在兩基因之間的某一部位發(fā)生斷裂，然后重新接合起來，這種交換只涉及同源染色體的非姊妹染色單體之間，而且在同一水平上只發(fā)生一個交換。（５）由于基因交換而產(chǎn)生四種基因組合不同的染色單體，其中包括兩種親本組合（CSh，csh）和兩種新組合（cSh，Csh），經(jīng)過減數(shù)分裂，形成四種不同基因組合的配子。（６）在減數(shù)分裂過程中，并不是所有性母細(xì)胞都發(fā)生同源染色體非姊妹染色單體的交換，因此，F(xiàn)1形成親本類型的配子數(shù)總是多于新組合的配子數(shù)。第66頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三4.連鎖遺傳在育種實踐中的應(yīng)用

（1）根據(jù)相關(guān)性狀的特征，提高選種效率。如利用小麥的紅葉耳。葉色紫紅落葉早的桃早熟等。（2）當(dāng)雜交時預(yù)測雜種后代中重組基因型的出現(xiàn)頻率，就能提高實現(xiàn)育種目標(biāo)的把握性。交換值大，出現(xiàn)頻率高，獲得理想類型的機(jī)會就大。同時還有助于掌握育種規(guī)模。第67頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三（四）數(shù)量性狀的遺傳

1.數(shù)量性狀遺傳的特征

2.遺傳力的含義

3.遺傳力在育種上的應(yīng)用第68頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀生物界遺傳性狀的變異有連續(xù)變異和不連續(xù)變異兩種。表現(xiàn)不連續(xù)變異的性狀為質(zhì)量性狀。如豌豆的紅花和白花、小麥的無芒和有芒等。表現(xiàn)連續(xù)變異的性狀稱為數(shù)量性狀，在生物界中廣泛存在著數(shù)量性狀，如植株的高矮，果實的大小、產(chǎn)量的高低、生育期的長短等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上與產(chǎn)品有關(guān)的大多數(shù)經(jīng)濟(jì)性狀都屬于數(shù)量性狀遺傳。第69頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三１.數(shù)量性狀遺傳的特征（1）數(shù)量性狀是可以度量的。如玉米雜交后代穗的長度，植株的高矮，人的身高，棉花的纖維長度，大豆的產(chǎn)量等都可以用數(shù)字來表現(xiàn)出來。（2）數(shù)量性狀的變異表現(xiàn)連續(xù)性。第70頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三１.數(shù)量性狀遺傳的特征（3）數(shù)量性狀容易受到環(huán)境條件的影響。不同的土壤肥力，作物的產(chǎn)量也有差異。（4）數(shù)量性狀一般認(rèn)為由微效多基因控制。第71頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的區(qū)別第72頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三2.遺傳力的含義一個數(shù)量性狀的變異包括遺傳的變異和環(huán)境的變異（不可遺傳）兩個組成部分，即VP（表型方差）＝VG（遺傳方差）＋VE（環(huán)境方差）為了衡量遺傳方差和環(huán)境方差在表型方差中的作用，常用遺傳力表示。廣義遺傳力是指遺傳方差占表型方差的比值，是表示數(shù)量性狀從親代傳遞給后代的相對能力，一般以h2（%）表示，其公式為hB2＝VG/VP×100％＝VG/（VG+VE）×100％第73頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三廣義遺傳力

hB2＝VG/VP×100％＝VG/（VG+VE）×100％

廣義遺傳力數(shù)值愈大表明這一性狀變異受環(huán)境的影響愈小，遺傳的能力越強(qiáng)。反之，表明受環(huán)境的影響大，遺傳的能力弱。故遺傳力可作為性狀選擇的理論依據(jù)。第74頁，講稿共84頁，2023年5月2日，星期三狹義遺傳力遺傳方差還可劃分為三個組成部分，即

VG＝VA（加性方差）＋VD（顯性方差）＋VI（上位性方差）

VA是多基因累加作用的變異量，是可固定遺傳的部分

VD是基因顯性作用的變異量

VI是非等位基因間上位性作用的變異量，二者將隨世代的增進(jìn)而消