园林植物遗传学大纲.docx

林植物遗传学绪论遗传学的基本概念，遗传学发展简史，观赏植物遗传学研究现状第一章 遗传的细胞学基础1. 细胞的结构与功能根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为：（1） 非细胞生物：包括病毒、噬菌体（细菌病毒），具有前细胞形态的构成单位；（2） 细胞生物：以细胞为基本单位的生物；根据细胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为：i真核生物（eukaryote）：（真核细胞）原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人 类ii原核生物（prokaryote）：（原核细胞）细菌、蓝藻（蓝细菌）真核细胞：细胞膜、细胞质、细胞核及（植物）细胞壁与动物细胞不同，植物细胞具有细胞壁及穿壁胞间连丝（plasmodesma）2. 染色体的形态和结构采用碱性染料对未进行分裂的细胞核（间期核）染色，会发现其中具有染色较深的、纤 细的网状物，称为染色质在细胞分裂过程，核内的染色质便卷缩而呈现为一定数目和形态 的染色体染色质和染色体是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态一条染色体的 两个染色单体互称为姊妹染色单体3. 细胞的物质成分4. 细胞分裂及其生物学意义有丝分裂包括两个紧密相连的过程：核分裂、细胞质分裂。

通常有丝分裂主要是指核 分裂，特别是在遗传学中更主要讨论细胞核分裂有丝分裂过程可分为五个时期，即：间期、前期、中期、后期、末期有丝分裂的遗传学意义可从两个方面来理解：①核内染色体准确复制、分裂，为两个 子细胞的遗传组成与母细胞完全一样打下基础;②染色体复制产生的两条姊妹染色单体分别 分配到两个子细胞中，子细胞与母细胞具有相同的染色体数目和组成通过有丝分裂能够维 持了生物个体的正常生长和发育（组织及细胞间遗传组成的一致性）;并且保证了物种的连续 性和稳定性（单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间的遗传组成的一致性）减数分裂是性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂，又称成熟 分裂其结果是产生染色体数目减半的性细胞，所以称为减数分裂减数分裂的特殊性表现在：具有一定的时间性和空间性：生物个体性成熟后，动物性 腺和植物造抱组织细胞中进行；连续进行两次分裂：遗传物质经过一次复制，连续两次分裂， 导致染色体数目的减半同源染色体在第一次分裂前期(前期I，PI)相互配对(paring)，也称为联会(synapsis)； 并且在同源染色体间发生片段的交换减数分裂的遗传学意义:保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性;双亲性母细胞(2n) 经过减数分裂产生性细胞(n)，实现了染色体数目的减半；雌雄性细胞融合产生的合子(及其 所发育形成的后代个体)就具有该物种固有的染色体数目(2n)，保持了物种的相对稳定。

子 代的性状遗传和发育得以正常进行为生物的变异提供了重要的物质基础;减数分裂中期I， 二价体的两个成员的排列方向是随机的，所以后期I分别来自双亲的两条同源染色体随机 分向两极，因而所产生的性细胞就可能会有2n种非同源染色体的组合形式(染色体重组， recombination of chromosome)；另一方面，非姊妹染色单体间的交叉导致同源染色体间的 片段交换(exchange of segment)，使子细胞的遗传组成更加多样化，为生物变异提供更为 重要的物质基础(染色体片断重组，recombination of segment)同时这也是连锁遗传规律 及基因连锁分析的基础5. 高等植物染色体周史生活周期的概念：指生物个体发育的全过程，也称为生活史从合子到个体成熟和死亡 所经历的一系列发育阶段大多数有性生殖生物的生活周期都是有性世代和无性世代交替， 也称世代交替第二章遗传的基本规律1. 分离现象2. 分离假说及其验证分离假说：性状是由独立的遗传因子决定的；遗传因子在体细胞中成对存在，有显隐性 关系；形成配子时分离，在性细胞中只含一个；配子形成合子时机率均等验证方法：测交法、自交法、花粉测定法3. 分离定律实现的条件：二倍体；减数分裂正常；配子形成合子机率均等；合子发育正常；分析的群体足够4. 分离定律及其普遍意义5. 孟德尔的贡献：统计关系；杂交试验；因子假说第三章遗传的基本规律1. 自由组合现象 概念：其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位 基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。

因此也称为独立分配律2. 自由组合定律及其验证 孟德尔通过杂交试验得到的3. 基因互作的遗传分析(1) 等位基因的相互作用：完全显性、不完全显性、超显性、镶嵌显性(2) 非等位基因的相互作用：互补作用、积加作用、重叠作用、显性上位性作用、隐性上 位性作用、抑制作用4. 环境影响和基因的表型效应(1) 外界环境条件与性状表现(2) 个体发育与性状表现(3) 表形模写：表型是基因型和环境相互作用的结果这就是说，表型受两类因子控制： ①基因型一遗传；②环境第四章 遗传的基本规律1. 遗传的染色体学说：遗传的染色体学说与独立分配规律:位于非同源染色体上的非等位基因遗传时独立分配; 如果有一些基因位于同一染色体上，必然会出现非独立分配的现象，否则各种性状的数目(基 因对数)就不能超过细胞内染色体对数2. 连锁和交换的遗传机制：杂交试验中，原来为同一亲本所具有的两个性状在F2中不符合独立分配规律，而常有 连在一起遗传的倾向，这种现象叫做连锁(linkage)遗传现象连锁遗传规律：连锁遗传的相对性状是由位于同一对染色体上的非等位基因间控制， 具有连锁关系，在形成配子时倾向于连在一起传递；交换型配子是由于非姊妹染色单体间交 换形成的。

完全连锁(complete linkage):如果连锁基因的杂种F1(双杂合体)只产生两种亲本类 型的配子，而不产生非亲本类型的配子，就称为完全连锁不完全连锁(incomplete linkage):指连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型的配子， 还会产生重组型配子3. 连锁遗传在观赏植物上的应用第五章数量性状的遗传1. 数量性状的基本特征杂种后代的数量性状表现连续分布；杂种后代的数量性状对环境条件反应敏感；杂种后 代的数量性状的表现也受遗传的影响；除上述特征外，还表现其他一些情况：若干性状表现 趋中变异、有超亲类型出现、有些经济性状表现退化现象2. 数量性状的遗传分析数量性状的微效多基因假说：每个数量性状是由许多基因共同作用的结果，其中每个基 因的单独作用较小，与环境影响造成的表性差异差不多大小，因此，各种基因型所表现的差 异就成为连续的数量了3. 分析数量性状的基本统计方法(1) 平均数：平均数是某一性状的几个观察数的平均值2) 方差：通常用变数跟平均数的偏差的平均方和”来表示变异程度这个数值在统计 学上叫做方差(variance)3) 标准误：平均数的方差的平方根叫做标准误(S)4遗传变异和遗传力(1) 遗传变异遗传变异来自分离中的基因以及它们跟其它基因的相互作用。

遗传变异是总的表型变异 的一部分，表型变异的其余部分是环境变异环境变异是有环境对基因型的作用造成的因方差可用来测量变异的程度，所以各种变异可用方差来表示表型变异用表型方差 (VP)表示，遗传变异用遗传方差(VG)表示，环境变异用环境方差(VE)表示用公式表 示为：VP=VG+VE(2) 遗传力;由于亲本和杂种一代的基因型是一致的，所以这三类群体中出现的变异应是环境变异， 所以遗传力的公式可写成如方：=Vf~VeF2… 1 , 1 ,其中.V =— (V + V ) 或 V = —(V + V + V )• E 2 P1 P2 E 3 P1 P2 F1第六章细胞质遗传1. 母性影响(maternal effect)正反交情况下，子代某些性状相同于雌性亲本，其中由于母体中核基因的某些产物积累 在卵母细胞的细胞质中，使子代表型不由自身的基因型所决定而出现与母体表型相同的遗传 现象2. 细胞质遗传细胞质遗传的主要特点：正交与反交结果不同；F1通常只表现母性性状；两亲本杂交 后代自交或与亲代回交不呈现一定比例的分离；遗传方式是非孟德尔的；不能在某一特定染 色体上找到相应基因的位点细胞质遗传现象的出现是由于细胞质中存在自主性遗传物质(独立性、连续性、稳定性)。

这些物质控制了细胞质的性状3. 雄性不育现象的遗传分析雄性不育系：雌蕊正常，花粉败育无正常功能；雌蕊接受正常花粉能结实的植株发生原因：①外部环境影响；②生理状况；③基因控制保持系（main-tainer）：有些植株给雄性不育系授粉，产生的后代继续为雄性不育系 其特点是：开花结实完全正常，能产生足够花粉保持系核内的基因型也是纯合的隐性不育 基因（ss）, 但它的细胞质内含有能育的细胞质基因F,也唯有这个细胞质基因使得保持系 能育雄性不育系必须依靠保持系才能产生雄性不育后代经保持系反复回交传粉后，雄性 不育系除育性外其它一切性状与保持系完全相同恢复系（Restorer）：有些植株给不育系授粉，能使雄性不育系产生雄性能育的后代，我 们称之为恢复系恢复系内具有显性能育基因（SS或Ss）能正常开花结实，产生正常的花粉， 用它给雄性不育系授粉，由于显型基因（S）的作用，使雄性不育株恢复雄性能育性4. 细胞质遗传的物质基础第七章 遗传物质的改变1. 染色体结构的变异（1） .染色体结构变异的产生是由于染色体断裂，断裂重接时发生差错造成的这种 情况常称为染色体畸变（2） 变异途径：染色体断裂后，断裂端可以沿下面三条途径中的一条发展。

1） 保持原状，不愈合，没有着丝粒的染色体片段最终消失2） 同一断裂的两个断裂端重新愈合或重建，回复到原来的染色体结构3） 某一断裂的一个或两个断裂端，可以跟另一断裂所产生的断裂端连接，引起非重 建性愈合2. 染色体数量的变异染色体数目变异类型（1）整倍体:单倍体、二倍体、多倍体（2）非整倍体同源多倍体的特点：巨大性 生理生化代谢改变 减数分裂不正常（次级联会）染色 体随机分离比出现变化多倍体的诱发：自然诱发人工诱发秋水仙素诱发3. 基因突变概念：遗传性状飞跃式的间断的变异现象称为突变广义的突变可以包括能改变表现型的任何遗传物质的改变，其中主要是染色体和基因的 突变狭义的突变一般是专指基因突变而言基因突变的一般特征：（1）、突变的重复性 （2）、突变的可逆性（3）、突变的多方向性（4）、突变的有害性和有利性（5）、突变的 平行性（6）、大突变和微突变基因突变的进化意义：只有基因突变才产生了新的等位基因，成为自然选择的对象， 成为生物进化的重要源泉，为生物进化以及新品种的创造提供了丰富资源它也为遗传学工 作者提供了一种比较基因状态的工作，只有通过这种比较，才能了解基因结构和功能的内幕第八章遗传的分子基础1. 遗传物质及其分子基础，遗传物质的基本特性，基因的现代概念，关于中心法则1944年，美国细菌学家Osalwad Theodore Avery发现基因是由脱氧核糖核酸即DNA组 成。

这一发现应属于诺贝尔奖级的科学成果基本特征：连续性、稳定性、自主性基因的现代概念：功能基因和调节基因、断裂基因、重叠基因、重复基因、假基因、移 动基因中心法则：阐述生物世代、个体以及从遗传物质到性状的遗传信息流向，即遗传信息在 遗传物质复制、性状表现过程中的信息流向2. 遗传信息的复制、复制的基本特点DNA的半保留复制、DNA复制的半不连续性3. 遗传信息的转录及mRNA的加工转录(transcription)是指以DNA为。