园林植物遗传育种-遗传学部分：第七章 基因突变.ppt

1910年，摩尔根首先肯定了基因突变，在大量的红眼果蝇中发现一只白眼突变基因突变在自然界是广泛存在的一、突变的一般概念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是指染色体上某一基因位点内部发生了化学性质的变化，与原来基因形成对性关系由于基因突变而表现突变性状的细胞或个体称为突变体或突变型自然界生物变异现象二、基因突变的时期 在细胞的发育周期中，突变可以发生在任何一个阶段、任何一个细胞内1、性细胞的突变率高于体细胞 性细胞在减数分裂末期对外界环境条件的敏感性较大；发生的突变可以通过受精过程直接传递给后代2、芽变是体细胞突变的结果可采用扦插、压条、嫁接、组培等方法加以繁殖保留如：温州早橘源于温州蜜橘的芽变3、基因突变通常独立发生： 性细胞：AA→Aa为隐性突变， aa→Aa为显性突变，当代不表现； 体细胞： aa→Aa当代即表现，与原性状并存，形成嵌合体花色体细胞突变郁金香郁金香碧桃碧桃果实的体细胞突变果实的体细胞突变马铃薯块茎颜色变异马铃薯块茎颜色变异叶色变异叶色变异三、基因突变的一般特征1、突变的重演性和可逆性突变的重演性和可逆性2、突变的多方向性和复等位基因；突变的多方向性和复等位基因；3、突变的有害性和有利性：突变的有害性和有利性：4、突变的平行性。

突变的平行性1、突变的重演性和可逆性： 同一突变可以在同种生物不同个体间多次发生，称为突变的重演性许多实验证明突变是可以多次重复发生的，因此基因才有一定的突变频率突变的可逆性： 一个物种的野生基因变成突变基因时，称为正突变；反之，称为反突变或回复突变正突变率总是高于反突变率，即u＞v基因突变可逆性机理：除基因内部结构发生缺失而引起的基因突变以外，一切突变基因都有可能恢复为原来的基因结构 a1A a2 a1A a2 a3 2、突变的多方向性：： 基因突变的方向是不定的，可以向不同的方向进行复等位基因 位于同源染色体同一个基因位点上多个等位基因的总体复等位基因增加了生物多样性，提高生物的适应性，为育种工作提供更丰富的资源A1 A1 A1 A2 A2 A2 A1 A3 A2A3 A3 A3 A1 A2 A3 自交不亲和性表现为花粉在柱头上不能萌发和延伸，在卵细胞与花粉中基因间有拮抗作用，即具有某一基因的花粉不能在具有同一基因的柱头上萌发。

烟草中两个野生烟草中两个野生种的自交不亲和种的自交不亲和性和异交可孕性和异交可孕3、突变的有害性和有利性：突变的有害性和有利性：致死突变致死突变植物白化现象植物白化现象绿株绿株 WWWW 突变突变绿株绿株 WwWw 自交自交1WW1WW：：2Ww2Ww：：1ww1ww3 3绿苗：绿苗：1 1白苗（死亡）白苗（死亡）3、突变的有害性和有利性：突变的有害性和有利性：中性突变中性突变 控制次要性状，不控制次要性状，不影响生物正常生影响生物正常生理活动；理活动；重瓣化现象重瓣化现象小麦粒色变化小麦粒色变化水稻芒的有无水稻芒的有无有利突变有利突变抗病性抗病性优质优质早熟性早熟性产量变化产量变化株高变异棉纤维变异芭蕉叶色变异4、突变的平行性：突变的平行性： 凡是亲缘关系相近的物种，经常发生相似的基因突变，称为平行突变 ——对人工诱变有参考价值禾本科部分物种的品种子粒性状的变异水稻粒色变异小麦穗部突变水稻花药变异四、基因突变与性状表现显性突变和隐性突变 显性突变表现早，纯合慢。

Ø大突变和微突变大突变： 突变效应表现明显，容易识别多为质量性状；微突变： 突变效应表现微小，较难察觉，多为数量性状微突变中出现的有利突变率高于大突变易变基因：一类非常容易发生突变的基因具有这类基因的个体极易成为突变与未突变基因的嵌合体增变基因：某些基因或染色体的某个节段，影响到其他基因的稳定性，加速了这些基因的突变这些促进其他基因突变的基因称为增变基因Ø易变基因与增变基因五、植物基因突变的鉴定突变发生的鉴定将突变体同原始亲本在相同栽培条件下比较显隐性的鉴定将突变体同原始亲本杂交，观察其F1及F2代表现型突变率的鉴定一般以M2出现的突变体占观察总个体数的比例六、基因突变的诱发物理因素诱变化学因素诱变自然变异自然变异变异变异人工变异人工变异分子生物技术分子生物技术人工杂交人工杂交人工诱变人工诱变1 物理因素诱变物理因素诱变电离辐射诱变：α、β、γ、x射线○基因突变频率与辐射剂量成正比非电离辐射诱变：紫外线辐射诱变的作用是随机的，不存在特异性小麦诱变育种（电离辐射诱变） 空间诱变（综合效应诱变）各种物理射线、失重、无地球磁场影响、卫星发射和返回时的剧烈震动……2 化学因素诱变化学因素诱变19411941年第一次发现芥子气可以诱发基因年第一次发现芥子气可以诱发基因突变。

突变19431943年第一次发现氨基甲酸乙酯可诱发年第一次发现氨基甲酸乙酯可诱发染色体结构变异染色体结构变异化学药物的诱变作用具有一定的特异性，可进行定向诱变○妨碍妨碍DNADNA某一成分（嘌呤或嘧啶）的合成，引起某一成分（嘌呤或嘧啶）的合成，引起DNADNA变化变化○碱基类似物替换，引起复制时碱基配对上的差错，碱基类似物替换，引起复制时碱基配对上的差错，导致碱基对替换导致碱基对替换○直接改变直接改变DNADNA某些特定的结构某些特定的结构凡能和凡能和DNADNA起化学反应并能改变碱基氢键特性的物质叫起化学反应并能改变碱基氢键特性的物质叫做做DNADNA诱变剂亚硝酸、诱变剂亚硝酸、烷化剂、烷化剂、羟胺○引起引起DNADNA复制的错误复制的错误在某些诱变剂的作用下引起在某些诱变剂的作用下引起DNADNA分子中单一核苷酸的缺分子中单一核苷酸的缺失或插入等失或插入等A A T G C G C T TT T A C G C G A AA A T G G C T TT T A C C G A A碱基对碱基对缺失缺失，遗传信息改变，生物性状改变。

遗传信息改变，生物性状改变A A T G C G C T TT T A C G C G A AA A T G T C G C T T碱基对碱基对增添增添，遗传信息改变，生物性状改变遗传信息改变，生物性状改变A A T G C G C T TT T A C G C G A AA A T G T G C T TT T A C A C G A A碱基碱基种类改变种类改变，遗传信息改变，生物性状改变遗传信息改变，生物性状改变3 分子生物学技术Downloaded from http://rstb.royalsocietypublishing.org/ on February 20, 2015。