细胞质遗传的简介

一、细胞质遗传的简介

物质基础

细胞质基因：线粒体、叶绿体中的DNA上和细胞质粒上的基因。

细胞质遗传现象表明，细胞质内具有控制某些性状的遗传物质——细胞质基因（简称质基因）。但是，科学家用电子显微镜观察，在细胞质内并没有找到像染色体一样的结构。1962年，科学家里斯（Ris）和普兰特（Plant）等用电子显微镜观察衣藻、玉米等植物的超薄切片，发现在叶绿体的基质中有长度为20.5nm左右的细纤维存在。用DNA酶处理，这种细纤维就消失。由此证明，这种细纤维结构就是叶绿体DNA。

后来，科学家用生物化学的方法，证明了细胞的线粒体中也含有DNA。线粒体和叶绿体中的DNA，都能够自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。？

特点及原因

（1）特点

①母系遗传：不论正交还是反交，Fl性状总是受母本(卵细胞)细胞质基因控制；

②杂交后代不出现一定的分离比。

（2）原因

①受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；

②减数时，细胞质中的遗传物质随机不均等分配。

相关概念

染色体外基因：也叫细胞质基因，是细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质统称。质粒、卡巴粒、叶绿体基因、线粒体基因等。

质粒：原核、细菌、小环DNA。松弛型和严紧型2类。

线粒体基因：mtDNA，线状、环状，能单独复制，同时受核基因控制。哺乳动物：无内含子，有重叠基因突变率高。

叶绿体基因：ctDNA，环状，可自主复制，也受核基因控制。

卡巴粒：草履虫体内细胞质颗粒

细胞质遗传：子代的性状是由细胞质内的基因所控制的遗传现象。也叫母系遗传、核外遗传、细胞质遗传、母体遗传、非孟德尔式遗传。

二、细胞质遗传的母性影响有哪些

母性影响：子代的某一表现型受到母亲基因型的影响，而和母亲的基因型所控制的表现型一样。因此正反交不同，但不是细胞质遗传，与细胞质遗传类似，这种遗传不是由细胞质基因组所决定的，而是由核基因的产物积累在卵细胞中的物质所决定的。分两类：暂短的母性影响，持久的母性影响

暂短影响

指母亲的基因型仅影响子代个体的幼龄期。

例如麦粉蛾（面粉蛾）的色素遗传中的母性影响。

野生型：幼虫皮肤有色，成虫复眼深褐色。

突变型：幼虫皮肤无色，成虫复眼红色（缺乏犬尿素）。

P 有色AA×aa无色→F1 Aa 有色

↙ ↘

♀aa ×Aa♂ ♀Aa×aa♂

↓ ↓

1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa

幼虫： 有色 无色 有色 有色

成虫复眼： 褐色 红色 褐色 红色

核基因AA→犬尿素（细胞质）→色素

三、细胞质遗传怎样应用

主要在杂种优势上的应用，杂交母本获得雄性不育后，就可以节省大面积制种时的去雄劳动量。并保证杂交种子的纯度。但在应用时，必须三系配套，具备不育系、保持系和恢复系。

（一）三系 的培育（玉米为例）

1、不育系和保持系的培育：

雄性不育系基因型：（S）rfrf

保持系基因型：（N）rfrf？

雄性不育系：具有雄性不育系特征的品种或品系。只作杂交母本用，简称A系。

保持系：能够保持雄性不育系特性的品系或品种。保持系本身是可育的，当它与不育系杂交，杂交后代仍能保持不育系的不育性。只作杂交父本用。简称B系。

（S）rfrf×（N）rfrf→（S）rfrf

↓自交

（N）rfrf

2、恢复系的培育

恢复系（N）RfRf：能使雄性不育系的后代恢复其育性的品种或品系。恢复系与雄性不育系杂交，就能获得可育的杂交种，以供大田生产之用。作杂交父本，简称C系。

恢复系Ä→恢复系，进行繁殖。

四、细胞质遗传的利用方法和系统影响

利用方法

※二区三系制种法

1、第一区：是不育系和保持系繁殖区（隔离区），在此区交替种植不育系和保持系，二者在开花时，保持系给不育系提供花粉杂交，同时也自交，在保持系植株上收获保持系。

2、第二区：制种区，（杂种制种隔离区）交替种植不育系和恢复系。恢复系给不育系提供花粉，生产杂交种，供大田使用。而恢复系植株自花授粉繁殖恢复系的种子。在实际生产中，由于作物种类不同，方法也大同小异，但必须与明显的杂种优势，才能值得配制三系。

※二系法

1973年，石明松在晚粳农垦58中发现“湖北光敏核不育水稻—农垦58S”。在长日照下不育，短日照下可育→可将不育系和保持系合二为一→提出生产杂交种子”二系法”。

光敏核不育系

短日照 ↙ ↘ 长日照

可育 不育 ♀ × 恢复系♂

↓ 自交 ↓ ↓自交

光敏核不育系 F1杂交种 恢复系

系统影响

1、不育系的不育度要高，应接近100%，

2、恢复系的花粉量要大，恢复力要强，至少要达到85%的恢复度，

3、不育系与恢复系间的杂种优势要强。