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第14章 细胞质遗传

在上面我们介绍了显性、隐性、单基因、多基因等遗传方式,它们大部分是和遗传变异有关的,也就是说会产生某种病变的。而细胞质遗传是一种比较普遍的母系遗传,不论正交还是反交,第一代的性状总是受母本(卵细胞)细胞质基因控制,并且杂交后代不出现一定的分离比。

想要了解什么是细胞质遗传,首先要弄清楚什么是细胞质。

细胞质是细胞膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。

细胞质遗传指的是染色体以外的遗传因子,即细胞质基因所控制的遗传现象,它一般发生在高等植物叶绿体的遗传和真菌类的线粒体遗传当中。

1.高等植物叶绿体的遗传

有几种高等植物有绿白斑植株,如紫茉莉、藏报春、加荆介等。1901年柯伦斯在紫茉莉中发现有一种花斑植株,着生绿色,白色和花斑三种枝条。在显微镜下观察,绿叶和花斑叶的绿色部分其细胞中均含正常的叶绿体,而白色或花斑叶的白色部分,细胞中缺乏正常的叶绿体,是一些败育的无色颗粒。

分别以这三种枝条上的花作母本,用三种枝条上的花粉分别授给上述每个作为母本的花上,杂交后代的表现,完全取决于母本,而与花粉来自哪一种枝条无关。

2.真菌类的线粒体遗传

(1)酵母菌小菌落的遗传:啤酒酵母属于子囊菌,它在有性生殖时,不同交配型相结合形成的二倍体合子。酵母有一种“小菌落”个体。这种类型经培养后只能产生小菌落。

如果把小菌落酵母同正常个体交配,则产生正常的二倍体合子。经减数分裂产生单倍体后代也表现正常,不再分离小菌落。这表明小菌落性状的遗传与细胞质有关,而且这种交后代,4个子囊孢子有2个是a+,另两个是a-,交配型基因a+和a-仍然按孟德尔比例时行分离,而小菌落性状没有x像核基因那样发生重组和分离,说明这个性状与核基因无关。

进一步研究发现,小菌落酶母细胞内,缺少细胞色素a和b,还缺少细胞色素氧化酶,这些酶类,存在于细粒体中,表明这种小菌落的变异与线粒体的基因组变异有关。

(2)链孢霉缓慢生长型的遗传:链孢霉有一种缓慢生长突变型,呼吸弱,生长慢,这是由于线粒体结构和功能不正常,细胞色素氧化酶缺少,氧化作用降低,生长缓慢。

进行有性生殖时,正反交结果不同:杂交后代不出现一定的分离,表现非孟德尔式遗传。如果突变型的单倍体核和野生型的受精丝中的单倍体核结合(杂交),得到的后代全是野生型,反之全是突变型。

由于细胞质遗传是受母体控制的一种遗传方式,所以,在遗传的过程中难免不了要受到母体的影响。母性影响是指子代的某一表现类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。主要表现两方面:暂短的母性影响以及持久的母性影响。

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