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1、遗传学论文简述高等植物细胞质遗传张彦妮生命科学学院2010级1班简述高等植物细胞质遗传[摘要]综述了高等植物细胞质遗传主要物质基础质体和线粒体的遗传。高等植物细胞质遗传表现为多种形式，包括母系遗传、父系遗传和双亲遗传，母系遗传是细胞质遗传的主要特征，但是不能代表细胞质遗传的全部内容；被子植物的质体多数表现为单亲母系遗传，大多裸子植物的质体则为单亲父系遗传；高等植物线粒体有母系、父系和双亲遗传现象的存在。[关键词]高等植物细胞质遗传质体线粒体高等植物细胞质遗传现象的发现最早可追溯到1909年，德国科学家C
2、arlCorrens发现紫茉莉(Mirabilisjalapa)叶色不符合孟德尔遗传的规律。同年EdwinBaur在天竺葵(Pelargoniumzonale)也发现类似现象，并认为是叶绿体自主性遗传所致。1962年H.Ris和W.Plaut用电子显微镜和细胞化学方法证明衣藻的叶绿体含有DNA。同年Nass夫妇在小鸡线粒体中发现了DNA纤维。细胞器DNA的发现不仅为细胞质遗传奠定了物质基础，也成为细胞质遗传向分子水平过渡的转折点[1]。有关研究表明，大多数物种的细胞质性状表现为母性遗传的特征，加上细胞质
3、雄性不育在育种实践中取得巨大成就，使更多的人接受了细胞质遗传就是母系遗传的观点。有些学者在教科书中把细胞质遗传等同于母系遗传，认为细胞质遗传即为母系遗传[2]。现已对蕨类植物、裸子植物的松科、杉科和柏科，以及被子植物的10多个种属的质体遗传方式进行了研究，证明蕨类植物的Cheilanthoid和Equisetumvariegarum质体为母系遗传，裸子植物质体普遍表现为父系遗传，被子植物则大多表现质体单亲母系或双亲遗传，与遗传分析结果一致[3,4]。1质体的遗传方式1.1裸子植物质体的父系遗传裸子植物质
4、体父系遗传的发现是与对寒温带针叶林群体生物学和其细胞器进化研究分不开的。最早从DNA水平上报道这方面研究成果的是Neale,他利用RFLP技术在Douglasfir(一种花旗松)种丙杂交后代中观察到叶绿体DNA的父系遗传[5]。wagner等在对松属植物Lodgepolepine与jaekpine的非重叠区和重叠区的多样性、渐渗作用进行研究时,也研究了Lodgepolepine(早)杂种后代epDNA的来源。他们用来自Petuniahybri-da的11.7一kb的Sall片段和9.0一kb的Pstl片
5、段为探针,Sall酶切后的松树cpDNA与n.7一kb探针杂交,Sstl酶切后的松树cpDNA与9.0一kb探针杂交Lodgepolepine的典型带型为Sall(5.9/9.5)和Sstl(4.7/5.0),jaekpine的为Sall(5.4/9.5)和Sstl(4.8/5.7).4个人工杂交所获得的8个后代全都为父本jaekpine的Sall(5.4/9.5)和Sstl(4.8/5.7)的epDNA的带型[6]。在裸子植物中，质体的父系或双亲遗传似乎是一种普通的模式，更是针叶树质体的遗传特征。这在
6、落叶松属(Larix)[7]、黄杉属(Pseudotsuga)[5]、云杉属(Pieea)[8]、红杉属(Sequoia)[9]、松属(Pinus)[6]等针叶植物中得到证实。另外对松科和杉科中某些植物卵细胞与合子的超微结构的研究表明：卵子细胞质中的质体倾向于被消灭，合子中有来自父本的质体[10,11]。这些结果为质体的父系遗传提供了细胞学水平的证据。1.2被子植物质体的双亲遗传母系遗传是大多数被子植物质体DNA遗传的显著特征[12-16]。在被子植物中,对近600个物种的质体DNA的遗传研究发现，大约
7、80%表现为母系遗传特征，而20%的物种中存在双亲遗传的现象[3,17,18]。1989年Hagemann将被子植物的花粉传递分为3类:第1类为月见草属型,表现为明显的母系传递特性;第2类为天竺葵属型,表现为双亲传递特性;第3类为苜蓿属型,表现为明显的父系传递特性。2线粒体的遗传在已调查的被子植物中,线粒体的遗传方式以单亲母系遗传占绝对的统治地位,只有少数物种为线粒体双亲遗传[15,19]。从分析线粒体的RNA提供了紫苜蓿线粒体为双亲遗传方式的证据,这是一个已经确定质体双亲遗传,而线粒体也是双亲遗传有充
8、分证据的例子[20]。在裸子植物中,不同的种差别较大,在松科中主要表现为单亲母系遗传[21,22,23],而柏科和杉科树种可能主要为单亲父系遗传[21,22,23]。随着DNA分子标记技术在细胞质遗传研究中的应用,Boynton等发现在衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)中线粒体DNA表现为父系遗传。在被子植物中,利用线粒体DNA的限制性片段分析方法,Brennicke和Schwemmle发现月见草属的一个杂种(Oeno
