生物遗传与变异研究

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1、生物遗传与变异研究内容摘要：遗传与变异是生物的基本特征之一，根据生物性状在群体内的遗传变异规律，将其划分为质量性状和数量性状两大类，，准确地估算数量性状由基因型差异引起的可遗传的变异和由环境条件引起的不能遗传的变异，对提高数量性状育种的效率是非常重要的。关键词：遗传变异DNA染色体线粒体叶绿体在生物的繁殖过程中有一个引人注目的现象，即同种生物世代之间性状上的相对稳定。种瓜得瓜，种豆得豆。这就是生物的遗传。在生物的繁殖过程中还有另一个引人注冃的现象，即同种生物世代Z间或同代不同个体之间的性状不会完全相同。例如，同一个稻穗上的籽粒，长成的植株在性

2、状上也有或多或少的差异；甚至一卵双生的兄弟也不可能一模一样，这种差异的表现就是生物的变异。生物性状的遗传，以生殖细胞作为桥梁。即在配子形成过程中的减数分裂后，当配子形成合子吋，又恢复了亲代体细胞染色体的数目和内容。遗传物质的变化发展规律，直接关系到生命物质运动中的稳定和不稳定。遗传物质的稳定传递，使生物表现出遗传，这关系到生物种族的稳定发展；遗传物质的不稳定传递，使生物表现出变异,这关系到生物种族的向前发展进化。这充分体现了生命物质（主要是核酸、蛋白质）运动和变化发展的一些重要规律。染色体在细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程屮能够保持一定的稳

3、定性和连续性。这是最早观察到的染色体与遗传有关的现象。染色体的主要成分是DNA和蛋白质。染色体是遗传物质的主要载体，因为绝人部分的遗传物质（DNA）是在染色体上的。也有少量的DNA在线粒体和叶绿体中，所以线粒体和叶绿休被称为遗传物质的次耍载体。在遗传学研究和育种实践中，根据生物性状在群体（口然群体或杂交后代群体）内的遗传变异规律，将其划分为质量性状和数量性状两大类。凡不易受环境条件的影响、在一个群体内表现为不连续性变异的性状称为质量性状，例如孟德尔所研究的豌豆子粒的形状（圆满与皱缩）、了叶的颜色（黄色与绿色）等等。质量性状是受一个或少数几个效

4、应大的基因（称为主基因）决定的，受环境影响较小，所以呈现非连续变异的、因而能对群体内的各个体进行明确分类的性状。豌豆的花色、动物的性别、人类的各种血型系统等都属于这类性状。在遗传研究中，由于质量性状容易跟踪，也常把它作为标记性状。凡容易受环境条件的影响、在一个群体内表现为连续性变异的性状称为数量性状，乂称为计量性状。在生物界中,与质量性状相比，数量性状的存在更普遍、更广泛；农作物的大部分农艺性状都是数量性状，例如植物籽粒产量或营养体的产量、株高、成熟期、种子粒重、蛋白质和油脂含量、甚至是抗病性和抗虫性等.由于质量性状表现为不连续性变异，对于杂

5、交后代的分离群体，能够用孟德尔所采用的研究方法，根据所具相对性状的差异，将各个体明确地分组归类，可以求出各类型间所包含个体数目的比例关系，并可用文字形容和描述各类型的特征。由于数量性状在自然群体或杂交后代的分离群体内，不同个休间表现为连续性变异，各个体不能用孟德尔方法作出明确的分组归类，不能用分析质量性状的方法来分析数量性状，而是釆用牛物统计学的方法对性状的遗传变异作定量的描述，对性状的遗传动态进行研究。然而质量性状和数量性状的划分不是绝对的，例如：对于同一种作物的同一性状，在不同亲本材料的杂交组合中可能表现不同，例如水稻和小麦等的株高。有些

6、性状在主基因遗传的基础上，还存在一组微效基因一修饰基因，例如小麦和水稻种皮的红（深红或紫黑）色与白色，在一些杂交组合中表现为一对基因的分离，而在另外的一些杂交组合屮，F2的子粒颜色呈不同程度的红色而成为连续性变异，即表现岀数量性状变异的特征。在实际应用中，凡是容易受环境条件影响的性状，都可以用研究数量性状的方法去作遗传分析。数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异，而这种变异是不能遗传的。由于环境条件的影响，即使是基因型纯合一致的两个亲本（P1和P2）和基因型杂合一致的杂种一代（F1）,各个个体也呈现出连续性变异，而不是一种基因型只有一个值

7、；这种同一基因型群体内个体间的变异是由环境条件造成的，是不能遗传的。对于F2代群体，既有由于基因分离所造成的个体间基因型差异所导致的表现型变异，又有由于环境条件的影响所造成的同一基因型的表现型差异；前一种变异是可遗传的变异，后一种变异是不可遗传的变异。这两种变异结合在一起，使得F2代群体的连续性变异比其双亲和F1代都更广泛，F2代的变异系数明显地比Pl、P2和F1的大。因此，准确地估算数量性状由基因型差异引起的可遗传的变异和由环境条件引起的不能遗传的变异，对提高数量性状育种的效率是非常重要的。