细胞质遗传并非都是母系遗传

细胞质遗传一般表现为具母系遗传的特征。随着ＤＮＡ分子标记技术的发展和应用,人们已发现在动物及植物中均存在有低频的线粒体ＤＮＡ单亲父系遗传及双亲遗传的现象,对质体ＤＮＡ遗传的研究表明,被子植物的质体ＤＮＡ大多表现为母系遗传。而裸子植物的质体ＤＮＡ则主要表现为父系遗传的方式,同时也出现存在其它的遗传规律。     

王百合及兰州百合细胞质遗传的细胞学研究

描述了王百合（ＬｉｌｉｕｍｒｅｇａｌｅＷｉｌｓ．）及兰州百合（Ｌ．ｄａｖｉｄｉＤｕｃｈ．）质体和线粒体在生殖细胞及精细胞中的分布和细胞质中ＤＮＡ的状况。在刚形成的王百合的生殖细胞中含有少量的质体和大量的线粒体。当生殖细胞游离在营养细胞质中时,质体在生殖细胞中完全退化消失。ＤＡＰＩ荧光技术进一步证明,在成熟花粉、花粉管中的生殖细胞及其分裂形成的两个精细胞中无任何细胞器ＤＮＡ。兰州百合在小孢子分裂时质体严格地极性分布,造成了刚形成的生殖细胞中即无质体。兰州百合、麝香百合（Ｌ．ｌｏｎｇｉｆｌｏｒｕｍＴｈｕｎｂ．）及其杂种的ＲＦＬＰ分析,也证明兰州百合质体是单亲母系传递的。虽然在不同发育时期的生殖细胞及精细胞中可以观察到线粒体,但在雄配子体时期它们的ＤＮＡ已降解,因此雄性线粒体不能被传递至后代。研究结果提供了百合属的这两个种质体和线粒体具母系遗传方式的细胞学证据,并阐明父系细胞质不能作为遗传传递的机理。     

小麦异源细胞质遗传效应及其利用研究

小麦亚族（Triticinae）的细胞质遗传学研究始于日本学者Kihara于1940年发表的论文《论种间杂交不育性的胞质效应人之后,小麦及其亲缘属植物的细胞质遗传变异及其在小麦品种改良中的利用一直在积极探索之中。目前,日本、中国、美国和保加利亚等国家在这方面的研究较为活跃。已有研究结果〔‘－‘）初步显示出其在利用杂种优势（包括核质杂种优势和细胞质雄性不育杂种优势）、导人外源基因、拓展遗传资源和革新常规育种技术等方面有着重要的实践意义;同时,在遗传进化和遗传规律的探讨以及揭示核基因系统和细胞质基因系统的表达调控关系…     

被子植物质体遗传的细胞学研究

植物细胞质遗传涉及细胞质中含DNA的两种细胞器——质体和线粒体从亲代至子代的传递。相对来说线粒体遗传的研究远不及质体的多,这可能是线粒体这种细胞器缺乏合适的表型突变体之故。高等植物质体遗传的研究历史可追溯到本世纪初在杂交试验中对叶色遗传的非孟德尔定律的发现,Baur在马蹄纹天竺葵(Pelargonium zonale)中从叶色突变体(白化体)的杂交遗传分析,发现了双亲质体遗传;而Correns在紫茉莉(Mirabilis jalapa)中则发现了单亲母本质体遗传(见Kuroiwa)。此后,对质体基因组突变性状遗传分析的研究,大量的资料说明了在被子植物中存在双亲质体遗传和单亲母系质体遗传两种类型,而后一种占大多数,仅少数是比较有规律的为双亲质体遗传或偶尔是双亲质体遗传。几十年来应用遗传分析的方法对被子植物质体遗传的研究,着重于揭示不同植物种质体的遗传是单亲母系或是双亲质体传递,以及探索杂种核基因对质体传递方式的影响。     

天竺葵质体和线粒体双亲遗传的细胞学机理——雄性和雌性配子微结构…

天竺葵生殖细胞和精细胞在发育中,始终存在质体和线粒体。在精细胞中,质体的体积大、数量多、具基质浓厚和切面上多为呈现的特点。线粒体在生殖细胞和精细胞中没有差异,体积较质体小得多,球形或杆状,边缘染色较深。在卵细胞中质体的含量比线粒体丰富,这两种细胞器的结构形态与精细胞的有明显的差异。细胞的质体多呈不规则的棒状和含淀粉粒。线粒体比精细胞的大２－３倍,许多为环状。ＤＮＡ荧光的检测证明了在生殖细胞、精细胞     

母性影响和细胞质遗传

椎实螺外壳旋向的遗传常被作为细胞质遗传教学的典例而被引用,事实上却属于母性影响。对母性影响和细胞质遗传这2种相似而本质却不同的遗传方式进行了分析。并指出,细胞质遗传没有显、隐性之分。     

天竺葵质体和线粒体双亲遗传的细胞学机理——雄性和雌性配子超微结构和DNA荧光的研究

天竺葵（Ｐｅｌａｒｇｏｎｉｕｍ ｈｏｒｔｏｒｕｍ Ｂａｉｌｅｙ）生殖细胞和精细胞在发育中始终存在质体和线粒体。在精细胞中,质体的体积大、数量多,具基质浓厚和在切面上多为环状的特点。线粒体在生殖细胞和精细胞中没有差异,体积较质体小得多,球形或杆状,边缘染色较深。在卵细胞中质体的含量比线粒体丰富,这两种细胞器的结构形态与精细胞的有明显的差异。细胞的质体多呈不规则的棒状和含淀粉粒。线粒体比精细胞的大２—３ 倍,许多为环状。ＤＮＡ 荧光的检测证明了在生殖细胞、精细胞和卵细胞中存在质体和线粒体类核。卵中的环状线粒体类核的形态在精细胞中是不存在的。本研究确定了雄性和雌性配子的质体和线粒体在结构形态上各具特点,可作为鉴别它们的标记,从合子中查明雄性质体和线粒体是否传递,以及在胚胎发育的早期雌雄亲本来源的细胞器的动态     

遗传规律和变异

本单元复习内容包括：基因的分离规律和自由组合规律、性别决定和伴性遗传、遗传变异的3个来源、人类遗传病与优生等内容。复习本部分知识应突出下列问题：     

细胞质遗传2例

介绍了2个细胞质遗传的实例,即：酵母菌大小菌落的遗传、链孢霉“缓慢生长”突变型的遗传。并分析了这种线粒体基因遗传的原理和特点。     

Preliminary Studies on Cytoplasmic Inheritance and Variation of Azolla

By investigating the variance of Azolla leaf colour of F1 generation obtained from negative and positive crossing of Azolla between two species (Azolla filiculoides × A. microphylla, A. filiculoides × A. mescicana) and two subgenus (A. filiculoides × A. imbricata), it was revealed that the albinism of the hybrid F1 generation was variation resulting from maternal cytoplasmic inheritance, when A. filiculoide was used as female parent. Electron microscopic observation demonstrated abnormal development of plastid in the albino sporeling. The cell of light green seedling contained both normal and abnormal plastid. Both were probably related to variation in the plastid genotype. Significant difference occurred in the degree and freguency of albinism from various crossing forms, and such change had its vegularity in accord with the variation of the nuclear genotype. The results speculated that albinism were also closely related to the nuclear genotype.     

细叶满江红大孢子果的扫描电镜观察

细叶满江红(Azolla filicufoides Lam.)是优良的水生绿肥和饲料作物,又是用孢子果越夏和过冬的好材料,植物学者对其进行广泛研究已有悠久的历史。本文记述了电镜扫描观察到的大孢子果及小孢子囊泡胶块的图象;认为大孢子果表面同小孢子囊泡胶块的附着力,与大孢子果的萌发力有相关性;指出孢子果带菌,将是导致高温季节大田满江红发生毁灭性病害“自然倒萍”的主要因素之一。     

小麦新型细胞质雄性不育类型的研究

从普通小麦中国春细胞核置换到小麦属和山羊草属不同细胞质的同核异质稳定系中,筛选出１０个全不育的细胞质雄性不育类型,对它们一些主要特性的研究结果表明：（１）各不育类型在小孢子败育埋藏和特点上无显著差异;但雄蕊心皮化频率因细胞质不同差异显著;（２）各不育类型的生长特性、抗病性、光合特性主要农艺性状等因细胞质不同具有不同的表现;（３）在供试的各不育类型中,拟斯卑尔脱山羊草、阿拉拉特小麦,野生二粒小麦和菇     

温度对三种满江红光合及固氮活性的影响

本文报道满江红(Azolla imbricata)、卡洲满江红(A.caroliniana)和蕨状满江红(A.filiculoides)的光合与固氮(乙炔还原)活性对温度的反应差异。根区培养液温度在7—40℃范围内满江红与卡洲满江红的光合活性在30℃达到峰值,高于或低于30℃均急剧下降。而蕨状满江红在7—25℃的根区温度范围内光合活性差异不大,高于25℃则下降(图2)。0℃24小时或40℃2小时暗预处理对三种满江红光合活性与乙炔还原活性表现出不同影响(图3,4)。本文报道的方法可用于满江红生理生态参量的比较研究。     

HYBRID BREAKDOWN BETWEEN TWO HAPLODIPLOID SPECIES: THE ROLE OF NUCLEAR AND CYTOPLASMIC GENES

A central question in evolutionary biology concerns the population and genetic processes by which new species arise. Here, the genetic basis of hybrid breakdown between two haplodiploid species, Nasonia vitripennis and N. giraulti is investigated. Hybridization between the two species is normally prevented by microorganisms that cause bidirectional incompatibility. However, after elimination of microorganisms, F₁ hybrids females are readily produced (due to haplodiploidy, males develop from unfertilized eggs and are therefore not hybrids). F₁ hybrid females are viable and fecund, but recombinant (haploid) F₂ male offspring suffer from severe hybrid breakdown (larval and pupal mortality). This is typically interpreted as evidence for the existence of different coadapted gene complexes in the two species, which are broken up by recombination. F₂ recombinant eggs were rescued by fertilization with the complete chromosome complement from either species, supporting the view that hybrid lethality genes tend to be recessive. Negative epistatic interactions occur between nuclear genes of the two species, and between cytoplasmically inherited factors (cytoplasmic genes) of giraulti and nuclear genes of vitripennis. Interactions between nuclear genes and cytoplasmic genes are asymmetric. Experiments clearly demonstrate that the latter incompatibility is not due to maternal-effect genes, but to cytoplasmically inherited elements. Nuclear-mitochondrial interactions are possibly involved.     

DIVERSITY AND HOST SPECIFICITY OF AZOLLA CYANOBIONTS1

A unique, hereditary symbiosis exists between the water fern Azolla and cyanobacteria that reside within a cavity in the dorsal leaf‐lobe of the plant. This association has been studied extensively, and questions have frequently been raised regarding the number and diversity of cyanobionts (cyanobacterial symbionts) among the different Azolla strains and species. In this work, denaturating gradient gel electrophoresis (DGGE) and a clone library based on the 16S rRNA gene were used to study the genetic diversity and host specificity of the cyanobionts in 35 Azolla strains covering a wide taxonomic and geographic range. DNA was extracted directly from the cyanobacterial packets, isolated after enzymatic digestion of the Azolla leaves. Our results indicated the existence of different cyanobiont strains among Azolla species, and diversity within a single Azolla species, independent of the geographic origin of the host. Furthermore, the cyanobiont exhibited host‐species specificity and showed most divergence between the two sections of genus Azolla, Azolla and Rhizosperma. These findings are in agreement with the recent redefinition of the taxon Azolla cristata within the section Azolla. With regard to the taxonomic status of the cyanobiont, the genus Anabaena of the Nostocaceae family was identified as the closest relative by this work.     

萌发花粉细胞质纤丝网架与细胞质颗粒运动

萌发的丝瓜花粉中存在一个动态细胞质纤丝网架,它具有一定的刚性和柔性,是细胞质一流动的基础,制约着细胞质颗粒的运动。电镜照片显示出,网架纤丝主要由许多直径为5-7nm 的微丝相互平行排列而成,并且在两条微丝的相接处具有定向排列的箭头状物。我们认为在微丝上的某些部位可能存在肌球蛋白分子,它们在细胞质纤丝网架变化及细胞质颗粒的运动中起着动力和调节的作用。     

甘薯细胞质传递的研究：精细胞的质体和线粒体及其DNA存在的状况

甘薯（ＩｐｏｍｏｅａｂａｔａｔａｓＬａｍ．）成熟花粉为二细胞型,在授粉后萌发之前生殖细胞分裂形成精细胞。仍在花粉粒中的两个精细胞大小和形状基本相似,细胞质中含丰富的质体和线粒体。细胞质ＤＮＡ特异荧光显示精细胞及产生它们的前细胞———生殖细胞中均含有丰富的类核。一对精细胞中类核的数量无明显的差异。精细胞中存在两种形态类核,大而荧光强的类核可能为质体类核,而小的荧光弱的类核为线粒体类核。双亲或父系质体遗传在被子植物中是少数,本研究结果为旋花科的除牵牛属和打碗花属外又提供了新的一属具这种遗传方式的细胞学证据。     

玉竹雄配子的发育——着重阐明质体在生殖细胞和营养细胞中的分布和变化

玉竹(Polygonatum simizui Kitag)小孢子在分裂前,质体极性分布导致分裂后形成的生殖细胞不含质体,而营养细胞包含了小孢子中全部的质体。生殖细胞发育至成熟花粉时期,及在花粉管中分裂形成的两个精细胞中始终不含质体。虽然生殖细胞和精细胞中都存在线粒体,但细胞质中无DNA类核。玉竹雄性质体的遗传为单亲母本型。在雄配子体发育过程中,营养细胞中的质体发生明显的变化。在早期的营养细胞质中,造粉质体增殖和活跃地合成淀粉。后期,脂体增加而造粉质体消失。接近成熟时花粉富含油滴。对百合科的不同属植物质体被排除的机理及花粉中贮藏的淀粉与脂体的转变进行了讨论。     

西洋参胚性细胞和胚状体细胞中的核内含体与细胞质内含体

１９２１年,Ｍｏｌｉｓｈ首先在光镜下发现植物叶片细胞核中有一种晶体状的内含物（见Ｗｅｉｎｔｒａｕｂ等［１］）。后来人们陆续在某些动、植物的细胞核中观察到了这种结构［２—４］,并称之为核内含体（ｉｎｔｒａｎｕｃｌｅａｒｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ）。Ｂｉｇａｚｚｉ［３］曾在４５种桔梗科植物的细胞中看到了核内含体。但在离体培养的植物细胞中发现内含体的报道很少,至今仅在榛子组织培养分生细胞中看到了类似的结构［５］。我们在对西洋参体细胞胚胎发生进行超微结构研究的过程中发现,在胚性愈伤组织和胚状体细胞的核和细胞质…