chuong 5 Di truyen te bao chat

Là hiện tượng cây không tạo thành hạt phấn hoặc tạo thành hạt phấn nhưng không có khả năng thụ phấn, thụ tinh... - Các kiểu bất dục đực[r]

Chương 5

5.1 Những đặc điểm khác DT nhân TBC Di truyền nhân

* NST phân bố vào TB * NST cố định đặc trưng cho lồi

* NST khơng có khả thay sửa đổi, tái trình phân bào

* Vật chất di truyền mẹ bố có vai trị ngang nhau,

Di truyền tế bào chất * Cơ quan tử phân chia ngẫu nhiên

* Cơ quan tử không cố định số lượng lớn * Nếu bị hỏng thay cách sinh

sản từ quan tử khác

5.2 Đặc điểm di truyền tế bào chất

- Ví dụ: Di truyền màu sắc biểu bì phơi Mathiona

Mathiona incana x Mathiona glabra (Tím) (Vàng)

F1: Có biểu bì phơi màu tím Khi cho lai ngược

Mathiona glabra x Mathiona incana (Vàng) (Tím)

- Đặc điểm

5.3 Các phương pháp nghiên cứu di truyền tế bào chất

 Phương pháp thay nhân

 Phương pháp lai thuận lai nghịch

5.4 Các tượng di truyền tế bào chất 5.4.1 Di truyền lạp thể

Ví dụ: Hiện tượng di truyền màu sắc hoa phấn (Mirabilis Jalapa)

TH1: P Lá trắng x Lá xanh

TH2: P Lá xanh x Lá trắng

F1 Chỉ cho xanh

TH3: P Lá đốm trắng xanh x Lá trắng

F1 Cho dạng cây:

Lá trắng (Chết) Lá xanh

Lạp thể di truyền theo hệ mẹ Trong giảm phân nếu: - Tế bào trứng có lục lạp phát triển thành xanh - Tế bào trứng chứa lạp thể hỏng – bạch tạng

5.4.2 Di truyền ty thể 5.5 Bất dục đực

5.5.1 Hiện tượng - Khái niệm

- Các kiểu bất dục đực

• Bất dục đực hạt phấn: trường hợp khơng có

có hạt phấn, hạt phấn nhăn nheo khơng có tinh bột

• Bất dục đực cấu trúc: trường hợp nhị đực dị

dạng hồn tồn khơng có

• Bất dục đực chức năng: trường hợp hạt phấn

phát triển bình thường bao phấn khơng mở

- Bất dục đực nhân (NMS: Nuclear Male Sterility)

 Nguyên nhân

Tính bất dục gen nhân kiểm tra, gen thường trạng thái lặn, ký hiệu ms

 Ví dụ: Bất dục đực nhân gen lặn quy định thường gặp đào

P Bất dục x Bình thường F1: Bình thường

- Bất dục đực tế bào chất (CMS: Cytoplasmic Male Sterility )

• Do tương tác gen bất dục đực nhân (trạng thái đồng hợp tử lặn) tế bào chất bất dục

• Ký hiệu: Cs, S, – TBC bất dục đực

* Trường hợp yếu tố gây bất dục đực TBC tương tác với cặp gen lặn bất dục đực nhân Kiểu gen kiểu hình CMS và bình thường sau:

Kiểu gen Kiểu hình

CSrfrf Bất dục

CS (CN)RfRf Bình thường CS (CN)Rfrf

Duy trì dịng bất dục đực

Dßng CMS (dßng A) x Dßng trì (dòng B) S rfrf (AA) Frfrf (B)

S rfrf (0,5A + 0,5B)

Frfrf (BB)

S rfrf (0,25A + 0,75B)

Frfrf (BB)

Dßng phơc hồi

Dòng có cấu trúc di truyền FRfRf, dòng gọi dòng

phục hồi (Restorer)

Dßng CMS (dßng A) x Dßng phơc håi (dßng R) S rfrf FRfRf

Dßng phơc håi cã cÊu tróc di truyền FRfrf

(dòng phục hồi phần) S rfrf x FRfrf

S Rfrf : Srfrf

* Tr ờng hợp yếu tố gây bất dục của bào chất t ơng tác với cặp gen nhân (giả thiết nhân tố), ta có cấu trúc di truyền dòng nh sau:

ã Dòng CMS : Srf1rf1rf2rf2, Srf1rf1Rf2- SRf1- rf2rf2 ã Dòng trì: Frf1rf1rf2rf2

ã Dòng phục hồi toàn phần: F Rf1Rf1Rf2Rf2, kiểu gen dị

Đặc điểm bất dục đực TBC

 Giai đoạn nảy mầm, sinh trưởng mạnh ngược lại giai đoạn sau phát triển yếu bình thường

 Giai đoạn phát triển tiểu bào tử hình thành hạt phấn xẩy nhiều biến cố làm cho hạt phấn bất dục:

 Suy thoái hạt phấn xẩy từ giai đoạn đầu.

 Các lớp tế bào thành hạt phấn (TBTHP) bị teo hơn, trình trao đổi chất (TĐC) ni dưỡng hạt phấn không đảm bảo

 Hiệu lượng ty thể giai đoạn trưởng thành giảm so với bình thường

* Bất dục đực tế bào chất ngơ có hai dạng ứng dụng rộng rãi

• Mondavi (Ký hiệu- M) Covarski phát giống bắp địa phương

Đặc điểm hạt phấn lúa bất dục đực TBC

Hạt phấn lúa bất dục đực

 Tên gọi dòng có kiểu gen tương ứng chọn giống

• Cây có kiểu gen CSrfrf (Srf rf ) – Dịng A

• Cây có kiểu gen CNrfrf (Nrf rf ) – Dịng trì bất dục

đực – Dòng B

CSrfrf (A) x CNrfrf (B)

• Cây có kiểu gen CNRfRf, CSRfRf (NRfRf, SRfRf ) –

Dòng phục hồi hữu dục – Dòng R

CSrfrf (A) x CNRfRf (CSRfRf) (R)

F1 CSRfrf (0,5A +0,5R)

• Cây có kiểu gen CNRfrf, CSRfrf (NRfrf, SRfrf ) – Dòng

phục hồi phấn nửa

CSrfrf (A) x CNRfrf

F1 CSRfrf : CSrfrf

- Các trường hợp thể bất dục đực TBC

Bất dục đực bào tử thể Bất dục đực giao tử thể

 Hạt phấn bất dục hay hữu dục

là kiểu gen định

 Hạt phấn bất dục hay hữu dục

do kiểu gen thân hạt phấn định

 Ví dụ: Cây có kiểu gen Srr cho

hạt phấn bất dục

 Nrr, NRR, NRr, SRR, SRr cho

hạt phấn hữu dục

 Ví dụ: Cây có kiểu gen Srr cho hạt

phấn bất dục

 Nrr, NRR, NRr, SRR cho hạt phấn

hữu dục

 SRr cho hạt phấn (SR) hữu dục

Khi cho dịng có kiểu gen SRr tự phối

SRr x SRr F1: CS R

frf

F2(Hạt F1):

♂

♀ SR Sr

♂ ♀ SR SR Sr SRR (Hữu dục) SRr (Hữu dục) SRr (Hữu dục) Srr (Bất dục) SR Sr

SRR (Hữu dục) SRr (Hữu dục)

5.5.3 Ý nghĩa tượng bất dục đực

- Làm đơn giản hóa q trình lai tạo, giảm giá thành hạt lai

- Có điều kiện thử khả nhiều tổ hợp để tìm tổ hợp có ưu lai tốt

- Đối với cảnh kéo dài tuổi thọ hoa

Sơ đồ hệ thống SX hạt giống lai F1 ba dòng

Tự thụ Tự thụ

x x

Dòng B

Dòng B Dòng A

Hạt lai F1

Dòng R

Dòng A Dòng R

Sản xuất hạt lai F1- Lai n (A x R) rf rf S X Dòng R Hữu dục Dòng A Bất dục đực S/N

Hạt giống lai F1 hữu dục

Dòng mẹ Dòng bố

Rf rf

S

Sơ đồ lai (A x B x R)

Hình 1.1: Sơ đồ Sản xuất hạt giống lúa lai F1 dòng

rf rf

S X N

rf rf

S

Dòng B Hữu duc Dòng A

Bất dục đực

Dòng A

bất dục Nhân dòng CMS (A)

rf rf S X S Dòng R Hữu dục Dòng A

Bất dục đực

Con lai F1

hữu dục

Rf Rf

S/N

Sản xuất hạt giống lai F1

Dòng mẹ Dòng bố Dòng mẹ Dòng bố

5.5.4 Một số khó khăn hạn chế sử dụng tượng bất dục đực tế bào chất

- Cây CMS đa số trồng thường bị biến động tác động yếu tố ngoại cảnh - Vật liệu di truyền hệ thống sản xuất hạt lai F1 ba dòng hạn chế

- Tìm dịng phục hồi (R) tốt có khả phối hợp cao và có ưu điểm bổ sung khắc phục dịng CMS khơng dễ dàng

- Con lai tạo sở phối hợp dòng hồi phục với dịng CMS có di truyền yếu, sử dụng một dạng mẹ đồng tế bào chất liên tục dẫn đến chống chịu với tác nhân sinh học sâu bệnh hại

Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1

* Hoàn thiện QTKT SX dòng bố mẹ F1 tổ Bắc u 64, Bắc u 903, nhị u 63, nhị u 838, HYT83,

* SX tổ hợp lai hai dòng triển vọng: HYT102, HYT103, HYT104, HYT105,

Genetic Tools and Models for Developing Rice Hybrids

CMS (3-line) system

rf rf

S X N

rf rf S B line Male fertile A line Male sterile A line Male sterile

Multiplying the CMS or A line

rf rf S X S R line Male fertile A line Male sterile Hybrid Male fertile Rf Rf S/N

Producing the hybrid seed

Female parent Male parent Female parent Male parent

Rf rf rf rf

TGMS (2-line) System

X TGMS line Male fertile Pollen parent Male fertile TGMS line Male sterile Hybrid Male fertile

Thermosensitive genetic male sterility Low

temperature

High temperature Female parentMale parent

TGMS (2-line) System

X TGMS line Male fertile Pollen parent Male fertile TGMS line Male sterile Hybrid Male fertile

Thermosensitive genetic male sterility Low

temperature

5.6 Tiền định kiểu gen

Là trường hợp kiểu gen mẹ định kiểu hình  Di truyền chậm hệ

 Ví dụ: Sự di truyền xoắn vỏ ốc sên (Limnea peregia) • Lai thuận phải

P: DD (xoắn phải) x dd (xoắn trái) F1: Dd (xoắn phải) F2: 1DD : 2Dd : 1dd

(đều xoắn phải kể kiểu gen dd) Cho F2 tự phối:

DD x DD 2(Dd x Dd) dd (phải) x dd (phải) F3: 4DD 2DD : 4Dd : 2dd 4dd

• Lai nghịch:

P: dd (xoắn trái) x DD (xoắn phải) F1: Dd (xoắn trái)

F2: 1DD : 2Dd : 1dd

(đều xoắn phải kể kiểu gen dd) Cho F2 tự phối:

DD x DD 2(Dd x Dd) dd (phải) x dd (phải)

F3: 4DD 2DD : 4Dd : 2dd 4dd

(xoắn phải) (xoắn phải) (xoắn trái) Tỷ lệ: 12 phải : trái ( : 1)