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1、教案生命科学系（部）2021-2022学年第二学期园林教研室园林植物遗传育种093024B专业选修课教研室名称课程名称课程代码课程类型授课教师职称授课计划授课时间：2月2L日至4月亚日（共_1周）计划制定时间:2022年2月20日课程名称园林植物遗传育种课程编号093024B总学32学时讲课：32学时实验：学时实习：学时学分数2课程类型必修课（）选修课（）理论课（）实验课（）任课教师职称副教授授课对象1905/1906班植物方向使用教材和主要参考资料教材：园林植物遗传育种学参考资料：1、园林植物遗传学2、园林植物育种学教学进程时间（周）教学内容章节）学时分配I第一章绪论2I第二章遗传学概述12
2、2第二章遗传学概述222第三章花发育遗传23第四章花色的遗传23第五章重游性的遗传24第六章园林植物的育种目标24第七章种质资源25第八章引种驯化25第九章选挣育种26第十章有性杂交育种26第十一章杂种优势育种27第十二章诱变育种27第十r章倍性育种2g第卜四章分子育种28第十五章品种审定与良种繁育2园林植物遗传育种教案课程名称：园林植物遗传育种/TheGeneticsandBreedingofGardenPlants学时：32学分：2先修课程：园林树木学，花卉学，遗传学，植物生理学，生物化学，适用专业：园林开课系：生命科学系参考书:1、园林植物遗传学2、园林植物育种学3、园艺植物育种学实验指
3、导4、实验园艺学教学模式：课堂教学教学手段：常规教学手段，多媒体教学，翻转课堂，案例教学等手段。园林植物遗传育种教案(第1次课2学时)-、授课题目第一章绪论二、教学目的和要求1 .了解园林植物遗传育种学的主要内容、发展概况：2 .了解遗传学、育种学和良种繁育学的关系。三、教学重点和难点和课程思政要点教学重点：园林植物育种学的概念；品种的概念与特征。教学难点：品种与种、变种的关系。课程思政：介绍国内外园林植物遗传育种的历史以及发展现状，展示我国园林植物育种领域在历史上的辉煌和近代的衰落，搜集我国当代园林植物育种家研究背后的故事，增强学生民族自豪感和学生努力学习园林植物遗传育种的紧迫感和使命感。四
4、、教学内容I遗传学研究的对象和任务1.1 研究的对象生物区别于非生物的共同特点是繁殖，有了繁殖就有遗传变异。遗传学作为一门系统的科学是20世纪发展起来的，其名称是英国的贝特生(W.BateSon)1909年提出的。遗传学(genetics)：是研究生物遗传和变异的科学。遗传(heredity)：是生物的亲代与子代之间性状的相似性。变异(VariatiOn)：是生物的亲代与子代之间和子代的不同个体之间性状的相异性。变异，可分为可遗传的变异和不可遗传的变异。遗传和变异是生物界最普遍和最基本的两个特征，遗传学研究就是以微生物、植物动物和人类为对象，研究他们的遗传和变异.遗传是相对的、保守的，而变异是
5、绝对的发展的，没有遗传不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异不会产生新的性状，也就不可能有物种的进化和新品种的选育，而生物和环境是统一的，研究生物必须密切联系其环境“1.2 遗传学研究的任务阐明生物遗传和变异的现象及其表现的规律，深入探索生物遗传和变异的原因及其物质基础，揭示其内在的规律，从而进一步指导动植物和微生物的育种实践，提高医学水平，为人民谋福利，即运用遗传变异的客观规律，使之成为改造生物的有力武器。2遗传学的发展18世纪下半叶和19世纪上半叶，由拉马克和达尔文对生物界的遗传和变异进行了系统的研究。拉马克提出了器官的用进废退和获得性状遗传等学说，认为环境条件的改变是生物变异的根本原
6、因.1859年达尔文发表了物种起源，提出了自然选择和人工选择的进化学说，承认了获得性状遗传，并提出了泛生子假说”，认为动物的每个器官都普遍存在微小的泛生粒，他们能够分裂繁殖，并能在体内流动，聚集到生殖器官里，形成生殖细胞。魏斯曼(1843-1914)是新达尔文主义的首创者，提出了种质连续论，认为多细胞的生物体是由体质(其他组织)和种质(生殖组织)两部分所组成。体质由种质产生，种质是世代连绵不绝的。但他著名的若干代小鼠斩尾实验以及其他实验否定了达尔文的获得性遗传的观点，自然同时也否定了达尔文的“泛生子假说二但对于达尔文进化论的主要方面，魏斯曼是完全接受并继承了。基于魏斯曼种质连续理论的进化学说完
7、全否定了获得性状遗传的存在，不妥协地强调自然选择，从而被称为新达尔文主义。可以说，魏斯曼是19世纪中在达尔文之后对进化论贡献最大的人。真正有分析地研究生物的遗传变异是从孟德尔开始的。在孟德尔之前，对于遗传的认识是一种混合的遗传概念，好像白水加墨水，如至今仍然称为混血儿就是一个例证。我们把遗传学的发展历史高度概括为以下3个阶段：2.1 遗传学的奠基阶段奥地利人孟德尔(18221884)是一名修道士，孟德尔从1856年开始，经过8年的专心研究，写成一篇题为植物杂交试验的论文，然而，孟德尔为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现，竟被当时人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。1900年对孟德尔盖棺
8、后成名具有重要意义。这一年，有三人几乎同时重新做出了孟德尔那样的发现。第-个是德弗里斯，他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相同的论文；第二个人是科仑斯，收到他论文的时间是1900年4月24日；第三个人是丘歇马克，收到他论文的时间为1900年6月20日.也就是在这一年里，他们也都发现了孟德尔的论文。这时，他们才清楚，原来自己的工作，早在35年前就由孟德尔做过了。因此，1900年被认为是遗传学建立和开始发展的-年。这一阶段的工作意义在于用实验证明了亲代传给子代的不是现成的性状本身，而是决定性状的遗传因子，推翻了混合遗传的观念，建立了颗粒遗传的观点。2.2 染色体理论和基因概念的确立（经典
9、遗传学）1903年首先发现了细胞分裂过程中染色体的行为和孟德尔所假设的遗传因子的行为的-致性，从而提出染色体是遗传的物质基础，并且认为生物个体的性状远远超过其染色体的数量，因此提出染色体是遗传物质的载体。1909年丹麦的科学家约翰逊（Johanssen）创用了基因（gene）-词，代替了遗传因子，同一时期贝特升在豌豆的杂交实验中，美国的摩尔根在果蝇的遗传研究中，都发现了连锁遗传的现象。这一阶段的重要意义在于把遗传学的研究与细胞学紧密地结合起来，创立了染色体遗传理论，确立了基因作为功能单位、交换单位和突变单位三位一体的概念。2.3 现代遗传学阶段（分子遗传学）1944年，美国学者埃弗里等首先在肺
10、炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸（DNA）,从而阐明了遗传的物质基础。1953年，美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DNA分子结构的双螺旋模型，这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端。按照-个基因一种酶假设，蛋白质生物合成的中心问题是蛋白质分子中氨基酸排列顺序的信息究竟以什么形式储存在DNA分子结构中，这些信息又通过什么过程从DNA向蛋白质分子转移。前一问题是遗传密码问题，后一问题是蛋白质生物合成问题，这又涉及转录和翻译、信使核糖核酸（mRNA）、转移核糖核酸（tRNA）和核糖体的结构与功能的研究。这些分子遗传学的基本概念都是在20世纪50年代后期和60年代前期形成的.2
11、0世纪70年代，己进入人工合成基因的时代，开始了基因工程这一新领域。1977年人工合成人F丘脑激素抑制因子，42对碱基14个氨基酸的一个多肽，合成基因在大肠杆菌中IOog细菌内产生35mg产品，相当于50万只绵羊中的提取量。目前，基因工程的研究已经广泛地开展在农业、工业、医学以及环保等方面。2001年1月6日美国、英国等6国科学家合作完成了人类基因组草图的绘制工作，基本上测定了人类基因组上的碱基序列，中国科学家承担了1%（3000万对），模式植物（拟南芥）基因组图谱也绘制成功。3园林植物育种学的任务及作用园林植物育种学的基本任务是研究育种规律，充分发掘和利用自然界丰富的植物种质资源，创造出具有
12、适应各种绿化功能要求的、并具有丰富观赏价值和经济用途的园林植物新品种、新类型。园林植物在园林事业中占有重要的地位，它是发展城市园林绿化的重要物质基础。改革开放以来，国民经济和科学技术高速发展，人民的生活水平不断提高，旅游事业蓬勃发展，对园林植物的品种提出了更新和更高的要求。据统计，20世纪90年代的中国，花卉消费额以年均16%的速度在递增，一向落后的花卉业亦伴随着迅猛崛起，成为农业中发展速度最快的新兴产业之-。人们不仅需要园林、绿地和风景名胜区来发挥美化环境的作用，更要求它们在改善环境与保护环境以及建立新的生态平衡方面作出贡献，还希望它们在绿化环境和美化环境的同时生产一些经济副产品。这就要求园
13、林植物要有足够多的种类，以满足不同目的的需求。园林植物是以美的形体奉献于世界，而营造美的基础就是园林植物的种类和数量，这就需要园林植物育种工作者不断地培育出新品种。目前育种目标主要有抗性育种：抗病性、抗虫性、抗旱性、抗寒性、耐盐碱等；重藩性、大花性、芳香性、早花和晚花期花期长、多花性以及新奇和艳丽的花色；高产和耐储运等。4国内外园林植物育种事业的发展4.1我国园林植物育种工作发展概况我国地跨热带、亚热带、温带及寒带，自然条件复杂，植物资源十分丰富。在北半球其他地区早已灭绝的-些古老植物类群在我国仍有保存，如银杏、水杉、银杉、水松金钱松、琪桐、连香树、伯乐树和香果树等。在现今己知的30万种高等植
14、物中，我国约有3万种。同时，我国还是世界上著名的八大栽培植物起源中心之一，也是最大、最早的起源中心。我国花卉资源也相当丰富，既有热带花卉、温带花卉、寒温带花卉，又有高山花卉、岩生花卉、沼泽生花卉、水生花卉等，是许多名花异卉的故乡，无愧为世界园林之母之美称。在历史的长河中，我国人民在不同地区的自然条件下，应用不同的栽培方法，按照自己的需要、爱好和感官的判断，选择最好的、奇特的植株和类型留种，开始了原始的育种工作。他们不但创造了极为丰富的园林植物栽培品种，也总结出了丰富的栽培经验，这些宝贵的栽培经验随着园林植物一起流传于世.如汉初修上林苑远方各献名果异卉。另据西京杂记所我，当时所搜集的果树、花卉达
15、2000余种，其中梅花有候梅、朱梅、紫花梅、同心梅、胭脂梅等许多品种。这说明早在2000年前，我国就已开始了包括园林植物在内的大规模引种驯化试验。菊花自晋代开始已有1600多年的栽培历史，至宋代，刘蒙泉等在菊谱中己记述了培育纯合的重瓣、并蒂、新型、大花的菊花品种的经验。牡丹是自魏晋南北朝时已有记载的名花，至唐代己有芽变选种的记录。如宋代大文学家欧阳修在他所著洛阳牡丹记中记载：潜溪绯者，千叶绯花出于潜溪寺，寺在龙门山后，本唐相李藩别墅，本是紫花，急于聚中特出绯者，不过一二朵，明年移在他枝，洛人谓之转枝花，其花绯红。新中国成立后，园林植物育种工作也得到了长足发展。首先，在园林植物种质资源方面做了大
16、量的调查、整理、研究工作。如对梅花不仅写出了中国梅花分类系统的专著而且对实生梅树的遗传变异、引种驯化进行了研究.对其他-些传统名花，如牡丹、山茶、杜鹃、桂花、菊花、芍药、水仙、荷花等的起源、品种、花型等方面也都进行了系统的研究。在引种方面，中国科学院北京植物园，自1972年恢复重建后至1985年建园30年之际，就引种栽培植物约3000种及品种，温室植物1600种和品种。他们还与北京林业大学园林系协作，使梅花和水杉在北国安家落户。在选择育种方面，武汉市园林科研所等单位对天然授粉的荷花进行单株选择，选育出37个荷花品种。在杂交育种方面，南京林业大学已故叶培忠教授成功地进行了柳杉与杉木的属间杂交，并
17、选育了中国马褂木和北美鹅堂楸的种间杂种。沈阳农学院园艺系在唐菖蒲和香味的仙客来育种上都有出色的成绩。上海植物园近年来在百合种间杂交育种工作中，取得了新的成功。但是，在我国城市园林和风景名胜区中，现在栽培应用的园林植物种类却相当贫乏例如在上海，1979年调杳的14个市区公园，只有乔灌木141种(包括变种、变型)；据重庆市各区及公园街道的调杳，共有栽培、野生植物300种，其中栽培的只有100种左右；再如地处长江中游的武汉，据1981年武汉绿地树种栽培名录中记载，也不过511种之多。至于花卉、草坪和地被植物，在全国更是屈指可数，且有严重退化与混杂。因此，在我国面临着丰富栽培园林植物种类的任务，这就要
18、求园林工作者利用科学的技术方法，根据育种目标，不断地培育出符合人类要求的优良园林植物新品种，以提高我国园林建设的质量。4.2国外园林植物育种工作发展近况近年来，国外园林植物育种发展动态，可概括为以下几个方面：(1)突出以抗病为中心的育种目标近年来，由于农药、化肥、除草剂等用量的不断增加，对生态环境己造成严重污染。因此，在园林植物育种上提出了选育抗多种病虫害品种的要求，并且取得了显著成效。(2)重视品种资源的研究国外对于园林植物品种资源的搜集、研究、鉴定和保存，都有比较完美的体制。例如美国农业部约在21世纪初即设有植物引种局，负责植物种质资源的搜集、鉴定、繁殖及编制档案等工作，进行种苗检疫，长期
19、保存种质资源，随时提供有关单位所需要资料与种苗、接硬。美国农业部近20年来搜集山茶属己有20个种，4个近缘属植物的71个引种材料。他们利用这批材料作为主要的杂交亲本，经过十多年的努力，终于在全世界首次育成了抗寒和芳香的山茶新品种，并已正式繁殖推广，他们的国家植物园又已于1980年1月从我国弄到了世界珍稀植物金花茶(Cchrysomtha)的种子，并已成功地培育成4株幼苗。准备今后用它们作为重要亲本，与山茶栽培品种进行种间杂交，以期选育出全球前所未有的黄色系重箫大花山茶新品种。(3)实行多学科协同作战的综合育种原始材料的鉴定、杂种后代的筛选以及品种的比较，分析鉴定和栽培试验、区域试验等，由育种、
20、遗传、细胞、解剖、生理生化、植保土肥和栽培等学科的人员，以育种为中心，统一分工，协同研究。这种做法对于解决复杂的园林植物良种问题和加速良种进程，都是行之有效的，因此在国际上受到普遍重视如对育种材料的分析鉴定，国外多采用高效准确的测试仪进行大量样品的快速分析（定性及定量），而对含量极少的成分也能进行快速分析，关于植物组织解剖的细胞学的性状观察，则多用电子显微镜来进行。至亲本选配、配合力的测试手段等方法，大大提高了育种工作的效率。5园林植物育种工作的基本途径新品种的选育和良种繁育是园林植物育种学的两大组成部分。引种、选择育种、人工创造新品种（如杂交育种、倍性育种、诱变育种、体细胞杂交等）是新品种选
21、育的3个基本途径。在自然界，植物常常存在一些自然变异，通过选择育种的方法，可迅速选育出符合人们需要的优良新品种。近年来，北京林业大学与上海植物园合作，以Y射线诱发悬铃木（又称法国梧桐），1979年选出了少毛单株，为进一步选育无毛悬铃木打下基础。牡丹、山茶、玫瑰、竹类、荷花、菊花、兰花等一些品种也是通过单纯选种而育成的。引进国内外己有的园林植物优良品种或类型，在本地区进行栽培，也是迅速丰富本地园林植物新类型的一种育种途径。现已广泛用于城市绿化的欧美杨、悬铃木，花卉中的郁金香、风信子等品种，都是从国外引进的。利用有性杂交、诱变育种、倍性育种、体细胞杂交及基因转移等手段，诱发变异类型，再通过选择获得
22、新品种，是目前国内外选育花卉新品种的主要途径。育种中最常用的手段就是有性杂交。当前世界各地广泛栽培的百合、郁金香、牡丹、月季的大部分品种都是通过有性杂交途径培育而成的。对培育的优良品种，要做好良种的繁育工作，以便在短时间内迅速、大量地繁育优良种苗，以满足园林绿化、美化的需要，并在繁育推广过程中，不降低优良品种的种性。目前，世界园林植物育种己进入了一个新阶段，总的趋向是“采用现代化分析方法，实行多学科协作，重视育种新技术的研究，广泛搜集研究品种资源，突出以抗性为中心的育种目标:随着遗传学、植物生理学和生物化学等基础科学的发展，使园林植物育种工作的预见性日益加强，效率不断提高。而随着分子遗传学和遗
23、传工程学的发展，己成为人类能动地改变和控制园林植物的遗传变异，展现出美好的前景。五、作业1 .园林植物育种在园林生产中有哪些作用？2 .目前国内外园林育种的发展趋势是什么？3 .园林植物育种的基本途径有哪些？六、主要参考资料1 王亚馥,戴灼华主编.遗传学.北京：高等教育出版社,20012 .王名全等.北美树种在我国引种驯化的回顾与展望.植物引种驯化集刊，1993,8:7-163 .bl安田齐著,傅玉兰译.花色的生理生物化学.北京：中国林业出版社,19894 .蔡旭主编.植物遗传育种学.北京:科学出版社，19885 .陈俊愉,程绪珂.中国花经.天津,天津科学技术出版社，1990七、课后记八、板书
24、设计I四、国内外园林植物育种事业的发展五、园林植物育种工作的基本途径疑难种、品种字词绪论一、遗传学研究的对象和任务二、遗传学的发展三、园林植物育种学的任务及作用园林植物遗传育种教案（第2次课2学时）-、授课题目第二章遗传学概述1二、教学目的和要求1 .了解染色体的分子结构，染色体在有丝分裂和减数分裂中的行为：2 .掌握孟德尔定律的内容和意义。三、教学重点和难点和课程思政要点教学重点：孟德尔定律的内容和意义。教学难点：孟德尔定律的内容和意义。课程思政：在讲授课程中，搜集我国园林植物遗传学研究历程，使学生感受到科学家爱国、敬业、吃苦耐劳和热爱科学的精神，增强学生的爱国主义精神。四、教学内容1染色体
25、的结构与行为chromatin：是存在于真核生物间期细胞核内的一种易被碱性染料着色的无定形物质是伸展开的DNA蛋白质纤维，每一条染色质是由一个线性的、完整的、双螺旋的DNA分子，加上围绕其中的组蛋白和非组蛋白所组成的，是细胞分裂间期遗传物质的存在形式+有丝分裂特点：染色体复制一次，细胞分裂一次，两个子细胞中的遗传物质不变，含有与母细胞相等的遗传信息。在有丝分裂过程中染色体的变迁是这样的：从间期的S期前期中期，每个染色体具有两根染色单体（即具两条完整的DNA双链）；从后期末期下一个细胞周期的Gl期，在这些阶段中，所谓的染色体实质上只有一根染色单体（即只有一条DNA双链）。遗传的基本规律现象：1）
26、两对遗传因子相对独立，可以拆开。2）每对遗传因了都符合分离规律。3）性状的组合是随机的。假设：1）性状是由遗传因子决定的，相对性状是由细胞中相对遗传因子控制的（颗粒式的）。2）遗传因子在体细胞中成对存在，一个来自父本，一个来自母本，在形成配了，时，成对的遗传因子彼此分离，并各自分配到不同的配子中去，每一个配子只含有成对因子中的一个。3）杂种体细胞内的遗传因子，各自独立，互不混杂，但存在显隐性关系。4）不同类型的雌、雄配子的结合是随机的。P红花（雌）X白花（雄）CCcc配子CCFlCCF2CC2Cccc3/4红花：1/4白花假设：1 .相对性状是由位于一对同源染色体上一对等位基因来控制的。控制两
27、对相对性状的基因互不影响，各自独立。2 .在形成配了时，等位基因分开，分别进入不同的配子。非等位基因在配子中自由组合Q3 .配子的结合是随机的。分离规律的意义具有普遍性，不仅植物中广泛存在，在其他二倍体生物中都符合这一定律使人们知道，杂合体是不能留作种子的。自由组合规律的意义具广泛的存在性。由于自由组合的存在使各种生物群体中存在多样性，使世界变得丰富多彩，使生物得以生存和进化。人们将自由组合的理论可以用于育种，将那些具有不同优良性状的动物或植物，通过杂交使多种优良性状集中于杂种后代，以满足人类的需求。五、作业1.描述染色体的分子结构。2 .简述染色体在有丝分裂和减数分裂中的行为。3 .遗传的基
28、本规律是什么？六、主要参考资料1 .王亚馥，戴灼华主编.遗传学.北京:高等教育出版社,20012 .王名全等.北美树种在我国引种驯化的回顾与展望.植物引种驯化集刊，1993,8:7-163日安田齐著,傅玉兰译.花色的生理生物化学.北京：中国林业出版社，19894 .蔡旭主编.植物遗传育种学.北京:科学出版社，19885 .陈俊愉,程绪珂中国花经.天津,天津科学技术出版社，1990七、课后记八、板书设计第一章遗传学概论11.1染色体结构和行为染色体：有丝分裂:分离规律：自由组合规律：1.2遗传的基本规律分离规律疑难种、自由组合规律品种孟德尔规律的条件和意义字词园林植物遗传育种教案（第3次课2学时
29、）-、授课题目第二章遗传学概述2二、教学目的和要求1 .掌握连锁遗传和基因定位的概念以及染色体作图的方法：2 .掌握染色体崎变和基因突变的概念和类型：3 .J解细胞质遗传和数量性状遗传的概念和原理。三、教学重点和难点和课程思政要点教学重点：染色体畸变和基因突变的概念和类型。教学难点：连锁遗传和基因定位的概念以及染色体作图的方法。课程思政：在讲授课程中，搜集我国园林植物遗传学研究历程，使学生感受到科学家爱国、敬业、吃苦耐劳和热爱科学的精神，增强学生的爱国主义精神。四、教学内容1.3 连锁遗传与基因定位1900年孟德尔定律的重新发现引起了人们对它的极大兴趣。1902年，美国W.S.Sutton和德
30、国的TBoveri各自独立地认识到豌豆产生配子时遗传因子的行为和性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着平行的关系。基因和染色体行为的平行性。连锁群：互相连锁的一群基因，一条染色体为一个连锁群。基因定位：根据重组值确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。染色体图：又称基因连锁图或遗传图，是根据基因之间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。图距：两个基因在染色体图上距离的数量单位称图距。图距单.位称为厘摩（cM）,1%交换值=ICM基因定位是根据两个基因位点间的交换值能够确定两个基因间的相对距离，但并不能确定基因间的排列次序。三点测交：一次测交
31、就考虑三对基因的差异，从而通过一次测交获得三对基因间的距离并确定其排列次序.示例：以玉米有色/无色(C/c)、饱满/凹陷(Sh/sh)、非糯性/糯性(Wxwx)三对基因连锁分析为例，在描述时用+代表各基因对应的显性基因。1)用三对性状差异的两个纯系作亲本进行杂交、测交：P:凹陷、非糯性、有色X饱满、糯性、无色Fl及测交：饱满、非糯性、有色X凹陷、糯性、无色+sh+wx+cshshwxwxcc2)考察测交后代的表现型、进行分类统计3)确定两种亲本类型、交换类型4)根据双交换的基因型确定三对基因在染色体上的排列顺序。5)计算基因间的交换值双交换值=-X100%=0.09%6708Wr与就间的交换值
32、=6(H+626X100%+0.09%=184%6708s与C间的交换值=XIOo%+0.09%=3.5%WX与C间的交换值=18.4%+3.5%=21.9%绘制连锁遗传图。WXSh1.4 染色体畸变和基因突变1.4.1 染色体畸变a、包括：染色体结构改变：缺失、重复、倒位和易位染色体数目改变：整倍性改变(同源多倍体、异源多倍体)非整倍性改变b、结构变异的形成：断裂一重接使染色体产生折断的因素：自然因素人为因素（物理方法和化学方法）C、染色体结构变异的遗传学效应基因所决定、控制的生物功能丧失或异常；基因间相互作用关系破坏：基因排列位置关系改变。染色体结构变异研究染色体结构变异的好材料：多线染色
33、体果蝇唾腺染色体（多线染色体）的特点：巨大性伸展性多线性体联会有横纹结构出现PUff结构1）缺失：染色体丢失了一个区段，位于这个区段上的基因也随之丢失断裂融合一桥顶端缺失的形成（断裂）复制姊妹染色单体顶端断头连接（融合）有丝分裂后期桥（桥）新的断裂缺失的遗传学效应缺失区段较长时，生活力差、配子败育；缺失区段较小时，可能会造成假显性现象。2）重复：染色体多了自己的某一区段。重复的遗传学效应重复对个体综合表现的影响：影响个体的生活力（影响的程度与重复区段的大小有关）。例:雄果蝇棒眼的遗传只有很少的小眼数，其眼睛缩成狭条由X染色体16A区的重复产生3）倒位：染色体某区段的正常直线顺序颠倒。倒位的类别
34、与形成：臂内倒位；臂间倒位。倒位杂合体减数分裂前期倒位染色体与正常染色体联会，在倒位区段形成倒位环。臂内倒位杂合体的交换臂间倒位杂合体的交换倒位的遗传学效应基因间距离关系（连锁强度）发生改变；抑制或大大降低倒位环内的基因重组倒位的应用平衡致死系：永远以杂合状态保存下来，不发生分离的品系。果蝇第2染色体有一显性基因Cy（翻翅），纯合致死（隐性致死），其同源染色体有一显性基因S（星状眼），纯合致死。第2染色体左右臂各有一倒位，从而抑制了整个第2染色体的交换。要保持一个平衡致死系，必须满足下面两个条件：a.-对同源染色体的两个成员各带有-个座位不同的隐性致死基因。（Cy和S）b.这两个非等位的隐性致
35、死基因始终处于个别的同源染色体上。（不会发生交换重组）（如上例中，倒位抑制了交换）4）易位：某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上。相互易位：两个非同源染色体都折断了，随后又交换地重新接合起来，称之相互易位。常见。易位的遗传学效应同倒位杂合体的情况相似，易位杂合体有假连锁现象。易位会造成染色体融合而导致染色体数的变异（罗伯逊易位）。这种遗传效应只可能发生在具有二对近端着丝点染色体的相互易位情形中。例：果蝇的假连锁现象（利用了雄果蝇的完全连锁）（二）染色体数目改变生物-个属中二倍体配子中具有的全部染色体称为该生物属的一个染色体组。染色体基数（X）:一个物种染色体组的染色体数目整倍体：染色
36、体数目是X的整倍数的生物个体。多倍体：具有三个或三个以上染色体组的整倍体。即：三倍体及以上均称为多倍体同源多倍体：是指增加的染色体组来自同i物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍得到。异源多倍体：是指增加的染色体组来自不同物种，一般是由不同种、属间的杂交种染色体加倍形成的.同源多倍体的特征形态特征：一般情况下，在一定范围内，随染色体组数增加：(也有例外)细胞与细胞核体积增大；组织器官(气孔、保卫细胞、叶片、花朵等)巨大化，生物个体更高大粗壮：成熟期延迟、生育期延长。生理特征：由于基因剂量效应，同源多倍体的生化反应与代谢活动加强；许多性状的表现更强。生殖特征：配子育性降低甚至完全不育。特殊表型变异
37、：基因间平衡与相互作用关系破坏而表现-些异常的性状表现；西葫芦的果形变异：二倍体(梨形)四倍体(扁圆)；非整倍体：指体细胞核内的染色体不是染色体组的完整倍数，比该物种正常合子多或少一个以至若干个的现象。非整倍体的类型：三体：2+l(ABCD)(ABCD)（八）双三体：2n+l+l(ABCD)(ABCD)(AB)四体：2n+2(ABCD)(ABCD)（八）（八）单体：2n-l(ABCD)(ABC)双单体：2n-l-l(ABC)(ABD)缺体：2n-2(ABC)(ABC)21三体，先天愚型，唐氏综合症1.4.2 基因突变性状变异呈间断的飞跃式的改变称突变。基因突变：DNA的单个碱基发生替换所引起的
38、突变，也称基因的点突变。1910年摩尔根研究的果蝇眼睛白色出现也是突变。(一)基因突变的种类1)根据诱发的原因，可分为以下两个类型：自发突变：由于外界环境的自然作用或生物体内生理或生化变化而诱发的突变。诱发诱变：这是指由人工特设诱发因素而引起的突变。2）根据突变发生的部位：体细胞突变：突变发生在体细胞中，突变的变异只能在体细胞中传递。不能直接遗传给下代.形成嵌合体。生殖细胞突变：突变发生在生殖细胞中。3）根据突变引起的表型特征，可将突变分为：形态突变：外在的可见的形态结构的改变。致死突变：能造成个体死亡的突变，致死突变型又可分为全致死突变型（90%以上死亡），亚致死突变（50%90%死亡）；半
39、致死突变（10%50%死亡）和弱致死突变（10%以下死亡M显性致死：杂合态即有致死。隐性致死：纯合态才有致死条件致死突变：指在一定条件下表现致死效应，而在其它条件下可以存活的突变。生化突变：导致某种特定生化功能改变的突变。失去功能的突变（无效突变）：突变干扰了野生型对某种表型的活性功能，结果完全丧失基因功能的突变。这里的无效突变不同于无义突变、错义突变、同义突变。渗漏突变：功能的失活不完全，但杂合态时不能产生足够多的野生型表型，新的等位基因称为渗漏基因，这类突变称渗漏突变。获得功能的突变：突变事件引起的遗传随机变化有可能获得某种新的功能。（4）根据基因结构的改变方式碱基置换（转换和颠换）移码（
40、插入与缺失）突变同义突变（不活动突变or“沉默突变）错义突变：无义突变插入突变缺失突变重排（二）基因突变的主要特征1）随机性2）稀有性3）可逆性4）多方向性5）有害性6）平行性：亲缘关系相近的物种往往发生相似的突变。理论上讲，突变可以发生在生物个体发育的任何时期。（三）基因突变诱发及其应用1）物理诱变因素及其特点2）化学诱变碱基类似物：如5-漠尿喘呢改变DNA中的碱基的化合物：如亚硝酸结合到DNA分子的化合物：如口丫呢类染料。3）其他诱变因素亚硝酸（HNo2）氧化脱氨口丫-类总结一一生物的变异1）基因突变是基因结构的改变，突变后成为原来基因的等位基因。由于基因突变能产生新的基因，能产生这一种生
41、物从来没有的性状，所以，基因突变是可遗传的变异的根本来源。2）基因重组不能产生新的基因，只能是原有基因间的重新组合，这种组合发生在减分I的四分体时期（同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换）和减分I后期（非同源染色体上的非等位基因的自由组合）。与基因突变不同，基因重组发生在有性生殖过程中，能产生新的基因型和新的表现型，但不能产生新的基因。3）染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，其中比较有意义的是以染色体组的形式整倍增减的变异。细胞质遗传与雄性不育和数量性状遗传两节内容课下自学五、作业1 .什么是三点测验？2 .什么是染色体畸变？3 .什么是基因突变？六、主要参考资料1 .王亚馥,戴灼
42、华主编.遗传学.北京：高等教育出版社,20012 .王名全等北美树种在我国引种驯化的回顾与展望.植物引种驯化集刊，1993,8:7-163 .H安田齐著,傅玉兰译花色的生理生物化学.北京：中国林业出版社，19894 .蔡旭主编.植物遗传育种学.北京:科学出版社，19885 .陈俊愉，程绪珂.中国花经.天津，天津科学技术出版社，1990七、课后记八、板书设计疑难种、品种字词第二章遗传学概论21.3 连锁遗传与基因定位连锁交换重组值两点测验、三点测验1.4 染色体畸变与基因突变结构变异数目变异碱基置换、移码园林植物遗传育种教案（第4次课2学时）-、授课题目第三章花发育的遗传二、教学目的和要求1 .
43、了解花发育概述；熟悉成花诱导与花序的发育：2 .理解花的发端与花芽的发育:3 .掌握花发育的ABC模型；了解花型的发育。三、教学重点和难点和课程思政要点教学重点：花发育的ABC模型。教学难点：成花诱导与花序的发育。课程思政：通过举例中国历史名花的优良开花相关性状，引导学生学习和弘扬中国传统花文化。四、教学内容2.1 花发育概述分生组织属性改变:营养生长-生殖生长2.2 成花诱导与花序的发育成花诱导：正常植物经过一定的营养生长，营养型分生组织进入感受态”，如遇合适的外界因子，则转为花序型分生组织，表现为花序的发育，植物生殖生长的第一个阶段，它决定开花时间。营养生长的植物如何进入感受态感受态的植物
44、如何接受外界因子不同植物的生殖策略对环境敏感的：开花时间受到光、温、水、营养等膨响较大的植物，会选择在环境条件适合的条件下开花。对环境不敏感的：营养生长积累到一定量则启动内部信号开花。胁迫也会诱导开花结实。光质和光周期诱导途径光受体光敏色素PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE感受红光与远红外线：隐花色素CRY1、CRY2感受蓝光与UV-AUV-B光受体尚未鉴定植物通过这些光受体根据可利用的能量来优化发育过程。远红外线通过PHYA和CRYI/2促进开花红光通过PHYB/D/E抑制开花生物钟1.HY,CCAl,GLGRP7/8和ToCI基因转录产物随昼夜节律发生周期性的变化，其编码产物
45、可能参与生物钟的构成，并能影响包括开花在内的许多周期调节过程。自主途径自主成花途径是对光周期或春化信号都不甚敏感的开花途径，依靠体内各基因间的相互拮抗和协同作用而使植物到达一定生长阶段后开花，其下游关键调节基因就有FLC,同样自主途径的组件能够抑制FLCmRNA的积累。光周期途径下游基因CO基因是最早分离克隆的开花调节基因之一，编码锌指蛋白转录因子，在光周期中起促进作用。CO能够激活LFY和TFLI等花分生组织特性基因的转录，短日条件下诱导CO表达能很快引起开花。CO可能作用于Gl和LHY的下游FT,FWA可能作用于Co的下游早期基因。春化作用春化作用不诱导开花，只是使植物为开花作准备。春化作
46、用-FLC基因的mRNA降低一促进开花FRI基因促进FLC基因的mRNA积累抑制开花甲基化与春化作用转入反义甲基转移酶基因METl可降低甲基化水平一一提早开花赤霉素途径GA加速拟南芥野生型，fb,fca,fd,fe,co,fpa,ft,fve,fwa等突变体开花。GA能够通过激活LFY基因促进拟南芥开花。碳水化合物途径黑暗条件下对拟南芥地上部分施用蔗糖与葡萄糖后促使其开花。能加速fve,fpa,fca,co,gi等突变体开花，但对ft和fwa没有影响。表明FVE,FPA,FCA,CO,GI可能位于蔗糖途径的上游或是两条独立的途径。FT,FWA则位于其下游。开花抑制途径emf突变体，无营养生长阶段，胚芽时就形成了花序。EMFI/2是生殖发育的强抑制子，通过抑制APl等花分生组织特性基因的表达来抑制开花。由1突变体叶片减少，花序提前，无限花序变为有限花序。TFL通过自主
