淺析細胞質遺傳的多樣性 

摘要：繁榮的地球分分秒秒都在孕育和誕生新的生命，生命遺傳的方式也是多種多樣的。遺傳方式主要分為核內遺傳和核外遺傳（也叫細胞質遺傳），細胞質遺傳的主要方式是母系遺傳，但同時也存在著不同于母系遺傳的細胞質遺傳方式，即父系遺傳和雙親遺傳。本文主要講述了細胞質遺傳的發現以及研究細胞質遺傳的新方法并舉例論證了父系遺傳和母系遺傳方式的存在。

關鍵字：細胞質遺傳 母系遺傳 父系遺傳 雙親遺傳

一、細胞質遺傳的定義及發現      在核外遺傳中，其中由細胞質成分如質體、線粒體引起的遺傳現象叫細胞質遺傳。細胞質遺傳現象的發現zui早可追溯到 1909年，德國學者科倫斯 (Carl Correns)和鮑爾 (Baur)分別在紫茉莉和天竺葵中發現葉色的遺傳不符合孟德爾定律而表現為細胞質遺傳現象。  后來的研究表明，大多數物種的細胞質性狀表現為母系遺傳的特征，因而有些學者甚至某些遺傳學教科書中也將細胞質遺傳與母系遺傳這兩種現象混為一談，將這兩個概念等同起來并認為細胞質遺傳即為母系遺傳。20世紀 80年代以來，隨著分子生物學技術的發展，將DNA分子標記應用于細胞質遺傳研究 ，從 DNA分子水平上研究細胞質遺傳物質的變異，使得人們對細胞質遺傳現象有了更進一步的認識。據研究表明，在所有高等真核生物中，線粒體 DNA一般表現為母系遺傳的特征，包括人類、其他哺乳類動物、兩棲動物、魚類及高等植物等。但也發現，老鼠、衣藻 、被子植物月見草屬的一個雜種、大麥和黑麥的屬間雜種、甘藍型油菜、北美紅杉等生物體中線粒體DNA是父系遺傳的。可見 ，細胞質遺傳表現為多種形式的復雜性 ，沒有一種簡單的機制去解釋這種現象。

母系遺傳是細胞質遺傳的主要特征，但不能代表細胞質遺傳的全部內容。

 二、細胞質研究的新方法  隨著分子生物學技術的發展和應用，為人們對細胞質遺傳規律的研究和認識提供了強有力的手段，細胞質遺傳的檢測方法已由早期的正反交試驗等經典遺傳學方法發展到現代的電子顯微技術、限制性片段長度多態性( RFLP)等技術的綜合應用[3-5]。其中 DAPI熒光顯微技術可以快速有效地檢測雄性生殖細胞和精細胞中質體DNA和線粒體DNA的存在狀況，從而明確地區分母系遺傳類型植物和具有雙親遺傳潛能植物，并且具有高度的靈敏性及可靠性，為細胞質母系遺傳的機理分析提供了直觀有力的佐證。  科學家們已揭示出了生物細胞質 DNA遺傳的新規律和新現象 ，在細胞質遺傳方面表現為單親的母系遺傳 、父系遺傳及雙親遺傳多種形式，大大豐富和逐步完善了細胞質遺傳研究的內容。

 三、實例論證父系遺傳和雙親遺傳現象  Erickson和 Kemble在雙子葉的甘藍型油菜中發現了線粒體 DNA父系遺傳，Ohba等觀察到日本柳杉中質體 DNA表現為雙親遺傳，mtDNA一直被認為呈現嚴格的母系遺傳，經典的實驗是馬驢雜交家系mtDNA RFLP,馬騾的mtDNA帶型與馬一致，驢騾的mtDNA帶型與驢一致。但在人、小鼠、果蠅等多個物種的研究中相繼發現了不同程度的父系遺傳現象。果蠅的研究發現，實驗的16個家系中有14個家系存在父系mtDNA;人類的父系遺傳概率為 0.1%~1.5%；小鼠父系遺傳的概率約為10-4，種間雜交的小鼠F1代存在約1/10的父系mtDNA；鱗蝶呤的父系遺傳概率為1/500；扇貝的mtDNA父系遺傳較為普遍，顯已發現扇貝存在兩種mtDNA。即F型和M型，F型由母本遺傳

給所有雙性后代，M型只能由父本傳遞給雄性后代。

1、裸子植物中  裸子植物質體父系遺傳的發現是與對寒溫帶針葉林群體生物學和其細胞器進化研究分不開的。zui早從DNA水平上報道這方面研究成果的是Neale,他利用PFLP技術在Douglasfir（一種花旗松）種內雜交后代中觀察到葉綠體DNA的父系遺傳。在裸子植物中，質體的父系或雙親遺傳似乎是一種普遍的模式，更是針葉樹質體的遺傳特征。這在落葉松屬、黃杉屬、松屬、云杉屬、紅杉屬、松屬等針葉植物中得到證實。另外對松科和杉科中某些植物卵細胞與合子的超微結構的研究表明：卵子細胞質中的質體傾向于被消滅，合子中有來自父本的質體。這些結果為質體的父系遺傳提供了細胞學水平的證據。

2、被子植物中  在被子植物中，質體的單親父系遺傳或雙親遺傳是少數，而質體單親母系遺傳是一普遍模式。到目前為止只在苜蓿屬、胡蘿卜屬和牽牛屬三個屬中發現了質體父系遺傳。Schumann等（1989）和Masound（1990）等利用RPLP技術在苜蓿中首先證實被子植物也存在質體父系遺傳的方式。繼苜蓿之后，Boblenz等（1990）發現了胡蘿卜的父系遺傳現象。1996年胡贊民和胡適宜，對牽牛和大花牽牛進行正反交實驗，發現并證實了牽牛屬實具有父系遺傳的被子植物中的第三屬。

四、總結和展望  由以上的種種實例可知，細胞質遺傳形式是復雜多樣的，因此我們要全面的看待和理解細胞質遺傳。細胞質遺傳的多樣性既體現了生物遺傳方式的多樣性，也體現了生命遺傳的復雜性和奧秘性。正是由于生命科學的奧秘性才著一代

一代的科學家們去勇敢的探索。作為生命科學研究的后繼兵，我們要以嚴謹的科學態度，不斷的學習，不斷的發現生命中的奧秘，體現生命的多姿多彩。