L'ADN est le matériel génétique universel. Les gènes situés dans les chromosomes nucléaires suivent l'héritage mendélien. Mais certains traits sont régis soit par les gènes chloroplastiques, soit par les gènes mitochondriaux. Ce phénomène est connu sous le nom d'héritage extra-nucléaire. C'est une sorte d'héritage non mendélien. Puisqu'il s'agit d'organites cytoplasmiques tels que le chloroplaste et la mitochondrie qui agissent comme vecteurs de transmission, il est également appelé transmission cytoplasmique. Il est basé sur une unité extrachromosomique indépendante et autoréplicative appelée plasmogène située dans les organites cytoplasmiques, le chloroplaste et la mitochondrie.
Héritage des chloroplastes
On le trouve dans la plante 4 O' Clock ( Mirabilis jalapa ). En cela, il existe deux types de feuilles panachées, à savoir les plantes à feuilles vert foncé et les plantes à feuilles vert pâle. Lorsque le pollen d'une plante à feuilles vert foncé (mâle) est transféré au stigmate d'une plante à feuilles vert pâle (femelle) et que le pollen d'une plante à feuilles vert pâle est transféré au stigmate d'une plante à feuilles vert foncé, la génération F 1 des deux croisements doit être identique selon l'héritage mendélien. Mais dans le croisement réciproque, la plante F 1 diffère l'une de l'autre. Dans chaque croisement, la plante F 1 révèle le caractère de la plante qui sert de plante femelle.
Cet héritage ne se fait pas par gène nucléaire. Cela est dû au gène du chloroplaste trouvé dans l'ovule de la plante femelle qui contribue au cytoplasme lors de la fécondation puisque le gamète mâle ne contribue qu'au noyau mais pas au cytoplasme.
Héritage mitochondrial
La stérilité mâle trouvée dans le maïs perlé ( Sorgum vulgare ) est le meilleur exemple de transmission cytoplasmique mitochondriale . On parle alors de stérilité mâle cytoplasmique . En cela, la stérilité masculine est héritée maternellement. Le gène de la stérilité mâle cytoplasmique se trouve dans l'ADN mitochondrial.
Dans cette plante, il existe deux types, l'un avec un cytoplasme normal (N) qui est mâle fertile et l'autre avec un cytoplasme aberrant (S) qui est mâle stérile. Ces types présentent également des différences réciproques comme dans Mirabilis jalapa .
Récemment, on a découvert que la stérilité mâle génétique cytoplasmique est courante chez de nombreuses espèces végétales. Cette stérilité est maintenue par l'influence des gènes nucléaires et cytoplasmiques. Il existe couramment deux types de cytoplasme N (normal) et S (stérile). Les gènes de ceux-ci se trouvent dans la mitochondrie. Il existe également des restaurations de gènes de fertilité (Rf). Même si ces gènes sont des gènes nucléaires, ils sont distincts des gènes génétiques de stérilité mâle des autres plantes. Parce que les gènes Rf n'ont aucune expression propre, à moins que le cytoplasme stérile ne soit présent. Les gènes Rf sont nécessaires pour restaurer la fertilité dans le cytoplasme S qui est responsable de la stérilité.
Ainsi, la combinaison du cytoplasme N avec rfrf et du cytoplasme S avec RfRf produit des plantes aux pollens fertiles, tandis que le cytoplasme S avec rfrf ne produit que des plantes mâles stériles.
Atavisme
L'atavisme est une modification d'une structure biologique par laquelle un trait ancestral réapparaît après avoir été perdu par les changements évolutifs des générations précédentes. Les traits évolutifs qui ont disparu phénotypiquement ne disparaissent pas nécessairement de l'ADN d'un organisme. La séquence du gène reste souvent, mais est inactive. Un tel gène inutilisé peut rester dans le génome pendant de nombreuses générations. Tant que le gène reste intact, un défaut dans le contrôle génétique supprimant le gène peut conduire à la réapparition de ce caractère à nouveau. La réémergence de la reproduction sexuée chez la plante à fleurs Hieracium pilosella est le meilleur exemple d'atavisme chez les plantes.