倍性育種課件

1、知 山 知 水 樹 木 樹 人倍性育種知 山 知 水 樹 木 樹 人一、概念一、概念 倍性育種：人工誘發(fā)植物染色體數(shù)目發(fā)生變異，倍性育種：人工誘發(fā)植物染色體數(shù)目發(fā)生變異，以其所產(chǎn)生的遺傳效應為根據(jù)的育種技術。以其所產(chǎn)生的遺傳效應為根據(jù)的育種技術。 有兩種形式：一種是利用染色體數(shù)加倍的有兩種形式：一種是利用染色體數(shù)加倍的多倍多倍體育種體育種；另一種是利用染色體數(shù)減半的；另一種是利用染色體數(shù)減半的單倍體育種單倍體育種。知 山 知 水 樹 木 樹 人知 山 知 水 樹 木 樹 人二、多倍體育種二、多倍體育種 是指利用人工誘變或自然變是指利用人工誘變或自然變異等，通過增加染色體組數(shù)以改異等，通過增加染

2、色體組數(shù)以改造生物遺傳基礎，從而培育出符造生物遺傳基礎，從而培育出符合人類需要的新品種的育種方法。合人類需要的新品種的育種方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人1 多倍體育種的意義多倍體育種的意義（1）提高植株某些方面的性狀，如：獲得巨大型）提高植株某些方面的性狀，如：獲得巨大型的器官，增加體內(nèi)有益生化物質(zhì)的合成量，以及提的器官，增加體內(nèi)有益生化物質(zhì)的合成量，以及提高植株抗性等。高植株抗性等。（2）克服遠緣雜交的困難，綜合遠緣種、屬植物）克服遠緣雜交的困難，綜合遠緣種、屬植物的優(yōu)良性狀，作為種屬間的遺傳橋梁，進行基因轉(zhuǎn)的優(yōu)良性狀，作為種屬間的遺傳橋梁，進行基因轉(zhuǎn)移或漸滲。移或漸滲。 知 山 知

3、水 樹 木 樹 人2 多倍體在生產(chǎn)上的應用多倍體在生產(chǎn)上的應用草本植物：草本植物： 主要有三倍體甜菜、三倍體西瓜、四倍體蕎麥、主要有三倍體甜菜、三倍體西瓜、四倍體蕎麥、四倍體芝麻、八倍體小黑麥等。四倍體芝麻、八倍體小黑麥等。木本植物：木本植物： 三倍毛白楊、三倍體獼猴桃、三倍體漆樹、四三倍毛白楊、三倍體獼猴桃、三倍體漆樹、四倍體刺槐、四倍體桑樹和四倍體橡膠樹等。倍體刺槐、四倍體桑樹和四倍體橡膠樹等。知 山 知 水 樹 木 樹 人3 多倍體概念和種類多倍體概念和種類多倍體多倍體： 有三個或者三個以上染色體組的細胞或個體。有三個或者三個以上染色體組的細胞或個體。知 山 知 水 樹 木 樹 人 本身

4、由于某種未知的原因而使染色體復制之后本身由于某種未知的原因而使染色體復制之后，細胞不發(fā)生繼續(xù)分裂，結果導致細胞內(nèi)的染色體，細胞不發(fā)生繼續(xù)分裂，結果導致細胞內(nèi)的染色體成倍增加，從而形成成倍增加，從而形成同源多倍體同源多倍體(autopolyploid) 如：利用加倍普通二倍體刺槐染色體獲得如：利用加倍普通二倍體刺槐染色體獲得的同源四倍體刺槐。的同源四倍體刺槐。知 山 知 水 樹 木 樹 人 由不同物種或不同的屬間經(jīng)過雜交產(chǎn)生的多倍由不同物種或不同的屬間經(jīng)過雜交產(chǎn)生的多倍體，稱為體，稱為異源多倍體異源多倍體(allopolyploid) 如：利用對普通小麥如：利用對普通小麥(六倍體六倍體)與黑麥與

5、黑麥(二二倍體倍體)雜交子代進行染色體加倍后所培育出的雜交子代進行染色體加倍后所培育出的異源八倍體小黑麥。異源八倍體小黑麥。 知 山 知 水 樹 木 樹 人4 多倍體植物的特點多倍體植物的特點（1）同源多倍體植物的特點）同源多倍體植物的特點育性差，結實率低。育性差，結實率低。大多數(shù)同源多倍體是無性繁殖的，多年生的。大多數(shù)同源多倍體是無性繁殖的，多年生的。 器官的巨型性器官的巨型性知 山 知 水 樹 木 樹 人同源多倍體基因型種類比二倍體多同源多倍體基因型種類比二倍體多 純顯性：純顯性：AAAA 三顯性：三顯性：AAAa 雙顯性：雙顯性：AAaa 單顯性：單顯性：Aaaa 無顯性：無顯性：aaa

6、a同源多倍體達到遺傳平衡的時間長同源多倍體達到遺傳平衡的時間長知 山 知 水 樹 木 樹 人（2）異源多倍體植物的特點）異源多倍體植物的特點 在具有同源多倍體的器官巨大性等基礎上，其在具有同源多倍體的器官巨大性等基礎上，其染色體配對正常，植株雌雄配子發(fā)育正常，結實染色體配對正常，植株雌雄配子發(fā)育正常，結實率較高。率較高。知 山 知 水 樹 木 樹 人5 人工誘導多倍體的途徑人工誘導多倍體的途徑（1） 物理方法物理方法 是指利用溫度激變、機械創(chuàng)傷、電離輻射、非是指利用溫度激變、機械創(chuàng)傷、電離輻射、非電離輻射等方法誘導染色體加倍。電離輻射等方法誘導染色體加倍。 早期早期多倍體育種主要采用該類誘導方

7、法。多倍體育種主要采用該類誘導方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人（2） 生物方法生物方法 指利用胚乳培養(yǎng)、體細胞雜交等技術產(chǎn)生多倍體。指利用胚乳培養(yǎng)、體細胞雜交等技術產(chǎn)生多倍體。胚乳培養(yǎng)胚乳培養(yǎng) 在被子植物中，胚乳是雙受精的產(chǎn)物，由兩個在被子植物中，胚乳是雙受精的產(chǎn)物，由兩個極核和一個雄配子融合而形成的胚乳核發(fā)育而成，極核和一個雄配子融合而形成的胚乳核發(fā)育而成，所以在倍性上大多屬于三倍體。如三倍體獼猴桃。所以在倍性上大多屬于三倍體。如三倍體獼猴桃。知 山 知 水 樹 木 樹 人體細胞雜交體細胞雜交 也稱也稱細胞融合細胞融合，是用人工，是用人工的方法把分離的不同屬或種的的方法把分離的不同屬或種

8、的原生質(zhì)體誘導成為融合細胞，原生質(zhì)體誘導成為融合細胞，然后再經(jīng)離體培養(yǎng)、誘導分化然后再經(jīng)離體培養(yǎng)、誘導分化到再生完整植株的整個過程。到再生完整植株的整個過程。上海植生所培育的芹菜與胡蘿上海植生所培育的芹菜與胡蘿卜遠緣雜交種即用此法。其程卜遠緣雜交種即用此法。其程序大致為：制備親本的原生質(zhì)序大致為：制備親本的原生質(zhì)體體,原生質(zhì)體融合、培養(yǎng)、再生原生質(zhì)體融合、培養(yǎng)、再生植株植株,雜種鑒定。雜種鑒定。知 山 知 水 樹 木 樹 人（3） 化學方法化學方法 是指通過使用秋水仙素、異生長素和戊炔草胺是指通過使用秋水仙素、異生長素和戊炔草胺等化學藥劑處理正在進行分裂的細胞以誘導加倍其等化學藥劑處理正在進行

9、分裂的細胞以誘導加倍其染色體的方法。染色體的方法。 由于其具由于其具成本低成本低、見效快見效快和和操作簡單操作簡單等特點，等特點，目前目前是倍性育種中應用是倍性育種中應用最普遍最普遍的人工誘導方法。的人工誘導方法。 知 山 知 水 樹 木 樹 人秋水仙素秋水仙素 秋水仙素是誘導多倍體時所使用的最廣泛、最秋水仙素是誘導多倍體時所使用的最廣泛、最有效的一種常見誘導藥劑。有效的一種常見誘導藥劑。知 山 知 水 樹 木 樹 人人工化學誘導多倍體的常用方式：人工化學誘導多倍體的常用方式：（1）涂抹法涂抹法：把藥劑按一定濃度配成乳劑或與羊毛脂膏混：把藥劑按一定濃度配成乳劑或與羊毛脂膏混合，涂抹于處理部位。

10、合，涂抹于處理部位。（2）浸漬法浸漬法：用處理藥劑直接浸漬待處理的部位。：用處理藥劑直接浸漬待處理的部位。（3）注射法注射法：用注射器將藥劑注入植株的被處理部位。：用注射器將藥劑注入植株的被處理部位。（4）滴液法滴液法：也叫棉浸法，常用脫脂棉包裹被處理部位，：也叫棉浸法，常用脫脂棉包裹被處理部位，向包囊中滴定或注射處理藥劑，使藥劑透過脫脂棉滲入組織向包囊中滴定或注射處理藥劑，使藥劑透過脫脂棉滲入組織內(nèi)起作用。內(nèi)起作用。（5）藥劑培養(yǎng)基法藥劑培養(yǎng)基法：在相應的離體培養(yǎng)基中加入一定濃度：在相應的離體培養(yǎng)基中加入一定濃度的處理藥劑，將外植體共培養(yǎng)一段時間后再轉(zhuǎn)到不含有處理的處理藥劑，將外植體共培養(yǎng)一

11、段時間后再轉(zhuǎn)到不含有處理藥劑的新鮮培養(yǎng)基中。藥劑的新鮮培養(yǎng)基中。知 山 知 水 樹 木 樹 人6 多倍體的鑒定多倍體的鑒定 目前對經(jīng)多倍體育種所得的植株主要是通過目前對經(jīng)多倍體育種所得的植株主要是通過間間接鑒定接鑒定、直接鑒定直接鑒定和和分子生物技術鑒定分子生物技術鑒定這三種技術這三種技術手段進行倍性鑒定。手段進行倍性鑒定。知 山 知 水 樹 木 樹 人（1）間接鑒定間接鑒定 包括形態(tài)學和細胞學兩種鑒定方法，主要通過包括形態(tài)學和細胞學兩種鑒定方法，主要通過觀察被測植株的果實、種子、葉片、氣孔、花器和觀察被測植株的果實、種子、葉片、氣孔、花器和花粉粒等的形態(tài)和大小來進行鑒別，方法簡單直觀，花粉粒

12、等的形態(tài)和大小來進行鑒別，方法簡單直觀，但較為粗放，一般用于初步檢測。但較為粗放，一般用于初步檢測。知 山 知 水 樹 木 樹 人（2）直接鑒定直接鑒定 一般采用染色體計數(shù)法，對分生旺盛的器官和一般采用染色體計數(shù)法，對分生旺盛的器官和組織細胞內(nèi)的染色體數(shù)目進行直接計數(shù)鑒定，是目組織細胞內(nèi)的染色體數(shù)目進行直接計數(shù)鑒定，是目前最直接、最準確的鑒定方法。前最直接、最準確的鑒定方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人（3）分子生物技術鑒定分子生物技術鑒定 采用掃描細胞光度儀和流式細胞儀對細胞中采用掃描細胞光度儀和流式細胞儀對細胞中DNA含量進行分析，從而檢測出細胞的倍性。由于含量進行分析，從而檢測出細胞的倍性。由于操作簡單且檢測結果可靠，已經(jīng)成為目前比較常用操作簡單且檢測結果可靠，已經(jīng)成為目前比較常用的鑒定手段。的鑒定手段。知 山 知 水 樹 木 樹 人