育種學(xué)第10章倍性育種

2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院1第十章倍性育種（3學(xué)時(shí)）三倍體無籽西瓜四倍體葡萄三倍體葡萄三倍體香蕉-無籽二倍體香蕉-有籽四倍體金絲小棗多倍體高粱2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院8整倍體育種：染色體加倍的多倍體育種染色體減半的單倍體育種倍性育種：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(yīng)為根據(jù)的育種技術(shù)。植物的染色體數(shù)是相對(duì)穩(wěn)定的，但在人工誘導(dǎo)或自然條件下也會(huì)發(fā)生改變，這種改變常導(dǎo)致植物形態(tài)、解剖、生理生化等的變化。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院9第一節(jié)多倍體育種第二節(jié)單倍體育種第一節(jié)多倍體育種1916年Winker在研究Salanumnigum嫁接時(shí)從愈傷組織得到了四倍體植物，首先引入了多倍體這一概念。多倍體植物在自然界中普遍存在，并被認(rèn)為是推動(dòng)植物進(jìn)化的重要因素，是物種形成的途徑之一。自然界中大約一半的被子植物，2/3的禾本科植物，80%的草類，18%的豆類是多倍體。蓼科、景天科、薔薇科、錦葵科、禾本科和鳶尾科中多倍體最多。在果樹中約有半數(shù)以上的樹種含有多倍體類型或?yàn)槎啾扼w種，常見的果樹如蘋果、梨、葡萄、柑橘等，均含有多倍體類型。而且，果樹中的多倍體類型多種多樣，從三倍體、四倍體到八倍體甚至十二倍體都有，這說明多倍體對(duì)于果樹種質(zhì)形成有相當(dāng)重要的影響。與此同時(shí)，多倍體育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，多倍的植株具有莖粗壯、內(nèi)含物多、抗逆性強(qiáng)、耐貯運(yùn)等特點(diǎn)，因而多倍體品種將大大增強(qiáng)植物的觀賞價(jià)值和商品價(jià)值。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院12一、多倍體的概念和種類一個(gè)屬內(nèi)各個(gè)種所特有的、維持持其生活機(jī)能的最低限度數(shù)目的一組染色體，叫染色體基組(genome)。各個(gè)染色體組所含有的染色體數(shù)目稱染色體基數(shù)（x）稻屬X=12、小麥屬X=7、玉米屬X=10、棉屬X=13、高粱X=10、甘薯X=15

馬鈴薯X=12、蘋果屬X=17第一節(jié)多倍體育種2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院13多數(shù)植物屬內(nèi)的物種染色體基數(shù)相同；有的植物屬內(nèi)存在幾個(gè)染色體基數(shù)不同的種；同一屬的植物種在染色體數(shù)目上還表現(xiàn)出倍性的變異，如茄屬的馬鈴薯有：二倍體（2x=24）三倍體（3x=36）四倍體（4x=48）五倍體（5x=60）2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院14異源多倍體（allopolyploid）：來自不同種、屬的染色體組構(gòu)成的多倍體（由不同種、屬間個(gè)體雜交得到的F1再經(jīng)染色體加倍得到的多倍體）。多倍體育種：用人工的方法誘發(fā)植物形成多倍體，從中選育新品種的方法甘薯同源六倍體馬鈴薯同源四倍體香蕉同源三倍體陸地棉異源四倍體A1A1D1D1普通小麥異源六倍體AABBDD小黑麥異源六倍體AABBRR

異源八倍體AABBDDRR多倍體：體細(xì)胞染色體組在三個(gè)（3x）或三個(gè)以上的個(gè)體。同源多倍體（autopolyploid）：多倍體的幾組染色體全部來自同一物種，多為二倍體直接加倍而來。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院15香蕉的栽培種是尖葉蕉和長(zhǎng)梗蕉雜交后進(jìn)化而成的。香蕉的染色體基數(shù)為11，尖葉蕉產(chǎn)量較高、風(fēng)味較佳，長(zhǎng)梗蕉抗逆性較好。香蕉的基因型可分為二倍體，染色體22個(gè)；三倍體，染色體33個(gè)和四倍體染色體44個(gè)。二倍體香蕉產(chǎn)量較低。在生產(chǎn)上的栽培品種主要為三倍體香蕉。三倍體香蕉由于染色體配對(duì)發(fā)生紊亂，不能正常地進(jìn)行減數(shù)分裂，不能產(chǎn)生種子，只能通過無性繁殖繁衍后代。具體做法：將地下塊莖切成4～10個(gè)小塊,每塊含一個(gè)壯芽,按一定規(guī)格,芽眼朝上平放在畦面，復(fù)土后蓋些稻草，待苗長(zhǎng)至40～50厘米高時(shí)移栽；另一方法是通過吸芽分株繁殖，即讓不定芽長(zhǎng)成40～50厘米吸芽后，用長(zhǎng)柄利鏟將吸芽與母株相連處割離后移栽。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院16面包小麥的演變野生小麥二粒小麥普通小麥AABBAABBDDAABBDD異源多倍體2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院17在同源、異源多倍體之間，還存在一系列過渡類型或復(fù)合在一起的多倍體：區(qū)段異源多倍體（Segmentalallopolyploid）

BBB1B1

同源異源多倍體（Autoallopolyploid）AAAABBBB

倍半二倍體（Sesquidiploid）

AABB×BBABB2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院18同源多倍體細(xì)胞內(nèi)有兩個(gè)以上的同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)可聯(lián)會(huì)形成多價(jià)體，使減數(shù)分裂行為出現(xiàn)異常現(xiàn)象，同源三倍體高度不育，同源四倍體部分不育。異源多倍體的染色體由兩個(gè)或兩個(gè)以上不同物種的染色體所組成，減數(shù)分裂時(shí)同源染色體能正常聯(lián)會(huì)，不出現(xiàn)多價(jià)體，染色體配對(duì)正常，雌雄配子發(fā)育正常，結(jié)實(shí)率較高。天然多倍體中有很多重要農(nóng)作物是同源多倍體，如馬鈴薯（2n=4x=48）是同源四倍體，甘薯(2n=6x=90)是同源六倍體，香蕉（2n=3x=33）是同源三倍體。1.多倍體植物由于染色體加倍，其外部形態(tài)特征和二倍體有明顯的差別，主要表現(xiàn)在根、莖、葉的形態(tài)和大小上。2.多倍體植株的花器、花粉粒增大，花粉萌發(fā)孔增多，植株育性降低或完全不育，種子增大且種子萌發(fā)率弱。另外3.花粉的形狀也存在差異，如西瓜四倍體花粉為正方形，二倍體為三角形。多倍體植物特征：4.有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分及其含量變化由于生長(zhǎng)緩慢，代謝強(qiáng)度改變，多倍體的化學(xué)成分如氮、碳化合物、植物堿等有機(jī)物含量增加。5.多倍體一般含有較多的維生素和礦物質(zhì)，如四倍體番茄和甘藍(lán)的維生素C含量均比相應(yīng)的二倍體含量高。6.等位基因雜合性提高了它們的遺傳多樣性和適應(yīng)能力，因此，多倍體對(duì)不良環(huán)境的抵抗力也比二倍體強(qiáng)。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院21二、多倍體的由來與進(jìn)化多倍體的形成是細(xì)胞分裂時(shí)染色體不分離而引起,有兩種情況:1.有絲分裂時(shí)，染色體雖然復(fù)制了，但細(xì)胞沒有發(fā)生分裂，從而使細(xì)胞核里包含了比原來多一倍的染色體，產(chǎn)生了多倍體。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院222.減數(shù)分裂時(shí)，染色體沒有減數(shù)，仍停留在一個(gè)細(xì)胞核里，從而形成二倍性的生殖細(xì)胞,這種未減數(shù)的2n雌、雄配子結(jié)合，發(fā)育成四倍體；但由于2n雄配子在授粉過程中常競(jìng)爭(zhēng)不過經(jīng)減數(shù)分裂的n雄配子，因而會(huì)出現(xiàn)未減數(shù)的2n雌配子與減數(shù)的雄配子相結(jié)合形成天然三倍體。2n=6

二倍體親本未減數(shù)的二倍體配子4n=12

四倍體受精卵錯(cuò)誤的減數(shù)分裂自我授粉后代存在可育和自我繁殖的可能2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院23三、多倍體育種的意義器官相對(duì)的巨大化、某些營(yíng)養(yǎng)成分含量高、育性低、抗性強(qiáng)。如四倍體葡萄果粒大、味甜；四倍體番茄維生素C的含量高；四倍體蘿卜主根粗大,產(chǎn)量高；三倍體西瓜和香蕉無籽。2.遠(yuǎn)緣雜種的染色體加倍，克服遠(yuǎn)緣雜交的困難，合成新類型或新物種；3.通過誘導(dǎo)多倍體作為不同倍性間的遺傳橋梁，可實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移或漸滲。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院24奇數(shù)多倍體(3x,5x,7x)：通常表現(xiàn)不育（利用：果實(shí)無核)偶數(shù)多倍體(4x,6x,8x)：可育，器官的巨型性(利用：固定雜種優(yōu)勢(shì)）2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院25器官的巨型性2n8n2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院26作為不同倍性物種間雜交的橋梁X小傘山羊草（二倍體）二粒小麥（四倍體）異源多倍體X具有小傘山羊草抗銹基因的普通小麥普通小麥2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院27四.誘導(dǎo)材料的選擇1.選擇天然多倍體比重高的植物;2.選擇綜合性狀好的品種；3.染色體倍數(shù)少材料;4.選擇雜合性高的材料;5.選擇收獲營(yíng)養(yǎng)器官的植物或無性繁殖的植物。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院28五.人工誘導(dǎo)多倍體的途徑和方法

途徑自然誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)物理因素誘導(dǎo)化學(xué)因素誘導(dǎo)生物因素誘導(dǎo)（一）自然發(fā)生多倍體的自然發(fā)生包括合子的染色體加倍，配子形成時(shí)的染色體未減數(shù)等方式。其中合子的染色體加倍是指二倍體產(chǎn)生少數(shù)四倍體細(xì)胞或四倍體組織，如四倍體月見草的自發(fā)形成等。配子的染色體未減數(shù)即未減數(shù)的雄配子(2n)與減數(shù)的雌配子(n)結(jié)合，形成三倍體，三倍體繼而產(chǎn)生未減數(shù)雄配子(3n)與減數(shù)的雌配子(n)結(jié)合，又可形成四倍體。有時(shí)未減數(shù)的雄配子(2n)與未減數(shù)的雌配子(2n)結(jié)合，直接形成四倍體。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已在85個(gè)屬的植物中發(fā)現(xiàn)過2n配子，故認(rèn)為這種方式是自然界多倍體形成的普遍方式。此外不聯(lián)合基因的配對(duì)也會(huì)使其產(chǎn)生多倍體。（二）人工誘導(dǎo)1.物理因素誘導(dǎo)：用于誘導(dǎo)多倍體的物理方法有溫度激變、電離輻射、機(jī)械創(chuàng)傷、離心力等物理因素誘導(dǎo)染色體加倍。孫清榮等通過γ-射線照射梨試管苗，誘導(dǎo)產(chǎn)生多倍體變異。咖啡花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，用驟變低溫(8~10℃)直接處理花器官，可獲得大量二倍性花粉粒；另外，一些愈傷組織內(nèi)的染色體能自然加倍，發(fā)育成多倍體枝條。但物理方法由于效率低且不穩(wěn)定而未能普及利用。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院312.化學(xué)因素誘導(dǎo)：應(yīng)用于研究及生產(chǎn)中的化學(xué)試劑有各種植物堿、麻醉劑、生長(zhǎng)素等，其誘導(dǎo)效果不佳，成功率很低。目前，秋水仙素是誘變多倍體效果最好的藥劑之一。化學(xué)藥劑：秋水仙素；氧化亞氮；吲哚乙酸；萘嵌戊烷。

化學(xué)誘導(dǎo)又可分為活體誘導(dǎo)和離體誘導(dǎo)兩種基本方法?；铙w誘導(dǎo)處理部位可為種子、幼苗、芽等，誘變率一般在0.1%~1%。劉惠吉等用0.4%的秋水仙素水溶液處理具2~3片真葉的短白梗白菜幼苗，選育出了四倍體白菜“熱伏2號(hào)”。目前，通過此方法已經(jīng)在葉菜類、花菜類、根菜類、瓜類、茄果類等蔬菜作物上獲得了同源四倍體、三倍體品系。但是這種傳統(tǒng)的活體誘導(dǎo)處理方法具有誘變率低、嵌合率高、獲得的四倍體植株稔性低、不易獲得大量四倍體等缺點(diǎn)。離體培養(yǎng)結(jié)合化學(xué)誘導(dǎo)劑處理獲得多倍體的頻率比較高。在染色體加倍實(shí)驗(yàn)中，以其容易控制實(shí)驗(yàn)條件和重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高工作效率，減少嵌合體等優(yōu)勢(shì)而逐漸受到重視。離體材料一般是愈傷組織、胚狀體、莖尖組織或子房、原生質(zhì)體。秋水仙堿，一種生物堿，因最初從百合科植物秋水仙中提取出來，故名，也稱秋水仙素。純秋水仙堿呈黃色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦，有毒。秋水仙堿能抑制有絲分裂，破壞紡錘體，使染色體停滯在分裂中期。這種由秋水仙堿引起的不正常分裂，稱為秋水仙堿有絲分裂。在這樣的有絲分裂中，染色體雖然縱裂，但細(xì)胞不分裂，不能形成兩個(gè)子細(xì)胞，因而使染色體加倍。自1937年美國學(xué)者布萊克斯利（A.F.Blakeslee）等，用秋水仙堿加倍曼陀羅等植物的染色體數(shù)獲得成功以后，秋水仙堿就被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)的研究和植物育種中。秋水仙素誘導(dǎo)多倍體1）秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的原理

細(xì)胞有絲分裂時(shí)，秋水仙素可抑制微管的聚合過程，不能形成紡錘絲，使染色體不能排在赤道板上，也不能分向兩極，從而產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的核。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院35（2）藥劑濃度和處理時(shí)間先把秋水仙素配成水溶液、羊毛脂制劑等。常用的水溶液濃度為0.01%～1.0%，以0.2%最為常用。處理的有效濃度、時(shí)間和方法因植物種類、部位、生育期等而異。一般采用低濃度、長(zhǎng)時(shí)間或高濃度、短時(shí)間的處理方法。一般在30-35℃下，處理24小時(shí)左右。（1）處理植株部位的選擇秋水仙素對(duì)處于分裂活躍狀態(tài)的細(xì)胞有誘變作用。所以常用萌動(dòng)或萌發(fā)的種子、幼苗或新梢的頂端作為誘變的材料。2．秋水仙素誘發(fā)多倍體的原則2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院36（3）秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的方法①浸漬法可浸漬幼苗、插條、接穗甚至種子。處理時(shí)水溶液要避光。處理插條、接穗一般1-2天，處理后用清水洗凈；處理幼苗時(shí)，為避免根系受害，可將嫩莖生長(zhǎng)點(diǎn)倒置于盛有藥劑的器具中；因秋水仙素阻礙根系發(fā)育，故處理后用清水洗凈種子，可用生長(zhǎng)素促進(jìn)根的生長(zhǎng)。②涂抹法把秋水仙素按一定濃度配成乳劑，涂抹于幼苗或枝條頂端，適當(dāng)遮蓋處理部位以減少蒸發(fā)和避免雨水沖洗。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院37③套罩法保留新梢的頂芽，除去頂芽下面的幾片葉，套上內(nèi)裝有一定濃度的藥劑和0.6%的瓊脂的防水膠囊，經(jīng)24小時(shí)可去掉膠囊。④滴液法處理較大植株的頂芽、腋芽時(shí)，常用濃度為0.1%-0.4%，每日滴一至數(shù)次，并反復(fù)處理數(shù)日，使溶液透過表皮浸入組織內(nèi)。也可先用脫脂棉包裹幼芽，再滴藥劑把棉花浸濕。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院381.胚乳培養(yǎng)胚乳是雙受精的產(chǎn)物,是極核和雄配子融合發(fā)育而成，屬于三倍體。一般經(jīng)過消毒、剝離、接種、誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織、轉(zhuǎn)移至不定芽或胚狀體培養(yǎng)基、分化綠苗（三）生物因素2.細(xì)胞融合也稱體細(xì)胞雜交，其程序大致為：制備親本的原生質(zhì)體,原生質(zhì)體融合、培養(yǎng)、再生植株，雜種鑒定。通過電融合和PEG融合等方法將原生質(zhì)體融合，經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織，再誘導(dǎo)分化為雜種植株獲得異源多倍體和同源多倍體。Cardi等利用電融合技術(shù)將馬鈴薯和野生種的二倍體原生質(zhì)體融合，得到了比親本更有活性的再生植株，同時(shí)雜種株獲得了野生種的耐冷性、高比重、有絲分裂突變率高等特性。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院403.體細(xì)胞無性系變異體細(xì)胞有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目的變異，形成多倍性芽變。如四倍體大鴨梨就是二倍體鴨梨的芽變，四倍體大粒玫瑰香是二倍體玫瑰香的芽變。在小孢子和大孢子時(shí)期減數(shù)分裂異常產(chǎn)生2n配子，通過單向多倍化(雙親之一產(chǎn)生2n配子)或雙向多倍化(雙親均能產(chǎn)生2n配子)均能提高雜交后代的倍性水平，以此方法獲得的四倍體比用秋水仙素處理獲得的四倍體稔性提高快。王子欣報(bào)道以秋水仙素處理誘發(fā)產(chǎn)生的結(jié)球白菜四倍體為母本與二倍體結(jié)球白菜雜交，獲得了新的同源四倍體。劉學(xué)岷等用5個(gè)不同包球類型并含有2n配子的二倍體大白菜與四倍體大白菜雜交，選育出具有不同熟性、抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良的大白菜材料和多育1、2、3號(hào)雜交一代。利用2n配子可便利地轉(zhuǎn)移抗性基因，如馬鈴薯的細(xì)菌性萎蔫病在濕熱條件下發(fā)生嚴(yán)重，其四倍體栽培種的抗性較弱，Watanabe等用抗病的二倍體與感病的四倍體雜交，獲得了抗病的四倍體后代。4.有性雜交培育多倍體2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院42三.多倍體植物的鑒定1.間接鑒定（形態(tài)、解剖特征、育性等）：比較直觀的方法是形態(tài)鑒定法，如瓜類多倍體發(fā)芽和生長(zhǎng)緩慢，子葉及葉片肥厚、色深、茸毛粗糙而較長(zhǎng)；葉片寬、厚或有皺褶；莖較粗壯，節(jié)間變短；花冠明顯增大，花色較深等。同源多倍體在植株形態(tài)上多呈“巨大性”。此外，還反應(yīng)在葉綠體數(shù)目、氣孔、花粉粒大小變化上。2.直接鑒定：檢查花粉母細(xì)胞或根尖細(xì)胞染色體數(shù)目2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院44四、多倍體材料的加工和選育利用（一）多倍體材料的加工和選育人工加倍得到的多倍體需進(jìn)一步加工、選育才能利用。誘變的多倍體群體要大，在這樣的群體內(nèi)才能進(jìn)行有效的選擇。得到的多倍體類型不一定就是優(yōu)良的新品種。要進(jìn)行選擇，淘汰失去育種價(jià)值的劣變，選擇經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良的類型進(jìn)一步鑒定培育。也可進(jìn)行多倍體間雜交。（二）人工育成多倍體的應(yīng)用花卉植物果樹類植物異源多倍體小黑麥三單倍體甜菜和三倍體西瓜同源四倍體黑麥，同源四倍體葡萄2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院45小黑麥四倍體小麥(2n=AABB=28)普通小麥(2n=AABBDD=42)F1(n=ABR=21)F1(n=ABDR=28)六倍體小黑麥(2n=AABBRR=42)八倍體小黑麥(2n=AABBDDRR=56)二倍體黑麥(2n=RR=14)Chromosomedoubling果樹倍性育種中存在的主要問題及對(duì)策多倍體育種途徑多種多樣，以秋水仙素誘導(dǎo)體細(xì)胞加倍最為常用，但嵌合體現(xiàn)象嚴(yán)重，嵌合體純化費(fèi)時(shí)費(fèi)力。通過愈傷途徑或胚狀體途徑誘導(dǎo)多倍體，可望實(shí)現(xiàn)加倍后的單細(xì)胞再分化成苗，理論上這種途徑所形成的多倍體均為純合體，可避免嵌合體的出現(xiàn)，使直接誘導(dǎo)同質(zhì)多倍體成為可能。已有研究表明，多倍體的倍數(shù)不是越多越好。作者在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，棗樹的八倍體生長(zhǎng)緩慢，葉片沒有表現(xiàn)出多倍體的巨大性，難以在田間存活。每種植物都有其最適的染色體倍性，應(yīng)確定合適的倍性作為育種目標(biāo)。從育種和生產(chǎn)實(shí)踐來看，蘋果是以二倍體和三倍體為主，葡萄和櫻桃主要是二倍體和四倍體，梨和棗主要是二倍體、三倍體和四倍體，柿主要是六倍體，但無核的三倍體葡萄育種正在受到高度重視（王同坤等，2004）。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院48第二節(jié)單倍體育種（haploidbreeding）一.概念、種類和特點(diǎn)1.概念單倍體:具有配子體染色體數(shù)目的孢子體。單倍體育種:人工誘導(dǎo)單倍體,并使其成為純合二倍體，從中選育出新品種的方法。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院492.整倍單倍體種類一倍體：由二倍體植物產(chǎn)生的單倍體多倍單倍體：多倍體植物產(chǎn)生的含有一組以上染色體組的單倍體。

同源多倍單倍體：同源多倍體產(chǎn)生的多倍單倍體

異源多倍單倍體：異源多倍體產(chǎn)生的多倍單倍體2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院503.單倍體的特點(diǎn)（1）育性一倍體和異源多倍單倍體染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和遺傳上彼此都有差別。在減數(shù)分裂時(shí)不能聯(lián)會(huì)，所以不形成可育配子。同源多倍單倍體則可育。（2）遺傳一倍體每個(gè)同源染色體只有一個(gè)成員，每一等位基因也只有一個(gè)成員。因此，通?？刂瀑|(zhì)量性狀的主基因不管原來是顯性或者隱性，都能在發(fā)育中得到表達(dá)。單倍體一經(jīng)加倍就能成為全部位點(diǎn)都是同質(zhì)結(jié)合、基因型高度純合、遺傳上穩(wěn)定的二倍體。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院51二、誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體的方法（一）組織和細(xì)胞離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體1．花藥、花粉離體培養(yǎng)花藥中的花粉發(fā)育時(shí)期是決定花粉能否形成單倍體植株的主要因素。在接種花藥前需鏡檢花粉的發(fā)育時(shí)期，中央期或靠邊期的單核期較易培養(yǎng)成功。2．未授粉子房、胚珠培養(yǎng)2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院52花藥離體培養(yǎng)2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院53（二）在植物體上誘發(fā)單性生殖1．生物方法（1）遠(yuǎn)緣花粉刺激通過異種、屬花粉授粉誘發(fā)孤雌生殖。遠(yuǎn)源花粉雖不能與卵受精，但能刺激卵細(xì)胞分裂并發(fā)育成胚。由未受精的卵發(fā)育成的胚是單倍性的（2）延遲授粉去雄后延遲授粉能提高單倍體發(fā)生頻率（3）半配合精核進(jìn)入卵細(xì)胞后不與卵核融合，雌雄配子分別進(jìn)行分裂，形成代表父本和母本性狀的嵌合體。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院54（4）從雙生苗中選擇植物常出現(xiàn)雙胚或多胚現(xiàn)象，雙胚種子長(zhǎng)出雙生苗，可出現(xiàn)n/n,n/2n,n/3n,2n/2n等類型。玉米產(chǎn)生雙生苗的頻率是0.1%,其中n:n型占雙生苗的30%；（5）利用染色體有選擇的消失遠(yuǎn)緣雜交授精后的胚發(fā)育過程中，一個(gè)親本的染色體消失，僅留另一親本的染色體，導(dǎo)致形成單倍體。二倍體大麥×二倍體球莖大麥，受精卵發(fā)育形成幼胚、受精極核發(fā)育成胚乳過程中球莖大麥的染色體在有絲分裂過程中消失，最后形成具有大麥染色體的單倍體2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院553.化學(xué)方法

（1）馬來酰肼處理雌蕊柱頭再授粉，可誘導(dǎo)單倍體產(chǎn)生。

（2）甲苯胺蘭、二甲基亞砜、植物激素等處理授粉后的子房

能誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體。2．物理方法從開花前到受精的過程中，用射線照射花可以影響受精過程；或?qū)⒏副净ǚ劢?jīng)射線處理后再給母本授粉，僅能刺激卵細(xì)胞分裂，而不能受精；或者影響花粉管萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)，延遲受精，從而誘導(dǎo)單性生殖，產(chǎn)生單倍體。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院56三、單倍體的鑒別與二倍化（一）單倍體的鑒別1．形態(tài)特征上的區(qū)別單倍體的細(xì)胞和核變小，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)器官和繁殖器官的變化，如植株變矮，葉片、花、花藥、氣孔變小，花序緊密，開花提前，花期變長(zhǎng)，敗育，結(jié)實(shí)少、小。2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院572．生理生化特性的區(qū)別根據(jù)單倍體減數(shù)分裂不正常，花粉敗育率高，所以檢查花粉的質(zhì)量來鑒別單倍體更為準(zhǔn)確，不育性是很可靠的標(biāo)志。3.遺傳學(xué)標(biāo)記的應(yīng)用

玉米胚有紫色胚尖（Pu－）和無色胚尖(pupu)之分，受一對(duì)基因控制，紫尖屬于當(dāng)代顯性狀，可用于檢查籽粒是否為孤雌生殖的標(biāo)記性狀。棉花的牙黃性狀2023/2/5河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院584.細(xì)胞學(xué)鑒定據(jù)形態(tài)特征、生理生化指標(biāo)、遺傳標(biāo)志初步選出單倍體后，必須經(jīng)過細(xì)胞學(xué)鑒定，檢查染