倍性育种

第一节多倍体育种

一多倍体育种的意义和特点

二多倍体育种的的形成途径

三多倍体育种的鉴定与应用

第二节单倍体育种

一单倍体育种的概念、类型

二单倍体育种的途径

三单倍体的应用

倍性育种

含义：通过认为方法，是植物染色体数目成倍数改变，从而导致植物遗传特性的变异，育出新品种，称为倍性育种。

类型：1多倍体育中 2 单倍体育种

第一节多倍体育种

一多倍体育种的概念、意义、特点

1概念：选育细胞核中具有三组或三组以上染色体组的优良品种的方法。如：二粒小麦2n=4X=28 普通小麦2n=6X=42

多倍体类型：（1）同源多倍体：指多倍体的几个染色体组来源于同一物种。

甘薯同源六倍体马铃薯同源四倍体香蕉同源三倍体

（2）异源多倍体：指来自不同种属的染色体组成的多倍体。普通小麦异源六倍体AABBDD 小黑麦异源六倍体AABBRR

插图

2意义：(1) 提高植株某性方面的性状，如：获得巨大型的器官，增加体内有益生化物质的合成量，以及提高植株抗性等。

（2）克服远缘杂交的困难，综合远缘种属植物的优良性状，作为种属间的遗传桥梁，进行基因转移或渐渗。

3 特点：（1）巨大性如：三倍体、四倍体葡萄粒大（2）可孕性低（3）适应性强（4）产量高（5）可克服远缘杂交不育性

二多倍体育种的的形成途径

自然诱导

物理因素诱导

人工诱导化学因素诱导

途径

胚乳培养

生物技术

细胞融合（一）自然诱导

1芽变育种自然界极端的天气条件等可能诱发体细胞的变异，从而产生多倍体。

2 实生苗中选育果树多倍体果树在生长过程中由于温度骤变等自然环境的胁迫，而造成体细胞或生殖细胞发生突变，可自然产生多倍体。生殖细胞突变的结果是产生了2n配子，从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。

(二) 人工诱导

1 物理因素诱导主要包括机械创伤、高低温处理和辐射诱变等方法促进染色体加倍。但是，利用X线、中子等辐射诱变，虽然也可以引起染色体数目的加倍 ,但由于射线会造成染色体的损伤、断裂和丢失等，所以成功率很低。

2 化学诱导

化学方法主要是利用秋水仙素、萘嵌戊、富民隆、吲哚乙酸、氧化亚氮等化学药剂诱发产生多倍体，并且其中应用最广范而且效果最好的是秋水仙素诱变。秋水仙素一般是淡黄色粉末，纯净物为针状结晶体，性极毒，熔点155℃，易溶于水、酒精、氯仿和甲醛，不溶于乙醚、苯。

1937年多名学者发现秋水仙素能够诱导植物产

生多倍体，Blakeslee ＆ Avery(1937)将曼陀罗(Datura stramonium)的种子浸人0．003125％和1．6％秋水仙素溶液中10d，诱导出多倍体。浓度愈高，诱导产生多倍体的频率也愈高，最高出现率达87．5％。后来在植物的根、幼蕾中均诱导出了多倍体。秋水仙素诱导多倍体的作用较物理因素效应大得多。例如，Beasley(1940)报道，用异常温度处理600株棉花幼苗，仅得一株多倍体，而用0．2％浓度的秋水仙碱溶液处理100株，获得50多株多倍体。此后，秋水

仙素作为一项成熟的技术手段在多倍体诱导领域发挥了重要作用。

秋水仙素的作用机理是，它能特异性地与微管蛋白分子结合抑制纺锤丝的形成，但不影响染色体的复制。因此复制的染色体不能移向细胞的二极，使细胞中染色体数目加倍而形成多倍体。细胞在用秋水仙碱处理后，用清水洗净残留的秋水仙素，细胞分裂可恢复正常。秋水仙素在适当的浓度内对植物细胞基本无毒害作用，药剂在细胞中扩散后，无明显的毒害作用，遗传上一般不发生其他变异。

3 生物技术

（1）胚乳培养在被子植物中，胚乳是双受精的产物，由两个极核和一个雄配子融合二形成的胚乳核发育而成，所以在倍性上大多属于三倍体。如：三倍猕猴桃

（2）细胞融合是用人工的方法把分离的不同属或种的原生质体诱导成为融合细胞，然后在经过离体培养，诱导分化到再生成完整植株的整个过程

三多倍体育种的鉴定与应用

1直接鉴定

直接鉴别法包括检查花粉母细胞、根尖细胞或幼叶细胞的染色体数目，可直接加以判断。

果树多倍体一般茎变短、叶变厚，叶形指数变小；颜色变深，表面皱缩粗糙、生长缓慢；花果变大，可育性变低。

2间接鉴定

间接鉴定法包括植株和花粉粒的形态特征、气孔大小、保卫细胞叶绿体数目、生理生化特征鉴定法、细胞学鉴定法和流式细胞仪鉴定法。

(三)多倍体作物的应用

1．同源多倍体

（1）谷类作物。

(2)三倍体甜菜。

(3)三倍体西瓜。

2．异源多倍体：小黑麦。

多倍体作物的应用

1 同源多倍体（1）谷类作物同源四倍体黑麦

（2）三倍体甜菜（同源四倍体与二

倍体杂交产生的。）

（3）三倍体西瓜

2 异源多倍体

人工合成的异源多倍体在生产上应用较为成功的是小黑麦。

第二节单倍体育种

一单倍体育种的概念、类型

概念：单倍体是指具有配子染色体组的个体。

类型：整倍单倍体：染色体是平衡的

非整倍体：染色体是不平衡的

二单倍体育种的的形成途径

产生单倍体途径有两个，既可自然发生，也可人工诱发。自然界单倍体的产生是不正常受精过程产生的。一般通过孤雌生殖、孤雄生殖或无配子生殖等方式产生。

人工单倍体的产生：

（一）细胞和组织离体培养

1 花粉（花药）离体培养

2 未受精子房培养首例未受精子房培养出单倍体植株是大麦。而后在小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotinatabacum)及黄化烟草(N．rustica)、水稻(Orizasativa)等作物中也取得成功。由未授粉胚珠培养的单倍体作物在烟草、向日葵、玉米上也获得成功。

（二）远缘杂交

通过不同种、属间植物杂交来诱发孤雌生殖是产生单倍体的一条有效途径。

通过远缘杂交已能大量产生马铃薯单倍体，用栽培的四倍体马铃薯(4X=48)为母本，二倍体富瑞亚薯(2X=24)为父本杂交，可产生单倍体。罗鹏等(1981)用甘蓝型油菜为母本，白菜型油菜为父本杂交也获得单倍体，频率为1．03％～1．11％。小麦与玉米杂交，玉米染色体消除后可诱导产生小麦单倍体

Kasha ＆Kao(1970)用二倍体大麦作母本，二倍体球茎大麦作父本。进行杂交，在受精卵开始分裂、发育、形成幼胚及极核受精后的胚乳发育过程中，球茎大麦的染色体在有丝分裂过程中逐渐消失，最后形成具有大麦染色体的单倍体。

三单倍体的应用

1．缩短育种年限

2．克服远缘杂交的不亲和性

3．提高诱变育种的效率

4．合成育种新材料

四、单倍体育种的主要步骤

1．诱导材料的选择

2．单倍体材料的获得

3．单倍体材料染色体加倍

4．二倍体材料的后代选育

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