单倍体育种多倍体育种
倍性育种详解
第九章倍性育种植物的倍性育种是植物育种的重要研究内容，主要包括单倍体育种和多倍体育种。
1.单倍体的基因呈单存在，加倍后获得的个体基因型高度纯合。
而常规育种需经多代自交才能获得基因型基本纯合的个体。
因此，单倍体育种可缩短育种的年限。
2.同源多倍体较二倍体具有某些器官增大或代谢产物含量提高的特点，对于以收获营养器官为目的的作物及无性繁殖作物有极好的育种利用价值。
3.人工创造多倍体也可以将野生种与栽培种的遗传物质重组，育成新型作物。
第一节多倍体育种多倍体：是指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体。
多倍体广泛存在于植物中。
据估计被子植物中约 50%以上是多倍体，禾本科中有75%，豆类中有18%，草类中有的物种80%为多倍体。
蓼科、景天科、蔷薇科、锦葵科、禾本科和鸢尾科中多倍体最多。
自然界存在的多倍体主要是异源多倍体，同源多倍体较少。
一、多倍体的种类、起源及特点自然界的多倍体是由二倍体进化而来的。
二倍体物种的染色体加倍，不同二倍体物种间杂交，染色体自发加倍是多倍体产生的主要来源（图9-1）。
（一）多倍体的来源多倍体的发生可通过二倍体的染色体数目加倍形成，也可经不同种属间杂交，而后经染色体数目加倍形成。
植物体细胞染色体数目加倍主要通过下列三种途径产生。
1 .合子染色体数目加倍一般是二倍体产生少数四倍体细胞或四倍体组织。
2.分生组织染色体加倍体细胞在有丝分裂过程中受外界环境的影响而发生异常，染色体正常复制、分裂，但细胞不分裂，导致细胞染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞发育成多倍性组织和器官。
3.不减数配子的受精结合（二）多倍体的类别根据多倍体染色体组的组成特点可将多倍体分为同源多倍体、异源多倍体、同源异源多倍体、节段异源多倍体、异数的（混合的）异源多倍体和倍半二倍体等多种类型。
育种上应用的主要是同源多倍体和异源多倍体。
1 .同源多倍体指体细胞中染色体组相同的多倍体，如同源四倍体黑麦（RRRR。
同源多倍体与二倍体相比，主要有下列两方面的效应：（1）生物学性状的变化。
导学：单倍体与多倍体
单倍体与多倍体的区别 二倍体（2N ）三倍体（3N ）多倍体（xN ）生物单倍体（N) ：单倍体（N) ①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体 。
判断三元整合导学模式生物学科导学稿（学生版）编写人：江永艺审稿人： 编写时间：2011-11-10课件制作：江永艺 执教人： 授课时间： 2011-11-10一、课题：单倍体与多倍体 二、课型：陈述性知识课课型说明：本课是以单倍体与多倍体的区分为基础，要求学生进行相关育种方法的理解与分析，学习的结果是掌握育种的基本流程和原理，属于陈述性知识。
三、教学目标：1.区分单倍体与多倍体2.分析单倍体育种方法和多倍体育种的流程 教学目标说明：目标2是本课的重点，同时也是难点 四、学与教的方式：启发式、合作学习 五、课时安排：1课时 六、学习内容及程序： 一、练习：1它们分别是（ ） A 、单倍体、六倍体 B 、三倍体、六倍体 C 、六倍体、六倍体 D 、六倍体、单倍体 2、单倍体水稻高度不育，这是因为（ ） A 、基因发生了重组 B 、染色体结构发生了变异 C 、染色体数目不稳定 D 、染色体配对紊乱 3．某地区一些玉米植株比一般玉米 植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（ ）A 、单倍体B 、二倍体C 、多倍体D 、杂交种 4．下面有关单倍体的叙述中，不正确的是 A ．由未受精的卵细胞发育而成的个体 B ．花药经过离体培养而形成的个体C ．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体D ．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体 二、育种方法： 单倍体育种方法： 体细胞(AaBb)多倍体育种方法：例：三倍体无子西瓜的培育过程图示：(同源多倍体)例：普通小麦(异源六倍体)的形成过程示意图练习：1、从理论上分析下列各项，其中正确的是(双选)A．2倍体×4倍体3倍体B．2倍体×2倍体2倍体C．3倍体×3倍体3倍体D．3倍体×5倍体4倍体2、基因型为AaBb玉米的一粒花粉离体培养后长成的植株，基因型是( )A．AB或ab或Ab或aB B．AAbb或aabb或AAbb或aaBBC．AB、ab、Ab、aB D．AABB aabb AAbb aaBB3．双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是A．18+XX B.18+XY C.18+XX或18+YY D.18+XX或18+XY 4．萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。
人教版教学课件单倍体育种多倍体育种-PPT文档
②用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得正常 可育的纯合子
2）单倍体育种的优点
明显缩短育种的年限
思考：利用纯合易感病矮秆品种ddrr）和纯合抗 病高秆品种（DDRR）培育抗倒伏（矮秆）又抗病品 种ddRR。（说明：必须是纯合子才能作为一个品种）
杂 交 单 育 倍 种 体
PP ddrr ddrr DDRR DDRR × × F1 F1
育种时 将F2中矮抗植株选 第 1年 出来，逐代自交， 间只要 直至后代不再出现 两年 第 2年 性状分离为止
三倍体无籽西瓜
P89
育种
杂交育种
诱变育种
ddRR DdRr DdRr × ddRr DR、Dr、dR、dr 花粉 花药离体培养 、 D rr、ddrr 选择抗倒伏又抗 F2 D R 、 ddR 育 单倍体 DR、Dr、dR、dr 病的植株即可 幼苗 种 秋水仙素处理 不足：育种时间较长 正常纯 DDRR、DDrr、ddRR、ddrr 合子
多倍体和单倍体在育种上的应用
1、人工诱导多倍体育种
方法 （1）低温处理作物的分生组织
（2）用秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗（最 常用且最有效）
秋水仙素作用或低温处理的原理： 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成（细胞分裂前期）
实例分析：无籽西瓜的培育
2、单倍体育种
1）单倍体育种的方法步骤
①花药离体培养，获得单倍体幼苗
杂交育种和单倍体育种以及多倍体育种
杂交育种和单倍体育种以及多倍体育种的比较一、杂交育种1、概念： 是将两个或多个品种通过杂交将优良性状集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
2、原理：基因重组3、方法：杂交 F1 F2 连续自交4、优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。
5、小麦高秆（D ）对矮秆（d ）为显性，抗锈病（T ）对不抗锈病（t ）为显性，用纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT ）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt ）得到矮秆抗病的优良品种（ddTT ）二、多倍体育种1、概念：在育种过程中，人们用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，发育为多倍体植株，得到多倍体品种。
2、原理：染色体组成倍增加3、方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗4、优点：种子与果实大，营养物质含量高5、缺点：发育延迟，结实率低；适用于植物，在动物中难于开展。
6、应用：三倍体无子西瓜的培育自交 选优三、单倍体育种1、概念：采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再人工诱导染色体加倍（秋水仙素），获取自交不发生性状分离的稳定遗传的纯系品种3、原理：染色体组成倍减少4、方法：花药离体培养5、优点：缩短育种年限；获得优良纯种6、缺点：方法复杂，成活率较低，需与杂交育种配合。
7、应用：培育矮抗小麦五、课堂小结：例.下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为___杂交__,方法Ⅱ称为___自交___,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依据的原理是___基因重组_____.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是___花药离体培养_______,由④培育成⑤的过程中用化学药剂_____秋水仙素___处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为____单倍体___育种.其优点是 _____明显缩短育种年限__________.⑶由③培育出⑥的常用方法是___用秋水仙素处理_________,形成的⑥叫____多倍体______。
高三生物高考二轮复习育种方法专题(填空)通用
换兑市暧昧阳光实验学校育种方法专题一、知识整理在高中阶段所介绍的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、基因工程育种（转基因育种）、植物激素育种。
根据“可遗传变异的来源”原理进行育种1、杂交育种（1）原理：（2）方法：连续自交，不断选种,直到后代不发生形状分离为止。
（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）（3）发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。
（5）缺点：。
（6）举例：矮茎抗锈病小麦2、诱变育种（1）原理：（2）方法：用物理因素（如中子、激光、电离辐射）化学因素（如各种化学药剂）空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力条件）来处理生物。
（3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期（4）优点：，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型。
（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料，具有盲目性；诱变的方向和性质不能控制。
（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒3、多倍体育种（1）原理：（2）方法：。
（3）优点：可培育出自然界中没有的品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。
（4）缺点：结实率低，发育延迟。
（5）举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦4、单倍体育种（1）原理：（2）方法：获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。
（3）优点：。
（4）缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。
（5）举例：“京花一号”小麦5、细胞工程育种(植物体细胞杂交)（1）原理：（2）方法：。
（3）优点：。
（4）缺点：技术复杂，难度大；需植物组织培养技术（5）举例：白菜--甘蓝6、基因工程育种（转基因育种）（1）原理：（2）方法：基因操作（提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的品种）（3）优点：。
第十章 单倍体与多倍体育种
②倍性鉴定长成为花粉株后，要检查其染色体数，确定其倍性。 方法：根尖→固定→染色→压片→ 镜检 ③加倍花粉植株未经自然加倍时，一般为单倍体，不能正常结实， 因而需人工加倍（秋水仙素）。 双子叶植物可采用1.5份0.1—0.4%的秋水仙素十1份羊毛脂， 调成糊状乳液，涂株单倍体植株的腋芽或生长点，使生长点加倍 成二倍体。 单子叶植物如小麦、水稻等可将幼苗或新生的分蘖株基部浸在 0.04—0.1%秋水仙溶液中，在20—25℃下1—4天，取出用清水 洗净，栽入土中，可获得染色体加倍植株。 加倍时要注意秋水仙素浓度，植物种类不同，其浓度不同。 ④选择花粉株加倍成活后，要像一般植物管理一样，种子成熟后， 应单株、单穗分别苗种，备作进一步的试验。F1后各代的选育工 作同一般选育工作一样进行试验、鉴定、从中选出优良株系，扩 大繁殖试种，最后用于生产。
四、诱发多倍体的方法： 1、用物理因素诱异多倍：
物理因素有：温度激变，机械创伤，电离射线非电离射线、 离心力等。 物理因素虽可诱导多倍体，但频率较低，在多倍体诱导中成 效不大。
2、用化学因素诱导多倍体：
秋水仙素处理方法：
①秋水仙素介绍 秋水仙素是从百合科秋水仙植物中提炼出来的一种剧毒药剂， 其分了子式为C22H25NO6 H2O。一般秋水仙素是淡黄色粉末， 纯品是针状结晶体，性极毒，对中枢神经有麻醉作用，进入眼 睛，会使其失明，易溶于水、酒精、氯仿和甲醛中，不易溶解 于已醚和苯。
④处理方法：
浸渍法：多用于处理干种子，萌动种子及幼苗。 滴液法：禾本科幼苗，茎基部生长点切一小斜口，使其夹住一 小片滤纸，用吸管滴药液，浓度0.02—0.05%。双子叶植物，用脱 脂棉将顶芽，腋芽包裹住，然后滴液每日一至数次，反复数日 注射法：是用注射针头把秋液注入植株小苗分蘖节的上部。 这种方法适于禾本科谷类作物，尤其对水稻加倍，效果良好。 富民农处理方法 富民农的化学名称：对甲苯磺硫苯胺苯汞，分子式 C19H17H9NSO2，为灰白色粉末，基本不溶于水，溶于丙酮。使 用时应先将纯的药粉1克倒入25ml丙酮中，在热水中（80℃左右） 加热，制成淡黄色溶液，趁热将此液徐徐倒入1000ml原液稀释到 0.01—0.03%即可使用。 还有乙酸（IAA）、氧化亚氨（N2O）等也可加倍染色体数目。
单倍体育种和多倍体育种PPT课件
2.F1自交得到F2 3三.在步F2群体中选出矮杆多孽的植株，再重复第二、6
7
普通西瓜 的幼苗 （或萌发 的种子）
多倍体育种
四倍体 植株♀
×
二倍体 植株♂
秋水 仙素处理
3N种子
幼苗（染色 体加倍,4N）
生长
四倍体植株
三倍体植株
二倍体植 株的花粉
素处理幼苗或者萌发的种子。
优点：加速育种进程（后代是纯合体，不发生性状
分离）
缺点：技术复杂，要与杂交育种配合使用，只在
植物育种中使用。
5
思考与讨论
某作物的高秆（D）对矮秆（d）为显性， 多孽（T）对少孽（t）为显性。Dd和Tt是位 于非同源染色体上的两对等位基因。今有高 秆多孽和矮秆少孽纯种，假如你是育种专家， 请你设计一种育种方案，培育出矮杆多孽的 优良品种。
F21.从F1中挑选出迟熟水稻 6~7年
3.再重复第一、二步 3
单倍体育种
幼苗 秋水仙 迟熟
杂合子(迟熟 品种) 花药离
（A）
素处理
品种 (AA)
体培养
(Aa)
幼苗 秋水仙 早熟
时间：
（a）
素处理
品种 (aa)
当年就可以培育出优良新品种！ 4
一、单倍体育种
原理：染色体变异 方法：花药离体培养出单倍体，然后再用秋水仙
1
思考与讨论
有一水稻品种，已知迟熟（A）对 早熟（a）是显性，现在我们有一杂种 迟熟水稻，请你运用学过的知识设计一 个育种方案，培育出能稳定遗传的迟熟 水稻品种。（并说明大约要几年时间， 水稻是一年生植物。）
2
杂交育种
杂合子(迟 熟品种) 自交迟来自品种 AA、Aa(Aa)
单倍体和多倍体育种
由受精卵发育而成的个体,体细胞含 有两个染色体组叫二倍体．
如．人，Байду номын сангаас蝇，玉米． 绝大部分的动物和高等植物都是二倍体
三倍体：
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三 个染色体组的叫~~ 例：三倍体无籽西瓜，香蕉
多倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个 或三个以上染色体组的~~ 例：马铃薯（四倍体），普通小麦（六倍体）
配子
植株
AABB AAbb aaBB
aabb 植株
(2)应用： 用途：单倍体育种 方法：花药离体培养 + 秋水仙素加倍
离体培养 花药
单倍 体
植株
秋水仙素 染色体加倍
纯合 正常植
株
杂交育种 若从播种到收获种子需要一年,则培育单出倍能体稳育定种 遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?
P
高杆抗病 × 矮杆感病
5、单倍体 (1)定义： 体细胞中含本物种配子染色体数目的个体
（2）单倍体植株特点 弱小，且高度不育
单倍体一定含有一个染色体组吗？ 不一定。只要由配子发育而成的个体就叫单 倍体。
单倍体育种(过程见下)：需要较 短年限，经选育即很快稳定。
AaBb
诱 导 加 倍
AB 离 AB Ab 体 Ab aB 培 aB ab 养 ab
选育出需要的矮抗品种
优点：明显缩短育种年限
第 二
3N植株
减数分裂过程中染色体联会紊 乱不能形成正常的生殖细胞
年
用2N植株产生的花粉刺激
3N无子西瓜
秋水仙素处 理使染色体 数目加倍
三倍体 西瓜子
传粉刺激果实 发育
香蕉的培育
香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子， 无法食用。香蕉的培育过程如下：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
育种
种西瓜不容易
原理
子房发育成果实，胚珠发育为 种子。在子房发育成为果实的过
程 中，需要一定量的生长素。
生长素在植物体内的合成部位是叶原 基、嫩叶和发育中的种子。在二倍体 西瓜的花粉中，除含有少量的生长素 外，同样也含有使色氨酸转变成生长 素（吲哚乙酸）的酶系。
野生芭蕉 加倍 有籽香蕉
2n
4n
野生芭蕉 2n
无籽香蕉 3n
2、单倍体育种
1）单倍体育种的方法步骤
①花药离体培养，获得单倍体幼苗
②用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得正常 可育的纯合子
2）单倍体育种的优点
明显缩短育种的年限
缺点：植株弱小，而且高度不育
思考：利用纯合易感病矮秆品种（ddrr）和纯合抗 病高秆品种（DDRR）培育抗倒伏（矮秆）又抗病品 种ddRR。（说明：必须是纯合子才能作为一个品种）
四倍体水稻干粒重比二倍 体增加30%~60%。
四倍体巨玫瑰葡萄
平均穗重675克，平均粒重10克 二倍体玫瑰香 平均穗重400克，平均粒重6克
四倍体番茄维生素C 的含量比二倍体品种 几乎增加一倍
多倍体植株的特点：
(1)茎秆粗壮； (2)叶片、果实和种子都比较大； (3)营养物质的含量增高。
怎样得到这些多倍体
用0.22-0.44％的秋水仙素 液体滴在其幼苗茎尖生长 点上，连续进行四天。
令二倍体西瓜植株细胞染 色体成为 4倍体（4n＝44 ），这种4倍体西瓜能正 常开花结果，种子能正常 萌发成长。
步骤
（2）处理后的种子或幼苗，要用清水洗干净。 处理及缓苗期间，应将植株置于散光下，以免日 光直接照射，致使秋水仙素分解破坏。同时亦切 忌高温，因为在高温情况下，秋水仙素对植物的 毒性增强，容易造成死苗。因此，在成活前应给 予良好的栽培条件和精心管理。
④为了鉴定的准确起见，尚须直接在显微镜下检 查染色体数目是否已经加倍(普通二倍体西瓜2n =22，四倍体西瓜4n= 44)。
返回点我
第一年： 四倍体瓜 三倍体胚 (种子)
第二年： 三倍体瓜 无籽
探究：人工诱导染色体加倍的原理
抑制纺锤体的形成，导致 染色体不能移向两极，从 而引起细胞内染色体加倍。
间期
前期
中期
后期
低温（秋水仙素）
着丝点分裂 无纺缍丝牵引 前期
若继续进行正常 的有丝分裂
染色体加倍的 组织或个体
香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子， 无法食用。香蕉的培育过程如下：
三倍体无籽西瓜因为不形成种子，所 以缺乏由幼嫩种子产生的生长素，所 以要刺激子房发育成果实，就要授以 成熟的花粉。
把三倍体和二倍体相间种植，以保证 有足够的二倍体植株的花粉传到三倍 体植株的雌花上去，提供生长素。
（1）四倍体母本的获得 ：用 0.2～0.4％的秋水仙 素液体将二倍体普通西瓜
的种子浸泡12～24小时 ，或在每天下午6～7点钟
知识回顾
遗传物质发生 改变所引起的 生物变异
新性状基Βιβλιοθήκη 突变 新基因新 性可遗传的变异 基因重组
新基因型 状
组
生
染色体变异 基因数 合
物
目或基 仅仅由环境变化所引 因的排
变
起的生物变异，遗传 列顺序
异
物质未发生改变
改变
不可遗传的变异
多倍体与单倍体育种
本节主要内容： 1.多倍体育种 2.单倍体育种
本节关键问题： 多倍体形成的原理与方法
（3）多倍体的鉴定：
①用秋水仙素溶液处理后，应注意观察多倍体植 株。若形成多倍体，它萌芽的肥厚度明显增加， 幼根尖端发生膨大现象；
②考察植株的体型，多倍体具有体型较大的特点 。如叶片较大，根茎变粗，花、果实、种子都较 大，茎叶组织比较粗糙，颜色深绿，有时有皱缩 现象； ③四倍体叶面的气孔较大，单位面积气孔数目相 对减少，花粉粒较二倍体的花粉粒大一倍以上；
多倍体和单倍体在育种上的应用
1、人工诱导多倍体育种
方法 （1）低温处理作物的分生组织
（2）用秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗（最 常用且最有效）
秋水仙素作用或低温处理的原理： 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成（细胞分裂前期）
实例分析：无籽西瓜的培育
无 籽 西 瓜 的 培 育
无籽西瓜培育
授花粉产生生长素 刺激子房发育成果
杂交育种单倍体育种F单幼P花2FP倍苗1F粉D1体ddRrdrDD、rDr×RRdD×d×、 、RdDdrRDDDR秋花rrrRD水、、药、ddR仙dd离ddRRRDRR素体、、rR处培rrdd理养、rr ddrr将出直性第第选 病来至状F21年年择的2， 后 分中抗植逐 代 离矮倒株代 不 为育间两抗自 再 止伏即植种只年交 出又可株时要， 现选抗 正常纯 不足：育种时间较长