第17章 倍性育种PPT教学课件

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《倍体与多倍体育种》课件

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总结词
多倍体育种技术可以通过增加作物的染色体数,促进作物的生长和发育,从而提高作物 的产量。
详细描述
多倍体育种技术可以通过染色体加倍和筛选等步骤,创造出具有优良产量性状的作物新 品种。这些新品种在生长和发育过程中可以更好地吸收和利用养分,产生更多的生物量 ,从而提高作物的产量。在产量育种中,多倍体育种技术是一种有效的手段,可以帮助
倍体在生物界中的分布
总结词
倍体在生物界中广泛分布,包括植物、动物和微生物等。
详细描述
倍体在生物界中广泛分布,不仅存在于植物界,也存在于动物界和微生物界。在植物界中,多倍体的 植物较为常见,如马铃薯、小麦等。在动物界中,也有一些多倍体的动物,如某些鱼类和昆虫。此外 ,在微生物界中也有一些多倍体存在。
提高园艺植物观赏价值
多倍体育种可以改善园艺植物的花色 、花型、株型等观赏特性,提高其观 赏价值。
倍体育种在畜牧业中的应用
培育高产奶牛品种
通过多倍体育种可以培育出产奶量更高、奶质更优的奶牛品种, 提高畜牧业经济效益。
改善肉质和生长性能
多倍体育种可以改善肉用动物的生长速度、肉质和脂肪含量等品质 特性,提高其商业价值。
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目录
• 倍体的概念与类型 • 多倍体育种的方法 • 倍体育种在农业上的应用 • 多倍体育种在农业上的应用 • 未来展望
01
CATALOGUE
倍体的概念与类型
倍体的定义
总结词
倍体的定义是指细胞中染色体数目成倍增加的个体。
详细描述
在生物学中,倍体的定义是指细胞中染色体数目成倍增加的个体。通常情况下 ,大多数生物的细胞中染色体数目是恒定的,但某些生物在演化过程中可能会 出现染色体数目的变异,从而形成倍体。

09_倍性育种08

09_倍性育种08

多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组数目的生 物体
(如 3X 、 4X …… )
如 :二粒系小麦为异源4 倍体,普通系小麦为异源6 倍 体,棉花为异源四倍体,甘蓝型油菜为异源四倍体等。 同源多倍体 植物多倍体 异源多倍体
• 同源多倍体: 多倍体中染色体组来源相同,如
四倍体水稻 AAAA , 2n=4X=48 ,四倍体黑
异常减数分裂形 成2n配子
(三) 多倍体的育种意义
① ②
利用染色体加倍的剂量效应 ,增大作物的营 养器官或果实; 通过异源多倍体 克服远缘杂交的困难 (杂交 不实、杂 种不育);
遗传桥梁 :作为不同倍数性物种间或植物 间远缘杂交的遗传桥梁, 是基因转移的有 效手段。

二 、 多倍体的诱导途径
P131.
麦 RRRR , 2n=4X=28 ;
同源多倍体的一个显著特征是植株、器官和
细胞的 “ 巨大性 ” , 其某些代谢物的含量也
较高。
• 异源多倍体:
多倍体中的各染色体组来源不同,多为种、属间杂种
例:普通小麦是异源 6 倍体 AABBDD , 2n=6X=42; 小黑麦为异源 8 倍体 AABBDDRR , 2n=8X=56 或异源 6 倍体 AABBRR, 2n=6X=42;
六 单倍体育种存在的问题
1. 花药培养愈伤组织诱导率和绿苗再生率 不高; 2. 花药培养力品种间差异大。
The
EndLeabharlann 第九章倍性育种(Ploidy Breeding)
植物倍性育种的重要意义
• 倍性育种(Ploidy Breeding)是指通过植物染色 体数目倍数性的变化而获得遗传变异,再通 过系统的选择与鉴定进一步培育成作物新品 种的育种方法。倍性育种又称为染色体组工程育

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处理方法
秋水仙素一般多用水溶液,亦可稀释于低浓度的酒精中或10 %的甘油中或制成羊毛脂膏或加入琼脂凡士林中后施用。 常用的处理方法有:
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①浸渍法
适合于处理种子、枝条、盆栽小苗的茎端生长点。一般发芽 种子处理数小时至3天,处理浓度0.2%~1.6%。浸渍时不宜 淹没种子,处理时间也不能太长,以免影响根的生长。处理 后用清水洗净,再播种或沙培。 如百合类鳞片用秋水仙素处理1~3小时后扦插,可得到四倍 球芽;唐菖蒲实生小球也可用浸渍法获得四倍体植株。
倍性育种
定义及倍性变异的种类 多倍体育种 单倍体育种 非整倍体的利用
1
倍性育种:人工诱发植物染色体数目发生变异,根据
育种目标,从中选育新品种或选育育种亲本的方法。
2
倍性变异的种类
整倍体变异:植物染色体数目出现与染色体基数呈倍数性 关系的变异。整倍体变异变异的结果是产生多倍体 (polyploid)和单倍体(haploid)。
小黑麦 异源六倍体 AABBRR;异源八倍体 BBDDRR芥

异源四倍体
萝卜甘蓝 异源四倍体
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萝卜(2n=18) x 甘蓝(2n=18) 染色体加倍
萝卜甘蓝(2n=4x=36)
11Байду номын сангаас
金鱼草
二.多倍体植物的特点 1.同源多倍体植物的特点
①育性差,结实率低。 ②形态、组织学上的特征
多倍体植株一般比原来的二倍体表现出巨大性。
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四.多倍体的诱导与育种
诱导材料的选择 多倍体产生的途径和方法-秋水仙素及其加倍作用 多倍体植物的鉴定
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1.诱导材料的选择 ①选择主要经济性状优良的品种 ②选择染色体组数较少的种类

倍性育种

倍性育种

花药培养
将花粉处于单核时期(小孢子)的花药进行离体培养。 将花粉处于单核时期(小孢子)的花药进行离体培养。 通过培养使它离开正常的发育途径( 通过培养使它离开正常的发育途径(即形成成熟花粉最后 产生精子的途径)而分化成为单倍体植株。 产生精子的途径)而分化成为单倍体植株。 花粉培养有两条途径 由花粉分裂形成愈伤组织 愈伤组织( ①由花粉分裂形成愈伤组织(即分化程序很低的薄壁细胞 ),再由愈伤组织分化出根和芽 最后形成植株。 再由愈伤组织分化出根和芽, 团),再由愈伤组织分化出根和芽,最后形成植株。 由花粉分裂形成胚状体 再由胚状体长成植株。 胚状体, ②由花粉分裂形成胚状体,再由胚状体长成植株。
生物体细胞中的染色体数一般用 2N 表示,配子中的 表示, 表示,如甘蓝体细胞中的染色体数为2N 18, 染色体数用 N 表示,如甘蓝体细胞中的染色体数为2N = 18, 9。 雄配子体和雌配子体的染色体数为 N = 9。
二倍体 (Diploid)
二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体, 二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体,如 甘蓝: 18。 甘蓝: 2N = 2x = 18。
小孢子培养
通常小孢子培养分以下几个步骤: 通常小孢子培养分以下几个步骤:
1. 花蕾的准备 2. 小孢子的游离 3. 胚胎的诱导和再生 4. 染色体的加倍. 染色体的加倍.
矮牵牛小孢子培养过程(尝试阶段)
1花粉预处理培养 2.花药壁组织与小孢子 共培养 3小孢子培养? 小孢子培养 4. 胚胎的诱导和再生 5. 染色体的加倍. 染色体的加倍.
2. 离体诱导
将一定发育阶段的花药、花粉、子房,通过无菌操 将一定发育阶段的花药、花粉、子房, 作接种在培养基上, 作接种在培养基上,使单倍体细胞分裂形成胚状体或愈伤 组织, 组织,然后由胚状体发育成小苗或诱导愈伤组织发育为植 株。

倍性育种

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5、嵌合体问题 通过对处理的组织器官 发育时期的选择,控制秋水仙素浓度、采用 合适的处理时间等途径解决; • 6、多倍体群体的选育 对诱导成多倍体 材料进行选育的方法与常规育种方法基本相 同 • 7、与其他育种手段结合 如与组织培养 结合。
4、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 (3)三倍体西瓜 • 2、异源多倍体 异源多倍体小黑麦 初级小黑麦:直接由小麦与黑麦杂交所得 次级小黑麦:由相同或不同倍性的初级小黑 麦相互杂交而得 代换型小黑麦:它是由某一染色体组中的某 些染色体代替了正常六倍体小黑麦中的某些染色体而 获得。
四、单倍体在育种上的应用价值
• 1、缩短育种年限 • 2、克服远缘杂交的困难 • 3、提高诱变育种的效率 • 4、合成育种新材料
五、单倍体育种的主要步骤
• 1、诱导材料的选择 应该选择表现型优良
的个体作为诱导材料。因为诱导出的单倍体 受到供试验植株基因型的影响,诱导材料带 有丌良基因,这些基因徆可能在诱导出的单 倍体中出现。 • 2、单倍体材料的获得 获得单倍体的途径 主要有量个方面,一个是利用自然界的单倍 体变异株;另一途径是通过人工的方法诱导 单倍体。

细胞在秋水仙碱处理后,用清水洗净 残留的秋水仙碱,细胞可恢复正常。秋 水仙碱在适当的浓度范围内,对植物细 胞基本上无毒害作用,药剂在细胞中扩 散后,无明显的毒害作用,遗传上一般 丌収生其他变异。
• (三)生物因素诱导 生物因素诱导主要包括利用胚 乳培养、体细胞杂交等技术产生多 倍体,这一技术还有待于迚一步研 究。
3、孪生苗(双生苗) 一粒种子上长出的2株戒多株苗称为孪生苗(双 胚苗)戒多胚苗。被子植物中少数属如柑橘属中常常 出现双胚戒多胚现象。双胚种子长成的双生苗中有单 倍体,其出现的频率较单生苗高。我国在水稻、苎麻、 亚麻中均収现双胚苗、多胚苗类型,能够出现单倍体 4、半配合生殖(Semigamy) 半配合是一种丌正常的受精类型,当精核迚入卵 细胞后,丌収生精核和卵核结合,而是精核和卵核各 自独立分裂,幵収育成胚,形成代表父本和母本性状 的嵌合体。

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五、单倍体的二倍化 自然加倍——频率低,受试材的影响 人工加倍——秋水仙碱溶液处理
①单倍体植株的茎尖生长点或根系 ②花粉
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第三节 单倍体育种
六、单倍体育种的应用 1、加速遗传育种材料的纯合,缩短育种周期 2、提高选择效率 3、与其他育种技术结合,提高育种效率 4、构建分子遗传图谱
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第二节 多倍体育种
7、流式细胞仪分析
用特异的DNA荧光染料对细胞染色后测定样品的荧光密度, 荧光密度与DNA含量呈正比 优点: ①快速 ②能区分变异体是混倍性嵌合体还是同型突变体 ③不受试材的限制 ④能确定染色体小而难以用染色体计数法确定倍性的物种
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第二节 多倍体育种
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第二节 多倍体育种
二、人工理化诱变 1、物理方法诱变多倍体 高温、低温、射线、干旱 玉米幼胚短暂置于40℃高温下能诱导染色体加倍 诱变效率较低、嵌合体产生频率较高,未被广泛 应用
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第二节 多倍体育种
2、化学方法诱变多倍体 (1)诱变多倍体的化学药剂 秋水仙碱:百合科秋水仙属植物的器官和种子中分离提取 出来的剧毒生物碱,分子式为C22H25NO6。 萘嵌戊烷、萘骈乙烷、安磺灵、戊炔草胺等
③三倍体与二倍体杂交得到四倍体(Alpha 68 苹果)
④四倍体为母本,二倍体为父本杂交筛选出新的四倍体类型 (“翠绿”、“翠宝”)
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第二节 多倍体育种
四、离体培养获得多倍体 胚乳培养获得三倍体 原生质体融合获得多倍体 其他组织离体培养获得多倍体
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总之:
****多倍体的产生是植物对不利条件的适应,是自然选 择的结果,从而进化发展成新的变种或物种。
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小 麦 属 精物选ppt种 的 进 化
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芸 苔 属 物 种 的 二 倍 成体 与 异 源 四 倍 体 的 形
芥菜型油菜 白菜型油菜
黑芥
• 芸薹属有三个二倍体基本种; • 分别有染色体数目不等的染色体组; • 形成异源多倍体
化学物质有富民农、萘嵌戊烷、吲哚 乙酸及应用效果最好且最为广泛的秋水 仙素。许多育种学家在20世纪30年代, 开始积极地用秋水仙素诱导多倍体。
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④滴液法 处理较大植株的顶芽、腋芽时, 常用浓度为0.1%~0.4%,每日滴一至数次, 并反复处理数日,使溶液透过表皮浸入组 织内起作用。也可先用小片脱脂棉包裹幼 芽,再往上滴药剂把棉花浸湿。
• 3x, 4x grape
Big fruits, seedless
• 4x Tomato
High Vc content
• 3x watermelon
Big fruit, seedless
• 3x azalea 杜鹃花 Big flower, long period of flowering
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▪ 最好选择能单性结实的品种 Capable of asexual
fruit setting
对于果树,染色体多倍化后,常常会使育性 降低。
▪ 选用多个品种进行处理Treat more varieties

倍性育种

倍性育种

来自二倍体植物(2n=2x)的单倍体细胞中只有
一组染色体(1x),叫一元单倍体
(monohapolid),简称一倍体(monopolid)。
来自四倍体植物(2n=4x)的单倍体细胞中含有 两组染色体(2x),叫多元单倍体(polyhaploid) 多元单倍体又可以根据四倍体起源分为同源多元 单倍体(homopolyhaploid)和异源多元单倍体
四、多倍体育种的意义与成就 1) 产生同源多倍体
2) 克服远缘杂交困难
3) 作为不同倍性物种间杂交的桥梁
第二节 多倍体诱变

1. 物理方法温度骤变、机械创伤、辐射处理等都有 可能诱发多倍体的产生。


2. 化学方法主要是利用秋水仙素诱导多倍体。
3. 生物方法:
有性杂交获得多倍体 组织培养获得多倍体
(2)、鉴定:
1)、形态鉴定
2)、染色体镜检
(3)、选择:选育出单瓜100-200粒的高产籽 系统,生产繁殖四倍体种子。 2、三倍体杂交种的选配:组配 以四倍体为母本,以另一二倍体为父本杂交, 选出优良组合,即可配制F1 优点:1)多倍体无籽;2)利用杂种优势
二、三倍体无籽西瓜杂交制种

1、选地与隔离:
三、组织培养法获得多倍体
在细胞、愈伤组织培养中常发现染色体倍性 的变化,从中可以筛选和培养出多倍体植株。 如石刁柏、胡萝卜的组织培养过程中很易形 成多倍体。 胚乳培养可以获得多倍体 体细胞杂交(或原生质体融合)可创造异源 多倍体。

第三节:单倍体育种
一、单倍体的类型和特点 二、获得单倍体的方法 三、单倍体在遗传育种中的应用
倍性育种
倍性育种

第一节 多倍体的来源及意义 第二节:多倍体诱变
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2. 异源多倍体
•以A代表一个染色体组,B代表另一个染色体组,AABB表示 异源四倍体。
•如:四倍体邱园报春(2n=4x=36)就是多花报春 (2n=2x=18)与轮花报春(2n=2x=18)的杂交种,经染色 体加倍后形成的。
3. 异数多倍体
又称为非整数多倍体,是指细胞中染色体数目有零头的多 倍体。
例如,栽培菊花(Chrysanthemum morifolium)大多为六 倍体(2n=6x=54),但其染色体常因品种有很大的变化。 染色体数目少的品种有47条染色体(即5x+2),数目多的品 种有71条染色体(即8x-1),其中不少都是异数多倍体。
三、多倍体的特点
1. 巨大性 2. 生理特性发生变化 3. 适应性强 4. 育性降低
个头较矮,叶片较薄,花器较小,并且只能开花不能结实, 具有高度不孕性。 • 将单倍体植物的染色体加倍,使其成为纯合二倍体,加速 育种进程。 2. 单倍体植物产生的途径 (1)孤雌生殖 (2)无配子生殖 (3)孤雄生殖 (4)利用软X射线筛选自然单倍限 • 与诱变育种相结合提高选育效率 • 克服远缘杂交不育性与分离的困难 • 快速获得异花授粉植株的自交系
四、人工诱导多倍体的方法
1. 材料选择 2. 秋水仙素的性质、配制与贮藏 3. 处理的适宜时期 4. 秋水仙素的浓度与处理时间
0.2%~0.4% 5. 秋水仙素处理的方法
浸渍法、滴定法、细管法、羊毛脂法、套罩法、 注射法、复合处理法
五、多倍体的鉴定与后代选育
1. 植物多倍体的鉴定 (1)直接鉴定法 (2)间接鉴定法 ❖ 气孔鉴定 ❖ 花粉鉴定 ❖ 茎叶鉴定 ❖ 花、果实鉴定 ❖ 可育性鉴定
未经受精,而是单性发育成为植物体,因其细胞只包含有 一套染色体,这类植物称为单倍体。
2. 单倍体育种:就是指用诱发单性生殖(如花粉培养)的方 法,使杂交后代的异质配子长成单倍体植株,经染色体加 倍成为纯系,然后进行选育的一种育种方法。
二、单倍体的特点及其产生的途径
1. 单倍体的特点 • 与二倍体相似,只是发育程度较差,植株的生活力较弱,
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2.多倍体后代选育
• 一旦选出优良多倍体植株,能无性繁殖的则采用无性繁殖 方法加以利用和推广。繁殖时主要利用主枝,因为侧枝有 可能是嵌合体。
• 对于只能用种子繁殖的1~2年生草本花卉,根据其多倍体 后代分离特点可采用适当的选择方法,不断去劣留优,使 其成为纯系后再加以利用推广
第二节 单倍体育种
一、单倍体的概念 1. 单倍体: 如果雄性细胞(花粉)或雌性细胞(卵细胞)
减数分裂的配子再发生有性功能这两种方式。 ❖ 在自然界中,由于温度巨变等因素,使生殖细胞的染色体
数目未能减半,从而创造出多倍体植物类型。
二、多倍体的种类
1. 同源多倍体 ❖ 以符号A代表一个染色体组,AAA则表示同源三倍体,
AAAA表示同源四倍体。如美国已育成的金鱼草、麝香百 合等四倍体类型就属于同源四倍体。 ❖ 同源多倍体在植物界比较常见。由于大多数植物是雌雄同 株的,两性配子可能有同时发生异常减数分裂的机会,使 配子中染色体数目不减半,然后通过自交形成多倍体。 ❖ 同源多倍体中最常见的是同源四倍体和同源三倍体。
第十七章 倍性育种
本章要点
• 倍性育种的意义 • 多倍体和单倍体的特点 • 获得多倍体和单倍体的途径
第一节 多倍体育种
• 多倍体育种是指利用多倍体植物进行选育,获得新品种的 方法。
一、多倍体的起源 ❖ 一般在一属植物中,二倍体植物是原始种,多倍体植物
是衍生种。 ❖ 自然界中多倍体起源有体细胞染色体加倍与细胞学上未经
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