植物单倍体材料创制方法及其应用
产生植物单倍体的主要途径和方法
产生植物单倍体的主要途径和方法
植物单倍体是指植物体细胞的染色体数目为正常染色体数目的一半，即n。
产生植物单倍体的主要途径和方法有以下几种。
一、自然途径：
1. 雄性不育：一些植物在自然条件下，由于某些原因，雄性生殖器官发育不良或功能丧失，导致花粉无法正常发育或无法受精，从而产生单倍体植株。
2. 雌性不育：某些植物的雌性生殖器官发育不良或功能异常，使得雌蕊无法正常受精，导致产生单倍体植株。
二、人工途径：
1. 雄性不育系与雌性不育系的组合：选取雄性不育系与雌性不育系进行杂交，由于两个不育系的不育因素互补，使得杂交后的后代产生单倍体。
2. 雄性不育系与普通品系的组合：选取雄性不育系与普通品系进行杂交，由于雄性不育系的不育因素与普通品系的正常生殖器官互补，使得杂交后的后代产生单倍体。
3. 雄性不育系与单倍体植株的组合：选取雄性不育系与已知为单倍体的植株进行杂交，由于雄性不育系的不育因素与单倍体植株的染色体数目互补，使得杂交后的后代产生单倍体。
三、化学途径：
1. 雌性不育剂处理：通过使用雌性不育剂处理植物，抑制其雌蕊的
发育与功能，从而导致产生单倍体植株。
2. 雄性不育剂处理：通过使用雄性不育剂处理植物，抑制其花粉的发育与功能，从而导致产生单倍体植株。
总结起来，产生植物单倍体的主要途径和方法包括自然途径和人工途径。
自然途径主要是通过雄性不育或雌性不育导致花粉或雌蕊的发育或功能异常，从而产生单倍体植株。
人工途径主要是通过选择不育系与普通品系或单倍体植株进行杂交，或者通过化学处理抑制雌蕊或花粉的发育与功能，从而产生单倍体植株。
这些方法在植物育种和遗传研究中具有重要的应用价值。
植物单倍体技术及其应用的研究进展_2011
2.5 远源花粉刺激孤雌生殖 对于一些相对特殊的植物或基因型材料而言, 远源花粉刺激孤雌生殖是得到单倍体的一种理想手 段。远源花粉不易使母本的卵细胞受精, 但是能刺 激卵细胞发育, 使之开始分裂并发育成胚, 并由此产 生单倍体或经核内复制形成双倍体, 这种技术已经 在多种植物上获得成功。在多数情况下, 外源花粉 常常取自于某些特定基因型的玉米植株[32]。在远源 花粉授粉时, 去雄后延迟授粉可以大大提高孤雌生 殖的诱导率, 而且延迟天数对诱导效果影响很大。
2.3 辐射花粉或化学药剂处理诱导孤雌生殖 辐射诱导孤雌生殖是指将经辐射处理后失去 受精能力的花粉授在正常的柱头上, 虽然它不能与 卵细胞结合, 却能刺激卵细胞分裂并发育成单倍体 的胚胎, 从而得到母系单倍体植株。这一项技术已 经在很多种植物中取得成功[28]。另外, 有些化学药
图1 基于着丝粒改造的单倍体诱导策略(根据参考文献[27]修改) Fig.1 Altering centromeres to produce haploid plants (modified from reference [27])
1010
· 综述 ·
剂如二甲基亚砜、秋水仙碱、甲苯胺蓝(toluidine blue, TB)等也能诱导植物孤雌生殖。将拟南芥、芥 菜和紫露草三种植物的雄蕊摘除, 后用油菜素内酯 分别涂抹柱头, 成功获得了拟南芥和芥菜的单倍体 植株, 但仅得到混倍体紫露草 。这一类方法尤其
[29]
很多, 所以易于根据外观特征进行鉴定。这是一种 直观便捷的方法, 但往往需要植物生长发育到一定 时期才能够进行。所以, 对于一些生长周期较长的 木本植物来说不太适用。
单倍体育种的原理
单倍体育种的原理
单倍体育种是一种通过体细胞核的染色体去除一组染色体后形成的一套单一染色体的育种方法。
该方法利用人工制备的体细胞来代替传统的花粉或卵细胞，以实现杂交育种的目的。
单倍体育种的具体操作过程包括以下几个步骤：
1. 体细胞来源：选择目标植株的体细胞作为起始材料，常用的体细胞可以是叶片、茎、根等组织。
2. 诱导体细胞分裂：将体细胞放入培养基中，添加适量植物生长调节剂，刺激细胞分裂。
此时，细胞进入有丝分裂过程。
3. 去除染色体：在有丝分裂的特定阶段，通过处理和培养基中添加化学物质，使染色体分散，并通过筛选将只含有目标染色体的细胞保留下来。
4. 重建染色体组成：保留下的单倍体细胞经过培养，使其实现染色体组的重建。
可通过体外诱导来恢复维持细胞正常生长所需的遗传信息，使其获得正常的DNA复制和表达。
5. 培养和筛选：将重建染色体的单倍体细胞培养，并在特定培养基中筛选出理想的单倍体植株。
常用的筛选方式包括对培养基中添加抗生素或选择性物质，以阻断非目标细胞的生长，从而筛选出目标植株。
单倍体育种的优点是可以通过去除或添加染色体来快速培育出
具有特定性状的植株，加快了育种进程。
但同时也存在着技术难度较高、操作繁琐、成功率相对较低等问题，因此在实际应用中还需进一步改进和完善，以提高单倍体育种的效率和成功率。
单倍体育种技术在玉米种质创新上的应用与实践
单倍体育种技术在玉米种质创新上的应用与实践
单倍体育种技术是一种种质繁殖技术，通过诱导玉米花粉体外部分生殖细胞的无性生殖，得到纯合的单倍体植株。
其优点在于可以快速获得纯合基因型的植株，并且可以大规模地批量繁殖。
因此，在玉米种质创新上，单倍体育种技术得到了广泛的应用与实践。
首先，单倍体育种技术可以用于加速玉米品种的选育速度。
在传统杂交育种中，需要进行多代的杂交配制和选择，往往需要多年时间才能获得理想的亲本组合。
而使用单倍体育种技术可以直接获得不同亲本的单倍体组合，从而缩短了选育周期，提高了选育效率。
例如，在玉米糯性育种中，使用单倍体育种技术可以获得不同基因型的纯合体系，便于对糯性相关基因的筛选与选择。
其次，单倍体育种技术可以用于玉米种质资源的筛选和利用。
玉米作为人类主要的粮食作物之一，拥有丰富的遗传多样性和基因资源。
使用单倍体育种技术可以对玉米种质资源进行筛选和利用，挖掘出更多的优良基因型和抗逆性强的品种。
例如，在毛蕊矮秆玉米育种中，使用单倍体育种技术可以大规模地筛选出优势的基因型，并结合传统杂交育种技术进行品种改良。
此外，单倍体育种技术还可以用于玉米基因组学和分子育种领域的研究。
使用单倍体育种技术可以构建出种质资源库和基因组图谱，为玉米基因组学和分子育种领域的研究提供更多和更好的实验材料。
例如，在玉米分子育种中，可以利用单倍体育种技术获得大量的纯合基因型材料，用于功能基因组学与关联分析。
总之，单倍体育种技术在玉米种质创新上的应用与实践取得了较大的成果，为玉米育种与繁殖提供了更高效、更快捷的方式和手段，为玉米种业的发展与进步做出了积极的贡献。
获得单倍体植株的方法
获得单倍体植株的方法单倍体植株是指其细胞中只含有一套染色体的植株，通常以“n”表示其染色体数目。
单倍体植株在植物育种和遗传学研究中具有重要的应用价值，因此获得单倍体植株的方法备受关注。
下面将介绍几种获得单倍体植株的常用方法。
1. 质体分离法。
质体分离法是一种常用的获得单倍体植株的方法。
其基本原理是通过化学处理或生物学手段，使植株的细胞质体与细胞核分离，从而得到单倍体细胞。
具体操作步骤包括质体提取、离心沉淀、质体染色体处理等。
这种方法操作简单，成本低，适用于多种植物的单倍体制备。
2. 雄性不育系育种法。
雄性不育系育种法是利用雄性不育基因导致花粉失活，从而获得单倍体植株的方法。
通过人工选择或诱变获得雄性不育系，再通过杂交和某些处理手段，得到单倍体植株。
这种方法适用范围广，对于一些重要的经济作物，如水稻、小麦等，已经取得了较好的效果。
3. 细胞培养诱导法。
细胞培养诱导法是利用植物体细胞的再生和分化能力，通过细胞培养和激素处理等手段，诱导产生单倍体植株。
这种方法操作灵活，可以针对不同植物种类和不同发育阶段进行调整，因此在实际应用中具有一定的优势。
4. 化学诱导法。
化学诱导法是利用化学物质诱导植物体细胞发生多倍体细胞减数分裂，从而获得单倍体植株。
常用的化学诱导剂包括科尔希霉素、染色体丝裂素等。
这种方法操作简单，效果稳定，适用于多种植物的单倍体制备。
5. 辐射诱变法。
辐射诱变法是利用辐射诱导植物体细胞产生染色体畸变，从而获得单倍体植株的方法。
常用的辐射源包括X射线、γ射线等。
这种方法操作简便，效果显著，已经在一些重要作物的单倍体育种中得到了广泛应用。
总之，获得单倍体植株的方法有多种途径，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际操作中，应根据具体植物种类和育种目的选择合适的方法，并结合实际情况进行调整和优化，以获得最佳的育种效果。
希望本文介绍的方法能够为相关领域的研究工作者提供一定的参考和帮助。
植物单倍体诱导实验报告(3篇)
实验背景单倍体诱导技术在植物育种中具有重要作用，能够加速基因分离、提高育种效率。
本实验旨在探究化学诱导法在植物单倍体诱导中的应用，观察并分析单倍体植物的生长发育情况。
实验材料1. 植物材料：小麦种子、拟南芥种子、番茄种子等。
2. 试剂：秋水仙素、蒸馏水、甲醇、盐酸等。
3. 仪器：恒温培养箱、显微镜、解剖镜、天平等。
实验方法1. 种子处理：将小麦、拟南芥、番茄种子分别用70%乙醇消毒5分钟，再用无菌水冲洗干净。
2. 诱导处理：将消毒后的种子浸泡在0.01%秋水仙素溶液中，处理时间为24小时。
3. 播种：将处理后的种子播种于含有适量营养基质的培养皿中，置于恒温培养箱中培养。
4. 观察与记录：定期观察植株的生长发育情况，包括株高、叶片颜色、叶片形状等。
同时，利用显微镜观察植株的染色体数目，以鉴定单倍体植物。
实验结果1. 小麦单倍体诱导：在诱导处理24小时后，小麦植株的株高明显降低，叶片颜色变浅，叶片形状呈细长状。
显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。
2. 拟南芥单倍体诱导：在诱导处理24小时后，拟南芥植株的株高和叶片颜色无明显变化，但叶片形状呈细长状。
显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。
3. 番茄单倍体诱导：在诱导处理24小时后，番茄植株的株高和叶片颜色无明显变化，但叶片形状呈细长状。
显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。
1. 秋水仙素诱导效果：秋水仙素是一种常用的化学诱导剂，能够抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体加倍。
本实验结果表明，秋水仙素在小麦、拟南芥、番茄种子中均具有较好的诱导效果。
2. 诱导时间：本实验中，诱导时间为24小时。
根据不同植物种类的特点，诱导时间可适当调整。
例如，小麦的诱导时间可适当延长至48小时。
3. 单倍体鉴定：显微镜观察是鉴定单倍体的有效方法。
通过观察染色体数目，可以判断植物是否为单倍体。
结论本实验成功利用秋水仙素诱导小麦、拟南芥、番茄种子形成单倍体植物。
获得单倍体植株的方法
获得单倍体植株的方法单倍体植株是指其细胞只含有一套染色体，通常情况下，植物的细胞是双倍体，即每个细胞中含有两套染色体。
获得单倍体植株对于植物育种和基因研究具有重要意义。
下面将介绍几种获得单倍体植株的方法。
1. 化学处理法。
化学处理法是通过化学药剂处理使植株产生单倍体。
一般使用的化学药剂有，乙草胺、氯乙草胺、氯丙草胺等。
具体操作方法是将种子或幼苗浸泡在适当浓度的化学药剂中，经过一定时间后，再将植株生长到成熟期，通过染色体加倍处理，即可获得单倍体植株。
2. 温度处理法。
温度处理法是通过控制植株的生长环境温度，使其产生单倍体。
一般情况下，将植株暴露在低温环境中，或者在高温环境中培养植株，可导致其产生单倍体。
这种方法操作简单，成本低廉，但对植株的生长环境要求较高。
3. 细胞培养法。
细胞培养法是通过离体培养植物细胞，使其产生单倍体。
具体操作方法是将植物的叶片、茎尖等组织切碎，消毒后进行培养，培养基中添加适当的激素，促进细胞分裂，再经过染色体加倍处理，即可获得单倍体植株。
4. 配子植物法。
配子植物法是通过人工控制植物的生殖过程，使其产生单倍体。
具体操作方法是将两个不同倍性的植株进行杂交，然后通过染色体加倍处理，即可获得单倍体植株。
这种方法操作复杂，但可以获得大量的单倍体植株。
5. 辐射处理法。
辐射处理法是通过辐射照射植株，使其产生单倍体。
辐射处理可以使用X射线、γ射线等。
辐射处理后，植株的染色体数量会发生变化，从而产生单倍体。
这种方法操作简便，但对植株的生长环境要求较高。
总之，获得单倍体植株的方法有多种，可以根据具体情况选择适合的方法进行操作。
在实际操作中，需要注意控制处理的时间和剂量，以及对植株的生长环境进行合理调控，以确保获得高质量的单倍体植株。
希望以上介绍的方法对您有所帮助。
获得单倍体植株的方法
获得单倍体植株的方法单倍体植株是指在染色体组成中只有一套染色体的植物个体。
单倍体植株在植物育种和遗传学研究中具有重要的应用价值。
本文将介绍获得单倍体植株的方法，希望能对相关研究和实践工作提供一定的参考。
1. 化学诱导法。
化学诱导法是获得单倍体植株的常用方法之一。
通过使用化学药剂，如染色体不分离剂（如科尔希胺）、乙酸溴乙酯（CE）等，能够干扰植物细胞有丝分裂过程，导致染色体不分离，从而形成单倍体植株。
这种方法操作简单，成本低廉，适用于多种植物材料。
2. 质量分析法。
质量分析法是通过对植物花药、胚胎、种子等进行质量分析，筛选出单倍体植株。
这种方法需要借助显微镜等仪器设备，对植物细胞的染色体数量进行观察和分析，从而鉴定出单倍体植株。
这种方法准确性高，适用于多种植物材料。
3. 电脉冲诱导法。
电脉冲诱导法是利用电脉冲对植物细胞膜进行破裂，使得细胞质外涌，形成质体团，再通过培养基诱导形成单倍体植株。
这种方法操作简单，适用范围广，但对设备和技术要求较高。
4. 基因编辑技术。
随着基因编辑技术的不断发展，CRISPR/Cas9等技术已经被应用于获得单倍体植株的研究中。
通过编辑特定基因，可以实现植物细胞染色体的减半，从而获得单倍体植株。
这种方法具有高效、精准的特点，但对操作者的技术要求较高。
5. 辐射诱变法。
辐射诱变法是利用辐射对植物细胞进行诱变，诱发染色体不分离，产生单倍体植株。
这种方法操作简单，适用范围广，但对辐射设备和操作要求较高。
总结：获得单倍体植株的方法多种多样，不同的方法适用于不同的植物材料和研究目的。
在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合实际情况进行调整和改进。
希望本文介绍的方法能够为相关研究和实践工作提供一定的参考，推动单倍体植株研究领域的发展和应用。
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万方数据
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植物单倍体材料创制方法及其应用
作者：胡建斌， 李建吾， 孙守如， 孙治强， HU Jianbin， LI Jianwu， SUN Shouru， SUN Zhiqiang
作者单位：河南农业大学,林学园艺学院,河南,郑州,450002
刊名：
贵州农业科学
英文刊名：GUIZHOU AGRICULTURAL SCIENCES
年，卷(期)：2007,35(4)
被引用次数：2次
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