简述植物获得多倍体的途径与方法
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。
浅谈植物多倍体鉴定方法.doc
浅谈植物多倍体鉴定方法【摘要】多倍体育种作为一种重要的育种手段，目前已被广泛应用，其中倍性鉴定是多倍体育种的一个重要环节，快速、准确地进行倍性鉴定对加速育种进程有重要的意义。
本文概括了目前最常用的几种多倍体鉴定方法，并对各自优缺点进行简要比较。
【关键词】植物；多倍体；鉴定多倍体植物通常具有生物产量高、适应性强、抗逆性强、有效成分含量高等特征，然而仅靠染色体自然加倍很难满足现代植物育种的需要。
为此，人为通过物理方法、化学方法、生物学方法等途径使植物细胞染色体组加倍，获得多倍体材料，用以选育符合人们需要的优良品种，是近年来植物育种研究的一个热点。
目前，育种学家已在150属的若干种上进行了研究，并已诱导出许多多倍体。
一批二倍体材料经处理后，其中一些材料的染色体加倍成为多倍体，一些未能加倍依然为二倍体，还有一些为混倍体，因此，准确地辨认多倍体并将其挑选出来，是多倍体育种的一个重要环节。
目前常用的鉴定方法主要有以下几种：1 植株形态学鉴定随着细胞染色体倍性的增加，植物细胞和各器官体积一般趋于增大，表现出茎杆粗壮，叶色变深，叶片变厚，生长缓慢，多倍体的花、果实一般均比二倍体的大，而且花瓣肥厚，花色较鲜艳。
因此，巨型性是多倍体植物最为显著的外部形态特征。
苹果多倍体植株外观具有茎矮、粗壮、节间短、叶宽圆、叶片厚、叶色浓绿、叶脉突起等形态特征[1]。
颖长可以作为水稻染色体倍数的又一指标，水稻单倍体与二倍体的颖长一般以5.6?L为界，二倍体与三倍体的颖长以7.8?L为界[2]。
黄瓜单倍体与双单倍体雌、雄花花冠具有明显区别：单倍体花冠深裂，而双单倍体花冠浅裂，可以作为区别单倍体和双单倍体植株的标志，单倍体能结果，但果形多异常，无正常种子，多空瘪籽，双单倍体种子饱满[3]。
根据植株外部形态特征进行鉴定是初步鉴定多倍体的主要方法，也是最直观，最粗放的方法，优点是简便、快速，不需要任何仪器，可以在苗期做出早期鉴定，为育种工作者减轻工作量。
遗传学实验 植物多倍体的诱发
四、实验方法
（二）小麦、玉米多倍体植株诱发——从种子开始
4、当根长出后及时转入装有自来水的250mL烧 杯的纱网上进行水培2-3周。 记录。每种植物每组至少取10株，测量植 株地上部分高度和鲜重，根长、根数和鲜重。 观察植株叶表皮气孔形态和数目的变化（该 性状作为辅助指标）。 注意处理组与对照组的对比分析。
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四、实验方法
（一）大蒜根尖多倍体细胞诱发
1、发根：在50mL烧杯中加适量自来水，将大蒜鳞 基置烧杯上，底部浸入水中。 2、秋水仙素处理：约3天后（根长1~1.5cm），将 根尖浸于0.1%秋水仙素溶液中48h。由于培养时间 较长，需要添加秋水仙素溶液。以未处理作为对照。 3、复苏：自来水冲根尖4-5次充分除去秋水仙素， 再用自来水培养根尖至2.5cm以上。
2012/10/14
遗传学实验
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Think About It…
1、经秋水仙素处理的植物种子在生长发 育上有何特点？ 2、用秋水仙素处理干种子时，为何前期 浓度较高，后期浓度较低？ 3、比较玉米和小麦对秋水仙素反应的差 异？
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五、实验要求和注意事项
1、本实验为综合性性实验。两人一组进行实验。 2、由于实验周期长，要求每组同学们在每一环节 都要认真操作，否则最后得不到观察的实验材料， 也得不到有效的实验数据用于分析。 3、为了实验安全，在进行秋水仙素处理时统一在 实验室内进行，后期水培管理可以自行安排，注意 水分管理。 4、对实验的数据要求进行统计分析，比较分析处 理组与对照组之间植株生长的差异性。 5、待水培2-3周后，实验室集中取材测定与分析。
遗传学实验 5
三、试剂、材料
1、器皿及仪器：培养皿（Φ=9cm）、 250mL烧杯（带纱网），50mL烧杯，水浴锅， 盖玻片、载玻片、解剖针、显微镜等。 2、试剂：0.1%秋水仙素、0.025%秋水仙素 、卡诺氏固定液、70%乙醇、0.1M盐酸、改 良卡宝品红染色液。 3、材料：大蒜鳞基、小麦种子、玉米种子
多倍体育种在园艺作物中的应用
L i n y e y u a n y i多倍体在自然条件下极为常见，将其应用于园艺作物的育种环节，可以提升作物的品质与产量，其应用优势非常明显，将其作为重要的育种方法，能够促进我国园艺产业的进步。
一、多倍体的特征与特性多倍体育种可以促进作物的增产增收，常用于培育大型果实领域，或者是培育营养成分较高的果实中，如育种蔬菜作物，由于四倍体蔬菜的经济优势要比二倍体蔬菜的优势更高，以番茄为例，四倍体番茄的维生素含量更丰富，并且生长态势比较好，与二倍体番茄相比，四倍体番茄的抗病能力较强。
多倍体在葫芦科的蔬菜育种中还会体现出其他特点，如无籽特性，产量也会随之提升。
需要注意的是，多倍体具有不可孕性，所培育出的果实或是无籽，或是少籽，如三倍体的无籽西瓜就是现代农业生产中广泛种植的品种，含糖量非常高而且抗逆性较强，适合在多种土壤中生长。
二、多倍体的产生途径1、自然产生自然条件下产生的多倍体植物，或是由于染色体加倍，或是由于染色体未减数。
若是染色体加倍，则至少要增加四倍的细胞或组织，可以由植物在自然条件下自发生成，未减数则是因为该条件下的雌雄胚子结合，那么就可以得到奇数的倍体，有时也可以得到偶数的倍体。
2、人工产生不仅可以自然条件下可以产生多倍体，在人工诱导的情况下也可以获得多倍体，如物理诱导方式与化学诱导方式，就是常见的人工诱导方式。
物理诱导方式包括温度刺激、机械创伤等，或者离心力、X 射线，都可能引发多倍体。
另外，在组织培养技术的应用中，离体组织的培养试验可以得出多倍体，能够有效的提升多倍体的产生频率，实验中的离体材料可以选择愈伤组织，但关于处理的浓度与时间尚未得出有效的结论，需要在实验中逐步观察和研究。
二、多倍体育种在园艺作物中的应用1、果树中的应用果树的多倍体情况较为常见，无论是果树的果实，还是种子，都可能会出现这种情况。
即使是在正常生长的状态下，果树也可能会出现多倍体，果实非常饱满，产量相对较高，具有较强的环境适应能力。
实验五 植物多倍体的诱导和鉴定
五.作业
1.分别绘出2n=16和2n=32洋葱中期分裂相细胞。
2.阐述秋水仙素诱导植物细胞染色体数目加倍的机 制。
四．步骤方法
4.保存液中取根尖，纯水漂洗2次，1mol/L盐酸60℃水解根
尖10分钟，再纯水漂洗2次
5.将两种根尖分别置于干净载玻片上，
均切下分生区，加一滴染液，用镊 子捣碎根尖染色3-5分钟
四．步骤方法
6.加盖玻片，进行压片
7.显微观察
四．步骤方法
1.剥去洋葱干茎片，整理干净根盘，泡水3-4天 2.不定根长出约2cm，部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液 处理2天 3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理 的根尖进行固定4-6h，95%酒精冲洗及70%酒精保存 4.保存液中取根尖，纯水漂洗2次，1mol/L盐酸60℃水解 根尖10分钟，再纯水漂洗2次 5.将两种根尖分别置于干净载玻片上，均切下分生区， 加一滴染液，用镊子捣碎根尖染色3-5分钟 6.加盖玻片，进行压片 7.显微观察
人工诱导多倍体也是培育植物新品种的主要 途径之一。
4nx2n 3仙
郁金香
小麦
三．供试材料 洋葱鳞茎
四．步骤方法
1.剥去洋葱干茎片，整理干净根盘，泡水3-4天 2.不定根长出约2cm，部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液处
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3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理的 根尖进行固定4-6h，95%酒精冲洗及70%酒精保存
实验五
一．目的要求
植物多倍体的诱导和鉴定
了解人工诱导多倍体植物的原理；学习使用秋 水仙素诱发多倍体植物的方法；掌握鉴别植物多倍 体的实验操作。
二．预备知识 具有3个或以上基本染色体组的植物称为多
倍体植物。多倍体有同源多倍体和异源多倍体。 人工诱导多倍体可以采用物理和化学药剂处 理的方法进行操作。
植物多倍体鉴定
实验18 植物多倍体鉴定技术多倍体广泛分布于植物界，如普通小麦是异源六倍体，棉花是四倍体，栽培草莓是八倍体等，多倍体产生途径除自然发生外，化学药剂诱导是很有效的途径。
不管以何种方式产生，检测、鉴定多倍体就显得很重要和迫切。
鉴定多倍体，可采用间接和直接的方法。
间接方法包括形态学和细胞学的观察，直接法是直接对试材检测染色体的数目。
一般来讲，多倍体植物在形态学和细胞学上的特征表现为: 气孔、花器、花粉粒、种子、果实甚至叶片等明显变大，单位面积叶片上的气孔数目减少而密度降低等。
考虑到染色体观察、记数较为烦琐，首先对试材从形态学和细胞学上来初步判断是否为多倍体，然后把初步断定为多倍体的试材再观察、记录染色体数目是否真正地发生了倍性的变异，从而最终确定为多倍体。
芽变选种是无性繁殖植物育种的一种有效途径，多以嵌合体的形式存在，特别是多倍体芽变。
通过检测梢端分生组织LⅠ、LⅡ、LⅢ三层细胞的细胞、细胞核及核仁的大小，可以鉴定芽变材料倍性嵌合体的类型。
本实验学习多倍体鉴定的基本方法。
一、试材及用具1．试材:玉米、小麦、棉花、草莓、番茄、苹果等。
2．用具:显微镜、剪刀、培养皿、载玻片、盖玻片、吸水纸、镊子、纱布、酒精灯、物镜测微尺、目镜测微尺等。
3．试剂及配制（1）卡诺氏固定液: 冰醋酸1份，加纯（或95%）酒精3份，混匀，现用现配。
（2）醋酸纤维素液: 称取10g醋酸纤维素，加入到100 mL的丙酮溶液中，用玻棒搅拌数分钟至醋酸纤维素全部溶解。
（3）醋酸洋红染色剂: 取45 mL冰醋酸，加入55 mL蒸馏水，加热至沸腾，慢慢加入2 g洋红，煮沸约5 min，冷却后加入2% 硫酸亚铁。
过滤，贮于棕色瓶中。
（4）解离液: 铬酸2g，浓硫酸8 mL，浓硝酸3 mL，蒸馏水89 mL，充分混匀。
二、方法步骤（一）间接方法1．形态学观察观察试材的形态学特征，例如叶片、果实、种子、花器等是否有较明显的增大现象，如果肉眼就能观察到明显的增大现象，说明试材很有可能是多倍体。
植物多倍体的诱导
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定摘要多倍体即细胞中具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体，多倍体在生物进化中有很重要的意义，其诱发突变在农业育种上有重要应用，本次实验利用大蒜作为材料，通过秋水仙素诱导，然后经过一系列的染色制片技术，最终成功观察到了大蒜根尖多倍体。
1.引言多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体,染色体组指的是二倍体生物一个配子的染色体总和，也叫基因组，用n表示。
如本次实验所用的材料大蒜的染色体即可表示为2n=16。
在自然界中，多倍体的产生大多是因为温度骤变，紫外线辐射导致细胞分裂时染色体不分离，导致体细胞染色体加倍。
在生物学研究中中，诱导多倍体的方法则有很多，如物理方法：温度剧变、机械损伤、各种射线处理等；化学方法：各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等。
其中，秋水仙素[处理是诱导多倍体的最有效的方法之一。
秋水仙素(colehicine)是一种生物碱，昧苦，有毒。
在农业领域，秋水仙素常用于多倍体诱变育种。
[1]多倍体植株具有许多特性：如巨大性，随着染色体加倍，细胞核和细胞变大，组织器官也变大；可孕性低，多倍体特别是三倍体是高度不孕的，可用于培养无籽蔬菜；适应性强，植物多倍化不仅使植株基因活性及酶的差异性增强，而且还增强了植株的生态适应性、对逆境的抗耐性，可用于开发易于种植的品种；有机合成速率增加，多倍体有多套基因，新陈代谢旺盛，酶活性加倍，提高了有机物的合成速率，客服远缘杂交不亲和的问题。
使得多倍体在农业育种中具有很大的应用。
另外，随着科学的发展，动物多倍体诱变也逐渐引起人们的兴趣，最显著的应用便是鲍的诱变。
鲍的多倍体个体具有生长速度快、抗病力强、个体大等优点，具有明显的增产效果，极具推广价值,而利用咖啡因加热休克法诱导鲍多倍体也取得了许多成效。
[2]本次实验选择大蒜根作为实验材料，通过秋水仙素处理再经过一系列的染色制片过程，最后利用直接法在显微镜下观察其染色体数目确定其是否形成了多倍体。
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定实验时间：4月6日摘要一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。
我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。
当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。
多倍体在植物进化中有很重要的意义。
本实验利用大蒜作为试验材料，利用秋水仙素诱导，使生长出多倍体根尖。
然后通过制作大蒜根尖压片，观察染色体的数目，以鉴定大蒜根尖细胞是否为多陪细胞。
（本实验报告主要从多倍体的鉴定方面展开，而多倍体培育方面，将在下次报告中给出。
）1.引言生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。
遗传学中，将二倍体生物一个配子的染色体总和称为染色体组，也叫基因组，用n表示。
以下是几种常见模式生物的染色体组数目：玉米，2n=20；拟南芥，2n=10；果蝇，2n=8；小鼠，2n=40；水稻，2n=24。
又如，小麦染色体组可表示为2n=6x=42。
其中x表示每一个染色体组的染色体数，称为染色体基数，它是物种演化过程中的染色体倍数性的关系。
多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体,而多倍体可以分为:同源多倍体(具有3个以上相同染色体组的细胞或个体，且染色体组来源于同一物种（AAA，AAAA）)、异源多倍体(具有3个以上染色体组且染色体组来源于不同物种，通常由不相同的种杂交的杂种再经过染色体加倍而来（AABB，AABBDD）)。
在自然界中许多植物都是多倍体，大约有30％～35％的被子植物，其中70％的禾本科植物属于多倍体，它们在植物进化中起了重要的作用，也是植物发生变异的重要途径之一。
多倍体植物，一般被认为是适应恶劣自然环境的结果，如我国西南部地区，温度变化激烈，紫外线辐射强，许多植物产生了多倍体类型。
在自然界中，大多是因为温度骤变，导致细胞分裂时染色体不分离，从而形成了多倍体。
植物多倍体有许多特性，其中一些特性也为农业经济发展提供了帮助。
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简述植物获得多倍体的途径与方法
植物多倍体的获得是近代植物育种的重要方法之一，植物多倍体的获得主要依
靠以下三种方法：①放射突变；②药物诱导；③配子体多倍化。
1.放射性突变法
放射性突变法是植物多倍体获得的一种有效方式，由于放射性粒子的破坏作用，可达到突变的目的。
植物染色体结构在放射线照射下受到不良影响，使基因多倍化，从而产生出一些优异的多倍体品种。
2.药物诱导法
药物诱导法是通过把植物浸渍在含有某种药物的溶液中，使植物细胞中的各种
基因受到随机突变，从而获得多倍体品种的方法。
经常使用的药物有colchicines、6-BA、kinetin等，通过药物诱导法获得的多倍体品种有丰产彩叶菊、拟向量多无
性变稻等。
3.配子体多倍化法
配子体多倍化法利用植物非异染色体染色体的性质，通过核种植物或培养植物
的胚种子或活细胞，使植物从单倍体变成多倍体。
多倍体的产生主要依靠非共一片段的复制或不完全分裂的过程，产生的多倍体品种除了具有植物的一些优良性状，也极易受到某些病害的侵害。
综上所述，植物获得多倍体的方法主要有三种：放射性突变法、药物诱导法和
配子体多倍化法，这些方法对于植物育种具有重要意义，有助于促进植物种类的丰富性和多样性，也可以满足人类需求。