植物多倍体育种研究进展
药用植物绞股蓝(Gynostemma pentaohyllum)多倍体育种研究进展
药用植物绞股蓝(Gynostemma pentaohyllum)多倍体育种研究进展杨松杰【摘要】@@%绞股蓝为传统中药材,其药用历史悠久.多倍体是一种有效的育种途径,多倍体药用植物具有器官巨大,产量高,具有重要的经济价值和药用价值.近年来,随着对其开发价值的进一步研究,为了提高绞股蓝的产量和质量,育种学家对绞股蓝进行了多倍体育种的研究.阐述了绞股蓝多倍体的特征,介绍了绞股蓝多倍体育种的方法,包括育种材料的选择方法,常用的多倍体诱导方法,多倍体材料的鉴定方法,指出了绞股蓝多倍体育种中存在的一些问题.【期刊名称】《陕西农业科学》【年(卷),期】2012(058)006【总页数】3页(P132-134)【关键词】绞股蓝;多倍体育种;秋水仙素【作者】杨松杰【作者单位】安康学院农学与生命科学院,陕西安康725000;陕西省富硒食品工程实验室,陕西安康725000【正文语种】中文植物育种中多倍体育种是以人工诱发植物体细胞染色体数目发生变异后所产生的遗传效应为根据的育种技术。
多倍体育种由于其诱变手段较简单，育出的品种经济价值高。
据统计，自然界中30%－35%的被子植物、70%的禾本科植物属于多倍体［1］，它们是环境适应性变化和物种形成的主要途径之一［2］，是高等植物染色体进化的显著特征［3］，是推动植物进化的一个重要因素。
绞股蓝（Gynostemma pentaohyllum（Thunb）Makino）系葫芦科绞股蓝属多年生草本质藤本植物。
我国民间利用绞股蓝强身益寿的历史源远流长，明代的《农政全书》、《本草纲目》，清代的《植物明实图考》，现代的《全国中草药汇编》、《中药大辞典》、《实用中药手册》、《中药彩色图谱》等均有记载［4－6］。
据《中药大辞典》记载，绞股蓝味苦寒、无毒，具有消炎解毒、止咳祛痰之功，主要用来治疗慢性支气管炎。
绞股蓝含有100多种绞股蓝皂苷成分，四环三萜达玛烷型，其中绞股蓝皂甙Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅻ绞股蓝皂苷元V－AH分别与人参皂甙Rb1、Rb3、Rd、F2是同一化合物，Rd是人参的8倍；其酸水解产物与人参皂甙的酸水解产物－－人参二醇具有相同的理化性质，因此被誉为“第二人参”。
同源染色体重组和多倍体水稻的研究进展
同源染色体重组和多倍体水稻的研究进展随着科研技术的发展，植物遗传育种领域也迎来了新的突破。
同源染色体重组和多倍体水稻成为了当前研究的热点，以其独特的途径和方法为人们研究植物遗传提供了新的思路和途径。
一、同源染色体重组的研究进展同源染色体重组是指某一个物种的两个不同个体之间，在特定的条件下，染色体的重组和交叉使得后代染色体具有多样性的现象。
同源染色体重组的发生突破了同源染色体之间的空气隔离，无论是通过基因重组还是基因转移，都有可能产生新的基因组组合，进而推动物种的快速演化。
与传统的染色体重组不同，同源染色体重组直接涉及到不同个体间的基因组水平的多向交换和重组，在多倍体物种的研究中尤其重要。
随着分子生物学和生物技术的发展，人们逐渐深入了解了同源染色体重组的本质和机制，并将其用于多种作物植物遗传育种中。
在水稻的研究中，同源染色体重组技术得到了广泛应用。
对于水稻基因组的显性和隐性等性状进行分析和探究，同源染色体重组能够快速地破解植物基因组中的难题。
例如，在水稻的种子颜色和品质等方面，通过同源染色体重组技术的研究和应用，植物育种者可以通过混合和重组不同基因组之间的基因得到新的水稻种类，加速了水稻遗传育种的进程。
另外，在育种和单倍型图构建等方面，同源染色体重组技术同样具有巨大的优势。
例如，在多个水稻基因型之间进行育种时，可以通过同源染色体重组技术对基因在不同染色体之间的过程进行探究，为植物的遗传育种提供了新的思路。
二、多倍体水稻的研究进展多倍体水稻，即由多个水稻倍性基因形成的多倍体水稻，是由于水稻受到高剂量γ-射线、化学物质、细胞电击等多种方式诱导，由一个或多个细胞体产生核和染色体倍增而形成的。
多倍体水稻既有传统水稻的优点，又有高生产力和微量元素含量等优点，因此受到了广泛的关注。
多倍体水稻的研究进展使植物遗传育种得到了巨大的推进。
通过对多倍体水稻的进化分析，人们能够更好地理解其形成机制，进而推进其遗传改良。
最新高二生物-植物多倍体诱导育种研究进展 精品
植物多倍体诱导育种研究进展据统计，自然界大约有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。
由于许多重要作物均是多倍体，因而，育种学家自30年代开始就热衷于多倍体诱导育种的研究。
随着对多倍体产生途径、特征、特性及鉴定方法等方面更为深入的研究，使多倍体诱导育种在育种领域显示出日益广阔的应用和发展前景。
本文就近年来在此领域所取得的成就做一概述。
1 多倍体产生途径自然界的多倍体在无性和有性阶段均可产生，无性阶段是体细胞分裂过程中偶然发生染色体加倍而造成，而有性阶段则是由于小孢子母细胞或大孢子母细胞在减数分裂过程中不减数产生了2n配子。
因此，人为地诱导体细胞不分裂和性细胞不减数是产生多倍体的有效途径。
1．1 无性阶段的诱导无性阶段的诱导可分为物理和化学诱导。
最早的物理诱导方式是在番茄上通过打顶而实现，后来人们利用高温或低温处理授粉后的幼胚，以及采用射线、中子、激光等辐照也实现了染色体的加倍。
但这些方法由于效率低等缺陷而未能普及，化学药品中的秋水仙素则克服了前述各种方法的缺陷，受到大多数育种学家的青睐。
秋水仙素诱导植物无性阶段产生多倍体，普遍采用浸种和滴涂生长点的方法。
早在1939年约翰斯通(Johnstone)就曾用0.15％和0.5％的秋水仙素浸泡马铃薯种子得到少量加倍植株，有效诱导率仅为0.1％～1％。
郭清泉等(1997)在研究莲时指出：莲种子长期浸泡易烂种；用注射器注秋水仙素入莲胚的方法由于难以找到生长点，针头刺伤胚易造成霉烂；点滴法则由于药液易滑落难于浸入生长点等造成多倍体诱导率低，而用溶有秋水仙素的琼脂凝胶包埋胚芽，使其诱导频率达46％，这是解决诱导频率低的一个重大突破。
但是，人们在研究中发现，这种在整体水平上染色体加倍的诱导，受环境干扰大，易产生嵌合体，并可能发生回复突变。
随着组织培养技术的发展，很多物种通过组培再生植株已经不存在障碍，这使秋水仙素在离体组织水平上诱导单个细胞内染色体加倍成为可能。
木本植物多倍体育种研究进展
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工业学院, 1980), 它是由二倍体欧洲七叶树与二倍 体美国七叶树杂交后加倍产生的异源四倍体。
多倍体育种包括两方面, 即自然多倍体 的发掘与人工多倍体的诱导。一般说来, 由 于自然多倍体已经经历了长时间的适应与选 择, 因而长势往往好于新育的人工多倍体, 因此也更具有利用价值。但是, 种群中的 自然多倍体数量毕竟是有限的, 不可能达到 多倍体育种所需要的具有丰富遗传背景的 大量群体。另外, 木本植物的生物学特性 (成熟期长, 形体大, 个体较分散等)给细胞遗 传学研究带来了相当大的困难, 致使木本植 物的种内多倍性的研究工作与其繁多的种 类相比显得非常少, 绝大部分树种的染色体 变异情况仍属未知。因此, 人工诱导木本植 物多倍体就成为众多林业育种工作者更艰巨 的任务。
Abstract Advances in polyploidy breeding of woody plants is reviewed according to several factors, including polyploidy breeding resources, approaches and identification. Compared with polyploidy breeding of crops, that of woody plants remains superior because of the abundant species resources and asexual propagation, though there are limitations. Key words Woody plant, Polyploidy breeding, Breeding resources
多倍体育种研究进展
植物的多倍性与生境
多倍体与异常环境：异常环境是多倍体产生的原因之 一。多倍体植物大都出现于干旱或潮湿的生境。 多倍体与海拔。海拔高度对多倍体的产生频率也有 影响。多倍体比它们的二倍体祖先具有更强的适应性,它 们能占据二倍体尚未占有或不能占有的空间。
多倍体与植物生长习性
生长习性是影响多倍体频率的内在因素之一。196种多 倍体植物中草本最多,占总数的58.67%,藤本次之,其中多 年生草本比一年生的多倍体数量多76.92%, 。 多年生草本有效的无性繁殖(克隆生长和克隆繁殖)和多 倍性的高百分比之间存在着相关性。 同时,根状茎多年生植物多倍体现象少于块茎二年生植物。
生理活性物质的变化
多倍体生理特性的变化必然引起新陈代谢及其产物的 变化。多倍体的总糖、非还原糖、还原糖及淀粉的含量高 于二倍体,但细胞的结构成分,如纤维素、半纤维素和粗纤 维含量较低。烟碱、粗脂肪、蛋白质与维生素C的浓度高 于二倍体。四倍体可溶性灰分的含量在所有情况下都高于 二倍体。药用植物加倍后有效成分的含量有所增加,这样的 变化对药用植物品质育种有着重要意义。
药用植物有成分在不同倍性的植物体中不同,但并不呈 正比关系,例如毛曼陀罗的三倍体生物碱含量较二倍体、四 倍均高。 另外药用植物经加倍后可能产生新的性状和的化学成 分。例如福禄考同源四倍体中能够产生亲本所不含有的黄 酮类成分; 菘蓝同源四倍体中游离氨基酸成分组成与二倍体亲相 比也不尽一致,从中可筛选出具有药理活性的前化合物。
自然界中的多倍体
多倍体植物在自然界中普遍存在,并被认为是推动植物 进化的重要因素,是物种形成的途径之一。自然界中大约一 半的被子植物,三分之二的禾本科植物，80%的草类，18% 的豆类是多倍体。（在高等植物中，苔藓植物53%是多倍 体，蕨类植物97%是多倍体，高等植物约5%是多倍体，被 子植物大约70%是多倍体。）蓼科、景天科、蔷薇科、锦 葵科、禾本科和鸢尾科中多倍体最多,许多农作物及果树、 蔬菜是多倍体,如小麦、燕麦、棉花、马铃薯、花生、烟草、 甘薯、苜蓿、山药、韭菜、荠菜、苦苣菜和香蕉等均为天 然的多倍体。多倍体在动物中较为罕见。 自然界中同源多倍体很少，绝大多数是异源多倍体。
植物多倍体育种研究进展
植物多倍体育种研究进展【摘要】多倍体的研究一直是育种工作者热衷的方向，多倍体研究也越来越深入，本文概括了植物在多倍体育种的方法、倍性鉴定方法和发展趋势等方面的最新进展。
【关键词】多倍体，育种多倍体（polyploid）现象在植物界中早已存在，特别是在有花植物中最为普遍。
据报道，自然界中大约30%～35%的被子植物，70%的禾本科植物属于多倍体，多倍体在植物的进化和新物种的形成过程中起着十分重要的作用。
多倍体果树一般具有生长健壮、枝粗、叶厚、果大、少籽或无籽、产量高、适应性强和抗逆性强等优点，这些优点可用无性繁殖使其保持稳定而不出现分离，因此，多倍体育种倍受果树育种学家青睐。
一、诱导植物多倍体的方法（一）物理方法诱导多倍体自从1890～1901年间俄国学者格拉西莫夫用人工方法获得多倍体后，许多科学工作者都进行了人工诱导多倍体有效方法的探讨。
可以诱导多倍体的物理方法有温度的激变、机械创伤、离心力、紫外线、X射线和渗透压的改变，这些方法的普遍缺陷就是诱导率低，化学药剂的使用完全取代了利用物理手段来获得多倍体，这些方法已不再使用。
（二）化学药剂诱导多倍体可以诱导多倍体的化学药剂很多，如：秋水仙素、吲哚乙酸、苯及其衍生物、有机砷制剂、、磺胺剂及其它植物碱、麻醉剂和生长素等数百种，但使用最多，最有效的为秋水仙素。
秋水仙素阻碍纺缍丝的形成，使中期染色体不能分裂到两个细胞中。
从而导致了细胞中染色体数目的加倍。
利用秋水仙素处理分裂旺盛的组织就可以获得理想的多倍体，萌发的种子和生长点是最好的处理材料，常用的方法有：浸种法、滴苗法、涂抹法。
（三）利用组织培养技术诱导多倍体利用组织培养诱导多倍体的方法是最近十几年科研工作者采用较多的方法，该方法诱导率高，并可以克服同源多倍体孕性低的缺陷，有较大的发展潜力。
使用的前题必须是该植物的组织培养技术已经成熟。
组织培养中使细胞染色体加倍的因素很多，如叶片、茎段、根系等。
二、多倍体的鉴定（一）形态学鉴定染色体数目的变化导致了植株外部形态发生很大的变化。
药用植物多倍体育种研究进展
药用植物多倍体育种研究进展许陶瑜,田洪岭,郭淑红,吴昌娟,裴帅帅,王秋宝,郝耀鹏（山西农业大学经济作物研究所，山西汾阳032200）摘要:染色体多倍化是植物进化的一种重要途径和方法，它参与了许多物种的形成，让物种变得丰富而多彩。
多倍化使很多药用植物细胞和形态巨大化，使代谢产物发生变化；同时带来了抗病性、抗逆性的增强，有着其他育种方法无法比拟的优势。
尤其药用植物大多以营养器官作为主要收获物，可以充分利用多倍体营养器官巨大化的优点。
多倍体育种是药用植物育种的一条重要途径。
综述了自然界中的药用植物天然多倍体、药用植物多倍体育种的优势和不足，以期拓宽育种途径，为药用植物育种提供参考。
关键词:药用植物；多倍体；育种中图分类号:S567.032文献标识码:A文章编号:1002-2481（2021）03-0392-03Research Progress on Polyploid Breeding of Medicinal PlantsXU Taoyu ，TIAN Hongling ，GUO Shuhong ，WU Changjuan ，PEI Shuaishuai ，WANG Qiubao ，HAO Yaopeng（Institute of Economic Crops ，Shanxi Agricultural University ，Fenyang 032200，China ）Abstract ：Chromosome polyploidization is an important way and method of plant evolution.It participates in the formation of many species,making species rich and colorful.Polyploidization makes many medicinal plant cells and morphology huge,changes the metabolites,and at the same time brings the enhancement of disease resistance and stress resistance,which has incomparable advantages compared with other breeding methods.In particular,most medicinal plants use vegetative organs as the main harvest,which can make full use of the advantages of polyploidy vegetative organs.Polyploid breeding is an important way of breeding medicinal plants.This article summarized the advantaged and disadvantages of natural polyploid and polyploid breeding of medicinal plants,in order to broaden the breeding ways and provide references for medicinal plants.Key words ：medicinal plants;polyploidy;breeding收稿日期:2020-09-17基金项目:山西省重点研发计划项目（201603D3111003）；国家中药材产业技术体系（CARS-21）；山西省农业科学院育种工程项目（17yzgc055）；山西省中药材产业技术体系（2020-005）作者简介:许陶瑜（1986-），男，山西孝义人，助理研究员，主要从事中药材栽培技术及品种选育研究工作。
药用植物人工诱导多倍体育种的研究进展
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倍后可带来 营养器官 的变化。杨敬东 等研 究表 明 ， 四倍 体苦 荞麦 与二倍 体苦荞麦 植株在形态上 有 明显 差异 ， 表现 为四倍
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植物多倍体育种研究进展
随着人类不断发展和探索，植物多倍体育种这一课题也越来越受到关注和研究。
多倍体植物是指其细胞核染色体数目是正常二倍数的两倍或两倍以上，常见的有三倍体、四倍体、六倍体、八倍体等。
相对于单倍体或二倍体植物，多倍体植物具有更大的细胞和器官、更高的光合效率、更高的次生代谢产物含量等独特的特点。
在生产和育种上，多倍体植物也表现出了许多优势。
植物多倍体育种的研究可以追溯到20世纪初，最初主要
是利用自然或人工诱导多倍体植物进行育种。
然而，这种方法效果不稳定、效率低且操作困难，限制了其在实际生产中的应用。
随着分子生物学和基因工程的发展，植物多倍体育种研究取得了许多进展。
接下来，我们将从以下三个方面来探讨植物多倍体育种的研究进展：多倍体植物的应用、多倍体植物的产生方式、多倍体植物的基因调控机制。
一、多倍体植物的应用
多倍体植物具有更高的次生代谢产物含量，对于生物药物、香料、色素及其它次生代谢产物的生产具有广泛的应用前景。
例如，利用八倍体油菜籽中芥酸的含量高于二倍体的特点，可以制备出高品质的油菜籽油和脂肪酸。
此外，多倍体植物的营养更加丰富，对于育种中改良农作物品质有一定的作用。
比如，多倍体小麦不仅重量更大、单株籽粒数增多，而且蛋白质含量也更高。
二、多倍体植物的产生方式
1. 自然多倍体植物产生：自然多倍体植物的产生一般是
由于染色体分离不完全而引起的，或由于雄配子多倍化的缘故。
不过，自然多倍体植物的产生率很低，而且不能预测和控制，因此其在实际育种中的应用受到了较大的限制。
2. 化学方法诱导多倍体植物产生：另一种诱导植物多倍
体的方法是化学方法。
通过处理植株根系的化学物质，使得植物的细胞分裂出现染色体不分离的现象，从而形成多倍体植株。
这种方法操作简便，但产生的多倍体植株繁殖能力有限，只有性繁殖，用于育种的耗时较长。
3. 细胞培养诱导多倍体植物产生：植物多倍体育种中，
细胞培养诱导多倍体植物是最为常用、也是最有效的方法。
细胞培养诱导多倍体植物是在体外培养植物细胞时，利用某些化合物、物理因素或遗传方法诱导分裂抑制，使其形成多倍体。
这种方法可以大量同时产生多倍体植物，适用于多种植物品种，对于育种有显著的促进作用。
三、多倍体植物的基因调控机制
在探究多倍体植物基因调控机制的研究中，人们主要关注几个方面。
第一是减数分裂不均匀所导致的多倍体现象，这种现象可能是由染色体分离时产生的一些异常引起的，需要通过细胞分裂机制的研究来深入了解其缘由。
第二是多倍体植物生长发育过程中的表观遗传变化，这种变化可能会影响到多倍体植物与二倍体植物在形态和生理上的差异。
第三是多倍体植物
免疫遗传功能的研究，由于多倍体植物的基因组变化，可能会对植物的抗病能力、逆境抗性等方面产生影响。
总的来说，植物多倍体育种是一个充满生机和前景的研究领域。
多倍体植物具有更高的次生代谢产物含量、更丰富的营养价值和更优秀的生长发育特性，对于农作物品质的改良和次生代谢产物的生产具有重要的应用价值。
通过自然方法、化学方法或细胞培养的方法诱导多倍体植物尽管各有优缺点，但现在育种中最为常用的是后者。
而要实现多倍体植物的精准繁殖，需要深入研究多倍体植物的基因调控机制。
随着科技和生物技术的不断进步，相信植物多倍体育种的研究也会更加深入、更具潜力。