秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究
草原与革业Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ａｎｄ Ｐｒａｔａｃｕｈｕｒｅ第２５卷２０１３年第３期 ４９
参考文献：
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［收稿日期］ ［通讯作者］
［基金项目］
［作者简介］ ２０１３－０３－１５ 张 昊 内蒙古科技创新引导奖励资金项目蒙古退化
植被恢复技术和定向经济型植物产业化种植
基地建设与示范（２００８２００２）；草原矿区生态
治理关键技术集成研究与示范；草原生态保
护补助奖励机制实施区遥感监测与评价技术
研究等项目资助。
白文科（１９８６一），男，内蒙古苏尼特右旗人，
在读硕士，研究方向数量生态。
秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究
张秀丽 ，张利军
（１．内蒙古广播电视大学，内蒙古 呼和浩特０１０ｏｉ１；
２．中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特０１００１０）
［摘要］本文用不同浓度秋水仙素和不同处理时间对山丹新麦草幼苗进行染色体加倍研究。结果表明：最适宜
的处理浓度和时间是０．１０％的秋水仙素处理２４ｈ的四倍体诱变率最高，达６２．５％。
［关键词］山丹新麦草；幼苗；秋水仙素；染色体加倍
［中图分类号］￥８１３．２ ［文献标识码】Ａ ［文章编号］２０９５－－５９５２（２０１３）ｏ３一Ｏｏ４９一ｏ４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｏｆ Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎｎｉｓ
Ｋｅｎｇ．ｃｖ．ｓｈａｎｄａｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉｕ－ｌｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｌｉ－ｊｕｎ
（１．Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｒａｄｉｏ＆ＴＶ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１ １，Ｃｈｉｎａ；
２ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎｎｉｓ Ｋｅｎｇ．ＣＶ．ｓｈａｎｄａｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｌｃｈｉｅｉｎｅｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒ－ ｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ山ｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ０．１０％ｅｏｌｃｈｉｅｉｎｅｓ ｆｏｒ ２４
ｈｏｕｒｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ａｎｄ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ４Ｘ Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎｎｉｓ Ｋｅｎｇ．ｅｖ．ｓｈａｎｄａｎ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｒａｔｉｏ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ
６２．５％．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎｎｉｓ Ｋｅｎｇ．ＣＶ．ｓｈａｎｄａｎ；ｓｅｅｄｌｉｎｇ；ｃｏｌｃｈｉｅｉｎｅ；Ｃｈｏｒｏｍｏｓｏｍｅ ｄｏｕｂｌｉ
ｎｇ ５０ 草原与草业Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ａｎｄ Ｐｒａｔａｃｕｈｕｒｅ第２５卷２０１３年第３期
新麦草属（Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ Ｎｅｖｓｋｉ）是禾本科
（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）小麦族（Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ）中较小的一个属，其
染色体数２ｎ：２ｘ＝１４，约１０种 。］，主要分布于欧
亚地区的草原及半荒漠地区。山丹新麦草（Ｐｓａ—
ｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎｎｉｓ Ｋｅｎｇ．ＣＶ．ｓｈａｎｄａｎ）为野生栽培
品种 ，属下繁草，具有耐践踏、耐牧、营养生长期
长等 许多优点，也是一种改良干旱草地和培育
抗旱牧草品种的材料。但山丹新麦草叶量少，种子
较小，播种建植困难。
本实验采用秋水仙素处理山丹新麦草幼苗进
行染色体加倍研究，试图提高其茎叶产量，增大种
子体积，改善其品质和适口性，增强抗逆性，扩大山
丹新麦草的种植范围，丰富新麦草的种质资源，为
新麦草的育种提供新材料。
１材料与方法
１．１试验材料
供试材料为山丹新麦草（Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｅｒｅｎ—
ｎｉｓ Ｋｅｎｇ．ＣＶ．ｓｈａｎｄａｎ，２ｎ＝１４，ＮＮ），种子来源于中
国农业大学。
１．２试验方法
１．２．１秋水仙素处理二倍体幼苗
在二倍体山丹新麦草幼苗长出３～５个分孽
时，留取根约２～３ｃｍ，并适当剪去一定长度叶片，
然后在浓度为０．０５％、０．１％和０．２％的秋水仙素溶
液中分别浸泡１２ｈ、２４ｈ和３６ｈ，使分孽节以下部分
没于药液，处理完毕后用自来水冲洗幼苗５～６次，
移栽于盆中沙土，保持高湿至成活。
１．２．２多倍体植株的鉴定
（１）气孔保卫细胞大小鉴定
对经秋水仙素处理过的成活植株，从形态上观
察变异明显的幼苗，用尖镊子撕取叶片中部的下表
皮，置＝Ｆ载玻片上，制作临时装片。在４０ｘ光学显
微镜下，用显微测微尺测量幼苗叶片保卫细胞的长
度和宽度，每个叶片随机测量１０个气孔，取平均值
进行比较 ，以气孑Ｌ保卫细胞显著增大作为变异
的初步鉴定指标。
（２）细胞学鉴定
对气孔保卫细胞显著增大的变异植株，取其根
尖，用石炭酸品红溶液染色法制片，在显微镜下观 察并摄像。以染色体的数目来判断其倍性。染色
体制片操作步骤如下：从根系中取出新鲜、光滑、白
色透明的长度约１．５ｃｍ的根尖，放入冰水中处理
２４ｈ，然后用卡诺固定液（９５％乙醇：冰醋酸＝３：１）
固定２２～２４ｈ，１Ｎ ＨＣ１解离８ｍｉｎ后用石炭酸品红
溶液染色、压片，镜检，观察统计不同根尖细胞的染
色体数目，将分散相好的片子用Ｏｌｙｍｐｕｓ显微摄影
仪照相 。
２结果与分析
表１所示的诱导情况表明：随着秋水仙素处理
浓度的提高，植株的成活率呈下降趋势，而在同一
处理浓度下，随着处理时间的延长，植株的成活率
也呈下降趋势。在０．０５％处理浓度下，处理２４ｈ植
株的成活率和四倍体诱变率都比较高，分别为
２０．３７％和１８．１８％，而１２ｈ、３６ｈ处理时间下，没有
诱导出四倍体；在０．１％处理浓度下，处理１２ｈ和
２４ｈ的四倍体诱变率分别达到７．７％和６２．５％；在
０．２％处理浓度下，各个处理时问下的植株成活率
均很低，而且成活植株中没有鉴定出四倍体植株。
以上结果表明，对新麦草幼苗进行多倍体诱导时，
秋水仙素的浓度和处理时间不宜过高和过长，最适宜的
处理浓度和时间是Ｑ １０％的秋水仙素处理２＿Ａｈ。
２．２植株的倍性鉴定
２．２．１ 气孔保卫细胞大小鉴定
诱变成功的多倍体，气孔保卫细胞增大，特别 ５２ 草原与草业Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ａｎｄ Ｐｒａｔａｃｕｈｕｒｅ第２５卷２０１３年第３期
（７］李懋学，张赞平．作物染色体及研究技术［Ｍ］．北京：
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［收稿日期］２０１３—０３—１４
［作者简介］张秀丽（１９７７一），女，内蒙古卓资县人，硕士，
讲师，主要从事植物遗传育种与远程教育研
究工作。
山野豌豆种子发芽试验方法研究
郭明英，尤金成，张木兰，鸟 兰，伟 军
（呼伦贝尔市草原工作站，内蒙古 呼伦贝尔０２１００８）
［摘要］对山野豌豆几种种子发芽试验方法研究结果表明：因采用的方法不同所得的效果也不同，用９８％浓硫酸
处理山野豌豆种２０ｍｉｎ，种子发芽率从２８％提高到９４％；采用６０目砂纸磨破种皮与锉磨处理，种子发芽率由２８％
分别提高至４８％与７２％；热水处理效果不佳；低温与高温处理几乎无影响。
［关键词］山野豌豆；种子；发芽试验；研究方法
［中图分类号］￥８１３．２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］２０９５－－５９５２（２０１３）Ｏ３一ｏ０５２一ｏ３
山野豌豆（Ｖｉｃｉａ ａｍｏｅｎａ）为豆科野豌豆属多
年生牧草，分布在欧洲、非洲及亚洲各地，我国东
北、内蒙古、甘肃、青海、山西、陕西、河北和河南等
地均有分布，是一种生物量高、品质优良、叶量丰
富、抗旱耐寒、耐践踏并可做绿肥的豆科牧草¨ ，
也是良好牧草，而且全草药用，有清热解毒的功
效 。
山野豌豆在呼伦贝尔各地区均有分布，主要生
于山坡、林缘、草地与灌丛中。近年来，学者对山野
豌豆染色体数目及核型分析 、凝胶电泳 、地上
生物量的动态研究 ］、化学成分定性分析 与生
物学特性及其利用 ¨等方面做了大量卓有成效的
研究报道，但对山野豌豆种子发芽试验研究方法报
道较少。因此，本试验对山野豌豆种子在不同条件
下进行发芽试验，为山野豌豆的研究与利用提供相
关的科学依据。 １材料和方法
１．１材料来源
试验材料于２０１０年秋从根河市采集野生山野
豌豆种子。该地地处于东经１２２。１２ ～１２２。５５ 、北
纬５０。２２ 一５２。３０ 之间。属寒温带半干旱大陆性气
候，年平均气温为一５．５℃，年平均降雨量４５０ｍｍ，
６—８Ｙｌ占７０％，无霜期在６０ｄ左右。
１．２处理方法
种子发芽试验采用热水、低温、高温、擦破种皮
和９８％浓硫酸５种处理方法，热水处理时间分别为
离体组织细胞染色体加倍技术在牧草育种中的应用进展
＿草业与畜牧２０１１年第９期总第１９０期
吉仁花 ，慈忠玲 ，于林清 ，刘曙娜。，陈世茹
（１．内蒙古农业大学林学院，内蒙古呼和浩特０１００１９；２．中国农业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特０１００１０；
３．内蒙古大学生态学院，内蒙古呼和浩特０１００１０；４．内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特０１００１９）
摘要：通过对牧草离体组织细胞染色体加倍育种中的诱导剂的介绍，进一步概述了诱变剂的浓度和处理时间、染色 体加倍时的选材等因素对染色体加倍的影响及倍性鉴定技术，初步探讨了牧草离体组织细胞染色体加倍技术的研究概
况，并展望了离体组织染色体加倍技术在牧草育种中的应用和发展前景。 关键词：离体组织；秋水仙素；染色体加倍；牧草育种
中图分类号：Ｓ５４．０３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—８４０３（２０１ １）０９—００２１—０４
离体组织细胞染色体加倍育种是获得植物新品种 的一条重要途径，在牧草育种中具有重大意义：一是
利用同源多倍体器官巨大型的特点，产生植株高大的 牧草，可以提高产草量或改善牧草的品质；二是通过
亲本或杂种的染色体加倍，可以克服远缘杂交的困 难；三是诱导出的多倍体可以起基因转移载体的作
用。随着生物技术的迅速发展，离体状态下秋水仙素 诱导染色体加倍的报道较多Ⅲ，通过植物离体组织人 工诱导多倍体已经成为获得多倍体植株的有效途径， 但是在牧草化学诱变方面研究尚较欠缺 ］。
多倍体牧草比二倍体牧草植株高大、茎叶繁 茂，对于以生产茎叶为主的牧草品种来说，多倍体
收稿日期：２０１１－０５—２７ 基金项目：国家科技支撑项目“干旱、半干旱地区抗旱牧草新 品种选育及产业化示范”２Ｏ０８ＢＡＤＢ３ＢＯ６；中央级公益性科研 院所基本科研业务费专项资金（中国农业科学院草原研究所）； 科技部农业科技成果转化资金项目“耐旱紫花苜蓿新品种中草 ３号中试与示范”（２０１１）ＧＢ２３２６００１７ 作者简介：吉仁花（１９８６一），女（蒙古族），内蒙古鄂尔多斯 人，在读硕士，研究方向为林木生物技术。 通讯作者 诱导是提高现有品种草产量和牧草品质的有效方 法。一般多倍体牧草比二倍体牧草的结实率降低、
备课素材：秋水仙素的作用-高一下学期生物人教版必修2
秋水仙素的作用
人教2019版高中生物学必修二提到了“秋水仙素”：
使用秋水仙素是使染色体数目加倍的常用方法。秋水仙素是一种生物碱，最初从百合科植物秋水仙中提取出来。秋水仙素有剧毒，能诱发基因突变。秋水仙素能抑制微管蛋白的聚合，从而阻止纺锤体的形成，或解体已形成的纺锤体。
秋水仙素能将动植物细胞阻断在中期，从而使细胞周期同步化。有资料认为在较高浓度的秋水仙素的作用下，细胞周期被阻断在中期。这是因为，分裂中期存在检验点，检验纺锤体是否组装完成，着丝点是否正确连接到纺锤体上。如果不能通过检验，细胞周期将停止在检验点处。此处所说的中期并非典型意义的中期，此时，染色体高度浓缩，但是因为没有纺锤丝的牵引和推动，着丝粒并没有位于赤道面上。动物的染色体组型图的制作就利用了这个原理。 秋水仙素能使动植物细胞染色体数加倍。有资料认为在较低浓度的秋水仙素的作用下，着丝粒照常断裂。这是因为，着丝粒处的DNA是在分裂后期才启动复制，然后着丝粒一分为二。在较低浓度的秋水仙素作用下，这个进程依旧进行，但是细胞无法进入末期，细胞无法一分为二，导致染色体数目加倍。接下来，细胞重新进入间期，染色体又开始进行复制。如果秋水仙素没有除去，染色体将可能再次加倍；如果秋水仙素被除去，细胞内秋水仙素被代谢掉，细胞将进入正常的细胞分裂进程。
如果秋水仙素处理时，细胞刚刚通过了纺锤体检查点，姐妹染色单体分离导致染色体数目加倍。而纺锤体微管由于秋水仙素的作用发生解聚，加倍后的染色体不能移向两极而留在了细胞中央。这样的染色体数目加倍的细胞在细胞周期这条环形高速公路上继续前行（只是染色体都留在了一个细胞中），直至再次被抑制在下一次分裂的中期。也就是说被抑制在中期的细胞按照染色体数目可以分为两种类型（非整倍体不计）：未加倍的和加倍一次的。当秋水仙素除去之后，纺锤体重建，有丝分裂继续进行，最终就会产生两种细胞：染色体数目未加倍的（为主）和染色体数目加倍一次的（很少）。 秋水仙素的处理对象一般是萌发的种子或幼苗。这是因为，要加倍染色体，必须保证细胞本身能够分裂，萌发的种子或幼苗中含有较多能分裂的细胞。注意，二倍体的单倍体没有种子，只能对单倍体幼苗进行秋水仙素处理。秋水仙素也可以处理组织培养中的愈伤组织。
多倍体的鉴定方法
多倍体的鉴定方法
一、实验目的 掌握植物 多倍体人工诱导技术及多倍体鉴定方法。 二、实验原理 用秋水仙素溶液处理植物的种子或幼苗，是常用的人工诱导多倍体的有效方法。秋水仙素是从百合科秋水仙属的一个种，秋水仙(Colchicum autumnale)的种子及器官中提取出来的一种生物碱，其分子式为C22H25NO6，因有剧毒，故使用时要特别注意，切勿使药液进入眼内或口中。秋水仙素诱导作用在于阻止有丝分裂细胞的纺锤丝的形成。而对染色体 的结构和复制无显著影响。若浓度适合，药剂在细胞中扩散后，不致发生严重的毒害，这样纵列为二的染色体不能向两极分开，因而便产生了染色体加倍的重组核。当药剂的作用消除后，由于多倍体细胞继续分裂，便得到多倍体组织，以后则产生新的多倍体植株。 鉴定多倍体可分直接鉴定和间接鉴定。直接鉴定是将经过秋水仙素溶液处理的根尖、茎尖进行染色体计数，多倍体植株的染色体是加倍的。间接鉴定是根据多倍体植株外部形态变化的主要特征是巨大性这一点提出的。花粉粒和气孔的增大常作为染色体数目加倍的辅助性指标。
三、实验材料 （一）洋葱根尖 4n=32； （二）蚕豆、西瓜、玉米等种子。 四、实验器具和药品试剂显微镜、生化培养箱、冰箱、水浴锅、天平、镊子、解剖针、刀片、载玻片、盖玻片、青霉素瓶、烧杯、量筒、滴瓶、切片架、切片盒、吸管、吸水纸。 秋水仙素、95%酒精、甲醇、冰醋酸、盐酸、碘化钾、改良苯酚品红染色液。 五、实验方法和步骤 （一）秋水仙素溶液配制 取秋水仙素1g（先用少量95%乙醇助溶），溶于250～500ml蒸馏水中，配成浓度为0.2～0.4%的溶液，冰箱中保存。 （二）洋葱材料的处理 将洋葱架在盛满水的烧杯上进行水培。待根尖长到1cm的时候，将洋葱放在盛有0.4%秋水仙素溶液的瓶盖或小烧杯上，避光处理24小时，然后再把洋葱进行水培24小时，加倍后根尖很肥大。切下根尖，进行固定、保存、制片。观察方法见实验一。 （三）种子的处理 先将种子用0.1～0.2%升汞消毒10分钟，清水洗净，置于培养皿或沙盘中发芽。当根长1cm时，取出洗净吸干，用0.2%秋水仙素溶液浸根处理24～36小时，根尖明显膨大时用固定液固定、制片、观察。 （四）幼苗的处理 有些植物的种子耐药性差，可选择处理幼苗的方法。由于秋水仙素只对分裂细胞发生作用，可处理茎尖、侧芽或顶端生长点。如西瓜苗：当西瓜幼苗子叶展平时，每日早晚用0.4%浓度的药液滴浸生长点各一次，每次一滴，连续四天。以后长成的植株就是多倍体植株，得到种子后可进行染色体数目的鉴定。
柠条锦鸡儿多倍体诱导与鉴定
柠条锦鸡儿多倍体诱导与鉴定
吴昊;郭涛;张婧;董婷婷;张金凤
【摘 要】以柠条锦鸡儿为试验材料,通过L16(45)正交试验设计,建立柠条多倍体诱导体系,设置秋水仙素浓度、细胞分裂素浓度、胚根长度、及秋水仙素诱导方法,通过观察根尖形态指标和显微镜比较染色体数量,筛选和验证出一种诱导多倍体柠条锦鸡儿种子的最佳处理组合,建立新的诱变体系.结果表明:采用0.02％ 秋水仙素,0.01％ 细胞分裂素,2 mm胚根长度和包埋法来处理柠条胚根,诱导效果最佳,诱导率为56％.0.01％ 以内的细胞分裂素浓度可提高柠条胚根的诱导率,0.01％～0.03％ 的细胞分裂素浓度对诱导起到一定的抑制作用.
【期刊名称】《西南林业大学学报》
【年(卷),期】2019(039)005
【总页数】7页(P170-176)
【关键词】柠条锦鸡儿;秋水仙素;细胞分裂素;诱导率;多倍体
【作 者】吴昊;郭涛;张婧;董婷婷;张金凤
【作者单位】北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;北京林业大学林木育种国家工程实验室,北京 100083
【正文语种】中 文
【中图分类】S722.35
柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）属于豆科锦鸡儿属[1]，二倍体植物（2n=2x=16）[2]，多长于砂砾质土壤，分布于内蒙古、宁夏及与其邻近的黄土高原地区。柠条锦鸡儿具有耐寒、耐酷热、耐贫瘠、抗旱力强等特点，因而成为我国重要的保水、防风、固沙植物。此外，柠条锦鸡儿生长快，根萌生力强，尤其重要的是其富有根瘤菌，能够固氮，改良土壤，目前广泛种植于黄土高原等地，起到了改良土壤，促进土壤恢复的作用[3]。同时柠条也有良好的经济效益，是良好的饲用灌木，茎叶用作饲料，也可用做绿肥、燃料，亦是良好的造纸、纤维板原料，因此在中西部地区发展柠条相关产业可助力当地经济和生态产业发展。但是柠条目前仍存在生长不良、病虫害严重、不合理利用等问题[4]，在更严酷的沙漠环境中仍无法生长。
新麦草愈伤组织多倍体诱导与倍性鉴定
１２６—１ ３１ ２Ｏ１０年ｌ２月 草 业 学 报 ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＩ ＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ 第１９卷第６期 ＶｏＬ １９。Ｎｏ．６
新麦草愈伤组织多倍体诱导与倍性鉴定
云岚，云锦凤，李俊琴，郑丽娜，赵韦，齐丽娜
（内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特０１００１８）
摘要：以新麦草幼胚形成的胚性愈伤组织为材料，在悬浮培养基中添加不同浓度秋水仙素和１．５ ＤＭＳＯ诱导愈
伤组织染色体加倍，并对处理后的愈伤组织再生幼苗进行根尖染色体倍性鉴定。在２５℃下用１００ ｍｇ／Ｉ 秋水仙素 和１．５ ＤＭＳ０处理７２ ｈ的愈伤组织再生植株，平均加倍细胞比例最大，为５３．５８ 。比较分蘖期加倍幼苗与二
倍体幼苗形态差异，结果除分蘖数无显著差异外，四倍体叶片长、宽均显著高于二倍体，与混倍体叶长差异不显著。 四倍体新麦草叶片气孔保卫细胞长度比二倍体增加１ ３．５２ ，差异显著。同时四倍体叶表皮气孔之间距离也显著
大于二倍体，混倍体以 气孔特征介于四倍体与二倍体之间。
关键词：新麦草；染色体加倍；愈伤组织 中图分类号：Ｑ９４３．１；Ｓ５４３ ．９０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４ ５７５９（２０１０）０６ ０１２６一Ｏ６
新麦草（Ｐｓｎ￡＾ ｒ０ ｆｎｃ『ｌ＿ｙｓ ｕｎｃｅａ）又名俄罗斯野黑麦（Ｒｕｓｓｉａｎ ｗｉｌｄｒｙｅ）、灯心草状披碱草，是新麦草属的主要
代表种口 ，适于在干旱半干旱地区生长，是一种多年生、长寿命的丛生禾草，具密集的基生叶。其抗寒耐旱性强，
且在夏秋季节能保持较高的营养价值，因而是优良的牧草与生态建设草种 。。该属植物的特征是具有基本的Ｎ
染色体组（Ｎ ｇｅｎｏｍｅ） 。］，新麦草也是新麦草属中唯一具有饲用价值的草种 ］。由于传统方法采用化学试剂处理
新麦草植株生长点或萌动种子诱导多倍体效率较低，往往难以获得有育种价值的同源多倍体后代，因而，新麦草
被认为是遗传很稳定难以进行基因改造的物种之一 ］。但由于新麦草具较低的染色体倍性水平（２ｎ一１４），适合
2023年高考生物一轮复习(新人教新高考) 第7单元 第3课时 生物变异在育种上的应用
1 第3课时 生物变异在育种上的应用
课标要求 阐明生物变异在育种上的应用。
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(3)优点：明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理：染色体(数目)变异。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
①两次传粉 第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
易错提醒 1单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。
2单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
3用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
4单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗
2 期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1――→⊗F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
生物的变异
生物的变异
1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异：
（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。
（2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。
（3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。
2、基因突变有以下特点：①由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生，因此，基因突变在生物界中是普遍存在的。②由于DNA碱基组成的改变是随机的、不确定的，因此，基因突变是随机发生的、不定向的。基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。基因突变的不定向表现为一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，如控制小鼠毛色的灰色基因既可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因。③在自然状态下，基因突变的频率是很低的。
1. 如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来；图⑤为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列，下列有关遗传与变异的说法正确的是 ①
（1）图①②都表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期
（2）图③中的变异会使基因所在的染色体变短
（3）图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失
（4）图中①②④的变异都不会产生新基因
（5）基因突变具有不定向性，如基因a可以突变为基因d
（6）a、b、c均可发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性
2021年高一生物下学期期末复习专题16 杂交育种与诱变育种(人教版必修2)(Word学生考试版)
专题16 杂交育种与诱变育种
1．单倍体育种和多倍体育种
四倍体――→①二倍体――→②单倍体――→③纯合二倍体
（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。
（2）图中②过程是花药离体培养。
（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。
2．杂交育种与诱变育种
（1）杂交育种
①概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
②过程：选择具有不同优良性状的亲本→杂交→获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。
（2）诱变育种
①概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
②过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。
3．基因工程
（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
（2）操作的基本步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。
4．生物育种原理、方法、实例(连线)
5、育种方式的选择
（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法 ①集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。
②培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种——多倍体育种。
③提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。
④若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。
（2）根据育种流程图来辨别育种方式
①杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。
②诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。
③单倍体育种：常用方法为花药离体培养，再人工诱导染色体加倍，形成纯合子。
秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究
草原与革业Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ａｎｄ Ｐｒａｔａｃｕｈｕｒｅ第２５卷２０１３年第３期 ４９
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［收稿日期］ ［通讯作者］
［基金项目］
［作者简介］ ２０１３－０３－１５ 张 昊 内蒙古科技创新引导奖励资金项目蒙古退化
植被恢复技术和定向经济型植物产业化种植
基地建设与示范（２００８２００２）；草原矿区生态
治理关键技术集成研究与示范；草原生态保
护补助奖励机制实施区遥感监测与评价技术
研究等项目资助。
白文科（１９８６一），男，内蒙古苏尼特右旗人，
在读硕士，研究方向数量生态。
秋水仙素作用后染色体数目加倍的机理和细胞的同步化
秋水仙素作用后染色体数目加倍的机理和细胞的同步化
教材中两次提到秋水仙素的作用，如单倍体育种，多倍体育种，机理都是抑制纺锤体的形成，结果引起染色体数目加倍。试题中还会出现细胞分裂同步化，有时也会用秋水仙素处理，作用后往往停留在分裂中期。当然，秋水仙素还有一个作用就是也会引起基因突变，可以算是化学诱变剂。
问题：秋水仙素能抑制纺缍体的形成，为什么会将细胞阻断在分裂中期？怎么会得到多倍体细胞？处理后，还能不能继续分裂下去？
01
1820年，由两位法国化学家从百合科植物秋水仙的种子和球茎提取出了秋水仙素。 秋水仙
1937年，美国学者布莱克斯利（A.F.Blakeslee）等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。
秋水仙素是一种生物碱, 所以又称秋水仙碱，能够与微管特异性结合。秋水仙素同二聚体的结合, 形成的复合物可以阻止微管的成核反应。秋水仙素和微管蛋白二聚体复合物加到微管的正负两端, 可阻止其它微管蛋白二聚体的加入或丢失（具体可以参考下列图示）。
02
秋水仙素常被用作多倍体诱导剂，经处理的萌发种子或幼苗细胞染色体数会发生加倍。其诱导加倍的机理与微管、着丝粒的结构和特性有关。
1.干扰微管装配，破坏纺锤体形成
微管是广泛存在于各种真核细胞中的一种重要细胞结构，细胞分裂中纺锤体就是由微管组成的。
微管管壁由13条原丝纵向平行排列构成，主要成分为微管蛋白，而微管蛋白分α微管蛋白和β微管蛋白两种。α微管蛋白和β微管蛋白组成的异二聚体构成微管亚单位，若干个异二聚体相接连成原丝。
微管结构图
α微管蛋白与β微管蛋白在化学结构上极为相似，两者相对分子质量均为50 000，氨基酸数目分别为450和445个，两者42%序列相同。其中β微管蛋白肽链中第201位为半胱氨酸，为秋水仙素结合部位。α微管蛋白和β微管蛋白彼此间具有很强的亲和力，常呈二聚体形式存在。每一微管蛋白异二聚体上尚有秋水仙素与之结合的部位，如果结合的部位被其结合，微管不仅不能继续聚合，而且会引起原有微管解聚。