倍性育种（课堂PPT）

1、知 山 知 水 树 木 树 人倍性育种知 山 知 水 树 木 树 人一、概念一、概念 倍性育种：人工诱发植物染色体数目发生变异，倍性育种：人工诱发植物染色体数目发生变异，以其所产生的遗传效应为根据的育种技术。以其所产生的遗传效应为根据的育种技术。 有两种形式：一种是利用染色体数加倍的有两种形式：一种是利用染色体数加倍的多倍多倍体育种体育种；另一种是利用染色体数减半的；另一种是利用染色体数减半的单倍体育种单倍体育种。知 山 知 水 树 木 树 人知 山 知 水 树 木 树 人二、多倍体育种二、多倍体育种 是指利用人工诱变或自然变是指利用人工诱变或自然变异等，通过增加染色体组数以改异等，通过增加染

2、色体组数以改造生物遗传基础，从而培育出符造生物遗传基础，从而培育出符合人类需要的新品种的育种方法。合人类需要的新品种的育种方法。知 山 知 水 树 木 树 人1 多倍体育种的意义多倍体育种的意义（1）提高植株某些方面的性状，如：获得巨大型）提高植株某些方面的性状，如：获得巨大型的器官，增加体内有益生化物质的合成量，以及提的器官，增加体内有益生化物质的合成量，以及提高植株抗性等。高植株抗性等。（2）克服远缘杂交的困难，综合远缘种、属植物）克服远缘杂交的困难，综合远缘种、属植物的优良性状，作为种属间的遗传桥梁，进行基因转的优良性状，作为种属间的遗传桥梁，进行基因转移或渐渗。移或渐渗。 知 山 知

3、水 树 木 树 人2 多倍体在生产上的应用多倍体在生产上的应用草本植物：草本植物： 主要有三倍体甜菜、三倍体西瓜、四倍体荞麦、主要有三倍体甜菜、三倍体西瓜、四倍体荞麦、四倍体芝麻、八倍体小黑麦等。四倍体芝麻、八倍体小黑麦等。木本植物：木本植物： 三倍毛白杨、三倍体猕猴桃、三倍体漆树、四三倍毛白杨、三倍体猕猴桃、三倍体漆树、四倍体刺槐、四倍体桑树和四倍体橡胶树等。倍体刺槐、四倍体桑树和四倍体橡胶树等。知 山 知 水 树 木 树 人3 多倍体概念和种类多倍体概念和种类多倍体多倍体： 有三个或者三个以上染色体组的细胞或个体。有三个或者三个以上染色体组的细胞或个体。知 山 知 水 树 木 树 人 本身

4、由于某种未知的原因而使染色体复制之后本身由于某种未知的原因而使染色体复制之后，细胞不发生继续分裂，结果导致细胞内的染色体，细胞不发生继续分裂，结果导致细胞内的染色体成倍增加，从而形成成倍增加，从而形成同源多倍体同源多倍体(autopolyploid) 如：利用加倍普通二倍体刺槐染色体获得如：利用加倍普通二倍体刺槐染色体获得的同源四倍体刺槐。的同源四倍体刺槐。知 山 知 水 树 木 树 人 由不同物种或不同的属间经过杂交产生的多倍由不同物种或不同的属间经过杂交产生的多倍体，称为体，称为异源多倍体异源多倍体(allopolyploid) 如：利用对普通小麦如：利用对普通小麦(六倍体六倍体)与黑麦与

5、黑麦(二二倍体倍体)杂交子代进行染色体加倍后所培育出的杂交子代进行染色体加倍后所培育出的异源八倍体小黑麦。异源八倍体小黑麦。 知 山 知 水 树 木 树 人4 多倍体植物的特点多倍体植物的特点（1）同源多倍体植物的特点）同源多倍体植物的特点育性差，结实率低。育性差，结实率低。大多数同源多倍体是无性繁殖的，多年生的。大多数同源多倍体是无性繁殖的，多年生的。 器官的巨型性器官的巨型性知 山 知 水 树 木 树 人同源多倍体基因型种类比二倍体多同源多倍体基因型种类比二倍体多 纯显性：纯显性：AAAA 三显性：三显性：AAAa 双显性：双显性：AAaa 单显性：单显性：Aaaa 无显性：无显性：aaa

6、a同源多倍体达到遗传平衡的时间长同源多倍体达到遗传平衡的时间长知 山 知 水 树 木 树 人（2）异源多倍体植物的特点）异源多倍体植物的特点 在具有同源多倍体的器官巨大性等基础上，其在具有同源多倍体的器官巨大性等基础上，其染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结实染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结实率较高。率较高。知 山 知 水 树 木 树 人5 人工诱导多倍体的途径人工诱导多倍体的途径（1） 物理方法物理方法 是指利用温度激变、机械创伤、电离辐射、非是指利用温度激变、机械创伤、电离辐射、非电离辐射等方法诱导染色体加倍。电离辐射等方法诱导染色体加倍。 早期早期多倍体育种主要采用该类诱导方

7、法。多倍体育种主要采用该类诱导方法。知 山 知 水 树 木 树 人（2） 生物方法生物方法 指利用胚乳培养、体细胞杂交等技术产生多倍体。指利用胚乳培养、体细胞杂交等技术产生多倍体。胚乳培养胚乳培养 在被子植物中，胚乳是双受精的产物，由两个在被子植物中，胚乳是双受精的产物，由两个极核和一个雄配子融合而形成的胚乳核发育而成，极核和一个雄配子融合而形成的胚乳核发育而成，所以在倍性上大多属于三倍体。如三倍体猕猴桃。所以在倍性上大多属于三倍体。如三倍体猕猴桃。知 山 知 水 树 木 树 人体细胞杂交体细胞杂交 也称也称细胞融合细胞融合，是用人工，是用人工的方法把分离的不同属或种的的方法把分离的不同属或种

8、的原生质体诱导成为融合细胞，原生质体诱导成为融合细胞，然后再经离体培养、诱导分化然后再经离体培养、诱导分化到再生完整植株的整个过程。到再生完整植株的整个过程。上海植生所培育的芹菜与胡萝上海植生所培育的芹菜与胡萝卜远缘杂交种即用此法。其程卜远缘杂交种即用此法。其程序大致为：制备亲本的原生质序大致为：制备亲本的原生质体体,原生质体融合、培养、再生原生质体融合、培养、再生植株植株,杂种鉴定。杂种鉴定。知 山 知 水 树 木 树 人（3） 化学方法化学方法 是指通过使用秋水仙素、异生长素和戊炔草胺是指通过使用秋水仙素、异生长素和戊炔草胺等化学药剂处理正在进行分裂的细胞以诱导加倍其等化学药剂处理正在进行

9、分裂的细胞以诱导加倍其染色体的方法。染色体的方法。 由于其具由于其具成本低成本低、见效快见效快和和操作简单操作简单等特点，等特点，目前目前是倍性育种中应用是倍性育种中应用最普遍最普遍的人工诱导方法。的人工诱导方法。 知 山 知 水 树 木 树 人秋水仙素秋水仙素 秋水仙素是诱导多倍体时所使用的最广泛、最秋水仙素是诱导多倍体时所使用的最广泛、最有效的一种常见诱导药剂。有效的一种常见诱导药剂。知 山 知 水 树 木 树 人人工化学诱导多倍体的常用方式：人工化学诱导多倍体的常用方式：（1）涂抹法涂抹法：把药剂按一定浓度配成乳剂或与羊毛脂膏混：把药剂按一定浓度配成乳剂或与羊毛脂膏混合，涂抹于处理部位。

10、合，涂抹于处理部位。（2）浸渍法浸渍法：用处理药剂直接浸渍待处理的部位。：用处理药剂直接浸渍待处理的部位。（3）注射法注射法：用注射器将药剂注入植株的被处理部位。：用注射器将药剂注入植株的被处理部位。（4）滴液法滴液法：也叫棉浸法，常用脱脂棉包裹被处理部位，：也叫棉浸法，常用脱脂棉包裹被处理部位，向包囊中滴定或注射处理药剂，使药剂透过脱脂棉渗入组织向包囊中滴定或注射处理药剂，使药剂透过脱脂棉渗入组织内起作用。内起作用。（5）药剂培养基法药剂培养基法：在相应的离体培养基中加入一定浓度：在相应的离体培养基中加入一定浓度的处理药剂，将外植体共培养一段时间后再转到不含有处理的处理药剂，将外植体共培养一

11、段时间后再转到不含有处理药剂的新鲜培养基中。药剂的新鲜培养基中。知 山 知 水 树 木 树 人6 多倍体的鉴定多倍体的鉴定 目前对经多倍体育种所得的植株主要是通过目前对经多倍体育种所得的植株主要是通过间间接鉴定接鉴定、直接鉴定直接鉴定和和分子生物技术鉴定分子生物技术鉴定这三种技术这三种技术手段进行倍性鉴定。手段进行倍性鉴定。知 山 知 水 树 木 树 人（1）间接鉴定间接鉴定 包括形态学和细胞学两种鉴定方法，主要通过包括形态学和细胞学两种鉴定方法，主要通过观察被测植株的果实、种子、叶片、气孔、花器和观察被测植株的果实、种子、叶片、气孔、花器和花粉粒等的形态和大小来进行鉴别，方法简单直观，花粉粒

12、等的形态和大小来进行鉴别，方法简单直观，但较为粗放，一般用于初步检测。但较为粗放，一般用于初步检测。知 山 知 水 树 木 树 人（2）直接鉴定直接鉴定 一般采用染色体计数法，对分生旺盛的器官和一般采用染色体计数法，对分生旺盛的器官和组织细胞内的染色体数目进行直接计数鉴定，是目组织细胞内的染色体数目进行直接计数鉴定，是目前最直接、最准确的鉴定方法。前最直接、最准确的鉴定方法。知 山 知 水 树 木 树 人（3）分子生物技术鉴定分子生物技术鉴定 采用扫描细胞光度仪和流式细胞仪对细胞中采用扫描细胞光度仪和流式细胞仪对细胞中DNA含量进行分析，从而检测出细胞的倍性。由于含量进行分析，从而检测出细胞的倍性。由于操作简单且检测结果可靠，已经成为目前比较常用操作简单且检测结果可靠