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1、知 山 知 水 樹 木 樹 人倍性育種知 山 知 水 樹 木 樹 人一、概念一、概念 倍性育種：人工誘發(fā)植物染色體數(shù)目發(fā)生變異，倍性育種：人工誘發(fā)植物染色體數(shù)目發(fā)生變異，以其所產(chǎn)生的遺傳效應(yīng)為根據(jù)的育種技術(shù)。以其所產(chǎn)生的遺傳效應(yīng)為根據(jù)的育種技術(shù)。有兩種形式：一種是利用染色體數(shù)加倍的有兩種形式：一種是利用染色體數(shù)加倍的多倍多倍體育種體育種；另一種是利用染色體數(shù)減半的；另一種是利用染色體數(shù)減半的單倍體育種單倍體育種。知 山 知 水 樹 木 樹 人知 山 知 水 樹 木 樹 人二、多倍體育種二、多倍體育種 是指利用人工誘變或自然變是指利用人工誘變或自然變異等，通過(guò)增加染色體組數(shù)以改異等，通過(guò)增加染色
2、體組數(shù)以改造生物遺傳基礎(chǔ)，從而培育出符造生物遺傳基礎(chǔ)，從而培育出符合人類需要的新品種的育種方法。合人類需要的新品種的育種方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人1 多倍體育種的意義多倍體育種的意義（1）提高植株某些方面的性狀，如：獲得巨大型）提高植株某些方面的性狀，如：獲得巨大型的器官，增加體內(nèi)有益生化物質(zhì)的合成量，以及提的器官，增加體內(nèi)有益生化物質(zhì)的合成量，以及提高植株抗性等。高植株抗性等。（2）克服遠(yuǎn)緣雜交的困難，綜合遠(yuǎn)緣種、屬植物）克服遠(yuǎn)緣雜交的困難，綜合遠(yuǎn)緣種、屬植物的優(yōu)良性狀，作為種屬間的遺傳橋梁，進(jìn)行基因轉(zhuǎn)的優(yōu)良性狀，作為種屬間的遺傳橋梁，進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移或漸滲。移或漸滲。知 山 知 水
3、樹 木 樹 人2 多倍體在生產(chǎn)上的應(yīng)用多倍體在生產(chǎn)上的應(yīng)用草本植物：草本植物：主要有三倍體甜菜、三倍體西瓜、四倍體蕎麥、主要有三倍體甜菜、三倍體西瓜、四倍體蕎麥、四倍體芝麻、八倍體小黑麥等。四倍體芝麻、八倍體小黑麥等。木本植物：木本植物：三倍毛白楊、三倍體獼猴桃、三倍體漆樹、四三倍毛白楊、三倍體獼猴桃、三倍體漆樹、四倍體刺槐、四倍體桑樹和四倍體橡膠樹等。倍體刺槐、四倍體桑樹和四倍體橡膠樹等。知 山 知 水 樹 木 樹 人3 多倍體概念和種類多倍體概念和種類多倍體多倍體：有三個(gè)或者三個(gè)以上染色體組的細(xì)胞或個(gè)體。有三個(gè)或者三個(gè)以上染色體組的細(xì)胞或個(gè)體。知 山 知 水 樹 木 樹 人 本身由于某種未
4、知的原因而使染色體復(fù)制之后本身由于某種未知的原因而使染色體復(fù)制之后，細(xì)胞不發(fā)生繼續(xù)分裂，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的染色體，細(xì)胞不發(fā)生繼續(xù)分裂，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的染色體成倍增加，從而形成成倍增加，從而形成同源多倍體同源多倍體(autopolyploid)如：利用加倍普通二倍體刺槐染色體獲得如：利用加倍普通二倍體刺槐染色體獲得的同源四倍體刺槐。的同源四倍體刺槐。知 山 知 水 樹 木 樹 人 由不同物種或不同的屬間經(jīng)過(guò)雜交產(chǎn)生的多倍由不同物種或不同的屬間經(jīng)過(guò)雜交產(chǎn)生的多倍體，稱為體，稱為異源多倍體異源多倍體(allopolyploid)如：利用對(duì)普通小麥如：利用對(duì)普通小麥(六倍體六倍體)與黑麥與黑麥(二二倍體
5、倍體)雜交子代進(jìn)行染色體加倍后所培育出的雜交子代進(jìn)行染色體加倍后所培育出的異源八倍體小黑麥。異源八倍體小黑麥。知 山 知 水 樹 木 樹 人4 多倍體植物的特點(diǎn)多倍體植物的特點(diǎn)（1）同源多倍體植物的特點(diǎn)）同源多倍體植物的特點(diǎn)育性差，結(jié)實(shí)率低。育性差，結(jié)實(shí)率低。大多數(shù)同源多倍體是無(wú)性繁殖的，多年生的。大多數(shù)同源多倍體是無(wú)性繁殖的，多年生的。器官的巨型性器官的巨型性知 山 知 水 樹 木 樹 人同源多倍體基因型種類比二倍體多同源多倍體基因型種類比二倍體多 純顯性：純顯性：AAAA 三顯性：三顯性：AAAa 雙顯性：雙顯性：AAaa 單顯性：?jiǎn)物@性：Aaaa 無(wú)顯性：無(wú)顯性：aaaa同源多倍體達(dá)到遺
6、傳平衡的時(shí)間長(zhǎng)同源多倍體達(dá)到遺傳平衡的時(shí)間長(zhǎng)知 山 知 水 樹 木 樹 人（2）異源多倍體植物的特點(diǎn)）異源多倍體植物的特點(diǎn) 在具有同源多倍體的器官巨大性等基礎(chǔ)上，其在具有同源多倍體的器官巨大性等基礎(chǔ)上，其染色體配對(duì)正常，植株雌雄配子發(fā)育正常，結(jié)實(shí)染色體配對(duì)正常，植株雌雄配子發(fā)育正常，結(jié)實(shí)率較高。率較高。知 山 知 水 樹 木 樹 人5 人工誘導(dǎo)多倍體的途徑人工誘導(dǎo)多倍體的途徑（1）物理方法物理方法 是指利用溫度激變、機(jī)械創(chuàng)傷、電離輻射、非是指利用溫度激變、機(jī)械創(chuàng)傷、電離輻射、非電離輻射等方法誘導(dǎo)染色體加倍。電離輻射等方法誘導(dǎo)染色體加倍。早期早期多倍體育種主要采用該類誘導(dǎo)方法。多倍體育種主要采用
7、該類誘導(dǎo)方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人（2）生物方法生物方法 指利用胚乳培養(yǎng)、體細(xì)胞雜交等技術(shù)產(chǎn)生多倍體。指利用胚乳培養(yǎng)、體細(xì)胞雜交等技術(shù)產(chǎn)生多倍體。胚乳培養(yǎng)胚乳培養(yǎng) 在被子植物中，胚乳是雙受精的產(chǎn)物，由兩個(gè)在被子植物中，胚乳是雙受精的產(chǎn)物，由兩個(gè)極核和一個(gè)雄配子融合而形成的胚乳核發(fā)育而成，極核和一個(gè)雄配子融合而形成的胚乳核發(fā)育而成，所以在倍性上大多屬于三倍體。如三倍體獼猴桃。所以在倍性上大多屬于三倍體。如三倍體獼猴桃。知 山 知 水 樹 木 樹 人體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交 也稱也稱細(xì)胞融合細(xì)胞融合，是用人工，是用人工的方法把分離的不同屬或種的的方法把分離的不同屬或種的原生質(zhì)體誘導(dǎo)成為融合細(xì)
8、胞，原生質(zhì)體誘導(dǎo)成為融合細(xì)胞，然后再經(jīng)離體培養(yǎng)、誘導(dǎo)分化然后再經(jīng)離體培養(yǎng)、誘導(dǎo)分化到再生完整植株的整個(gè)過(guò)程。到再生完整植株的整個(gè)過(guò)程。上海植生所培育的芹菜與胡蘿上海植生所培育的芹菜與胡蘿卜遠(yuǎn)緣雜交種即用此法。其程卜遠(yuǎn)緣雜交種即用此法。其程序大致為：制備親本的原生質(zhì)序大致為：制備親本的原生質(zhì)體體,原生質(zhì)體融合、培養(yǎng)、再生原生質(zhì)體融合、培養(yǎng)、再生植株植株,雜種鑒定。雜種鑒定。知 山 知 水 樹 木 樹 人（3）化學(xué)方法化學(xué)方法 是指通過(guò)使用秋水仙素、異生長(zhǎng)素和戊炔草胺是指通過(guò)使用秋水仙素、異生長(zhǎng)素和戊炔草胺等化學(xué)藥劑處理正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞以誘導(dǎo)加倍其等化學(xué)藥劑處理正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞以誘導(dǎo)加倍其染色
9、體的方法。染色體的方法。由于其具由于其具成本低成本低、見效快見效快和和操作簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，等特點(diǎn)，目前目前是倍性育種中應(yīng)用是倍性育種中應(yīng)用最普遍最普遍的人工誘導(dǎo)方法。的人工誘導(dǎo)方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人秋水仙素秋水仙素 秋水仙素是誘導(dǎo)多倍體時(shí)所使用的最廣泛、最秋水仙素是誘導(dǎo)多倍體時(shí)所使用的最廣泛、最有效的一種常見誘導(dǎo)藥劑。有效的一種常見誘導(dǎo)藥劑。知 山 知 水 樹 木 樹 人人工化學(xué)誘導(dǎo)多倍體的常用方式：人工化學(xué)誘導(dǎo)多倍體的常用方式：（1）涂抹法涂抹法：把藥劑按一定濃度配成乳劑或與羊毛脂膏混：把藥劑按一定濃度配成乳劑或與羊毛脂膏混合，涂抹于處理部位。合，涂抹于處理部位。（2）浸漬
10、法浸漬法：用處理藥劑直接浸漬待處理的部位。：用處理藥劑直接浸漬待處理的部位。（3）注射法注射法：用注射器將藥劑注入植株的被處理部位。：用注射器將藥劑注入植株的被處理部位。（4）滴液法滴液法：也叫棉浸法，常用脫脂棉包裹被處理部位，：也叫棉浸法，常用脫脂棉包裹被處理部位，向包囊中滴定或注射處理藥劑，使藥劑透過(guò)脫脂棉滲入組織向包囊中滴定或注射處理藥劑，使藥劑透過(guò)脫脂棉滲入組織內(nèi)起作用。內(nèi)起作用。（5）藥劑培養(yǎng)基法藥劑培養(yǎng)基法：在相應(yīng)的離體培養(yǎng)基中加入一定濃度：在相應(yīng)的離體培養(yǎng)基中加入一定濃度的處理藥劑，將外植體共培養(yǎng)一段時(shí)間后再轉(zhuǎn)到不含有處理的處理藥劑，將外植體共培養(yǎng)一段時(shí)間后再轉(zhuǎn)到不含有處理藥劑的
11、新鮮培養(yǎng)基中。藥劑的新鮮培養(yǎng)基中。知 山 知 水 樹 木 樹 人6 多倍體的鑒定多倍體的鑒定 目前對(duì)經(jīng)多倍體育種所得的植株主要是通過(guò)目前對(duì)經(jīng)多倍體育種所得的植株主要是通過(guò)間間接鑒定接鑒定、直接鑒定直接鑒定和和分子生物技術(shù)鑒定分子生物技術(shù)鑒定這三種技術(shù)這三種技術(shù)手段進(jìn)行倍性鑒定。手段進(jìn)行倍性鑒定。知 山 知 水 樹 木 樹 人（1）間接鑒定間接鑒定 包括形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)兩種鑒定方法，主要通過(guò)包括形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)兩種鑒定方法，主要通過(guò)觀察被測(cè)植株的果實(shí)、種子、葉片、氣孔、花器和觀察被測(cè)植株的果實(shí)、種子、葉片、氣孔、花器和花粉粒等的形態(tài)和大小來(lái)進(jìn)行鑒別，方法簡(jiǎn)單直觀，花粉粒等的形態(tài)和大小來(lái)進(jìn)行鑒別，方法
12、簡(jiǎn)單直觀，但較為粗放，一般用于初步檢測(cè)。但較為粗放，一般用于初步檢測(cè)。知 山 知 水 樹 木 樹 人（2）直接鑒定直接鑒定 一般采用染色體計(jì)數(shù)法，對(duì)分生旺盛的器官和一般采用染色體計(jì)數(shù)法，對(duì)分生旺盛的器官和組織細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目進(jìn)行直接計(jì)數(shù)鑒定，是目組織細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目進(jìn)行直接計(jì)數(shù)鑒定，是目前最直接、最準(zhǔn)確的鑒定方法。前最直接、最準(zhǔn)確的鑒定方法。知 山 知 水 樹 木 樹 人（3）分子生物技術(shù)鑒定分子生物技術(shù)鑒定 采用掃描細(xì)胞光度儀和流式細(xì)胞儀對(duì)細(xì)胞中采用掃描細(xì)胞光度儀和流式細(xì)胞儀對(duì)細(xì)胞中DNA含量進(jìn)行分析，從而檢測(cè)出細(xì)胞的倍性。由于含量進(jìn)行分析，從而檢測(cè)出細(xì)胞的倍性。由于操作簡(jiǎn)單且檢測(cè)結(jié)果可靠，已經(jīng)成為目前比較常用操作簡(jiǎn)單且檢測(cè)結(jié)果可靠，已經(jīng)成為目前比較常用的鑒定手段。的鑒定手段。知 山 知 水 樹 木 樹 人思考題思考題1.什么是倍性育種？什么是倍性育種？2.多倍體利用多倍體利用在育種在育種上有上有何特點(diǎn)？何特點(diǎn)？3.多倍體有多倍體有哪幾種類型？哪幾種類型？4.多倍體在多倍體在植株外觀上有哪些特點(diǎn)？植株外觀上有哪些特點(diǎn)？5.人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)多倍體的多倍體的方法有哪些？方法有哪些？知 山 知 水 樹 木 樹 人
倍性育種課件【青苗教育】
