第十二章倍性育种.pdf

第十二章 倍性育种 • 第一节 植物的多倍性 • 第二节 多倍体育种 • 第三节单倍体在育种中的应 用 • 染色体是遗传物质的载体，染色 体数目的变化常导致植物形态、解 剖、生理生化等诸多遗传特性的变 异。各种植物的染色体数是相对稳 定的，但在人工诱导或自然条件下 也会发生改变。而倍性育种：就是 研究植物染色体倍性变异的规律并 利用倍性变异选育新品种原理及方 法的科学。 第一节 植物的多倍性 • 一、多倍体的概念和种类 • 任何物种的体细胞染色体数目(2n)都 是相当稳定的。一个属内各个种所特有 的、维持持其生活机能的最低限度数目 的一组染色体，叫染色体基组 (genome) 。各个染色体组所含有的染色 体数目称染色体基数x(the basic number of chromosome in single genome) 。 多数植物属内的物种染色体含有共 同的基数，如苹果属为17，桃属为 8，百合属为12。但有的植物属内存 在几个染色体基数不同的种，如芸薹 属有3个二倍体基本种，即8对染色体 的黑芥(Brassia nigra) ，9对染色体的 甘蓝（B.oleracea ）和10对染色体的普 通油菜（B.campestris. ），它们染色 体组的基数分别为8,9,10；此外，同 一科或同一属的植物种或变种在染色 体数目上还表现出倍性的变异，如茄 属的马铃薯有二倍体（2x=24 ），三 倍体（3x=36 ），四倍体（4x=48 ）与 五倍体（5x=60 ）等。 • • 多倍体 体细胞染色体组在三个 （3x ）或三个以上的个体。 • 同源多倍体 （autopolyploid ）多倍 体的几组染色体全部来自同一物种，或 者说由同一个物种的染色体组加倍而 成 。 • 异源多倍体 （allopolyploid ）： 来自不同种、属的染色体组构成的多倍 体或者说由不同种、属间个体杂交得到 的F1再经染色体加倍得到的多倍体。 同源多倍体由于染色体组来 自同一个物种，细胞内有两个以 上的同源染色体，减数分裂时可 联会形成多价体，使减数分裂行 为出现异常现象，同源三倍体会 高度不育，同源四倍体部分不 育。异源多倍体的染色体由两个 或两个以上不同物种的染色体所 组成，减数分裂时同源染色体能 正常联会，不出现多价体，使减 数分裂行为正常，高度可育。 • 天然多倍体中有不少具有经济 价值的重要农作物是同源多倍 体，如马铃薯（2n=4x=48 ）是同 源四倍体，甘薯(2n=6x=90) 是同 源六倍体，香蕉（2n=3x=33 ）是 同源三倍体。园艺植物中的同源 多倍体育性差，因无性繁殖，所 以并不影响在生产中的应用，如 香蕉、葡萄、苹果、梨、草莓、 马铃薯等。 天然多倍体园艺作物 二、多倍体的由来与进化 • 多倍体在植物界很普遍。被子植物中大 约有一半的物种是多倍体，其中以蓼科、 景天科、蔷薇科、锦葵科、五茄科、禾本 科和鸢尾科最多，最常见的是四倍体和六 倍体。禾本科里约有四分之三的物种是多 倍体。在植物的进化过程中，染色体的多 倍化现象起了重要作用，同时也参与了许 多物种的形成。杂合性是多倍体的基本特 征，多倍体比二倍体具有更多的杂合位点 和更多的互作效应。 • 现已查明多倍体形成的细胞学机制， 是由于细胞分裂时染色体不分离而引 起。大体有两种情况：一是减数分裂 时，全组或部分染色体没有减数，仍停 留在一个细胞核里，从而形成二倍性的 生殖细胞，这种未减数的2n雄配子与带 有2n 的雌配子结合，发育成四倍体；但 由于2n雄配子在授粉过程中常竞争不过