第十三_单倍体诱导和育种_细胞工程.ppt

思考题 1.植物小孢子发育过程； 2.花粉和花药培养条件； 3.花粉和花药培养方法； 4.单倍体诱导的应用。 方法－化学诱变 小苗浸泡－将再生小植株从试管中取出，无菌条件下用秋水仙素直接浸泡，然后再转移至新鲜的培养基中培养。 生长锥处理－用秋水仙素水溶液直接浸生长点 培养基加倍－将单倍体植株的任何一部分作为外植体，种植在附加一定浓度秋水仙素的培养基中培养一段时间后，转入无秋水仙素的培养基中继续培养。 单倍体植株，一旦加倍成功就是一株纯合二倍体，可以正常开花结实，繁殖后代。这样的材料可直接试管繁殖应用于生产，或者作为常规育种的原始材料。 花粉培养及单倍体应用存在的问题 1.诱导频率低 2.体细胞干扰问题 3.倍性变异 4.白化苗问题 植物组织培养技术与花药花粉培养技术的异同点 项目 相同点 不同点 植物组织培养技术 （狭义） 离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进行移栽。 外植体为体细胞，染色体数无需加倍 花药培养技术 取材为花药花粉，培养的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种 第四节 单倍体在植物育种中的应用 将具有单套染色体的单倍体植物，经人工染色体加倍，使其成为纯合二倍体。从中选出具有优良性状的个体，直接繁育成新品种；或选出具有单一优良性状的个体，作为杂交育种的原始材料。 单倍体育种的优越性 单倍性植物不能结籽，生长势弱，没有单独的利用价值，但其经染色体加倍后成为纯合的双二倍体，因此可缩短育种年限，加快育种进程，在杂交育种、诱变育种、远缘杂交及杂种优势的利用等多方面具有重要意义。 1.控制杂种分离缩短育种周期 在杂交育种中，由于杂种后代不断分离，要得到一个稳定的品系，一般需要4～6代的时间。再加上品种评比试验等工作，对于一年生植物，要培养出一个稳定的新品种，就需要6～7年甚至8～9年的时间。而对多年生植物，常规方法培养出新品种就需要更长的时间。 大大缩短育种周期。 2. 排除显隐性基因干扰，提高选择效率 如果要选择AABB的个体，单倍体后代只有一种基因型和表现型，容易选择，所以单倍体后代选择的准确性高，可相应地节约土地、劳力。 3. 单倍体是诱变育种的良好材料 由于人工诱变育种培育一个新品种，一般也需4年以上的时间。而且选择时，由于种种因素干扰，如性状显、隐性，很难做到正确选择，加之为增加选择机率而群体过大，易造成误选或漏选。 花粉单倍体植株，只含有一套染色体组，不存在相对应的显性和隐性的基因位点，一旦发生基因突变，就会在植株的性状上表现出来，有利于隐性突变体的筛选。 4.单倍体在远缘杂交中的利用 远缘杂交，一般指不同种、属之间的杂交，由于亲缘关系相距稍远，经常会出现杂交不亲和，幼胚不成活，杂种第一代不育，杂种后代育性差，而且杂种后代的性状“疯狂”分离 ，复杂性高，时间长，稳定慢。 通过花粉培养，则可以克服远缘杂种的不育性和杂种后代呈现的复杂分离现象。因为尽管远缘杂种存在不育性，但并不是绝对不育，仍有少数或极少数花粉具有生活力。这样就可通过对这些可育性花粉的人工培养，使其分化成单倍体植株，再经染色体加倍，就可形成性状遗传稳定，纯合的双二倍体新品系。 5. 利用单倍体对栽培品种进行纯化 优良品种育成推广后，在栽培过程中由于生物学混杂丧失原有品种的优良性。表现为种性混杂、品种劣变，产量下降，失去原有经济价值。 采用花粉培养单倍体，经染色体加倍成纯合双二倍体，就可使其采用种子繁殖来保持其品种特性，防止因无性繁殖世代过多而造成的品种退化。 与杂交育种相比，单倍体育种不足之处： 由于缺少遗传基因的交换和重组，无法积累更多的优良基因型。 由于诱导技术不完善，花粉培养时，出现愈伤组织率和绿苗率均低，单倍体群体往往不大。 谢谢大家！ 醋酸洋红可把遗传物质染成深色便于观察 * * 白化苗-即为叶片中不含有叶绿素的植物幼苗 ????植物叶肉中有两种质体-绿色和白色，首先你应该知道植物叶片细胞质基因是由母本提供的，在母本形成卵细胞的过程中，绿色质体和白色质体会随机不均等分配，百化苗就是在这个时期形成的。 ????由于质体随机不均等分配，导致白化苗中没有绿色质体，所以叶肉呈现白色，白化苗因缺少绿色质体中含有的叶绿素，无法进行光合作用，所以短期内就会死亡。 * 低温预处理可以提高花粉胚的诱导。 各种植物要求预处理的温度和时间不同。 以1-5℃预低温处理小麦幼穗，能提高花粉愈伤组织的产量。在4℃下冷冻石刁柏花蕾，预处理4天、8天和12天，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高2.4倍、1.9和1.5倍。