4离体培养下的遗传与变异(2学时)解析.ppt

* * * * * * * * * * * 转座子插入诱变： 转座子插入诱变是近年来利用分子生物学技术发展起来的新的体细胞变异诱导方法。转座子既可直接将外源基因带入细胞内获得新性状，又可以独立插入通过其转座功能诱导变异。 目前，使用较多的转座子体系主要是玉米的Ac/Ds系统，其主要操作过程是首先采用基因转化的方法将Ac/Ds导入受体细胞，再通过体细胞培养或再生植株的自交或测交使Ac因子切除，由于转座子插入的随机性，即可在切除Ac的植株中筛选出不同变异。利用这一途径已在苜宿、马铃薯、番茄、甘蓝等多种植物上获得可利用的体细胞变异植株。 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 直接筛选 间接筛选 突变体的选择： 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 突变体的选择——直接选择： 其方法是用一种含有特定物质的选择培养基，在此培养基上只有突变细胞能够生长，非突变细胞不能生长，从而直接筛选出突变体。如抗除草剂、抗盐碱突变体的筛选，均可直接在培养基中加入一定浓度的除草剂或增加渗透压的物质。目前采用这一途径，已从多种植物中筛选出可利用的体细胞变异体。 贾敬芬等以小麦幼胚愈伤组织为材料，在含有1.4％ NaCl的N6培养基上直接筛选出小麦耐盐系。分析显示，耐盐系游离氨基酸含量是供体亲本的4.1倍。 郑企成等也曾将小麦“京花1号”花药经γ射线处理后，再经0.5％ NaCl培养基直接筛选获得耐盐再生株系。 李爱贤等以甘薯“栗子香”为材料诱导胚性细胞系，从900个通过γ射线辐射的细胞团中，在含有2.0％ NaCl的培养基中进行筛选，获得22个抗盐愈伤组织，并获得20个抗盐再生植株。 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 Moon等将玉米愈伤组织培养在含有Al3+的培养基上，直接筛选出耐铝的突变体Cat-100-6。经过4代自交，突变系仍有较好的忍耐铝的能力，与供体近交后代的耐铝能力表现为中间类型。 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 突变体的选择——间接选择： 间接选择法是一种借助于与突变表现型有关的性状作为选择指标的筛选方法。 Dorffling等以Pro类似物羟脯氨酸（HYP）为选择剂，获得了耐HYP的体细胞变异系，其抗寒性比供体亲本增强，且能稳定遗传。 林定波等将锦橙株心细胞愈伤组织的悬浮细胞经γ射线照射，然后在高浓度脯氨酸培养基中培养筛选，获得了抗寒体细胞变异愈伤组织，并再生植株。鉴定显示，抗寒愈伤组织及其再生植株的抗寒性分别比供体提高1.4 ℃和2.4 ℃，突变系体内的Pro含量比供体增加了一倍。 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 体细胞 变异应用 １创造育种材料 培育新品种 ２遗传学研究 ４代谢研究 ３发育生物学研究 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 据统计，诱导突变已被用来改良诸如小麦、水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁殖的重要作物。 在全世界50多个国家中已发放了1000多个由直接突变获得的或由这些突变体相互杂交而衍生的品种。 这些品种的主要特性包括品质改良、增强抗病性、抗逆性等。 创造育种中间材料或直接培育新品种 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 在各国现有通过体细胞诱变选育的谷类作物品种中，品质得到不同程度改良的占34.3％。 意大利选育的硬粒小麦Creso，品质好、产量高、适应性强，成为该国小麦种植主栽品种。 通过射线处理选育的面包小麦Sharbati So06ra，蛋白质含量由原品种的13％提高到16％，赖氨酸含量从2.26％提高到2.96％。 在水稻方面，国外至少育成了12个米质优良的品种，如日本的美雪锦、宾系酒18号、加贺光、富士光、宵锦，美国的Calmochi201等等。法国选育的Delta，以其良好的籽粒品质占该国水稻总面积的20％。 此外，还有丹麦无花青素原大麦Galant，其商业应用价值在于能保持啤酒的稳定性。 细胞工程--植物细胞工程 2.3 体细胞无性系变异诱导与选择应用 据不完全统计，诱变品种中大约有1/4是抗病品种，其中80％左右为抗真菌品种。 包括水稻抗稻瘟病、白叶枯病、稻胡麻叶斑病等的突变体，小麦抗锈病、白粉病、根腐病和耐赤霉病的突变体，大麦抗白粉病、病毒病和纹枯病的突变体，玉米抗大小班病和青枯病的突变体；高粱抗丝黑穗病、谷子抗白发病的突变体；大豆抗灰斑病和病毒病的突变体；菜豆抗黄班病毒病的突变体；马铃薯抗黑斑病的突变体，白菜抗霜霉病的突变体；油菜抗花叶病的突变体等（孙光祖，1995）。 耐盐、抗旱、抗寒变异也已筛选出众多中间材料，有的已进入区域试验，有的已用于生产。 细胞工程--植