第九章植物体细胞无性系变异与突变体的筛选预案.ppt

第九章　植物体细胞无性系变　　　异与突变体的筛选 陈观水 生命科学学院 jimchen7909@163.com第九章 植物体细胞无性系变异与突变体的筛选 主要内容： 第一节 植物体细胞无性系变异 第二节 植物体细胞无性系突变体的筛选 学习的目标与要求： 了解体细胞无性系变异的意义、掌握体细胞无性系变异的诱导方法和筛选方法，了解体细胞无性系变异的遗传机理。 一、植物体细胞无性系变异 1.体细胞无性系变异的表现和普遍性 植物细胞、组织、器官在无菌条件下进行离体人工培养，经过脱分化和再分化过程，重新形成愈伤组织和完整植株称为体细胞无性系（somaclones）。 在培养阶段发生变异，进而导致再生植株亦发生遗传改变的现象(包括形态、生理生化、育性、抗性等方面)，称为体细胞无性系变异（somaclonal variation）。 一、植物体细胞无性系变异 1.体细胞无性系变异的表现和普遍性 培养材料在遗传上是相对稳定的； 变异是普遍现象，不限于特定的物种、器官，所涉及的性状也相当广泛。研究表明，经组织培养产生的变异要比常规繁殖方法产生的植株表现更多的变异。体细胞无性系变异的变异率可以高达30~40%，有时甚至高达100%，某一具体性状的变异率在0.2~3%之间。体细胞无性系变异是一把双刃剑，在微繁殖及遗传转化方面要尽力避免产生体细胞无性系变异，但育种工作者则希望产生更多种类和更高频率的变异。 一、植物体细胞无性系变异 2.体细胞无性系变异的类型及遗传基础 1)体细胞无性系变异的类型 遗传变异(genetic variation)：是获得新种质的有效途径。 非遗传变异 生理适应(physiologic adaptation)：由于某种外界条件存在而引起的性状变异，会随着外界因素的消失而消失 后生遗传变异(epigenetic variation)：遗传物质没有发生改变，只是基因的表达调控发生改变而引起的变异。 一、植物体细胞无性系变异 2.体细胞无性系变异的类型及遗传基础 2)体细胞无性系变异的遗传基础 染色体数目变异、结构变异、基因突变、DNA总量变异和DNA重复序列拷贝数的变异、基因丢失、DNA碱基修饰、转座子的激活、基因重排等 一、植物体细胞无性系变异 2.体细胞无性系变异的类型及遗传基础 2)体细胞无性系变异的遗传基础 大量研究表明，染色体变异是植物组织培养的一个基本特点。 一、植物体细胞无性系变异 2.体细胞无性系变异的类型及遗传基础 2)体细胞无性系变异的遗传基础 DNA在核内重复复制－－同源多倍体 一、植物体细胞无性系变异 2.体细胞无性系变异的类型及遗传基础 2)体细胞无性系变异的遗传基础 染色体断裂与重组－－非整倍体、四倍体 产生染色体结构变异的一般不能正常生长 一、植物体细胞无性系变异 3.人工诱发变异 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 1.突变体筛选的一般原则 1)多种检测手段相结合，初筛与复筛相结合 2)离体筛选与常规 育种相结合 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 2.体细胞无性系突变体筛选方法 1)从再生植株中直接筛选有用突变株 2)对离体培养物的筛选 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 2.体细胞无性系突变体筛选方法 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 2.体细胞无性系突变体筛选方法 直接选择法 正选择法： 用一种含有特定物质的选择培养基，在其上只有突变的细胞能够生长，非突变细胞不能生长，从而直接筛选出突变体的办法。 小麦幼胚愈伤组织--1.4%NaCl N6培养基＝＝小麦耐盐系。 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 2.体细胞无性系突变体筛选方法 直接选择法 负选择法（富集选择法，又称浓缩法 ）： 在特定培养基中，让正常细胞生长繁殖，突变体细胞受抑制不分裂呈休眠状态，然后用一种能毒害正常生长细胞，而对休眠细胞无害的药物淘汰正常细胞，再用正常培养基恢复突变体生长。 该方法主要应用于营养缺陷型突变体筛选。 二、植物体细胞无性系突变体的筛选 2.体细胞无性系突变体筛选方法 间接选择法 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。 当缺乏直接选择表型指标或直接选择条件对细胞生长不利时，可考虑采用间接筛选法 如脯氨酸（Pro） 锦橙珠心悬浮细胞--γ射