倍性育种PloidyBreeding.ppt

第十章 倍性育种（Ｐloidy Breeding） 第一节 多倍体育种 一、多倍体的概念及种类 1.通过使染色体加倍的方法，来培育新品种的一种育种途径。我们称之为多倍体育种(Ployploid Breeding) 2.多倍体的种类：同源多倍体(autoployploid)、异源多倍体（alloployploid）和同源异源多倍体（auto- alloployploid）。见图10-1 3.杂交和染色体加倍与物种形成的关系：如Brassica属的物种起源，Brassica 由三个基本种，aa芸薹种，bb黑芥种，cc甘蓝种，经过杂交进化而成。见图10-2 4.多倍体育种在园艺作物生产中的意义 多倍体的巨大性，营养成份含量高，孕性低、抗性强、许多园艺作物都是多倍体品种，三倍体：无核葡萄，无核柑桔、香蕉、西瓜；四倍体西红柿VC高，四倍体萝卜巨大，四倍体的紫罗兰香，三倍体杜醇花期长。 二、人工引变多倍体的原理和方法 ①1937年，Blackslee and Avery两人利用秋水仙精诱变多倍体取得了显着结果，从而开始了多倍体育种的时代。在园艺育种方面育成多倍体的种类有，黄瓜、西瓜、甜瓜、西红柿、甘蓝、“白兰”及苹果、葡萄、梨、李、金鱼草、万寿菊、石竹、凤仙花等。 ②迄今为止，人工诱导多倍体的最有效的方法就是利用秋水仙素(colchicine)处理，及其它一些理化手段及杂交、培养手段。 (一)秋水仙素的理化性质 秋水仙素(碱)(olehicine)是生长在地中海沿岸的百合科秋水仙属植物［C. autumale L］中茎和种子中提炼出来的。分子式C22H25O6N。易溶于酒精、氯仿、苯和冷水中，热水中的溶解度较少，在一般的试验中，可以用水、酒精作溶媒，或用羊毛脂、洋菜等作基质。 (二)秋水仙素引起植物细胞多倍化的机制：秋水仙碱的作用在于使核分裂中期延长停止，它阻碍了纺锤丝的形成与发展，而使分裂了的染色体留在一个细胞核当中，致使染色体加倍。但它对染色体结构却影响很小，细胞经过秋水仙素处理以后，在一定时期内就可以恢复正常，重新进行分裂。 (三)用和水仙处理植物，引起多倍体，应注意的一些问题。 1.它只对分裂时期的细胞起作用，对静止的细胞无作用，所以我们通常应只处理一些新陈代谢活跃的器官、部位和组织，如 “发芽的种子”，膨大的芽，“茎、根尖生长点”等幼嫩的部位。 2.处理的时间和浓度 据报道浓度范围为0.0006～1.6%，以0.2%左右收益最大，木本浓度高，草木浓度低。 处理时间：12～24小时，也有几分钟，2、4、6、10小时及10天的。 3.植株处理后的生长条件：利用秋水仙素处理以后，必须用清水冲洗，以防止继续加倍，维持、25～30℃条件为宜，高、低都不利于多倍体的形成。 （四)引变多倍体的方法 1.水溶液处理法：种子浸渍法，倒置生长点法，腋芽浸渍法，毛细管作用法。 2.羊毛脂软膏涂芽法。3.洋菜剂涂芽法。 三、多倍体的特征、特性及其鉴别方法 (一)形态比较：瓜类多倍体：发芽和生长缓慢，子叶及叶片厚、色深、茸毛粗糙、叶片宽、茎粗、节间短；花卉类；花冠明显增大，花色变深、果实变短，果树中茎变粗短、叶变厚、叶形指数变少。 （二）气孔：多倍体的气孔和保卫细胞大，而单位面积数目变少。萝卜：保卫细胞32.μ×20.2μm，而2倍时，25.2μm×18.7μm，西瓜：2x，22.47±1.13∽25.39μm1.89μm；4x，34.91±1.44；3x,26.65μm±1.10∽27.12μm±1.101μm。 (三)花粉粒大小的鉴别：见表所示：熏衣草花粉粒2x与4x特征比较（1980年，李延华） 薰衣草2x与4x比较 (四)梢端组织发生层细胞鉴定：用切片染色法比较组织发生层的三层细胞和细胞核的大小，多倍体的细胞及细胞核较二倍体大。 (五)小孢子母细胞分裂的行为异常，不能正常联合。 (六)染色体计数：茎尖细胞，花粉母细胞，进行镜检计数。 第二节 单倍体育种 一、单倍体的概念、特点 1.单倍体(haploid)：未经受精的配子发育的,含有配子染色体数的细胞或个体。 2.类型：①来自2n=2x的单倍体1x为一元单倍体(mono haplold) ②来自2n=4x的单倍体，2x含两个染色体组为多元单倍体(ploy haploid) 3.特点：①不能正常可育结籽, ②同源染色体只有染色体组中的一个成员。 等位基因只有一个，无论显、隐基因,性状都能得以表达。一旦加倍，全部位点的基因都是同质结合，基因型高度纯合。 二、获得单倍体的方法 1.远缘花粉刺激诱发孤雌生殖，由未受精的卵发育成的胚是单倍性。烟草、茄属、小麦等。 2.延迟授粉：去雄后延持授粉、提高单倍性或用异作物花粉刺激，油菜(四川大学) 3.辐射，化学药剂处理 4.从双生苗中选择：