遗传育种第11章多倍体.ppt

第11章多倍体育种 第一节生物染色体的多倍性 一、多倍体的定义和种类： （一）、多倍体（Polyploid）是指每个体细胞中含有三个或更多个染色体组的生物体。 多倍体分为同源多倍体和异源多倍体 （二）、多倍体的种类 同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种，遗传基础是相同的。 异源多倍体是指由不同的种、属间的个体杂交得来的F1代，再经染色体加倍产生，它的染色体组来自两个或两个以上的物种。 二.多倍体植物的特点 1.同源多倍体植物的特点 ①育性差，结实率低。 ②形态、组织学上的特征 多倍体植株一般比原来的二倍体表现出巨大性。 二、多倍体形成的原因 1 体细胞染色体加倍：早起有丝分裂的抑制 2减数分裂异常， 形成没减数的配子 3双（多）精受精 4远远杂交 5个体发育调节机制 三、多倍体育种的意义 ①.三倍体生长快；②.三倍体贝类糖元含量高、品质好；③.三倍体繁殖力低，能保持质肉的优良品质；④.三倍体抗病力强；⑤.三倍体成熟繁殖期群体死亡率低；⑥.三倍体在繁殖期和繁殖期后仍能快速生长。 存在的问题： ①.胞松驰素B有剧毒；②.三倍体的诱导率低，同时造成大量受精卵畸形发育而形成浪费；③.通过抑制第二极体得到的三倍体贝类的杂合度和成活率低；④.直接诱导三倍体的方法不能连续生产 第二节、多倍体诱导 一、人工诱导多倍体的原理 1、抑制第一极体的排放 2、抑制第二极体的排放 3、抑制第一次卵裂 4、细胞融合 二、人工诱导多倍体的方法 （一）物理方法 1冷休克处理 微管蛋白在37℃的温度条件下其二聚体能装配成微管，而低温条件微管则解聚成二聚体，并能阻止微管蛋白聚合成微管。从而阻止纺锤丝形成 2热休克处理 热休克处理诱导贝类多倍体其机制在于，若细胞处于较高温度境中，细胞内一些进行生命活动的重要酶类如ATP酶就会遭到破坏，从而使其供能途径受阻。 亚致死温度是诱发多倍体的合适温度 冷休克多用于温水性种类，使用温度略高于致死温度，一般0~6°。 20°下皱纹盘鲍受精后15~20排出第一极体，35~40分钟排除第二极体，在受精后12和32分钟用3°海水处理15分钟，得到70~80%三倍体。 热休克一般用于冷水性鱼类，略低于上限致死温度多28~36°C，处理时间一般短 LINCOLN用27~28°C在受精后0~45分钟处理虹鳟受精卵10~15分钟，获得三倍体。 3 静水压处理 当贝类受精卵处于高压情况下微管所保持的结构失去原有的空间构型和刚性，微管发生可逆性裂解，破坏纺锤丝的形成，使处于减数分裂Ⅰ第～次有丝分裂期的染色体不能向两极移动，从而诱导出多倍体。去除压力的作用后受精卵会正常发育下去。 该方法的优点是它对胚胎的伤害作用比用温度休克处理方法要小的多，但它需要一种专门的设备即水压机。 1千克/平方厘米=0.098Mpa=145 psi 皱纹盘鲍受精后7和22分钟分别用650~750千克力/平方厘米处理了5分钟，得到60%三倍体。 4 电脉冲处理 在一定的电场条件下，细胞会发生融合，从而诱发多倍体。例如在电场强度为600v／cm2的条件下，处理时间为50-200us，电脉冲频率为1-6，牡蛎和贻贝三倍体的产率分别为55％和36％，四倍体的产率分别为20％和36％ SMITH用0.01%处理第一次卵裂前的溪红点鲑，产生了多倍体和部分嵌合体。这种处理方法易形成嵌合体成活率低。 用1毫克/升的CB处理在受精后30~45分钟处理太平洋牡蛎受精卵15分钟，得到88%三倍体。 （二）化学方法 1 秋水仙素处理 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子、鳞茎中提取的生物碱，它能抑制微管的组装，使已有的微管解聚合，从而阻止纺锤体的形成或破坏已形成的纺锤体，阻碍纺锤体行使机能，抑制着丝粒的分裂和发育，使染色体加倍后的细胞不发生分裂。去除秋水仙素的作用后细胞恢复正常的生理状态。 2 细胞松弛素B（CB）处理 细胞松驰素B是真菌Helminthooporium dematiodeum的代谢产物，它能可逆性切断细胞分裂末期细胞质形成的收缩环的微丝，使细胞质的分裂受到抑制，从而阻止细胞分裂。 。 3 聚乙二醇(PEG) 该药是一种常用的细胞融合剂，它能使细胞发生融和作用从而使细胞染色体加倍 4 6－二甲基氨基嘌呤（6－DMAP）处理 它是一种嘌呤霉素类似物，作为一种蛋白激酶抑制药物，它可以破坏中期纺锤体并有促使染色体凝集的作用。洗除该药物后，受精卵可以正常发育。 5 咖啡因（CF）处理 咖啡因作为细胞有丝分裂中期对拉动纺锤体起关键作用的微管的特异性药物，它可以阻断微管蛋白组装成微管结构，从而阻止细胞分裂。 秋水仙素及其加倍机理 （三）生物处理方法 种间杂交或先行种间杂交再伴随温度休克处理是产生异源多倍体的方法，也是诱