第十三章倍性育种课件.ppt

1、第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第一节第一节 园艺植物多倍化现象及多倍体育种园艺植物多倍化现象及多倍体育种的意义的意义一、园艺植物的多倍化现象一、园艺植物的多倍化现象染色体数目变异的分类染色体数目变异的分类染色体组：遗传上把一个配子的染色体染色体组：遗传上把一个配子的染色体数称为染色体组。有的书上也叫它基因数称为染色体组。有的书上也叫它基因组。组。不论一个染色体组内包含有几个染色体，不论一个染色体组内包含有几个染色体，同一染色体组的各个染色体的形态、结同一染色体组的各个染色体的形态、结构和连锁基因群都彼此不同，但它们却构和连锁基因群都彼此不同，但它们却构成一个完整而协调的体系；缺少其中构成一

2、个完整而协调的体系；缺少其中的任何一个都会造成不育或性状的变异。的任何一个都会造成不育或性状的变异。凡是细胞核内含有一个完整染色体组凡是细胞核内含有一个完整染色体组的，叫单倍体。含有两个染色体组的的，叫单倍体。含有两个染色体组的叫做二倍体。有三个染色体组的叫做叫做二倍体。有三个染色体组的叫做三倍体三倍体这类染色体数的变化是以染色体组为这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减，叫倍数性改变。单位的增减，叫倍数性改变。单倍体：只含有一个染色体组，只存单倍体：只含有一个染色体组，只存在单套的基因。在单套的基因。单倍体可以是正常或异常的。单倍体可以是正常或异常的。正常生长的单倍体形成的配子仍然是正常

3、生长的单倍体形成的配子仍然是单倍体。单倍体。而本来是二倍体的生物成为单倍体后，而本来是二倍体的生物成为单倍体后，形成配子是高度不育的。形成配子是高度不育的。单倍体：单倍体：同源多倍体：是指增加的染色体组来同源多倍体：是指增加的染色体组来自同一物种，一般是由二倍体的染色自同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍的。体直接加倍的。在同源多倍体中，所有的基因仍和原在同源多倍体中，所有的基因仍和原来的一样，不过每一座位上的基因增来的一样，不过每一座位上的基因增加而已。加而已。同源多倍体的育性不高同源多倍体的育性不高少数同源四倍体是可以繁殖的少数同源四倍体是可以繁殖的四倍体的基因分离比较复杂对一对四倍体

4、的基因分离比较复杂对一对基因来说，四倍体有三种杂合体即基因来说，四倍体有三种杂合体即AAAa,AAaa,AaaaAAAa,AAaa,Aaaa。同源三倍体育性很低同源三倍体育性很低 多倍体植株比起两倍体来，因为染色多倍体植株比起两倍体来，因为染色体数增多，所以细胞的体积要大些。多体数增多，所以细胞的体积要大些。多倍体植株的一般特征是茎粗、叶大、花倍体植株的一般特征是茎粗、叶大、花大、果实大，但往往生长慢，矮生，成大、果实大，但往往生长慢，矮生，成熟也较迟。熟也较迟。异源多倍体是指增加的染色体组来自异源多倍体是指增加的染色体组来自不同的物种，一般是由不同种、属间不同的物种，一般是由不同种、属间的杂

5、交种染色体加倍形成的的杂交种染色体加倍形成的在偶倍数的异源多倍体细胞内，由于每在偶倍数的异源多倍体细胞内，由于每种染色体组都有两个，同源染色体都是种染色体组都有两个，同源染色体都是成对的，因而减数分裂时能象二倍体一成对的，因而减数分裂时能象二倍体一样联会成二价体，所以异源多倍体表现样联会成二价体，所以异源多倍体表现与二倍体相同的性状遗传规律。与二倍体相同的性状遗传规律。奇倍数的异源多倍体是偶倍数多倍体奇倍数的异源多倍体是偶倍数多倍体种间的杂交的子代。种间的杂交的子代。奇倍数是不可育的奇倍数是不可育的第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第一节第一节 园艺植物多倍化现象及多倍体育种园艺植物多倍化现象

6、及多倍体育种的意义的意义二、多倍体植物的特点二、多倍体植物的特点巨大性巨大性可孕性低可孕性低适应性强适应性强有机合成速率增加有机合成速率增加可克服远缘杂交不育性可克服远缘杂交不育性第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第一节第一节 园艺植物多倍化现象及多倍体育种的意园艺植物多倍化现象及多倍体育种的意义义三、园艺植物多倍体育种的意义三、园艺植物多倍体育种的意义 利用多倍体的特点，育成产量高品质好的品种利用多倍体的特点，育成产量高品质好的品种 三倍体无核果实三倍体无核果实 通过多倍体解决远缘杂交的难稔性通过多倍体解决远缘杂交的难稔性 克服不同各类之间的生殖隔离克服不同各类之间的生殖隔离 利用无性繁殖能

7、使多倍体长期利用利用无性繁殖能使多倍体长期利用第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得一、多倍体的种类及形成途径一、多倍体的种类及形成途径第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得二、多倍体的自然产生二、多倍体的自然产生自然界中多倍体起源有体细胞染色体加倍、自然界中多倍体起源有体细胞染色体加倍、细胞学上未经减数分裂的配子有性功能细胞学上未经减数分裂的配子有性功能和多精受精等形式和多精受精等形式第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得三、人工理化诱导多倍体三、人工理化诱导多倍体1、物理方法诱变多倍体、物

8、理方法诱变多倍体高温、低温、射线和干旱高温、低温、射线和干旱2、化学方法诱变多倍体、化学方法诱变多倍体 诱变药剂：秋水仙碱、萘嵌戊烷、萘骈诱变药剂：秋水仙碱、萘嵌戊烷、萘骈乙烷、安磺灵、戊炔草胺、氟乐灵等，乙烷、安磺灵、戊炔草胺、氟乐灵等，其中最广泛应用的是秋水仙碱其中最广泛应用的是秋水仙碱第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得三、人工理化诱导多倍体三、人工理化诱导多倍体2、化学方法诱变多倍体、化学方法诱变多倍体 化学药剂诱变多倍体的处理方法化学药剂诱变多倍体的处理方法浸渍法浸渍法涂沫法涂沫法滴液法滴液法毛细管法毛细管法套罩法套罩法注射法注射法第十三章第十三章

9、 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得三、人工理化诱导多倍体三、人工理化诱导多倍体2、化学方法诱变多倍体、化学方法诱变多倍体 化学诱变多倍体应注意的几个问题化学诱变多倍体应注意的几个问题注意植株部位的选择注意植株部位的选择注意药剂浓度与处理时间注意药剂浓度与处理时间注意处理时的环境条件注意处理时的环境条件注意处理后对材料的清洗与保护注意处理后对材料的清洗与保护第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得四、有性杂交选育多倍体四、有性杂交选育多倍体1、利用、利用2n配子杂交培育多倍体配子杂交培育多倍体2、利用多倍体亲本杂交培育多倍体、利用多倍体亲本杂

10、交培育多倍体第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第二节第二节 多倍体的获得多倍体的获得五、离体培养获得多倍体五、离体培养获得多倍体1、胚乳培育获得三倍体、胚乳培育获得三倍体2、原生质体融合获得多倍体、原生质体融合获得多倍体3、其它组织离体培养获得多倍体、其它组织离体培养获得多倍体第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第三节第三节 多倍体的鉴定和利用多倍体的鉴定和利用一、植物多倍体的鉴定方法一、植物多倍体的鉴定方法1、形态鉴定、形态鉴定2、气孔鉴定、气孔鉴定3、花粉粒鉴定、花粉粒鉴定4、梢端组织发生层细胞鉴定、梢端组织发生层细胞鉴定5、小孢子母细胞大小鉴定、小孢子母细胞大小鉴定6、染色体计数、染色体计

11、数7、流式细胞仪分析、流式细胞仪分析第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第三节第三节 多倍体的鉴定和利用多倍体的鉴定和利用二、混倍性嵌合体的分离二、混倍性嵌合体的分离三、多倍体材料的选择和利用三、多倍体材料的选择和利用第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第四节第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应单倍体及其在园艺植物育种中的应用用一、单倍体的类型及特点一、单倍体的类型及特点1、单倍体的类型、单倍体的类型单元单倍体单元单倍体多元单倍体（同源多元单倍体和异源多元多元单倍体（同源多元单倍体和异源多元单倍体）单倍体）第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第四节第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应单倍体及其在

12、园艺植物育种中的应用用一、单倍体的类型及特点一、单倍体的类型及特点2、单倍体的特点、单倍体的特点高度不育高度不育隐性基因控制的性状可以表现出来隐性基因控制的性状可以表现出来第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第四节第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应单倍体及其在园艺植物育种中的应用用二、单倍体的获得方法二、单倍体的获得方法1、远缘花粉刺激孤雌生殖、远缘花粉刺激孤雌生殖2、辐射、化学药剂处理诱导孤雌生殖、辐射、化学药剂处理诱导孤雌生殖3、从双生苗中选择、从双生苗中选择4、花药、花粉培养、花药、花粉培养5、离体雌核发育、离体雌核发育4.单倍体植株和愈伤组织的培养单倍体植株和愈伤组织的培养（1）单倍

13、体材料的采集）单倍体材料的采集 单倍体育种的首要问题是如何获得大最的单单倍体育种的首要问题是如何获得大最的单倍体植株。据现有的研究材料，用花药培养产生倍体植株。据现有的研究材料，用花药培养产生单倍体植株有两个途径单倍体植株有两个途径:第一是在离体培养的花药中，花粉经过类似第一是在离体培养的花药中，花粉经过类似胚胎发育的过程直接形成单倍体植物，如烟草、胚胎发育的过程直接形成单倍体植物，如烟草、曼陀罗等。曼陀罗等。第二是在离体培养的花药中，花粉形成愈第二是在离体培养的花药中，花粉形成愈伤组织，再从愈伤组织分化出单倍体植株。伤组织，再从愈伤组织分化出单倍体植株。（2）花药的接种）花药的接种v接种前的

14、准备工作接种前的准备工作 接种和培养花药是在无菌条件下进行的，接种和培养花药是在无菌条件下进行的，所用的一切用具必须彻底灭菌。所用的一切用具必须彻底灭菌。v花粉发育时期的鉴定花粉发育时期的鉴定 适宜的花粉发育时期对于提高花粉诱导愈适宜的花粉发育时期对于提高花粉诱导愈伤组织分化的频率是很重要的，为此，进行花伤组织分化的频率是很重要的，为此，进行花药培养前，要用显微镜进行花粉发育时期的鉴药培养前，要用显微镜进行花粉发育时期的鉴定。定。经显微镜检查后，把花粉细胞的发育进期经显微镜检查后，把花粉细胞的发育进期与花药或花序的外部形态联系起来，找出花粉与花药或花序的外部形态联系起来，找出花粉单核期或单核期

15、的花蕾或花序的外部形态标志单核期或单核期的花蕾或花序的外部形态标志选取花药进行接种培养。选取花药进行接种培养。诱导愈伤组织分化出根、茎、叶的方法是在诱导愈伤组织分化出根、茎、叶的方法是在愈伤组织长到愈伤组织长到1-3毫米大小（如小米大）时，即毫米大小（如小米大）时，即可转移到诱导分化培养基上，促使分化长出植株。可转移到诱导分化培养基上，促使分化长出植株。一般说来，愈伤组织如果先形成芽，随后根自然一般说来，愈伤组织如果先形成芽，随后根自然会发生，如果先有根，以后不一定会出芽。因此，会发生，如果先有根，以后不一定会出芽。因此，掌握芽分化的条件是十分重要的。掌握芽分化的条件是十分重要的。愈伤组织转移

16、培养工作是在无菌室或接种愈伤组织转移培养工作是在无菌室或接种箱内进行的，转移后愈伤组织培养在箱内进行的，转移后愈伤组织培养在23-28恒恒温室内，每日光照温室内，每日光照9-11小时，可用日光灯作辅助小时，可用日光灯作辅助光，光强度在光，光强度在2000勒克斯以上。勒克斯以上。在转移愈伤组织时，应注意其极性，原来在转移愈伤组织时，应注意其极性，原来向上的一但转移后的一但转移后仍应向上，否则向上的一但转移后的一但转移后仍应向上，否则会影响生长，同时在转移时，就避免沾带过多的会影响生长，同时在转移时，就避免沾带过多的培养基。培养基。第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第四节第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应单倍体及其在园艺植物育种中的应用用三、单倍体植株的鉴定三、单倍体植株的鉴定四、单倍体的二倍化四、单倍体的二倍化1、单倍体的自然加倍、单倍体的自然加倍2、单倍体的人工加倍、单倍体的人工加倍第十三章第十三章 倍性育种倍性育种第四节第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应单倍体及其在园艺植物育种中的应用用五、单倍体在育种中的应用五、单倍体在育种中的应用1、加速遗传育种材料的纯合，缩短育种周、加速遗传育种材料的纯合，缩短育种周期期2、提高选择效率、提高选择效率3、与其它育种技术结合，提高育种效率、与其它育种技术结合，提高育种效率4、构建分子遗传图谱、构建分子遗传图谱