1、 一、实验目的一、实验目的 1.学习并掌握植物根尖或叶片材料处理、染色、压片及制片观察的方法。2.观察植物细胞有丝分裂各时期染色体的形态变化，了解有丝分裂全过程。二、实验原理二、实验原理 各种生长旺盛的组织中，如胞原组织、根尖、芽各种生长旺盛的组织中，如胞原组织、根尖、芽尖等分生组织常常进行细胞分裂。经过适当的取尖等分生组织常常进行细胞分裂。经过适当的取材处理，加以固定、离解、染色、压片方法，可材处理，加以固定、离解、染色、压片方法，可以迅速将细胞分散到载玻片中，进而进行有丝分以迅速将细胞分散到载玻片中，进而进行有丝分裂和染色体动态的观察裂和染色体动态的观察。这是遗传学上通过细胞分裂观察染色体
2、行为、形态结构、数目，从而进行组织分析，鉴别杂种等常用的制片方法。三、实验器材1 材料大蒜根尖2 器具显微镜、小剪子、刀片、载玻片、盖玻片、培养皿、水浴锅、吸水纸、绘图纸3 药品卡诺氏固定液、0.1%秋水仙素溶液、0.1mol/L盐酸、醋酸洋红染液 四、实验方法实验方法 1 发根 大蒜为材料，将大蒜磷茎置于盛水的烧杯口上，使大蒜鳞茎与水相接，在25下发根。待根长1cm左右，于中午12:3013:30切取根尖为宜。2 预处理 将剪下的根尖立即放入0.1秋水仙碱，以药液浸没根尖为度，处理34h。3 固定 材料经预处理后，用流水冲洗，然后投入卡诺液（3份甲醇 1份冰乙酸，现配现用）中固定2024h，
3、用95的乙醇洗两次，转入70乙醇中保存备用。4 解离 常用酸解法：从70乙醇中取出固定好的根尖流水冲洗min吸水纸吸干放入小试管中加适量1 mol/L HCl于600.5水浴解离1015min 5 染色 1醋酸洋红染色：将解离水洗后的材料吸干，挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂，滴加12滴染液，染色1020min，压片。6压片 在经染色的材料上加一滴染液，盖上盖玻片，覆一层吸水纸，用带橡皮头的铅笔垂直敲打，或以拇指垂直紧压盖片(注意勿使盖片搓动)，使材料分散压平，便于观察。7 镜检 先在低倍镜下寻找有分裂相的视野，再用高倍镜或油镜仔细观察、记数或拍照。8 临时封片保存 如制片标本符合要求
4、，而又只需要短期(一般在一周以内)保存，可采用石蜡临时封片。用烧红解剖针挑取少量石蜡(或石蜡与凡士林等体积混合物)沿盖片周围封闭。制作完成的制片标本要贴上标签，注明材料名称、可观察到的有丝分裂典型时期、制片时间、制作者等信息。五、作业五、作业 制作细胞有丝分裂前、中、后、末各期的制片一张，中期应能数清染色体数。贴上标签，注明材料名称，染色方法，制片日期和制作者姓名。2 绘制所观察到有丝分裂典型时期的染色体图像，并简要说明各时期染色体的行为变化和特征。间期有丝分裂前期中期后期末期 一、实验目的一、实验目的 1学习花粉母细胞涂抹制片技术。2通过观察进一步熟悉减数分裂的全过程及各个时期染色体的动态变
5、化和形态特征。二、实验原理二、实验原理 减数分裂是发生在配子形成过程中一种特殊形式的有丝分裂。减数分裂包含两次连续的分裂减数第一分裂和减数第二分裂。通过减数分裂所形成的四分体细胞（或雌、雄配子），其染色体数目只有体细胞的一半。减数分裂过程中染色体出现同源配对、非姊妹染色单体间片段交换、同源染色体相互分离等一系列独特行为。减数分裂细胞染色体制片取材以高等动、植物雄性生殖分裂较为方便。在适当的时机采集动物精巢或植物花蕾(花序)，经适当技术处理，压片就可在显微镜下观察到细胞的减数分裂过程。三、实验器材 1.材料 紫鸭跖草的幼嫩花蕾 2.实验器具实验器具 显微镜，酒精灯，载玻片，盖玻片，镊子，解剖刀，
6、解剖针，等常用工具。3.药品药品 卡诺氏，甲醇冰乙酸（甲醇 冰乙酸=3 1）固定液，mol/L HCI，45乙酸；0.5醋酸洋红，改良苯酚品红，石蜡。四、实验方法四、实验方法 1取材取材 花序基部、花蕾较小，花色尚未变黄变紫，其中花序基部、花蕾较小，花色尚未变黄变紫，其中必有处于减数分裂的花药。必有处于减数分裂的花药。2固定 将取得幼嫩花序或花蕾立即投入固定液中，处理1224h。倒去固定液，用梯度乙醇(95-80-70)依次浸泡漂洗530min，直至去除乙酸味。固定后可置70乙醇中保存。3涂抹 用镊子、解剖针等工具取出花药置洁净载玻片上；用洁净的刀片或镊子压在花药上向一端轻轻抹去，将花粉母细胞
7、压挤出来，注意勿使花药太过破碎；将挤出花粉母细胞(呈半透明胶状)小范围内涂成薄层。4染色 在涂好的载玻片上滴加一滴或半滴染液，稍后用镊子把所有可见花药壁残渣清除干净。5镜检观察 在低倍镜下寻找适当视野，并正确区分处于减数分裂各个时期的花粉母细胞、二分体、四分体以及花粉粒、花药壁残留组织与细胞。间期细线期偶线期粗线期双线期终变期中期后期末期中期后期末期 一、实验目的一、实验目的 1学习和掌握染色体组型分析的方法。2进一步了解染色体形态特征、在细胞分裂中的联会形象以及染色体组、核型及染色体数目、结构变异与生物进化的关系。二、实验原理二、实验原理 各种生物染色体的数目、形态和结构都是恒定的。染色体组
8、型，也称为核型，指一个个体或物种的特有的染色体构成，包括染色体数目以及每一条染色体所特有的形态特征（染色体的长度、着丝粒的位置、臂比值、随体的有无、次级缢痕的数目及位置、异染色质的分布等）。核型是物种最稳定的性状和标志，通常在体细胞有丝分裂中期时进行核型的分析鉴定，也可利用减数分裂期的染色体进行分析鉴定。染色体组型分析就是通过对染色体标本和其照染色体组型分析就是通过对染色体标本和其照片进行测量、对比分析、配对、分组、排列，对各片进行测量、对比分析、配对、分组、排列，对各染色体的形态进行分析。在细胞遗传学、现代分类染色体的形态进行分析。在细胞遗传学、现代分类学、生物进化和遗传育种学等研究中，是重
9、要的研学、生物进化和遗传育种学等研究中，是重要的研究手段。究手段。三、实验材料：三、实验材料：洋葱、大麦、玉米、黑麦、蚕豆等。本实验选洋葱、大麦、玉米、黑麦、蚕豆等。本实验选用蚕豆（用蚕豆（2n=12）。）。四、实验用品：四、实验用品：用具：蚕豆用具：蚕豆有丝分裂中期有丝分裂中期照片（照片（6x8cm）、剪）、剪刀、镊子、铅笔、直尺、计算器、胶水、白纸等。刀、镊子、铅笔、直尺、计算器、胶水、白纸等。五、实验步骤：五、实验步骤：1 测量：测量每条染色体的总长度及长臂长度测量：测量每条染色体的总长度及长臂长度和短臂长度。对于有随体的染色体，随体的长度可和短臂长度。对于有随体的染色体，随体的长度可以
10、计入也可以不计入染色体长度之内，需要注明。以计入也可以不计入染色体长度之内，需要注明。每条染色体的着丝粒应平分为二，计入两条臂长度每条染色体的着丝粒应平分为二，计入两条臂长度之内。（之内。（要使测量尽可能准确，应注意哪些问要使测量尽可能准确，应注意哪些问题题？）。？）。2 计算：根据测量结果，计算出：计算：根据测量结果，计算出：相对长度相对长度=某染色体的长度某染色体的长度染色体组内全部染色体总长度染色体组内全部染色体总长度臂比值臂比值=长臂长度（长臂长度（q）短臂长度（短臂长度（p）请问如何请问如何准确地准确地确定确定染染色体组内全部染色体的色体组内全部染色体的总长度总长度？臂比值臂比值1.
11、01.71.73.03.07.07.0以上以上 3 配对：根据测量、计算的数据进行同源染色配对：根据测量、计算的数据进行同源染色体的配对。体的配对。4 排列和剪贴：将配对的染色体按排列和剪贴：将配对的染色体按由大到小由大到小的的顺序进行排列并编号。等长的染色体短臂长的排在顺序进行排列并编号。等长的染色体短臂长的排在前面，特殊的染色体（如性染色体）排在最后。排前面，特殊的染色体（如性染色体）排在最后。排列、剪贴时，让各对染色体的列、剪贴时，让各对染色体的着丝粒排在一条直线着丝粒排在一条直线上上，短臂在上，长臂在下短臂在上，长臂在下。5 写出核型公式：以公式的形式将核型分析的写出核型公式：以公式的
12、形式将核型分析的结果和材料核型的主要特征表示出来，简明扼要。结果和材料核型的主要特征表示出来，简明扼要。六、实验报告：六、实验报告：完成蚕豆的染色体组型分析，包括染色体组型完成蚕豆的染色体组型分析，包括染色体组型图、数据表、核型公式。图、数据表、核型公式。七、结果与讨论：七、结果与讨论：1 结果：蚕豆染色体组型分析的部分结构举例。结果：蚕豆染色体组型分析的部分结构举例。2 讨论：染色体组型分析的意义。请大家查阅讨论：染色体组型分析的意义。请大家查阅相关资料。相关资料。一、实验目的 学习和掌握秋水仙碱诱发多倍体的一般方法 观察多倍体植物植株(器官)形态特征与细胞学特点，了解同源多倍体鉴定方法。秋
13、水仙碱能抑制纺锤形成丝。常用的有效浓度为0.01%1.0%，木本植物采用的浓度相对较高，可达1.5%，而蔬菜或处理幼嫩材料等适用的浓度则较低，一般不超过0.5%。处理方法可用水溶液浸渍、涂抹或点滴植物的分生组织，使每个复制为二的染色体不能向两极分开，同时细胞也不能分裂成两个子细胞，每个细胞内染色体增加一倍，形成多倍体细胞。鉴定多倍体植株的方法有形态学鉴定和细胞学鉴定两种。形态学鉴定是观测叶片气孔保卫细胞、花、果实、种子的形态、花粉粒大小及育性等性状的变异进行间接鉴定。细胞学鉴定观测根尖、茎尖分生组织或花粉母细胞的染色体数目，直接鉴定。杉木、马尾松等植物种子 水稻、大麦、豆类植物的种子或幼苗（一
14、）植物根尖多倍体的诱发 1、将杉木、马尾松、玉米、大麦、蚕豆、黑麦、西瓜等种子洗净后用水浸泡12d，然后摆放在铺有湿润滤纸(或纱布)的培养皿中置于2528条件下发芽，芽越壮越好。当根长到1cm以上时取出洗净，将水吸干。2、移至0.01%0.2%的秋水仙素溶液中，使根部浸在药液中，根尖朝下，25条件下处理直到明显膨大为止(24h左右以至36h)；另设一清水处理对照。处理过程中注意勿使药液干涸。3、取出材料洗净，用卡诺氏液固定1h，以备镜检。1、种子处理(1)取蚕豆、亚洲棉等植物种子置0.05%0.1%秋水仙素溶液中(2025)浸种24h，取出种子用自来水冲洗23次。(2)将种子移至放有被0.02
15、5%秋水仙素溶液润湿下的吸水纸的培养皿中加盖，放入20培养箱内发芽，一般处理两天就可长出幼苗。对干燥种子比浸过种的种子要多处理1天，种皮厚发芽慢的种子应先催芽后进行处理。由于秋水仙素能阻碍根系发育，所以对已发芽的种子应用较低的秋水仙素溶液处理较短的时间。(3)处理后取出幼苗，用自来水缓慢冲洗以免损伤，然后将幼苗移栽到大田或盆钵内，同时播种未经处理的种子幼苗作为对照。1、植株形态特征的观察与鉴定 比较鉴定二倍体和多倍体在形态上的主要区别。2、叶片气孔保卫细胞的测定(1)保卫细胞测量：仔细撕取二倍体和同源多倍体植株的叶片下表皮，置于载玻片上，并加12滴1%I-KI，盖上盖玻片。在高倍镜下用测微尺测
16、量气孔保卫细胞的大小，分别测量10个保卫细胞的长度和宽度，求其平均值。保卫细胞的形态因物种而异，双子叶植物的保卫细胞多呈肾形，单子叶植物的保卫细胞多呈哑铃形。(2)气孔密度测定：将叶片表皮制片于显微镜下检查，计算每个视野气孔数，转换视野重复10次，求出平均值。视野面积的计算，用目镜测微尺量出视野直径，按公式S=r2求视野面积，得每平方毫米叶面积的气孔数。(3)保卫细胞内叶绿体数目测定：取叶片下表皮于载玻片上，滴加AgNO3溶液，数秒后加盖玻片，在显微镜下观测保卫细胞内的叶绿体数目。将秋水仙碱处理和对照材料的根尖固定，按根尖压片法(参见根尖压片法实验)进行解离、染色、制片。镜检进行染色体数目鉴定
17、。注意事项注意事项 秋水仙碱属剧毒药品，具麻醉作用，操作秋水仙碱属剧毒药品，具麻醉作用，操作时切勿使药液接触皮肤和溅入眼内。时切勿使药液接触皮肤和溅入眼内。1、观察比较二倍体与多倍体在植株(器官)形态特征上的主要区别。2、观察比较多倍体和正常二倍体保卫细胞大小、气孔密度、保卫细胞内叶绿体数目以及花粉粒大小等特征。3、观察蚕豆根尖中期分裂细胞(1520个/人)，记载其中染色体加倍及未加倍的细胞数目，综合全班(组)结果，测算秋水仙碱诱发多倍体细胞的频率。4、绘制你所观察到的能够计数染色体数目的多倍性细胞图象。5、秋水仙碱处理为什么会产生组织中细胞的混倍性(或细胞嵌合)现象?由此，秋水仙碱处理应注意
18、些什么?一、实验目的一、实验目的 人类是随机交配的群体，其性状的表现反映出群体的遗传组成，从群体性状的遗传分析，可以了解不同种族（民族）的基因频率和基因型频率。以期了解控制不同性状的基因的分布情况。二、实验原理二、实验原理 在自然界，无论动植物一种性别的任何一个个体有同样的机会与其相反性别的任何一个个体交配。假设某一位点有一对等位基因A和a，A基因在群体出现的频率为p，a基因在群体出现的频率为q；基因型AA在群体出现的频率为D，基因型Aa在群体出现的频率为H，基因型aa在群体出现的频率为R。群体（D，H，R）交配是完全随机的，那么这一群体基因频率和基因型频率的关系是：D=p2 户 H=2pq
19、R=q2 这说明任何一物种的所有个体，只要能随机交配，基因频率很难发生变化，物种能保持相对稳定性。根椐遗传平衡定律，可以对人类群体进行基因频率的分析 三、实验材料三、实验材料 以班级的每一位同学的8种性状作为研究小群体。四、实验用具四、实验用具：笔和纸 五、实验步骤五、实验步骤 1.以10个人为一组，由小组长观察上述的前8个单对基因控制性状的表现，并作记录。2.统计全班（年段）的资料，进行基因频率和基因型频率的计算。计算公式：D+H=p2+2pq R=q2 六、作业六、作业 上交8种性状的基因频率和基因型频率。一、实验目的一、实验目的 掌握贮藏花粉及花粉生活力测定的方法和原理。二、实验原理二、
20、实验原理 通过人为的创造条件减弱花粉的呼吸强度和新陈代谢活动可以延长花粉的寿命。通常花粉的形态、花粉中酶的活性以及积累淀粉（淀粉质花粉）的多少与花粉生活力密切相关。因此，可以利用花粉的形态观察，过氧化物酶、脱氢酶的活性高低，淀粉的含量以及在人工培养基上花粉管萌发的情况作为确定花粉生活力高低的标准。三、实验材料三、实验材料 杉木、马尾松、柳杉、柳树、锥栗、百合、牡丹、菊花等植物的花粉。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂 修枝剪、钢药筛、解剖针、载玻片、悬液载玻片、盖玻片、毛笔、硫酸纸及硫酸纸袋、指形管或小玻璃瓶、脱脂棉或纱布、标签、玻璃铅笔、显微镜、干燥器、大广口瓶、恒温温箱、冰箱等。硫酸（相
21、对密度1.45）、无水氯化钙、硅胶、蔗糖或葡萄糖、蒸馏水、稀薄的硼酸（1：100000）、凡士林、联苯胺、苯酚、酒精、碳酸钠、过氧化氢、2，3，5三苯基四氮唑、次甲基蓝、愈伤木酚等。五、实验方法及步骤五、实验方法及步骤（一）花粉的收集（一）花粉的收集 1、树上收集、树上收集 2、摘下花序（花穗）收集、摘下花序（花穗）收集 3培养花枝收集培养花枝收集（二）花粉贮藏（二）花粉贮藏 1、进行干燥、进行干燥 2、过筛去杂 3、装瓶冷藏 （三）花粉生活力的测定（三）花粉生活力的测定 1、固体培养基法 人为地创造适宜的花粉发芽的条件，依其发芽情况来鉴定花粉的生活力。2、染色法 利用脱氧化酶反应。把花粉置于
22、载玻片上，滴入0.025%的次甲基蓝溶液一滴，盖上盖玻片，数分钟后在显微镜下检查，凡无生活力的花粉被染成深蓝色，有生活力的褪色为不同程度的浅蓝色或灰色，褪色能力的强弱与生活力的强弱呈正相关。3、形态观察法 有时还可采用一种更为简便的鉴定方法形态鉴定法。直接将花粉放在显微镜下观察，根据其形态特征判断生活力状况。一般把具有品种典型性的花粉（指具有该品种花粉粒的大小、形态和色泽等）作为具有生活力的花粉，把小型的、皱缩的、畸形的作为无生活力的花粉。六、作业六、作业 1、详细记载花粉采集及贮存的日期、花粉名称、详细记载花粉采集及贮存的日期、花粉名称、花粉收集方法及过程、花粉贮藏方法。花粉收集方法及过程、
23、花粉贮藏方法。2、通过实验总结所采集贮藏的花粉种类的特点。、通过实验总结所采集贮藏的花粉种类的特点。3、测定花粉生活力的意义有哪些？快速测定花粉、测定花粉生活力的意义有哪些？快速测定花粉生活力的方法有哪些？生活力的方法有哪些？4、分别用染色法和发芽法计算花粉生活力。、分别用染色法和发芽法计算花粉生活力。5、绘一幅花粉粒发芽形态图。、绘一幅花粉粒发芽形态图。一、实验目的一、实验目的 1、了解树木有性杂交特点。2、掌握树木有性杂交技术及其在育种上的应用。二、实验原理二、实验原理 树木杂交育种，是应用遗传性不同的树种，或同一树种的不同类型，在开花的时候，进行人工控制授粉，以获得杂种的手段。有性杂交，
24、由于基因的重新组合，杂种一代往往出现杂种优势。人工杂交目的，在于取得和利用杂种优势。三、实验材料三、实验材料 杉木、马尾松、湿地松、桃树、月季、菊花、百合、木芙蓉等，各种杨树或柳树的雌雄花枝。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂 修枝剪、剪刀、硫酸纸袋、纱布、棉花、标签、标牌、回形针、镊子、毛笔、授粉器、记载薄、梯子、铅笔、1015放大镜、培养瓶、花粉瓶等。五、实验方法与步骤五、实验方法与步骤 1、制定育种目标确定杂交组合 2、亲本选择 3、花期调整 4、母株去雄 5、套袋隔离 6、花粉采集 7、授粉 8、杂交后的管理 六、作业六、作业 1、观察描述杂交植物的花部构造，开花习性。2、详细记录杂
25、交过程。3、杂交工作结束后，认真分析成功与失败的经验教训，写出杂交工作小结。一、实习目的一、实习目的 1、通过实验，掌握植物组织培养操作技术。2、掌握培养基配制方法。3、了解外植体脱分化及再生的过程，理解植物细胞全能性。二、实验原理二、实验原理 植物细胞具有潜在地发育成一个完整植株的能力，即细胞的全能性。植物组织、器官等在无菌条件下，通过人工培养，可在短期内快速、大量地增殖，并产生出完整的植株。三、实验材料三、实验材料 杉木、马尾松、南方红豆杉、相思、乳源木莲、巨尾桉等植物。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂 显微镜、温箱、冰箱、烘箱、超净工作台、高压灭菌锅。分析天平、药物天平、铝锅、眼科剪
26、刀、枪形镊子、烧杯（50ml、100ml、500ml、1 000ml）、培养皿、三角瓶（50ml、100ml、500ml）、量筒（10ml、100ml、500ml、1 000ml）、吸管（0.2ml、0.5ml、2ml、5ml、10ml）、玻璃棒、漏斗、试剂瓶（50ml、250ml、500ml、1 000ml）、比色皿。酒精灯、硫酸纸、牛皮纸、脱脂棉、火柴、花盆、酸度计、pH值试纸。琼脂、酒精、NaOH、HCl、醋酸洋红色染色液、碘-碘化钾、培养基成分（见附表）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、动力精、赤霉素（GA）、2，4-D、激动素（KT）、6-卞基腺嘌呤（BA）、玉米素（ZT）、高
27、锰酸钾、甲醇、重铬酸钾、硫酸、吲哚丁酸（IBA）、叶酸、三十烷醇。五、实验方法与步骤五、实验方法与步骤（一）培养基的配制 （二）外植体取材、消毒及接种 1、取材与消毒 自大田取材或温室取材时应选取无病、无虫、生长健康的外植体。外植体表面消毒的一般程序为：外植体自来水多次漂洗消毒剂处理无菌水反复冲洗无菌滤纸吸干。2、无菌操作（1）接种室消毒 超净工作台面用70%酒精擦拭，打开紫外灯照射20min，进行无菌室及超净工和台杀菌。（2）材料的接种 操作人员接种前必须剪除指甲，并用肥皂水洗手，用70%酒精擦拭。接种时最好戴口罩，必须在近火焰处打开培养容器的瓶口，并使瓶倾斜（瓶口低，瓶底高），以免空气中的
28、微生物落入瓶口。（三）无菌培养与观察 接种后将材料放入培养室或培养箱内培养，温度一般为（252），光照1016h，光强1 0002 000 lx，有的材料需要暗培养。定期观察，继代培养（或转接培养）。七、作业七、作业 1、简述植物组织培养操作应注意的问题。2、根据自己的实验统计外植体的污染率、诱导脱分化率植株再生率。一、实验目的一、实验目的 通过实验，初步掌握超级苗选择的方法。二、实验原理二、实验原理 任何树种，在大量播种时经常可以观察到个别苗木长势异常突出。如果苗木的立地条件，播种方法和管理措施都近于一致，仍然出现这种苗木，这就可能是其优良遗传特性表现的结果。因此，在苗期按速生性选择苗木，对
29、于林木良种选育有很重要的现实意义。三、实验用具三、实验用具 皮尺、钢卷尺、卡尺、记载簿、各种彩色标牌、算盘或计算器。四、实验材料四、实验材料 某树种一、二年生苗。五、选择的方法和步骤五、选择的方法和步骤 1、苗田概况调查记载 调查记载的项目有：苗田名称、地点、土壤情况、耕田制度、播种方法、时间、面积、管理情况和产苗量等。2、苗木生长调查 撒播：一是“对角线”调查法，根据播种面积大小，按一定距离设置小样方调查；二是机械抽样调查法，视播种面积大小，间隔35畦抽一样畦，畦上设置23个调查小样方。条播：一般为机械抽样法，在样畦上逢1015行抽一调查样行。样方总面积通常占播种总面积的2%4%。3、计算
30、4、苗木选择（1）确定选择标准 按苗高选苗：一般按苗木平均高加34个标准差（+34S）选苗.按高茎比选苗：苗木高茎比一般是成正相关，即苗木越高时一般根茎也愈粗，但也有少数例外，故选苗时，要考虑到苗木粗壮。按苗木生长状况选苗：枝叶繁茂、生健壮、顶芽完整、无病虫害、根系发达。（2）选苗挂牌：根据上述选苗标准在苗木中选苗，凡中选的苗木挂上一编号纸牌，并测量记载其苗高，茎粗和生长状况。（3）起苗：一般利用超级苗营造实生种子园或作为嫁接种子园的砧木。如果进行造林比较试验，还须从其周围起掘一般苗木作为对照，按试验要求造林比较 一、实验目的一、实验目的 通过调查和资料分析，明确遗传力在育种中的意通过调查和资
31、料分析，明确遗传力在育种中的意义，学习遗传力的估算方法。义，学习遗传力的估算方法。二、实验原理二、实验原理 遗传力指的是亲本传递某一性状的能力，是当前遗传力指的是亲本传递某一性状的能力，是当前育种领域中广为应用的一个统计学估值，有广义育种领域中广为应用的一个统计学估值，有广义遗传力和狭义遗传力之分。前者指遗传方差占表遗传力和狭义遗传力之分。前者指遗传方差占表型方差的比值；后者指遗传方差中基因相加放在型方差的比值；后者指遗传方差中基因相加放在方差对表型方差的比例。狭义遗传力的估算中排方差对表型方差的比例。狭义遗传力的估算中排除了显性偏差、上位性效应和环境的影响，所得除了显性偏差、上位性效应和环境
32、的影响，所得结果较广义遗传力更为可靠。结果较广义遗传力更为可靠。遗传力的概念遗传力的概念(一一)、概念、概念 数量性状的表现型值（数量性状的表现型值（P）是其基因型值（）是其基因型值（G）和环境（）和环境（E）共同作用的结果，即：共同作用的结果，即：PGE 在基因型和环境间没有互作的前提下，一个群体的在基因型和环境间没有互作的前提下，一个群体的表型值变量表型值变量=基因型值变量十环境变量，即基因型值变量十环境变量，即 VP=VG十十VE,或或P=G+e 基因型变量分解为三个组成部分。即基因加性效应变量基因型变量分解为三个组成部分。即基因加性效应变量(VA)、显性变量显性变量(VD)和上位变量和
33、上位变量(VI)。基因加性效应变量：基因加性效应变量：是指等位基因和非等位基因间累加作用引是指等位基因和非等位基因间累加作用引起的变量起的变量;显性变量：显性变量：是指等位基因间相互作用引起的变量是指等位基因间相互作用引起的变量;上位变量：上位变量：是指非等位基因间相互作用引起的变量。后两部分是指非等位基因间相互作用引起的变量。后两部分变量统称为非加性遗传变量变量统称为非加性遗传变量(VNA)。基因型变量可以用下式表示：基因型变量可以用下式表示：V VG G=V=VA A+V+VD D+V+VI I 于是，表现型变量的公式可以表示为：于是，表现型变量的公式可以表示为：V VP P=V=VA A
34、+V+VD D十十V VI I十十V VE E=V=VA A十十V VNANA十十V VE E基因型总变量占表现型变量的比值，是广义遗传力（基因型总变量占表现型变量的比值，是广义遗传力（HH），包），包括加性效应和非加性效应两类遗传变量。括加性效应和非加性效应两类遗传变量。,即即基因加性效应变量占表现型变量的比值，是狭义遗传力基因加性效应变量占表现型变量的比值，是狭义遗传力(h)(h)，即即 2GANAPANAEVVVHVVVV2AAPANAEVVhVVVV根据选择差和得到的实际改良效果估算的遗传力，叫现实根据选择差和得到的实际改良效果估算的遗传力，叫现实遗传力遗传力（）。）。它是选择响应与选
35、择差之比，即：它是选择响应与选择差之比，即：=R/S2Rh2Rh(二二)遗传力的性质遗传力的性质1、不易受环境影响性状的遗传力较易受环境、不易受环境影响性状的遗传力较易受环境影响办理状要高；影响办理状要高；2、变异系数小的性状的遗传力较变异系数大、变异系数小的性状的遗传力较变异系数大的性状高；的性状高；3、质量性状（经数量化处理）的遗传力较数、质量性状（经数量化处理）的遗传力较数量性状的高。量性状的高。在理论上遗传力值应介于在理论上遗传力值应介于01之间。当性状完全受环境条件之间。当性状完全受环境条件作用时，遗传力为作用时，遗传力为0；完全受遗传因子控制时，遗传力等于；完全受遗传因子控制时，遗
36、传力等于1。由于估算方法不精确，取样不恰当，遗传力可能超出理论估由于估算方法不精确，取样不恰当，遗传力可能超出理论估算范围。算范围。表表6-1 一些树种高、木材比重和干形的狭义遗传力估值一些树种高、木材比重和干形的狭义遗传力估值（三）影响遗传力的因素（三）影响遗传力的因素1 群体：估算出来的遗传力只适用于在特定时间和空间下用于群体：估算出来的遗传力只适用于在特定时间和空间下用于估算遗传力的那个群体。群体不同，估算出来的遗传力不会估算遗传力的那个群体。群体不同，估算出来的遗传力不会完全相同。完全相同。2 环境：同一类苗木，在不同环境条件下，如一批生长在温室，环境：同一类苗木，在不同环境条件下，如
37、一批生长在温室，另一批生长在大田，在温室内因环境方差小，遗传力会比大另一批生长在大田，在温室内因环境方差小，遗传力会比大田的高。田的高。3 林分年龄：年龄不同，控制性状表现的基因会改变，遗传力林分年龄：年龄不同，控制性状表现的基因会改变，遗传力的估值也有不同。的估值也有不同。4 估算方法：计算不同，所得遗传力估值也不同。估算方法：计算不同，所得遗传力估值也不同。总之，遗传力的估算会受供试材料的性质、群体大小、取样总之，遗传力的估算会受供试材料的性质、群体大小、取样方法、估算方法、试验条件等等影响，它是一个方差，不是方法、估算方法、试验条件等等影响，它是一个方差，不是固定值。因此，由遗传力估算出
38、来的改良效果，在应用时是固定值。因此，由遗传力估算出来的改良效果，在应用时是有条件的，估算值在多数情况下只表示相对的大小，不可能有条件的，估算值在多数情况下只表示相对的大小，不可能确切须步改良效果。确切须步改良效果。n三、实验材料三、实验材料n某一植物不同杂交组合的杂交亲本，杂种F1、F2 和B1(F1P1)、B2(F1P2)材料。n四、实验方法与步骤四、实验方法与步骤n根据以下两组资料，按公式分别求算遗传力。遗传力的估算遗传力的估算（一）由无性系估算广义遗传力（一）由无性系估算广义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（三）由自由授粉子代材料估算遗传力（三）由
39、自由授粉子代材料估算遗传力（四）由控制授粉子代材料估算遗传力（四）由控制授粉子代材料估算遗传力（一）由无性系估算广义遗传力（一）由无性系估算广义遗传力 主要步骤如下：主要步骤如下：(1）把原株繁殖成无性系，每个无性系含若干株；）把原株繁殖成无性系，每个无性系含若干株；(2)按田间设计要求栽种；按田间设计要求栽种；(3)按无性系进行性状观测，得观测值；按无性系进行性状观测，得观测值；(4）对数据作变量分析，列出变量分析表；）对数据作变量分析，列出变量分析表；(5）根据变量计算遗传力（重复力）。）根据变量计算遗传力（重复力）。表表6-2 杨树无性系高生长变量分析杨树无性系高生长变量分析期望均方值期
40、望均方值 0.12650.0760.7042G遗传力遗传力 62.0076.0126.0126.02222eGGH例例6-1：有：有8个杨树无性系，每个无性系含个杨树无性系，每个无性系含5株株(r),对对3年生时树高年生时树高作变量分析，结果如表。作变量分析，结果如表。（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力 由子代与一个亲本的回归系数估算遗传力由子代与一个亲本的回归系数估算遗传力回归系数可按下式计算回归系数可按下式计算 式中：式中：X 亲本性状观测值亲本性状观测值 Y 子代性状观测值子代性状观测值在用回归系数估算遗传力时应当注意下列各点：在用回归系数估算遗传力时应当注
41、意下列各点：（1）亲子代的树龄必须一致或相近；）亲子代的树龄必须一致或相近；（2）亲子代应处于相同或相似的环境条件下；）亲子代应处于相同或相似的环境条件下；（3）测量亲子代性状的单位应相同。）测量亲子代性状的单位应相同。22/xyxyNbxxN 例例6-2：设在油松人工林中选择：设在油松人工林中选择10株优树，分别采种，按株优树，分别采种，按家系育苗造林。优树家系育苗造林。优树10年生树高与其子代年生树高与其子代10年生树高平均年生树高平均值列入表值列入表6-3（三）由自由授粉子代材料估算遗传力（三）由自由授粉子代材料估算遗传力1.由没有区组重复的田间设计材料估算由没有区组重复的田间设计材料估
42、算设有设有f个家系，每个家系有个家系，每个家系有r株苗，则共有株苗，则共有fr个数据。变量分析的模个数据。变量分析的模式如表式如表6-4。表表6-4 f6-4 f个家系，个家系，r r次重复变量分析模式表次重复变量分析模式表例例6-3：从侧柏人工林中选择的：从侧柏人工林中选择的8株树上分别采种，并按家系育苗株树上分别采种，并按家系育苗造林。子代造林。子代4年生时测量各家系全部年生时测量各家系全部12株苗木的高生长，结果如表株苗木的高生长，结果如表6-5。表表6-5 侧柏半同胞家系单株高生长（侧柏半同胞家系单株高生长（cm）将上列数据列出变量分析表：将上列数据列出变量分析表：表表6-6 侧柏半同
43、胞家系高生长变量分析侧柏半同胞家系高生长变量分析由于半同胞子代基因型值（由于半同胞子代基因型值（G）是亲本育种值（）是亲本育种值（A）的一半，根据变量性质，有：）的一半，根据变量性质，有：于是，若按半同胞单株的表现进行选择，可用下列公式估算单株遗传力于是，若按半同胞单株的表现进行选择，可用下列公式估算单株遗传力从期望均方的结构可知，家系均方（从期望均方的结构可知，家系均方（Mf）既包含了家系的遗传变量，又包含了）既包含了家系的遗传变量，又包含了环境变量。因此，如按家系平均值选择时，可用家系均方中遗传变量部分占家系环境变量。因此，如按家系平均值选择时，可用家系均方中遗传变量部分占家系均方的比值作
44、为家系遗传力的估计值。根据本例均方结构，有：均方的比值作为家系遗传力的估计值。根据本例均方结构，有：家系遗传力家系遗传力本例的家系遗传力公式还可写成下列形式本例的家系遗传力公式还可写成下列形式2由单点完全随机区组材料估算由单点完全随机区组材料估算 f个家系，个家系，b次重复，次重复，n株小区的分析模式如表株小区的分析模式如表6-7 3由多点完全随机区组材料估算由多点完全随机区组材料估算f个家系，个家系，s个造林点，个造林点，b次重复（区组），次重复（区组），n株小区的变量分析模式如表株小区的变量分析模式如表6-8。表表6-8 变量分析模式表变量分析模式表由变量分析求得各均方值后，可通过表由变量
45、分析求得各均方值后，可通过表6-8期望模式作简单计算，求得各变量组期望模式作简单计算，求得各变量组分。分。的分量的分量=(MF-MFS)/nbs。求得变量组分后，即可估算遗传力。求得变量组分后，即可估算遗传力。例例6-4：设松树种子园自由授粉半同胞家系（：设松树种子园自由授粉半同胞家系（f）为）为29个，在个，在3个地点（个地点（s）作完）作完全随机组造林试验，每个地点重复（全随机组造林试验，每个地点重复（b)6次，次，10株（株（n）小区。变量分析结果如下）小区。变量分析结果如下表：表：表表6-9 多点半同胞子代测定变量分析多点半同胞子代测定变量分析 n五、实验作业五、实验作业n提交实验报告一份。
