1、第十一章第十一章 倍性育种倍性育种o概念：概念：倍性育种是指通过染色体倍性及数目上各种变化，来选育新品种或创造新类型及新物种的方法。o方式方式：1、利用染色体数目加倍的多倍体育种2、利用染色体数目减半的单倍体育种o染色体组：染色体组：一个属内各个种所特有的、维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体，叫染色体组。o每个染色体组所含有的染色体数目称染色体基数(x)。o不同属的染色体基数不同，如如小麦小麦X=X=7 7、棉属棉属 X=13X=13、稻属、稻属X=12X=12o二倍体植物：二倍体植物：体细胞具有两组染色体组的 生物体，如水稻2n=2x=24同一属的种或变种，不仅染色体基数相同，而且彼此
2、间在染色体数目上常与基数存在倍数关系。第一节第一节 多倍体育种多倍体育种一、植物的多倍体的种类、起源及特点一、植物的多倍体的种类、起源及特点 o多倍体植物：体细胞内含有三个或三个以上染色体组的植物。如：普通小麦 2n=6X=42、陆地棉 2n=4X=52（一）多倍体的来源o不同二倍体物种间杂交，染色 体自然加倍形成；o二倍体物种的染色体加倍小麦可能的进化途径图拟斯卑尔脱山羊草 BB野生二粒小麦 AABB野生一粒小麦AA 粗山羊草 DD二倍体种2x=14普通小麦AABBDD四倍体种4x=28六倍体种6x=42Evolution of bread wheatT.monococcum T.sears
3、ii?Wild wheat speciesT.turgidumT.tauschiiT.aestivumEmmer wheatbread wheatAABBAABBDDAABBDD染色体加倍的主要途径染色体加倍的主要途径1、合子染色体数目加倍2、分生组织染色体加倍3、不减数配子的受精结合(二二)多倍体的种类多倍体的种类o根据染色体的来源，可分为两大类：1 1、同源多倍体、同源多倍体(autopolyploid)autopolyploid)：体细胞中染色体相同的多倍体，称同源多倍体。大多是由二倍体直接加倍而来，是原个体染色体组本身的倍增。如：甘薯 同源六倍体、马铃薯 同源四倍体o特点：特点：大多为
4、无性繁殖，多年生；育性差，结实率低；器官的巨型性1)1)大多为无性繁殖，多年生2)2)育性差，结实率低3)3)器官的巨型性玉米的同源多倍体植株矮小，茎粗叶大玉米的同源多倍体植株矮小，茎粗叶大2、异源多倍体(allopolyploid)：由2个或2个以上不同染色体组所形成的多倍体，称异源多倍体。陆地棉 异源四倍体 A1A1D1D1；普通小麦 异源六倍体 AABBDDo染色体加倍是获得多倍体的基本环节染色体加倍可分为自然的和人工的二种：1、物理方法：如温度骤变、机械损伤、电离和非电离辐射、离心力等。2、化学方法：如秋水仙素、萘嵌戊烷、吲哚乙酸、氧化亚氮(N2O)等处理。o 应用最普遍而有效的方法是
5、用秋水仙素处理。3、生物因素：胚乳培养、体细胞杂交等。二、人工诱导产生多倍体的途径二、人工诱导产生多倍体的途径o作用作用：秋水仙素抑制细胞分裂时纺锤丝的形成，使已经纵裂的染色体不能分向两级o影响因素：影响因素：处理材料：茎端分生组织和发育初期幼胚诱导浓度：水溶液浓度0.01%-0.50%(0.2%)处理时的温度:18-25处理方式：水溶液、羊毛脂膏或凡士林处理方法：浸渍法、点滴法、注射法、涂布法（一）多倍体育种的意义三、多倍体育种三、多倍体育种1、产生同源异源多倍体2、克服远缘杂交困难3、作为不同倍性物种间杂交的桥梁XDDAABB1、诱导材料的选择诱导材料的选择o利用染色体倍数低的材料诱变多倍
6、体，对作物改良效果较好。o对利用营养体为目的的作物，如甜菜、橡胶、三叶草等，培育同源多倍体效果较好；o杂合程度高的二倍体因遗传可塑性大，遗传基础丰富，诱导加倍后宣扬成功的可能性大；o远缘杂交宜于诱导异源多倍体。（二）多倍体育种的基本步骤（二）多倍体育种的基本步骤2、多倍体材料的获得、多倍体材料的获得：采用合适的诱导方法；适宜的倍性水平；3、多倍体群体的选育。、多倍体群体的选育。三倍体毛白杨人工林 三倍体松树四倍体蒲公英二倍体二倍体三倍体三倍体 三倍体西瓜的培育小黑麦普通小麦AABBDD黑麦RR异源八倍体小黑麦的形成过程配子ABD配子RABDR杂种一代染色体加倍AABBDDRR小黑麦普通小麦AA
7、BBDD黑麦RR多倍体植物鉴定1）间接鉴定法：o形态、解剖特征、育性2）直接鉴定法：o染色体计数第二节第二节 单倍体及其在育种中的应用单倍体及其在育种中的应用 一、单倍体的起源一、单倍体的起源(一)植物的单倍体单倍体单倍体(haploid)haploid)是指含有配子染色体数目的个体，即只含有其双亲的一套染色体组的类型。起源：单倍体可自然发生或人工诱导。二、人工诱导单倍体的途径和方法二、人工诱导单倍体的途径和方法 组织和细胞的离体培养(culture in vitro)染色体消失（利用合子发育过程中，体细胞染色体有选择的消失）化学药物诱导半配合生殖（利用单性生殖获得单倍体）另外，辐射诱导、异质
8、体、孪生苗等也可形成单倍体。三、单倍体的鉴定与二倍化三、单倍体的鉴定与二倍化o鉴定：鉴定：细胞学鉴定 形态特征鉴定 花粉的育性鉴定o植株只有一套染色体，在减数分裂后期，染色体将无规则地分配到子细胞中去，因之很少产生有效配子，育性很低。必须在其转入有性世代之前，使其染色体二倍化，恢复育性，产生纯合的二倍体种子。四、单倍体在育种上的应用四、单倍体在育种上的应用应用单倍体技术于育种工作有如下优点：o缩短育种年限，节省人力、物力 o加速育种材料的纯合 o提高选择效果 与常规育种相比，单倍体育种也有不足之处：o优良基因型出现的频率低o单倍体诱导技术不完善，群体规模小 五、单倍体育种的主要步骤五、单倍体育种的主要步骤o诱导材料的选择o单倍体材料的获得o单倍体材料染色体加倍o二倍体材料的后代选育
