倍性育种

第十章 倍性育种

教学内容：多倍体育种；单倍体育种。

教学目标：使学生了解倍性育种的意义，熟悉诱导单倍体、多倍体植物的方法；重点掌握单倍体在育种中的作用及单倍体育种。

教学重点：掌握多倍体的起源及特点，人工诱导多倍体的途径，多倍体育种的基本步骤，人工多倍体在生产上的应用，单倍体产生的途径，单倍体的鉴定，单倍体育种的主要步骤。

教学难点：单倍体育种。

一 多倍体的种类、起源及特点

多倍体（polyploid）：是指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体。  

(1) 多倍体的来源

       由二倍体染色体数目加倍形成，途径包括：

           a 合子染色体数目加倍　

           b 分生组织染色体加倍　

           c 不减数配子的受精结合

(2) 多倍体的类别

a 同源多倍体：指体细胞中染色体组相同的多倍体，如同源四倍体黑麦（RRRR）。

同源多倍体与二倍体相比，具有如下特征：无性繁殖 、多年生的；基因型种类比二倍体多；育性差，结实率低；达到遗传平衡的时间长；器官的巨型性。

b 异源多倍体：由两个或两个以上不同染色体组所形成的可育杂种后代。

c 区段异源多倍体：如B1B1B2B2 ，马铃薯。

d 同源异源多倍体：如AAAABB ，梯牧草。

二 多倍体的诱导与育种

1 人工诱导多倍体的途径

(1) 物理因素诱导

 　  指利用温度激变、机械创伤、电离辐射、非电离辐射等方法诱导染色体加倍。早期多倍体育种主要采用该诱导技术。

(2) 化学因素诱导

    指利用秋水仙碱、富民隆等诱导处理正在的细胞诱导染色体加倍产生多倍体，目前最常用。

(3) 生物因素诱导

     指利用胚乳培养、体细胞杂交等技术产生多倍体。这一技术尚处于探索阶段，有待进一步研究。

2 多倍体育种

(1)多倍体育种的意义：

     多倍体在表现型上有巨大型效应，生理特性上也有可利用的优良性状，因此，开展多倍体育种，对于农作物品种改良具有重要意义。

（2）多倍体育种的要点

a. 选用合适的二倍体原始材料诱导产生多倍体；

b. 扩大诱导范围，选择优良类型；

c. 采用有效的诱导方法；

d．选择适宜的倍性水平；

e．解决嵌合体问题；

f．确定多倍体群体的选育方法；

三 人工多倍体在生产上的应用

1 同源多倍体

(1) 谷类作物。

例：同源四倍体黑麦、四倍体荞麦、四倍体芝麻、四倍体橡胶草等。

(2) 三倍体甜菜

(3) 三倍体西瓜

2 异源多倍体  

    人工合成的异源多倍体——小黑麦。

四 单倍体育种

1 单倍体产生的途径

     单倍体(haploid) ：指具有配子染色体组的个体。

产生单倍体的途径：自然发生、孤雌生殖、孤雄生殖和无配子生殖等。

人工诱导的途径：

（1）细胞和组织立体培养

（2）远缘杂交

（3）染色体消失

（4）利用半配合生殖

（5）从双生苗种选择

（6）辐射以及化学诱导

2 单倍体的鉴定方法

（1）细胞学鉴定：即检查体细胞中的染色体数及花粉母细胞中的染色体数目及配对情况。

（2）形态特征进行鉴定：与正常植株相比，单倍体有明显的“小型化”特征。

（3）单倍体的育性鉴定

3 单倍体在育种上的应用价值

 （1）克服杂种分离，缩短育种年限  

 （2）克服远缘杂交的不亲和性

 （3）提高诱变育种的效率

 （4）合成育种新材料

4  单倍体育种的主要步骤

 （1）诱导材料的选择

 （2）单倍体材料的获得

 （3）单倍体材料染色体加倍

 （4）二倍体材料的后代选育

5 单倍体育种出现的问题

（1）不同杂交组合之间诱导频率有差异

（2）愈伤组织及绿苗的诱导频率偏低