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1、预备知识染色体组(genome) ：一个属内各个种所 特有的、维持其生活 机能的最低限度的一 组染色体。 一个染色体组的各个染色体间形 态、结构和载有的基因均彼此不 同，并且构成一个完整而协调的 整体，任何一个成员或其组成部 分的缺少对生物都是有害的(生活 力降低、配子不育或性状变异)。triploid = 3 sets tetraploid = 4 sets pentaploid = 5 sets hexaploid = 6 sets染色体基数(x)：一个物种 染色体组的染色体数目。整倍体：染色体数目是x的整倍的生物个体一倍体(monoploid, x)2n=x 二倍体(diploid, 2
2、x)2n=2xn=x 三倍体(tripoid, 3x)2n=3x 四倍体(tetraploid, 4x)2n=4xn=2x 例： l水 稻：二倍体(2n=2x=24, n=x=12) l结 缕 草：四倍体(2n=4x=40, n=2x=20) l普通小麦：六倍体(2n=6x=42, n=3x=21, x=7)单倍体（haploid）：具有配子染色体数的 个体。Having the same number of sets of chromosomes as a germ cell（生殖细胞）or half as many as a somatic cell（体细胞）.单元单倍体：仅含一个染色体组
3、的个体。玉 米：2n2x20 nx10非洲狗牙根： 2n2x18 nx9多元单倍体：含有两个或两个以上染色体组的 单倍体。小 麦：2n6x42 n3x21结缕草：2n4x40 n2x20Chapter 11 polyploid and haploid breeding 倍 性 育 种倍性育种是以人工诱发植物染色体数目 发生变异后所产生的遗传效应为根据的 育种技术。包括多倍体育种、单倍体育种。第一节 多倍体育种 Polyploid breeding 多倍体(polyploid)：具有三个或三个以上染色体 组的整倍体。即：三倍体及以上均称为多倍体 。1 多倍体概念和种类 例如： 新疆窄颖赖草，含8
4、4个染色体。x=7，即含有12Genome， 为12倍体。 偃麦草（E.smithii），含56个染色体，x =7，即含有 8Genone,为8倍体。 多倍体普遍存于植物界，据估计被子植物中多倍体植物占30 35%，它是变异发生的重要途径之一，对于物种进化及育 种意义极大。同源多倍体(autopolyploid) 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 染色体直接加倍得到。 异源多倍体(allopolyploid) 异源多倍体是指增 加的染色体组来自不同物种，一般是由不同种、 属间的杂交种染色体加倍形成的。 2 2、多倍体的发生与形成（途径有）、多倍体的发生与形成（途径有
5、） 1 1、体细胞染色体加倍：、体细胞染色体加倍： 体细胞有丝分裂时，受到外界影响，染色体分裂而细胞不分裂 ，已分裂的染色体被包在一个细胞核内，形成染色体加倍的细胞 可能形成多倍体组织。 人工诱发的多倍体中，大多是体细胞染色体加倍产生的。 2、生殖细胞染色体加倍（配子形成中） 在配子形成过程中，由于外界条件激变，使减数分裂正常秩序受 到扰乱，引起染色体的不 正常分配，形成二倍体的不减数配子 ，不减数配子受精，产生染色体组数加倍的多倍性植株。 参与受精的雌雄配子都没减数受精后，四倍体或其他偶数多倍体 。 参与受精的雌雄配子只有一方减数受精后三倍体或其他奇数多倍 体。1) 天然多倍体物种比重较高的
6、植物2) 综合性状好、染色体数目较少的材料3) 杂合程度高的材料4) 以收获营养器官为目的的材料5) 远缘杂种后代6) 选择生育周期短的作物3、多倍体的诱导诱导多倍体材料的选择1) 物理因素：高温、机械创伤、电离辐 射、非电离辐射等 频率较低，在多倍体诱导中成效不大。 诱导多倍体的途径2) 化学因素：秋水仙素、氧化亚氮、吲哚 乙酸等。3) 生物因素：胚乳培养、体细胞杂交等。秋水仙素处理方法秋水仙素介绍百合科秋水仙中提炼的一种剧毒化合物。其分了子式为C22H25NO6 H2O。一般秋水仙素 是淡黄色粉末，纯品是针状结晶体，性极毒，对中枢 神经有麻醉作用，进入眼睛，会使其失明，易溶于水 、酒精、氯
7、仿和甲醛中，不易溶解于已醚和苯。作用原理 细胞分裂时，秋水仙素能抑制纺锤丝的形成，所以 染色体虽能正常复制，但不能分向两极，细胞未分裂 ，造成double而成polyploid，处理后，用清水洗净 秋水仙碱的残液，细胞分裂通常可恢复正常。 影响因素： 秋水仙素的有效浓度与处理时间是诱发多倍体的关键，浓度 低，时间短，不易成功；过高，时间长会使细胞甚至整个组 织和植物死亡。此外还要注意温度，一般认为15为宜。 不同植物、不同器官或组织在一定条件下对秋水仙素的反应 不同，有的敏感，有的迟钝。因此必须根据不同情况来掌握 浓度与时间。处理前最好能搞清有关组织细胞分裂周期的长 短。 一 般说来，分裂快的
8、浓度宜低，时间宜短；反之，浓度宜高 些，时间长些。一般的浓度范围是0.0006%3%，采用 0.01%0.4%的较多。处理方法： 浸渍法：多用于处理干种子，萌动种子及幼苗。 滴液法：禾本科幼苗，茎基部生长点切一小斜口，使其夹住一 小片滤纸，用吸管滴药液，浓度0.020.05%。 双子叶植物，用脱脂棉将顶芽，腋芽包裹住，然后滴液每日一 至数次，反复数日 注射法：是用注射针头把秋液注入植株小苗分蘖节的上部。这种方法适于禾本科谷类作物，尤其对水稻加倍，效果良好。4多倍体植物鉴定1）间接鉴定法：形态、解剖特征、育性2）直接鉴定法：染色体计数第二节 单倍体育种 haploid breeding1 单倍体
9、的概念、特点单倍体植株特点 器官和植株弱小 生活力弱 高度不孕 基因型纯合2 单倍体育种的意义控制杂种分离、加速纯合、缩短年限。提高选择效率，排除显隐性干扰。快速获得自交系克服远缘杂种的不育性与其它育种途径相结合，提高育种效果控制杂种分离、加速纯合、缩短年限。提高选择效率，排除显隐性干扰。如：如：F1(Aa)F1(Aa)自交自交 1/4AA+1/2Aa+1/4aa1/4AA+1/2Aa+1/4aaF1(Aa) F1(Aa)单倍体加倍单倍体加倍 1/2AA+1/2aa1/2AA+1/2aa1/4AA1/4AA1/2AA1/2AA杂种后代，尤其是F1 1遗传基础丰富，诱导频 率存在杂种优势 时期：
10、单核期3 花粉离体培养程序：3.1 诱导单倍体材料的选择：3.2 离体培养F1花药培养花粉植株加倍 第三年 H1 不选株第四年 H2 单株选择第五年 H3 株系比较第六年 H4 优良品系比较试验4 单倍体育种程序示意1 形态、育性、遗传标记5 单倍体鉴定2 染色体计数6 单倍体育种的不足缺乏常规育种各个分离世代的基因重组 和交换，减少了优良基因积累的机会缺乏各种材料在田间观察评定的机会诱导单倍体的技术不完善，花药培养时 诱导频率低、出愈率、绿苗率不高，好 的类型可能丢失。 油菜游离小孢子培养分化成胚的过程油菜游离小孢子分化形成的胚状体油 菜 游 离 小 孢 子 分 化 形 成 子 叶 型 胚 状 体油菜小孢子培养形成的子叶型胚状体小孢子子叶型胚状体再生成植株正常加倍小孢子植株的花序部分加倍的小孢子植株花序未加倍小孢子植株的花序不同加倍情况的花朵形态1 2 3 4 51 对照 2 正常加倍化 3 、4 部分加倍花 5 未加倍按花秋水仙 素处理 黑麦草 单株山农草业2007思考题1.一倍体、二倍体、单倍体、多倍体、双二 倍体、倍半二倍体、同源多倍体、异源多 倍体、节段异源多倍体、同源异源多倍体2.单倍体育种的意义、程序。3.多倍体、单倍体植物的鉴定方法。
