第10章植物生物学

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1、10 体细胞无性系变异体细胞无性系变异1Somaclonal variation 搀乏摩掉凝雇惯茧犀隧嘿雨候褥翼厦夫傍常壕老氮詹活牙超吧程叭羞铝般第10章-植物生物学第10章-植物生物学10.2 体体细胞无性系胞无性系变异的来源异的来源10.3 体细胞突变体的筛选方法体细胞突变体的筛选方法 10.5 体体细胞无性系胞无性系变异异筛选实例例10.4 突突变体的体的鉴定定210.1 体体细胞无性系胞无性系变异的基本概念异的基本概念阁宦赡碎衙犁玛学脐钟剔炬险锗岗咬蒙鹰御锻煽卉崩状奇赤课籽脑仟粒贫第10章-植物生物学第10章-植物生物学3 遗传遗传是指上下亲代之间遗传信息的传递。是指上下亲代之间遗传信

2、息的传递。 变异变异是遗传信息在传递过程中发生变化是遗传信息在传递过程中发生变化, ,表表现为外观性状的改变现为外观性状的改变。 EvolutionHeredity and variation 遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象。遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象。10.1 体体细胞无性系胞无性系变异的基本概念异的基本概念睦护与粉任悠垮趟其澄某漱亮爬鲸壁违碘产疥仆馋亲蛾循佩乍探驶怯猴阂第10章-植物生物学第10章-植物生物学4遗传变异与后生遗传变异遗传变异与后生遗传变异Genetic variationEpigengtic variation 变异体变异体（variant) 指一些新的细胞

3、或个体指一些新的细胞或个体表现型表现型出现了变异，出现了变异，但不能确定但不能确定基因型基因型是否也发生了改变。是否也发生了改变。潞煽娶口靠预佃狂惰枚沤蒜筋遍倦匿赣戮逐凤枉节多孵渔拘饯桩区祖棕鹤第10章-植物生物学第10章-植物生物学遗传变异遗传变异 (genetic variation) 指由指由DNA数量和结构变异造成的，能通过有数量和结构变异造成的，能通过有性繁殖过程而传递的变异。性繁殖过程而传递的变异。可遗传的变异就是突变，能产生可遗传的变异就是突变，能产生突变体。突变体。5谐奄绩钥沁蜜吱呸森于立勘沤廷雅耀疏喧炎琼绚脏琶沸苛碉洼蛾修病紧貌第10章-植物生物学第10章-植物生物学后生遗传

4、变异后生遗传变异（epigenetic variation) 后生遗传变异是指在细胞的发育和分化过程中，后生遗传变异是指在细胞的发育和分化过程中，由于基因表达调控所发生的变化而引起的表型变异由于基因表达调控所发生的变化而引起的表型变异，并不涉及基因结构的变化。并不涉及基因结构的变化。 这些变化在诱发条件消除以后，也能通过细这些变化在诱发条件消除以后，也能通过细胞分裂在一定时间内继续存在，但胞分裂在一定时间内继续存在，但不能通过再生植不能通过再生植株的有性生殖传给后代植株株的有性生殖传给后代植株，也不能继续表现在由，也不能继续表现在由再生植株产生的二次培养物中。再生植株产生的二次培养物中。 6心

5、殖嘿效脓吓炽杀炊上孩竣龋挡呢满棋爷俐闺脓贿诣双绑蝇糊针傍歉论披第10章-植物生物学第10章-植物生物学7生理适应变异生理适应变异 （physiologic adaptation) 是指由某种外界条件存在而引起的生理是指由某种外界条件存在而引起的生理饰变，一旦，一旦这种外界条件不存在种外界条件不存在时，变异也异也就自行消失。就自行消失。阮衙盐维嘴植蹄叼舰遁肆酥惜滴例槛睦播跃河撮登扮辰湘运迈汗倒脐交獭第10章-植物生物学第10章-植物生物学突突 变变（mutation） 指遗传物质（指遗传物质（DNA）在一级结构或数量）在一级结构或数量上发生的一种相对稳定的可遗传的变化，最上发生的一种相对稳定的可

6、遗传的变化，最终的结果是终的结果是基因型的改变基因型的改变，形成，形成突变体突变体（可可以是细胞，也可以是完整的个体）。以是细胞，也可以是完整的个体）。8磨逝瑟眨蛙坯讣匹嘴诉瞅萝察赞臀革铂狱翅梳畜添玖诧桃衔钎辙扦硷泛还第10章-植物生物学第10章-植物生物学mutantwild type 野生型野生型是指在自然种群中占绝大多数是指在自然种群中占绝大多数常被视为正常的基因型或个体。常被视为正常的基因型或个体。9菱舀雷纸贰页遁轰围沾虽骸范喀绢脑鞘窟名镰葡回峰螟呜倡绩其榴颖孵悦第10章-植物生物学第10章-植物生物学形成多倍体或单倍体形成多倍体或单倍体染色体突变染色体突变 基因突变基因突变（核、胞质

7、）（核、胞质）碱基置换、移码、缺失、插入突变，碱基碱基置换、移码、缺失、插入突变，碱基修饰，基因扩增，基因重排，转座子激活，修饰，基因扩增，基因重排，转座子激活，逆转座子的转座等逆转座子的转座等结构变异结构变异 数目变异数目变异（最常见）（最常见） 形成非整倍体形成非整倍体 染色体断裂、缺失、易染色体断裂、缺失、易位、倒位、重复、双着丝位、倒位、重复、双着丝粒染色体、环状染色体粒染色体、环状染色体细细胞胞突突变变单基因突变与多基因突变单基因突变与多基因突变显性突变与隐性突变显性突变与隐性突变10媒儒嘿龟身纱吝刑吞魂团寡亦港掣诌气臭寸拾炯滦谅魂比零犬泉唱邑口膛第10章-植物生物学第10章-植物生

8、物学v整倍体变异整倍体变异：指在正常染色体数（指在正常染色体数（2n）的基）的基础上，体上，体细胞中染色体数目按染色体胞中染色体数目按染色体组（x）成）成倍数增加或减少的倍数增加或减少的现象。象。v非整倍体变异非整倍体变异：在正常染色体数（在正常染色体数（2n）的基）的基础上，体上，体细胞中的染色体数目增加或减少胞中的染色体数目增加或减少1条至条至数条的数条的现象。象。 11尹尚趋浸檄了凿逞可寝懈踩箭校萤湘签伤剃脯成晕瘫访傲跟饱期盏坟纯淬第10章-植物生物学第10章-植物生物学12Inversions: ACBDEFDuplications ABCDEEFDeletions: ABCD-FIn

9、sertions: ABCDSEFSubstitutions: ATCDEFTypes of point mutationsTypes of multisite mutationsSubstitutions: GATC Substitutions: GATC C CATCATCInsertion: GATC GInsertion: GATC GGGATCATCDeletion: GDeletion: GA ATC GTCTC GTCDuplication: GATC GADuplication: GATC GAGAGATCTCInversion: GATC GInversion: GATC G

10、TATAC C 锯绎槽腺顾婆街汰鲜霸宇擞膜判勤拌酱耽悸黄瀑套帽宦摩相颊幸捉迹臣佰第10章-植物生物学第10章-植物生物学体细胞无性系变异体细胞无性系变异 （somaclonal variation） 指由离体培养条件下获得的培养物指由离体培养条件下获得的培养物或再生植株中所产生的变异。或再生植株中所产生的变异。13Larkin and Scowcroft (1981) 提出提出 细胞水平的变异与个体或再生植细胞水平的变异与个体或再生植株水平的变异并不完全一致。株水平的变异并不完全一致。注意注意 ！ 另铂菱惺蒂缀传擦伪紫欣灵口褒惫几仟掂窗皂孤配朴吏蝴击嘉蝎炯皖曙吏第10章-植物生物学第10章-植

11、物生物学14 Provide a novel source of variability for crop improvement. The genetic variation occurring in in vitro cultured cells, tissues and plants.绘刷酌关罕惶袖葛腑台啄肢虎柬联灯周令哑贼提尸妨驾臭扔纯贼献帖橙动第10章-植物生物学第10章-植物生物学15体细胞无性系变异的特点体细胞无性系变异的特点在在细胞、胞、组织和再生植株水平上都可能和再生植株水平上都可能发生生变异异变异异频率高率高变异范异范围广广单基因或少数基因基因或少数基因变异异较多多适合于对

12、作物或植物的各种性状进行改良适合于对作物或植物的各种性状进行改良斌陌荒阻诡窘惋赠剔驮觅卉陀焙所屑叛尘旬俱宇技仲耳赎荷粟适润羚藉导第10章-植物生物学第10章-植物生物学16植物体细胞无性系变异的应用植物体细胞无性系变异的应用 1、抗病育种、抗病育种 2、抗非生物、抗非生物胁迫（耐迫（耐盐、耐、耐铝、耐旱、耐旱、抗除草抗除草剂、抗虫；种子品、抗虫；种子品质改良；外源改良；外源基因的整合）基因的整合）3、遗传研究研究 4、发育生物学研究育生物学研究 5、生化代、生化代谢途径研究途径研究唉蔚唾持虎兽积虱卡弱四撒演帖腾警刷货样甫酸掂症帝附竟刀容买开迎裔第10章-植物生物学第10章-植物生物学10.2

13、体细胞无性系变异的来源体细胞无性系变异的来源 外植体本身是嵌合体外植体本身是嵌合体 在离体培养中自发产生在离体培养中自发产生17 人为诱变人为诱变氏只惕际以羹棍疹末颓躬碧枯聋篇对阉碧柴运左孔佰坑哉褥克猎滦缨祭娱第10章-植物生物学第10章-植物生物学1810.2.1 Genetic variation arising from source plant The component cells of the primary explants used to initiate cultures are likely heterogeneous with respect to the state o

14、f differentiation, ploidy level, and age.The callus arising from such a group of cells with diverse genetic makeup will inevitably lead to a mixed population of cells. Plants regenerated from such genetically mosaic callus will undoubtedly be of different genetic makeup. 苦峨游屋芳谰趟灵辊炳穆赌拔籽逐颠壁噶沦缮消嫂爆癣搏腥惑孩

15、年锨枚士第10章-植物生物学第10章-植物生物学19Genetic Variation arising during culture ( naturally occurring) 10.2.2 在离体培养中自发产生在离体培养中自发产生 离体培养条件下的自发变异要远远高于离体培养条件下的自发变异要远远高于活体或植株水平。活体或植株水平。 培养物在培养、继代、分化过程中，由于培养物在培养、继代、分化过程中，由于生理状态的差异、培养条件或其它外界条件的生理状态的差异、培养条件或其它外界条件的影响造成影响造成较高的变异频率较高的变异频率。剁邯憨驾痕赣挺锦庶埋般景奖厌卸照唤越彦吸斜哆叔凰馏窝戊继精围黑校

16、第10章-植物生物学第10章-植物生物学20引起自引起自发变异的因素异的因素1.当植物的当植物的组织和和细胞脱离有机体，胞脱离有机体，进入离体入离体培养的培养的环境中，境中，细胞分裂的不胞分裂的不规则性性显著增加著增加，导致在染色体水平和基因水平的致在染色体水平和基因水平的变异。异。2. 遗传物物质结构构 在离体条件下不在离体条件下不稳定定 （基因（基因组结构构发生生变异，核异，核DNA与与细胞胞质DNA都存在都存在变异异热点点 ，会，会发生基因重生基因重组和碱基和碱基的插入与缺失等）的插入与缺失等）宿股丹兵赶别陪蜜幽郭氯形资真肘坛经注民记扬脊翁赃拳敷倔坪宴拎唇盅第10章-植物生物学第10章-

17、植物生物学213. 使用植物生使用植物生长调节剂（特（特别是一些人工合成的生是一些人工合成的生长素素类物物质，如，如2，4-D，被，被认为是是 引起离体引起离体变异的主要来源异的主要来源）4. 培养基中的其它培养基中的其它组分分（例如磷和氮的含量与形（例如磷和氮的含量与形态，MgCl2的含量等）的含量等）5. 培养条件（培养条件（ 温度、温度、 光照等）光照等）6.后生后生遗传变异异频率增加率增加（常常由于常常由于基因复制、基因复制、 DNA甲基化、转座元件甲基化、转座元件的激活的激活。)橡们掏丹差摧丛陀殴碉娘盐卿跺垒家谊明孜窄桩性削督滨叼帆谤啊癣记热第10章-植物生物学第10章-植物生物学转

18、座因子的活化（转座因子的活化（transposible elements) 转座子（转座子（Transposons) 逆转座子（逆转座子（Retrotransposons） 转座子就是转座子就是DNA转座因子，转座因子，例如玉米例如玉米Ac因子、因子、Ds因子、因子、Spm因子、因子、Mu因子和金鱼草的因子和金鱼草的Tam因子。因子。能够在转座酶的作用下从能够在转座酶的作用下从DNA 的一个位置脱离，的一个位置脱离，然后在然后在DNA的另一个位置整合，达到转座的目的。的另一个位置整合，达到转座的目的。许多不稳定的突变就是由这类因子的作用引起的。许多不稳定的突变就是由这类因子的作用引起的。 22

19、淖卫察疲件衙盎剔乞萄奶捐显渣锁沿牌俺俄沟姜挪狠藻槐潦酞驭埂蒲载九第10章-植物生物学第10章-植物生物学用转座子可以解释无性系用转座子可以解释无性系变异的发生特点：变异的发生特点：1. 可以可以解解释为什么有什么有时无性系无性系变异异频率会很高，率会很高，达到百分之几几十达到百分之几几十。 高等植物中已高等植物中已经发现10余种余种转座子，可以造成基因表达的广泛座子，可以造成基因表达的广泛变化。化。2. 转座子座子使不活使不活动的的结构基因活化，可以解构基因活化，可以解释显性基因的突性基因的突变。3. 转座子座子使多拷使多拷贝基因中那些不表达的拷基因中那些不表达的拷贝活化，活化，提高基因表达的

20、提高基因表达的强强度，造成基因放大度，造成基因放大。23陡眼盒苗任菲瞻铆砂诵门由名织哄肩萎阿薪码蒜械匝处娜渝责蚤酒导帕敏第10章-植物生物学第10章-植物生物学24 在玉米的再生植株中，在玉米的再生植株中，发现Ac因子有因子有3%的的转座活性，而在原始植株中座活性，而在原始植株中Ac是没有活性的。是没有活性的。在苜蓿再生植株中也在苜蓿再生植株中也观察到由察到由转座子活化所引座子活化所引起的花色起的花色变异。异。 渡伸低娇唆嘘七柠仰娠沿仰垢是侗豪各蚕铱豫痴保爆封颖论剔仓擎契绪兑第10章-植物生物学第10章-植物生物学 逆转座子的转座需要通过逆转座子的转座需要通过RNA为中介为中介 25 通通过D

21、NA转录为RNA后后,再再经逆逆转录成成为cDNA，并插入到基因，并插入到基因组的新位点上的因子。的新位点上的因子。 逆转座子是植物中主要的转座因子，逆转座子是植物中主要的转座因子，在植在植物中的拷贝数一般会比转座子高。已经有许多物中的拷贝数一般会比转座子高。已经有许多受逆境（如组织培养，病毒侵染等）激活的逆受逆境（如组织培养，病毒侵染等）激活的逆转座子被分离。转座子被分离。晌戚龋骋白秃祈营产琵誊仍蚁原微贡啃坑圃仇厨拳躁瓣姨羊勘玄尧汐蝶锡第10章-植物生物学第10章-植物生物学 在在水稻中水稻中已经发现已经发现20种不活化的逆转座子，种不活化的逆转座子，已经证明其中的已经证明其中的3种在组织培

22、养中被激活种在组织培养中被激活。 水稻组织培养中，逆转座子水稻组织培养中，逆转座子Tos17的的9个插个插入位点中至少有入位点中至少有5个是基因的编码区，导致所在个是基因的编码区，导致所在基因的变异。基因的变异。26局鹰览判亦噪跋嫂矛杭睹系唐擞牺态盾下渣疽粤般弧茁酷伞送旋线健省万第10章-植物生物学第10章-植物生物学27 10.2.3 人为诱变人为诱变诱发突变会进一步提高变异频率诱发突变会进一步提高变异频率 lPhysical mutagenslChemical mutagenslBiology mutagens Mutagenic effects of radiation on plant

23、s has been known since the 1920s，still used today to generate variation in crop cultivars.珠赡袒沸捂款鲸浙澜订句玲须品陕姻券涡举湿铆胡楚赦誊锹演姆晋器铁遗第10章-植物生物学第10章-植物生物学28物理诱变物理诱变紫外线紫外线电离辐射电离辐射 （x-ray,-ray,激光，低能离子激光，低能离子束，宇宙射线等）束，宇宙射线等）彝复际巾搔嵌孪穷扼摹窝颤裳肚辩吭厚弛先炕婚剃被勿惧惋硫闪婪祈壶硝第10章-植物生物学第10章-植物生物学化化学学诱诱变变剂剂 烷化剂烷化剂叠氮化合物叠氮化合物DES（硫酸二乙酯硫酸二

24、乙酯）碱基类似物碱基类似物5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5-Bu）5溴脱氧尿嘧啶（溴脱氧尿嘧啶（5-BudR）叠氮化钠（叠氮化钠（NaN3）亚硝基胍亚硝基胍(CH5N5)EMS（甲基黄酸乙酯甲基黄酸乙酯）MMS（甲基黄酸甲酯）甲基黄酸甲酯）EES（乙基黄酸乙酯）乙基黄酸乙酯）马来酰肼、重氮丝氨酸、丝裂霉马来酰肼、重氮丝氨酸、丝裂霉素素C、链霉素、亚硝酸钠等、链霉素、亚硝酸钠等2-氨基嘌呤（氨基嘌呤（2-AP）5-氟尿氟尿嘧啶(5-FU)29圣仲傈茬梅烃泻悦途本罢雌瑰酚抑奥组逮及僚塔匠弟暖汲产犹荧照踞涎峪第10章-植物生物学第10章-植物生物学5-溴尿溴尿嘧啶核苷核苷(5-BudR)30甲基璜酸甲酯（

25、甲基璜酸甲酯（MMS)甲基甲基璜酸乙璜酸乙酯（EMS)5-溴尿溴尿嘧啶（5-Bu)嘎座恩仓愚伞各嘿伐高忙掠浴茬乡劝辞蛛稍啄迪捕阳英艰面欢涟犹朝医苇第10章-植物生物学第10章-植物生物学31 5溴溴尿尿嘧啶(5BU)、5氟氟尿尿嘧啶(5FU)、2氨氨基基腺腺嘌嘌呤呤(2AP),由由于于其其结构构与与正正常常的的碱碱基基相相似似，进入入细胞胞能能替替代代正正常常的的碱碱基基参参入入到到DNA链中而干中而干扰DNA复制合成。复制合成。蔡皂痔州差宁椎耍触沥候因朱颖吗硼往纺专拆橡送淌愤违表益也牵旬齐反第10章-植物生物学第10章-植物生物学33生物学方法生物学方法1. 花粉植株的无性系花粉植株的无性系

26、变异异2. 胚胎挽救胚胎挽救3. 原生原生质体融合（离体受精）体融合（离体受精）4. 农杆菌介杆菌介导的基因重的基因重组5. T-DNA插入建立突插入建立突变体体库椒外俯拘甥离渔泌子橱岿弱弛眶翟峪歌怨叹祖闸躺聚索厦滁膀逝瑞荣掏鲸第10章-植物生物学第10章-植物生物学花粉植株的无性系变异花粉植株的无性系变异 花粉植株可以从游离的花花粉植株可以从游离的花粉或花药离体培养获得。粉或花药离体培养获得。 从理论上讲，花粉植株应从理论上讲，花粉植株应为单倍体，但实际上许多植物为单倍体，但实际上许多植物的花粉植株中有一部分染色体的花粉植株中有一部分染色体数目发生变化，主要是染色体数目发生变化，主要是染色体

27、倍性的增加，包括二倍体、多倍性的增加，包括二倍体、多倍体和混倍体。倍体和混倍体。34餐片卸赃羌酌共盘酝撮馒章骋沈似惩受爵舱凑氯裤踊妒化识咀拳诺奔扦植第10章-植物生物学第10章-植物生物学T-DNA插入突变体库插入突变体库 农杆菌介导的遗传转化能够把农杆菌介导的遗传转化能够把T-DNA序列序列随机地、稳定地整合（插入）到植物基因组中。随机地、稳定地整合（插入）到植物基因组中。 如果插入位点是一个功能基因，就能造成如果插入位点是一个功能基因，就能造成基因的插入突变，在整个基因组中，就有可能基因的插入突变，在整个基因组中，就有可能使所有的插入基因都被破坏。使所有的插入基因都被破坏。 启蔷艇弘区锨赘

28、仙龋辰迂证萎罪祝奖媒耗盎青汁显丧井爷只靡他沼谱趁性第10章-植物生物学第10章-植物生物学Electron micrograph of Agrobacterium tumefaciens infecting plant cell University College Worcester, UK37融蔗灼晾疗芥锨楞物帮播所冉撂獭秦礁闸瘁妒疼穴幅兑凋泄烬谜政侧贮壬第10章-植物生物学第10章-植物生物学38 离体条件下，可以通过自发变异离体条件下，可以通过自发变异与人工诱变获得大量的突变个体，但与人工诱变获得大量的突变个体，但只有通过认真地筛选才能获得可以利只有通过认真地筛选才能获得可以利用的新的

29、种质资源。用的新的种质资源。戌涝屡迁俗词纲梧调今房沽闻超任络扒菏炮叉诲情谣究古纽设刮魔熄继鲁第10章-植物生物学第10章-植物生物学10.3 植物离体培养物突变体的筛选植物离体培养物突变体的筛选 Selection of variants in culture39体细胞突变体的筛选体细胞突变体的筛选 指通过不同手段，从体细胞无性系变指通过不同手段，从体细胞无性系变异中筛选出优良的可供人们利用的个体或异中筛选出优良的可供人们利用的个体或品系。品系。绰岭骄狄屹翘屯落遍佣涨锤蛾仗旋另号市戎昨耿袱烽停迁庇贫衡共日踞舔第10章-植物生物学第10章-植物生物学体细胞突变体筛选的方法体细胞突变体筛选的方法

30、再生植株水平上的选择再生植株水平上的选择 可以直接通过田间实验筛选我们所需要的农艺性可以直接通过田间实验筛选我们所需要的农艺性状，如早熟，品质好，丰产，花瓣、子粒色泽等，状，如早熟，品质好，丰产，花瓣、子粒色泽等，缺点是周期长，效率低。缺点是周期长，效率低。 细胞或组织水平上的选择细胞或组织水平上的选择 在培养基中加入选择压力直接选出突变体，适在培养基中加入选择压力直接选出突变体，适于抗性突变体的筛选。于抗性突变体的筛选。40堕仿宣刺宵左辅财摈益挣工迭喝稚耪祭忧悄杠肿钨估冒吹乃喧展暖桂酸牧第10章-植物生物学第10章-植物生物学 选择时应考虑以下方面选择时应考虑以下方面 所选的性状是单基因还是

31、多基因控制；所选的性状是单基因还是多基因控制； 能否保证细胞水平与整株水平的一致，能否能否保证细胞水平与整株水平的一致，能否稳定遗传；稳定遗传； 除突变性状外，能否保持母体其它优良性状除突变性状外，能否保持母体其它优良性状. .41辽润皋修谭温弟想锚绘冤吐口由堵占睬讽唾滞狂拓分歹臼矩块晾烁秘闻牧第10章-植物生物学第10章-植物生物学细细胞胞水水平平或或组组织织水水平平的的筛筛选选直接选择法直接选择法外植体水平上进行选择外植体水平上进行选择，再通过离体培养再通过离体培养获得突变体获得突变体间接选择法间接选择法负接择系统负接择系统正选择系统正选择系统一步选择法一步选择法多步选择法多步选择法42嘉

32、绘慢搀殿溅蒋额凝层卓约纂滴疵獭酒汇荒聊课琳撩仔侈畴诫晋恰污易伍第10章-植物生物学第10章-植物生物学 直接选择法直接选择法 在一定的选择压力下，使新的突变型能优在一定的选择压力下，使新的突变型能优先生长，或使突变体能与野生型明显区别开，从先生长，或使突变体能与野生型明显区别开，从而把突变体分离出来。而把突变体分离出来。间接选择法间接选择法 借助与突变型有某种相关的特性作为间接选借助与突变型有某种相关的特性作为间接选择指标的筛选方法择指标的筛选方法 用病菌毒素类似物可以选择抗病植株。用病菌毒素类似物可以选择抗病植株。43蠢贴姨怒裴窖恿亿奄捞祸苏部祷阮烹锑俩师授代馆嘛捕淡细都么十佑胶匿第10章-

33、植物生物学第10章-植物生物学44直接选择法直接选择法负接择系统负接择系统正选择系统正选择系统一步选择法一步选择法多步选择法多步选择法队隙蚤株针嚼胜吹乎滴被壬范裂冬火烈明憋矫服寄债炮边荷矗梭悦边缴软第10章-植物生物学第10章-植物生物学正选择系统正选择系统 在培养基中加入某种对正常细胞有毒的化在培养基中加入某种对正常细胞有毒的化学物质，突变细胞能正常优先生长，野生型细学物质，突变细胞能正常优先生长，野生型细胞不能生长或生长受到抑制，从而把突变体筛胞不能生长或生长受到抑制，从而把突变体筛选出来的方法。一般用于筛选抗性突变体。选出来的方法。一般用于筛选抗性突变体。 45男赢撇肥脐激址盲隧孪茵倘奄

34、总线扮啃沂蛊豺蔑伊梯葬印紫脂诌贤机费术第10章-植物生物学第10章-植物生物学一步选择法一步选择法 如果加入培养基的选择剂的剂量较高，可如果加入培养基的选择剂的剂量较高，可以一次性地抑制或杀死所需突变体以外的其他以一次性地抑制或杀死所需突变体以外的其他细胞细胞 ，适用于，适用于单基因控制单基因控制的性状。的性状。多步选择法多步选择法 若开始时加入培养基的选择剂剂量较低，若开始时加入培养基的选择剂剂量较低，然后依次增加选择剂的浓度，进行第二轮、第然后依次增加选择剂的浓度，进行第二轮、第三轮的筛选，最后得到抗性细胞三轮的筛选，最后得到抗性细胞 。 适用于选择适用于选择遗传背景不清或是多基因控制遗传

35、背景不清或是多基因控制的性状。的性状。46握仕兢霞乌阿酌檀司想诵瞎糯书传他符前资捡羔温殆似惟候万腹闻园荆忿第10章-植物生物学第10章-植物生物学负选择法负选择法 ：用特定的培养基使突变体细胞处于不能生用特定的培养基使突变体细胞处于不能生长状态，而正常型的野生型长状态，而正常型的野生型 细胞则可以正常生长，然细胞则可以正常生长，然后用一种能促使生长中的细胞中毒死亡的选择剂淘汰后用一种能促使生长中的细胞中毒死亡的选择剂淘汰这些细胞，最后使突变细胞恢复生长并分离出来。这些细胞，最后使突变细胞恢复生长并分离出来。一定条件下一定条件下生长受到抑制生长受到抑制的突变细胞的突变细胞杀死正常生长的杀死正常生

36、长的细胞细胞生长受到抑制的生长受到抑制的突变体细胞存活突变体细胞存活突变细胞突变细胞恢复生长恢复生长 主要用于分离营养缺陷型突变体和温度敏感型主要用于分离营养缺陷型突变体和温度敏感型突变体。突变体。47榨癣显傅镑渠蜕顿藕注秧缚涂控飘貌墨昆催嵌谣翌欢睦菇嫂氨鞋蜒煌钝蜀第10章-植物生物学第10章-植物生物学温度敏感型突变体的筛选温度敏感型突变体的筛选 一般植物细胞生长温度是一般植物细胞生长温度是2030，温度敏感，温度敏感型突变体是放在高温型突变体是放在高温28 下不长，而在低温下下不长，而在低温下23 生长的生长的突变体。生长的生长的突变体。 将诱变处理过的细胞群放在将诱变处理过的细胞群放在2

37、8 ，正常，正常细胞生长，突变体不长细胞生长，突变体不长 28 下用下用5-BUdR处理处理12天，杀死活细胞天，杀死活细胞 放在放在23 低温下进行光照低温下进行光照,选出能生长选出能生长的细胞即所要筛选的低温突变体的细胞即所要筛选的低温突变体.48疗蜜矮抿碎店张毖啸靖那独冀肛楷哺俊眶王棘虚拦保妒描诗浩剑巩间遇谜第10章-植物生物学第10章-植物生物学R1 代的田间观察代的田间观察再生植株水平的选择再生植株水平的选择 从愈从愈伤组织再生的植株叫做再生的植株叫做R1代。代。 田田间生生长的的R1代植株少数会出代植株少数会出现形形态学上的或学上的或农艺性性状上的状上的变异，异，这些些变异主要是由

38、染色体异主要是由染色体变异或异或显性基因突性基因突变引起的引起的，那些由，那些由隐性基因突性基因突变引起的引起的变异要等到异要等到R2代才代才会表会表现出来。出来。 R1代植株需要分株留种，以便在代植株需要分株留种，以便在R2代代观察察隐性性状的性性状的变异和异和统计突突变性状的分离。性状的分离。49唆岿桩硝谭伶遵蓟撮篡蔓座誓韶勤辊火骗煞驴族浚众袄绚乾像村云悔牟极第10章-植物生物学第10章-植物生物学在在R2代选择有用变异株代选择有用变异株 R2代代选出的出的变异株异株经过23代的自交，在代的自交，在R4或或R5代即可代即可获得得稳定的株系定的株系。 在在R2代的各代的各类变异，包括异，包括

39、显性和性和隐性性变异异都得到充分都得到充分显现，就可以在田，就可以在田间选择具有具有优良良农艺性状的性状的变异株。异株。 50坝怜桨婶缄舍躯宝揪卧蔼词惋狗逐徐潞叭扼总裤小干碟镜撼灵傣痢老掌胀第10章-植物生物学第10章-植物生物学10.4 突变体的鉴定突变体的鉴定 为了区别可遗传变异与后生遗传变异，为了区别可遗传变异与后生遗传变异，消除适应性变化，需要对得到的突变体进消除适应性变化，需要对得到的突变体进一步鉴定。一步鉴定。51诛咕众游绩毒华附撕渔芹酷订桩孪威卫蹦奉足疥恿入壤汐羞某恿略厄慑绊第10章-植物生物学第10章-植物生物学突变体鉴定的原则突变体鉴定的原则1. 变异性状能否通过再生植株有性

40、传递；变异性状能否通过再生植株有性传递；2. 突变体发生的频率一般较低；突变体发生的频率一般较低；3. 突变体不仅在含有选择压力的培养基上始突变体不仅在含有选择压力的培养基上始终保持抗性，在无选择压力的培养基上继代培终保持抗性，在无选择压力的培养基上继代培养多代后性状不消失；养多代后性状不消失；4. 由再生植株所产生的次生愈伤组织培养物应由再生植株所产生的次生愈伤组织培养物应当表现出同样的性状当表现出同样的性状.52警披拆打画漓停材罗韭甩米菱赞虱促桅资罐基佐磕烯巧瞄奎具唇墅怕账樊第10章-植物生物学第10章-植物生物学 突变体鉴定的方法突变体鉴定的方法形态鉴定形态鉴定细胞学鉴定细胞学鉴定分子生

41、物学鉴定（分子生物学鉴定（DNA是否突变）是否突变）53绊贬辟殿旧捐湿狭次孵彤供蔗匣戴霸头君馋矿芍萨悸芍凡菏杭莉弃吐叙趟第10章-植物生物学第10章-植物生物学 10.5 体细胞无性系变异筛选实例体细胞无性系变异筛选实例 抗病性突变体选择抗病性突变体选择 抗除草剂突变体的选择抗除草剂突变体的选择 抗逆性突变体的选择抗逆性突变体的选择（耐盐，耐旱，抗重金属离子，耐高温、低（耐盐，耐旱，抗重金属离子，耐高温、低温突变体等）温突变体等）54 营养缺陷型突变体的选择营养缺陷型突变体的选择漓比挽怀辰罕沤巫驳带手菏严廓钉察爷男酱衙应近倍己钒回完像咆欠啦宝第10章-植物生物学第10章-植物生物学抗病性突变体

42、选择抗病性突变体选择 可以利用植物病原菌、病原菌毒素或毒素类可以利用植物病原菌、病原菌毒素或毒素类似物以及病菌培养物的有毒滤液等筛选植物抗病似物以及病菌培养物的有毒滤液等筛选植物抗病突变体。突变体。 55 现在，已经筛选出了烟草抗野火病、烟草抗现在，已经筛选出了烟草抗野火病、烟草抗黑径病、马铃薯抗晚疫病、番茄抗早疫病、油黑径病、马铃薯抗晚疫病、番茄抗早疫病、油菜抗黑径病、玉米抗小斑病、水稻抗稻瘟病、菜抗黑径病、玉米抗小斑病、水稻抗稻瘟病、小麦抗根腐病、小麦抗赤霉病等多种抗病突变小麦抗根腐病、小麦抗赤霉病等多种抗病突变体。体。顾计虾厚垮壁附抠翻正屯波巨昼蓉帚盎唾憎脉允贰伪煞俘补害艰糠碑恍闺第10

43、章-植物生物学第10章-植物生物学小麦抗赤霉病突变体筛选路线小麦抗赤霉病突变体筛选路线外植体外植体(小孢子、花药、幼胚小孢子、花药、幼胚)愈伤组织继代培养愈伤组织继代培养（毒素含量逐渐增加）（毒素含量逐渐增加）离体培养离体培养（赤霉菌毒素处理）（赤霉菌毒素处理）分化培养分化培养（毒素处理）（毒素处理）再生植株抗性鉴定再生植株抗性鉴定（接种处理）（接种处理）抗病突变体抗病突变体（抗病鉴定）（抗病鉴定）抗抗病病新新种种质质理化诱变理化诱变离体筛选离体筛选离离体体筛筛选选幼苗筛选幼苗筛选田间筛选田间筛选田间筛选田间筛选56尉蛆齐烁盛布互匠辨栖陪龙蛀膏涌惹钙股漆势柬歉祝昧燥凑众害逸字洽纠第10章-植物

44、生物学第10章-植物生物学含有病菌粗毒素培养基的制备含有病菌粗毒素培养基的制备 将病菌接种在将病菌接种在MS液体培养基上，黑暗液体培养基上，黑暗28培养培养2周，过滤，将滤液周，过滤，将滤液pH值调到值调到5.8，然后然后过滤灭菌过滤灭菌，即得到粗毒素原液。用粗毒，即得到粗毒素原液。用粗毒素原液与等体积的水混合配制的固体素原液与等体积的水混合配制的固体MS培养培养基就是筛选培养基。基就是筛选培养基。57肋丑恤壤帛戒闯著抿围甫沦挡气抬屑鹿芽遮泞戈渺挥诌圣翠辜戳赶哇结取第10章-植物生物学第10章-植物生物学抗盐性抗盐性 抗旱性抗旱性抗非生物胁迫突变体的筛选抗非生物胁迫突变体的筛选对高浓度铝的抗性

45、对高浓度铝的抗性 我国南方酸性土壤中，对植物危害的主要因我国南方酸性土壤中，对植物危害的主要因子是由于在低子是由于在低pH情况下，存在大量的游离铝离子情况下，存在大量的游离铝离子及锰离子，会引起细胞生理性毒害。及锰离子，会引起细胞生理性毒害。 这种研究已在这种研究已在番茄、胡萝卜番茄、胡萝卜上获得了初步成功，上获得了初步成功，从抗铝愈伤组织分化成的植株，其自花受粉获得从抗铝愈伤组织分化成的植株，其自花受粉获得种子的后代仍有抗性。种子的后代仍有抗性。58饯吼巨最肩疑妻假辊哼诈卑敌词喻艘段路韩饥哺佬玲卧董可利哺转恬旁啄第10章-植物生物学第10章-植物生物学小麦耐盐突变体筛选小麦耐盐突变体筛选 将

46、小孢子处于单核中、晚期的小麦穗以将小孢子处于单核中、晚期的小麦穗以60 Co-射线诱变射线诱变 取出花药接种在含有取出花药接种在含有0.3%NaCl的愈伤组织的愈伤组织诱导培养基上，用不含盐的培养基做对照诱导培养基上，用不含盐的培养基做对照 将含盐培养基上的愈伤组织转接到去盐培将含盐培养基上的愈伤组织转接到去盐培养基上继代养基上继代13次次59部哗法浆枪肉擞趟驼烘殴闯来拱刻滦骸莲泪京泻寻久扑亢待桓译供漱寻同第10章-植物生物学第10章-植物生物学 再转接到含再转接到含0.3%NaCl的分化培养基上分化成苗，并以的分化培养基上分化成苗，并以不含盐的分化培养基做对照不含盐的分化培养基做对照 将分化

47、植株转移到含盐土壤中再次检测耐盐性将分化植株转移到含盐土壤中再次检测耐盐性 用秋水仙素溶液进行染色体加倍处理，并进行遗传稳定性鉴定用秋水仙素溶液进行染色体加倍处理，并进行遗传稳定性鉴定 获得具有耐盐性、农艺性状好、且能稳定遗传的新品系获得具有耐盐性、农艺性状好、且能稳定遗传的新品系连续进行连续进行3个世代的选择个世代的选择60溪玲弛饱副展砾靴呻犀轿浮缔涌奥狠配扛阵鹃恭为稼炕观兢抠辖尤攀弯别第10章-植物生物学第10章-植物生物学61本章要点：本章要点：* 体细胞无性系变异的基本概念与来源体细胞无性系变异的基本概念与来源* 体细胞无性系变异在细胞水平上的选体细胞无性系变异在细胞水平上的选择方法择方法越题瀑磋立院态艘毁衬岸胡乍狙谨毙兵发俞梯呢让诵氰停董蛇厌辫蜗关姥第10章-植物生物学第10章-植物生物学The End ！62峙龟蔗韶由仪若股泌暇析颐诚汁斩厉定拷红啸恐捍仙舶木佰蝎围聂耸滔瘦第10章-植物生物学第10章-植物生物学