多倍体与单倍体植物解析精品PPT课件

变异。它是可遗传变异的一种。根据产生变异的原因，
它可以分为结构变异和数量变异两大类。
• 染色体发生整倍性增加，就产生多倍体细胞或生物体。
2
2 多倍体植物
2.1 多倍体的概念和种类 2.1.1 概念 染色体组：一个属内，各个种特有的、
维持生物体生存最低限度数目 的一组染色体。
3
染色体基数：一组染色体组内的染色体数目 以X表示
异源八倍体 AABBDDRR
6
2.1.3 多倍体的来源
多倍体的发生可通过二倍体的染色 体数目加倍形成，也可经过不同种属之间 杂交，而后经过染色体数目加倍形成。
7
二倍体种（2X=14）野生一粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草
(AA) ↓ (BB)
(AB)
↓染色体加倍
四倍体种（2X=28）
野生二粒小麦 × 粗山羊草
高粱 X=10 小麦 X=7 棉属 X=13 玉米 X=10 甘薯 X=15 豌豆 X=7 稻属X=12
4
二倍体: 体细胞具有两 组染色体组的生物体
一粒小麦 2n=2X=14 水稻 2n=2X=24 玉米 2n=2X=20
多倍体：体细胞具有3个或3 个以上染色体组的生物体。
二粒小麦 2n=4X=28 普通小麦 2n=6X=42 陆地棉 2n=4X=52
第八章 多倍体与单倍体植物
1
1 染色体工程
•
按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同
种或异种整条或部分染色体，从而达到定向改变遗传
性和选育新品种的一种技术。
•
在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的
载体。当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或
者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，
带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体
色体不同(不同源)，因此不能配对，所以杂交后代是不育的。但是，由于
低温，这个杂交后代忽然染色体加倍，形成了一个异源多倍体，即二粒小
麦(Triticum dicoccoides)。二粒小麦具有28个染色体，或14对染色体。
பைடு நூலகம்
约3000年前，二粒小麦与节节草(Ageilops squarrosa)杂交，二粒小麦有
• 主要有温度激变、射线照射、机械损伤、电离辐 射和摘心等均可诱导多倍体的产生。
• 实例：
•
中粒种咖啡花粉母细胞减数分裂时用骤变低温
8℃-10℃直接处理花器官可获得大量二倍性花粉粒；
• 用紫外光照射甜菜花芽20min分钟也能导致自交后 代中有2株产生大花粉；
• Co射线照射处理萌动的杜仲种子、r射线照射珍珠 粟、x射线照射水稻也可以产生多倍体。
• 4) 营养成分高
•
碳水化合物、蛋白质、维生素、植物碱等表现
偏高。
•
如四倍体番茄Vc含量比二倍体高一倍。四倍体紫
罗兰、桂竹香芳香性强、蜜腺多。
11
• 2.3 多倍体植物培育
•
•
生物体内染色体数目的变化是以染色体组为单位
进行增减，当生物细胞内染色体数达到3组或3组以上
者称为多倍体。它是许多生物群体染色体进化的重要
•
是目前应用最广泛的方法。 化学诱变剂其中尤以秋水仙素
处理效果最好。值得注意的是秋水仙素有剧毒为淡黄色粉末针状
结晶易溶于凉水但不溶于热水它是从秋水仙的鳞茎和种子中提取
出来的。秋水仙素的作用机理在于它能抑制细胞分裂时纺锤体的
形成染色单体分裂但胞质不分离导致染色体数目加倍。处理时注
意浓度和处理时间秋水仙素的有效浓度为0.01-1.0%，而以0.2-
13
• 机械损伤诱导多倍体的产生：
• 植物的组织被切伤或嫁接后往往在切口处 产生愈伤组织某些愈伤组织细胞内的染色体能 自然加倍，将来发育成多倍体枝条如在茄科植 物中通过反复摘心打顶而诱导四倍体的产生， 其频率可达10%。其实最早的物理诱导方式就 是在番茄上通过打顶而实现的。
14
• 2.3.2 化学诱导法
0.4%应用范围最广。
• 处理时间一般不少于24h，可因使用浓度大小而异。
• 处理温度一般18-25℃.
特征。在自然界中普遍存在着多倍体物种，蕨类植物
中多倍体可能高达50%被子植物中大约有3035种的
多倍体，其中70%的禾本科属于多倍体。多倍体是植
物最重要的进化方式之一。因此近几十年来人们对多
倍体进行了深入研究不仅为进化提供大量证据而且在
生产实践上有着广泛的应用价值。
12
• 2.3.1 物理诱导方法
现在的栽培小麦(Triticum vulgaris)是异源多倍体，具体地讲是六倍
体。大约10000年前，一种有14个染色体(二倍体)的野生小麦，称为一粒
小麦(Triticummonococcum)，与一种杂草山羊草(Aegilops sp．)杂交
。这种杂草的正常二倍体也是14个染色体，但是它们与一粒小麦的14个染
28个染色体，节节草只有14个染色体，杂交的后代又是不育的。由于低温
，这个杂交种的染色体又忽然加倍，形成了具有42个(28+14)染色体的异
源多倍体，即现在栽培的普通小麦。
5
2.1.2 多倍体种类
同源多倍体：染色体组来源相同的多倍体 甘薯 同源六倍体 马铃薯 同源四倍体 香蕉 同源三倍体
异源多倍体：染色体组来源不同的多倍体 陆地棉 异源四倍体 A1A1D1D1； 普通小麦 异源六倍体 AABBDD 小黑麦 异源六倍体 AABBRR；
而异源多倍体，与远缘杂种相反，是高度可育
的。来自父母本的染色体在减数分裂时自行配对，
不出现多价体，表现为自交亲和，结实率较高。
10
• 3) 抗逆性强
•
多倍体新陈代谢旺盛，适应环境能力强。表现
为抗病、抗旱、耐寒，分布广。
•
如多倍体从赤道到极地都有分布；高山上多倍体
多；在炎热夏季的稻田里常发现多倍体花粉粒。
(AABB) ↓ (DD)
(ABD)
↓染色体加倍
六倍体种（2X=42）
普通小麦
（AABBDD）
图 小麦可能的进化途径
8
2.2 多倍体植物的特点
2.2.1 同源多倍体植物的特点
1) 器官的巨型性
• 一般表现在叶大；茎粗；花大，色浓；果实、种子、 细胞、气孔、花粉都大。
•
如三倍体、四倍体葡萄粒大；四倍体萝卜主根粗
大。
9
2) 育性差，结实率低。
• 一般同源多倍体结实率低。
•
原因：同源多倍体由于在减数分裂时，染色体
间配对不正常，易出现多价体，致使多数配子含有
不正常染色体数，因而表现出育性差，结实率低。
•
园艺植物大多数同源多倍体为无性繁殖植物，
育性差但不影响在生产中的应用。对于水果来说，
无籽或少籽为优良性状。
•