第十章_倍性育种
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倍性育种第⼀节植物的多倍性⼀、多倍体的概念和种类任何物种的体细胞染⾊体数⽬(2n)都是相当稳定的。
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(genome)。
各个染⾊体组所含有的染⾊体数⽬称染⾊体基数x(the basic number of chromosome in single genome)。
多数植物属内的物种染⾊体含有共同的基数,如苹果属为17桃属为8百合属为12。
但有的植物属内存在⼏个染⾊体基数不同的种,如芸薹属有3个⼆倍体基本种即8对染⾊体的⿊芥(Brassianigra),9对染⾊体的⽢蓝(B.oleracea)和10对染⾊体的普通油菜(B.campestris.),它们染⾊体组的基数分别为8,9,10;此外,同⼀科或同⼀属的植物种或变种在染⾊体数⽬上还表现出倍性的变异,如茄属的马铃薯有⼆倍体(2x=24),三倍体(3x=36),四倍体(4x=48)与五倍体(5x=60)等。
多倍体:体细胞染⾊体组在三个(3x)或三个以上的个体。
同源多倍体(autopolyploid)多倍体的⼏组染⾊体全部来⾃同⼀物种,或者说由同⼀个物种的染⾊体组加倍⽽成。
异源多倍体(allopolyploid):来⾃不同种、属的染⾊体组构成的多倍体或者说由不同种、属间个体杂交得到的F1再经染⾊体加倍得到的多倍体。
同源多倍体由于染⾊体组来⾃同⼀个物种,细胞内有两个以上的同源染⾊体,减数分裂时可联会形成多价体,使减数分裂⾏为出现异常现象,同源三倍体会⾼度不育,同源四倍体部分不育。
异源多倍体的染⾊体由两个或两个以上不同物种的染⾊体所组成,减数分裂时同源染⾊体能正常联会,不出现多价体,使减数分裂⾏为正常,⾼度可育。
天然多倍体中有不少具有经济价值的重要农作物是同源多倍体,如马铃薯2n=4x=48)是同源四倍体,⽢薯(2n=6x=90)是同源六倍体,⾹蕉(2n=3x=33)是同源三倍体。
园艺植物中的同源多倍体育性差,因⽆性繁殖,所以并不影响在⽣产中的应⽤,如⾹蕉、葡萄、苹果、梨、草莓、马铃薯等。
第二节倍性育种一、倍性育种的概念和作用1、基本概念多倍体植物(polyploid plant):细胞内含有三个以上染色体组的植物称为多倍体植物。
植物界约有1/2植物属于此。
倍性育种:根据育种目标要求,采用染色体加倍或染色体数减半的方法选育植物新品种的途径称为倍性育种。
目前最常用的是整倍体,包括两种形式,一是利用染色体数加倍的多倍体育种,一是利用染色体数减半的单倍体育种。
2、多倍体育种的作用(1)创造新物种、新作物或新品种人类栽培的作物中,小麦、花生、烟草、甘薯、马铃薯、陆地棉、海岛棉、甘蓝型和芥菜型油菜等都是多倍体。
它们都是由二个或二个以上的二倍体种经自然杂交、加倍和长期进化而成的。
人工创造的异源多倍体小黑麦,同源三倍体的甜菜和西瓜、同源四倍体的水稻、荞麦、葡萄等,都已在生产上应用,并取得了明显的经济效益。
(2)通过染色体加倍,克服远缘杂交的困难如普通小麦和节节麦杂交时,正反交均不成功,只有将节节麦加倍成同源四倍体后,杂交才能成功。
3、单倍体育种作用单倍体本身没有任何生产应用价值,但将单倍体技术应用于作物育种中,则有如下优点:(1)控制杂种分离,缩短育种年限杂交育种年限较长。
单倍体育种直接将F1或F2代杂种的花药进行离体培养,诱导其花粉发育成单倍体,再经染色体加倍后,就可得到纯合的二倍体。
这种纯合体相当于同质结合的纯系,在遗传上是稳定的,不会发生性状分离。
这样,从杂种到获得纯合品系,只需要一个世代。
(2)提高获得纯合材料的效率如假定只有二对基因差别的父、母本进行杂交,其F1代出现纯显性个体的机率是1/16,而用杂种F1代的花药离体培养,并加倍成纯合二倍体后,其纯合显性个体出现的机率是1/4。
(3)排除显隐性的干扰,提高选择的准确性假如要选择纯显性个体,单倍体育种中只有一种基因型AABB,表现型也只有一种,一选就准;但在杂交育种中,由于存在基因间显隐性的干扰,AABB和AABb、AaBB、AaBb三种基因型在表现型上相同,无法区别,且该表现型在F代群体中出现的机率高达9/16,更加2难以取舍。