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第十章倍性育种(PloidyBreeding)

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第十章_倍性育种

第十章_倍性育种

Ｒ
子代
ＡＢＤＲ—高度不育 秋水仙素处理幼苗
ＡＡＢＢＤＤＲＲ 异源八倍体小黑麦
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。 类型：
一倍体：由二倍体植物产生，仅有一个染色 体组；
多元单倍体：由异源多倍体植物产生，有几 个不同的染色体组。
产生单倍体的途径：
（1）自然发生：包括孤雌生殖(0.1%)、孤雄生殖 (0.01%)和无配子生殖等方式。
发现单倍体的植物： 曼陀罗、玉米、小麦、水稻、烟草、棉花、黑
麦、亚麻、油菜等70个属、206种植物。
（2）人工诱导途径
① 细胞和组织离体培养
a 花粉（花药）离体培养
小麦单倍体花药培养
原理：细胞全能型； 我国在小麦、水稻、玉米、烟草、甜菜、油菜等
体细胞杂交
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。
人工加倍
AAAA（4n）同源四倍体
AAAA（4n） × AA（2n）
AAA（3n）同源三倍体
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； 生物学性状的巨型化。
• 基因型复杂
二倍（4X=28）
野生二粒小麦 × 粗山羊草
(AABB) ↓ (DD)

09_倍性育种08

09_倍性育种08

多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组数目的生 物体
（如 3X 、 4X …… ）
如 ：二粒系小麦为异源4 倍体，普通系小麦为异源6 倍 体，棉花为异源四倍体，甘蓝型油菜为异源四倍体等。 同源多倍体 植物多倍体 异源多倍体
• 同源多倍体： 多倍体中染色体组来源相同，如
四倍体水稻 AAAA ， 2n=4X=48 ，四倍体黑
异常减数分裂形 成2n配子
（三） 多倍体的育种意义
① ②
利用染色体加倍的剂量效应 ，增大作物的营 养器官或果实； 通过异源多倍体 克服远缘杂交的困难 （杂交 不实、杂 种不育）；
遗传桥梁 ：作为不同倍数性物种间或植物 间远缘杂交的遗传桥梁， 是基因转移的有 效手段。
③
二 、 多倍体的诱导途径
P131.
麦 RRRR ， 2n=4X=28 ；
同源多倍体的一个显著特征是植株、器官和
细胞的 “ 巨大性 ” , 其某些代谢物的含量也
较高。
• 异源多倍体：
多倍体中的各染色体组来源不同，多为种、属间杂种
例：普通小麦是异源 6 倍体 AABBDD ， 2n=6X=42; 小黑麦为异源 8 倍体 AABBDDRR ， 2n=8X=56 或异源 6 倍体 AABBRR， 2n=6X=42;
六 单倍体育种存在的问题
1. 花药培养愈伤组织诱导率和绿苗再生率 不高； 2. 花药培养力品种间差异大。
The
EndLeabharlann 第九章倍性育种（Ploidy Breeding)
植物倍性育种的重要意义
• 倍性育种（Ploidy Breeding)是指通过植物染色 体数目倍数性的变化而获得遗传变异，再通 过系统的选择与鉴定进一步培育成作物新品 种的育种方法。倍性育种又称为染色体组工程育

倍性育种PPT课件

倍性育种PPT课件
27
处理方法
秋水仙素一般多用水溶液,亦可稀释于低浓度的酒精中或10 ％的甘油中或制成羊毛脂膏或加入琼脂凡士林中后施用。 常用的处理方法有：
28
①浸渍法
适合于处理种子、枝条、盆栽小苗的茎端生长点。一般发芽 种子处理数小时至3天,处理浓度0.2%~1.6%。浸渍时不宜 淹没种子，处理时间也不能太长，以免影响根的生长。处理 后用清水洗净，再播种或沙培。 如百合类鳞片用秋水仙素处理1~3小时后扦插，可得到四倍 球芽；唐菖蒲实生小球也可用浸渍法获得四倍体植株。
倍性育种
定义及倍性变异的种类 多倍体育种 单倍体育种 非整倍体的利用
1
倍性育种：人工诱发植物染色体数目发生变异,根据
育种目标,从中选育新品种或选育育种亲本的方法。
2
倍性变异的种类
整倍体变异：植物染色体数目出现与染色体基数呈倍数性 关系的变异。整倍体变异变异的结果是产生多倍体 (polyploid)和单倍体(haploid)。
小黑麦 异源六倍体 AABBRR；异源八倍体 BBDDRR芥
菜
异源四倍体
萝卜甘蓝 异源四倍体
10
萝卜（2n=18） x 甘蓝（2n=18） 染色体加倍
萝卜甘蓝（2n=4x=36）
11Байду номын сангаас
金鱼草
二.多倍体植物的特点 1.同源多倍体植物的特点
①育性差，结实率低。 ②形态、组织学上的特征
多倍体植株一般比原来的二倍体表现出巨大性。
18
四.多倍体的诱导与育种
诱导材料的选择 多倍体产生的途径和方法-秋水仙素及其加倍作用 多倍体植物的鉴定
19
1.诱导材料的选择 ①选择主要经济性状优良的品种 ②选择染色体组数较少的种类

倍性育种

倍性育种

花药培养
将花粉处于单核时期（小孢子）的花药进行离体培养。 将花粉处于单核时期（小孢子）的花药进行离体培养。 通过培养使它离开正常的发育途径（ 通过培养使它离开正常的发育途径（即形成成熟花粉最后 产生精子的途径）而分化成为单倍体植株。 产生精子的途径）而分化成为单倍体植株。 花粉培养有两条途径 由花粉分裂形成愈伤组织 愈伤组织（ ①由花粉分裂形成愈伤组织（即分化程序很低的薄壁细胞 ），再由愈伤组织分化出根和芽 最后形成植株。 再由愈伤组织分化出根和芽， 团），再由愈伤组织分化出根和芽，最后形成植株。 由花粉分裂形成胚状体 再由胚状体长成植株。 胚状体， ②由花粉分裂形成胚状体，再由胚状体长成植株。
生物体细胞中的染色体数一般用 2N 表示，配子中的 表示， 表示，如甘蓝体细胞中的染色体数为2N 18， 染色体数用 N 表示，如甘蓝体细胞中的染色体数为2N = 18， 9。 雄配子体和雌配子体的染色体数为 N = 9。
二倍体 (Diploid)
二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体， 二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体，如 甘蓝: 18。 甘蓝: 2N = 2x = 18。
小孢子培养
通常小孢子培养分以下几个步骤： 通常小孢子培养分以下几个步骤：
1. 花蕾的准备 2. 小孢子的游离 3. 胚胎的诱导和再生 4. 染色体的加倍. 染色体的加倍.
矮牵牛小孢子培养过程（尝试阶段）
1花粉预处理培养 2.花药壁组织与小孢子 共培养 3小孢子培养？ 小孢子培养 4. 胚胎的诱导和再生 5. 染色体的加倍. 染色体的加倍.
2. 离体诱导
将一定发育阶段的花药、花粉、子房，通过无菌操 将一定发育阶段的花药、花粉、子房， 作接种在培养基上， 作接种在培养基上，使单倍体细胞分裂形成胚状体或愈伤 组织， 组织，然后由胚状体发育成小苗或诱导愈伤组织发育为植 株。

《倍性育种》PPT课件

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五、单倍体的二倍化 自然加倍——频率低，受试材的影响 人工加倍——秋水仙碱溶液处理
①单倍体植株的茎尖生长点或根系 ②花粉
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20
第三节 单倍体育种
六、单倍体育种的应用 1、加速遗传育种材料的纯合，缩短育种周期 2、提高选择效率 3、与其他育种技术结合，提高育种效率 4、构建分子遗传图谱
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38
第二节 多倍体育种
7、流式细胞仪分析
用特异的DNA荧光染料对细胞染色后测定样品的荧光密度， 荧光密度与DNA含量呈正比 优点： ①快速 ②能区分变异体是混倍性嵌合体还是同型突变体 ③不受试材的限制 ④能确定染色体小而难以用染色体计数法确定倍性的物种
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39
第二节 多倍体育种
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第二节 多倍体育种
二、人工理化诱变 1、物理方法诱变多倍体 高温、低温、射线、干旱 玉米幼胚短暂置于40℃高温下能诱导染色体加倍 诱变效率较低、嵌合体产生频率较高，未被广泛 应用
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29
第二节 多倍体育种
2、化学方法诱变多倍体 （1）诱变多倍体的化学药剂 秋水仙碱：百合科秋水仙属植物的器官和种子中分离提取 出来的剧毒生物碱，分子式为C22H25NO6。 萘嵌戊烷、萘骈乙烷、安磺灵、戊炔草胺等
③三倍体与二倍体杂交得到四倍体（Alpha 68 苹果）
④四倍体为母本，二倍体为父本杂交筛选出新的四倍体类型 （“翠绿”、“翠宝”）
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第二节 多倍体育种
四、离体培养获得多倍体 胚乳培养获得三倍体 原生质体融合获得多倍体 其他组织离体培养获得多倍体
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第十章 倍性育种

第十章 倍性育种
苜蓿2n=32、其一倍体是：x=8 一倍体的染色体数目就是染色体基数（Ｘ）。
3、多倍体——体细胞内含有三组或三组以上染色体 组的生物体称多倍体。 如：3x、4x、7x等。
苜蓿2n=4x=32（四倍体） 羊草2n=4x=28（四倍体）
4、单倍体——包含生殖细胞染色体组的生物称单倍 体（含体细胞染色体组一半的生物称单倍体） 如：燕麦2n=6x=42（六倍体）n=3x=21（单倍体）
三、单倍体育种程序及操作技术—（花粉培养） 1、原材料的准备： 一般采用优良亲本配成的杂交组合所产生的杂种一代植 株的花粉，或从杂种F2中选择优良植株的花药进行培养。 2、培养基的配制： 不同植物要求不同的培养基，为选择出合适的培养基， 先要进行试验，选出适宜的培养基。 培养基：大量元素无机盐+微量元素无机盐+铁盐+
②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，造成染色体分裂 而成细胞不分裂，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。 ③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。
二倍体与同源多倍体细胞核比较
玉米的同源多倍体植株矮小，茎粗叶大
二倍体基因型
同源多倍体基因型复杂 三倍体基因型
四倍体基因型
五、诱发多倍体在牧草中的意义及利用
1、利用异源多倍体（双二倍体）能克服远缘杂种的不孕性，提 高远缘杂交的结实率。 2、人工诱发的一些植物的同源多倍体具有不少宝贵性状。 3、多倍体结实率低，生活力弱。
由于这些原因，一些多倍体的再现反而不如正常类型的牧草， 如八倍体玉米的生活力就较四倍体为弱，而且完全不育。

倍性育种课件

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也称细胞融合，是用人工的 方法把分离的不同属或种的原 生质体诱导成为融合细胞，然 后再经离体培养、诱导分化到 再生完整植株的整个过程。上 海植生所培育的芹菜与胡萝卜 远缘杂交种即用此法。其程序 大致为：制备亲本的原生质体, 原生质体融合、培养、再生植 株,杂种鉴定。
H
15
（3） 化学方法
H
18
6 多倍体的鉴定
目前对经多倍体育种所得的植株主要是通过间 接鉴定、直接鉴定和分子生物技术鉴定这三种技术 手段进行倍性鉴定。
H
19
（1）间接鉴定
包括形态学和细胞学两种鉴定方法，主要通过 观察被测植株的果实、种子、叶片、气孔、花器和 花粉粒等的形态和大小来进行鉴别，方法简单直观， 但较为粗放，一般用于初步检测。
H
20
（2）直接鉴定
一般采用染色体计数法，对分生旺盛的器官和 组织细胞内的染色体数目进行直接计数鉴定，是目 前最直接、最准确的鉴定方法。
H
21
（3）分子生物技术鉴定
采用扫描细胞光度仪和流式细胞仪对细胞中 DNA含量进行分析，从而检测出细胞的倍性。由于 操作简单且检测结果可靠，已经成为目前比较常用 的鉴定手段。
如：利用加倍普通二倍体刺槐染色体获得 的同源四倍体刺槐。
H
8
由不同物种或不同的属间经过杂交产生的多倍 体，称为异源多倍体(allopolyploid)
如：利用对普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍 体)杂交子代进行染色体加倍后所培育出的异 源八倍体小黑麦。
H
9
4 多倍体植物的特点
（1）同源多倍体植物的特点 ①育性差，结实率低。 ②大多数同源多倍体是无性繁殖的，多年生的。 ③器官的巨型性
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思考题

倍性育种

倍性育种
如：利用对普通小麦(六倍体)与黑麦(二 倍体)杂交子代进行染色体加倍后所培育出的 异源八倍体小黑麦。
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
4 多倍体植物的特点
（1）同源多倍体植物的特点 ①育性差，结实率低。 ②大多数同源多倍体是无性繁殖的，多年生的。 ③器官的巨型性
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
有效的一种常见诱导药剂。
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
人工化学诱导多倍体的常用方式：
（1）涂抹法：把药剂按一定浓度配成乳剂或与羊毛脂膏混 合，涂抹于处理部位。 （2）浸渍法：用处理药剂直接浸渍待处理的部位。 （3）注射法：用注射器将药剂注入植株的被处理部位。 （4）滴液法：也叫棉浸法，常用脱脂棉包裹被处理部位， 向包囊中滴定或注射处理药剂，使药剂透过脱脂棉渗入组织 内起作用。 （5）药剂培养基法：在相应的离体培养基中加入一定浓度 的处理药剂，将外植体共培养一段时间后再转到不含有处理 药剂的新鲜培养基中。
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
5 人工诱导多倍体的途径
（1） 物理法诱导染色体加倍。 早期多倍体育种主要采用该类诱导方法。
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
（2） 生物方法 指利用胚乳培养、体细胞杂交等技术产生多倍体。
胚乳培养 在被子植物中，胚乳是双受精的产物，由两个
极核和一个雄配子融合而形成的胚乳核发育而成， 所以在倍性上大多属于三倍体。如三倍体猕猴桃。
实知用文档山 知 水 树 木 树 人
体细胞杂交
也称细胞融合，是用人工 的方法把分离的不同属或种的 原生质体诱导成为融合细胞， 然后再经离体培养、诱导分化 到再生完整植株的整个过程。 上海植生所培育的芹菜与胡萝 卜远缘杂交种即用此法。其程 序大致为：制备亲本的原生质 体,原生质体融合、培养、再生 植株,杂种鉴定。

倍性育种——精选推荐

倍性育种——精选推荐

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。

10.倍性育种

10.倍性育种



1. 花药（花粉）离体培养 这是目前人工获得单 倍体最简单有效的方法。原理是：作物的每一特 化的细胞都具有发育成完整植株的潜力。 花药培养产生单倍体的途径有二：1）是花粉经历 了去分化和胚胎发生过程，通过胚状体而形成单 倍体的胚，以后直接发育成单倍体植株(胚胎发生 系统)；2）是花粉多细胞团增殖，形成愈伤组织， 以后再经诱导分化成再生植株(器官发生系统) 。



1、通过增加一个现有物种的染色体数目， 产生同源多倍体，可获得植物某些器官的 “巨大型”的直接效果，如番茄； 2、通过远缘亲本或种间不育杂种的染色 体加倍，克服远缘杂交的困难； 3、培育多倍体作为不同倍数性间或种间 的遗传桥梁，进行基因转移或渗透。
第二节 多倍体育种


一、材料的选择 选用优良的二倍体材料诱导产生多倍体，对 于多倍体选育具有重要意义。因为二倍体诱 导成的多倍体，基因平衡受到破坏，将出现 不同程度的不良性状。 对原始材料的选育可部分地克服这一困难。 通常认为，利用营养器官的植物较利用生殖 器官的植物对于同源多倍体育种有较好的效 果，染色体数少的植物较染色体数多的植物 诱导多倍体的效果好。




剂型：水溶液，羊毛脂制剂，洋菜胶制剂或甘油 乳剂。 浓度：常用的秋水仙素水溶液0.01%~1.0%， 0.2%常用。 处理时间：不少于24小时或处理细胞分裂1~2 个周期。 3）秋水仙碱的处理方法：浸渍法、涂抹法、滴 液法、毛细管法、套罩法、注射法、复合处理


（三）有性杂交培育多倍体 （四）胚乳培养 （五）细胞融合 （六）体细胞无性系变异
细胞经秋水仙碱处理后，用清水洗净残留的秋水仙 碱，细胞可恢复正常。秋水仙碱在适当的浓度范围 内，对植物细胞基本上无毒害作用，药剂在细胞中 扩散后，无明显的毒害作用，遗传上一般不发生其 他变异。

第十章多倍体育种2

第十章多倍体育种2

玉米的同源多倍体植株矮小，茎粗叶大
2N 4N
• 高度不育
尤其是奇数倍多倍体 培育无籽瓜果
•
基因剂量大
玉米同源四倍体的籽实蛋白质含量比二倍体原种增 加43%； 大麦同源四倍体的籽实蛋白质含量比二倍体原种提 高10-12%； 三倍体甜菜产量高，含糖量高；
（2）通过远缘亲本或种间不育杂种的染色体加
Egg (2n) +
(d)
Pollen (n)
(reduced)
Triploid
(selfing)
Tetraploid
另一种是有丝分裂时，染色体虽然复制了，但细胞 没有相应地发生分裂，从而使细胞核里包含了比原来多 一倍的染色体，产生了多倍体。 总之： ****多倍体的产生是植物对不利条件的适应，是自然选 择的结果，从而进化发展成新的变种或物种。
示例1. 同源四倍体与异源四倍体黄瓜
染色体组HHCC，2n=38
染色体组CCCC，2n=28
示例2. 异源四倍体与同源四倍体黄瓜
异源四倍体，可形成一个新物种；同源四倍体不育（很低）
•
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。
多倍体的生物学效应
• 细胞巨型
二倍体与同源多倍体细胞核比较
• 通常个体巨型、根系发达、叶大、叶色深、花粉 粒大、花瓣大、果实大……
二倍体与同源四倍体
4N
2N
tetraploid
diploid

《倍性育种》课件

《倍性育种》课件
《倍性育种》PPT课件
什么是倍性育种？
倍性育种是一种利用组织培养技术，通过增加某个特定植物倍数的方法进行育种的技术。与传统育种方法相比， 倍性育种可以更高效地培育出优质的植物品种。
倍性育种的优势
1 提高效率
2 增加遗传多样性
倍性育种可以加速品种改 良的速度，缩短育种周期。
倍性育种可以通过形成多 套染色体组合，增加植物 的遗传多样性。
3 降低成本
倍性育种可以减少试验用 种子的种植面积和人工劳 动力的使用，降低育种成 本。
倍性育种的方法
穗端培养法
通过将细胞组织从植物的穗端分离，培养繁殖出更 多的植株。
胚培养法
通过将植物的胚进行培养，培育出更多的植株。
穗端培养法
穗端培养法是一种常用的倍性育种方法，其基本原理是将植物的穗端切割下来，通过组织培养技术，让穗花中 的初级组织分化成新的植株。
倍性育种具有高效、多样性和成本低的特点，但也 存在一些技术难题和实验室管理问题。
倍性育种与传统育种的结合
倍性育种可以与传统育种相结合，共同推进植物品 种的改良和农业的可持续发展。
注：本PPT课件仅供参考，具体操作请遵循相关法律法规和实验室规定。
穗端培养法的操作步骤
1. 将植物的穗端消毒 2. 切割穗端组织 3. 将穗端组织放入培养基中 4. 培养新的植株
穗端培养法的应用实例
玉米倍性育种
穗端培养法在玉米育种中的应用，可以快速培育出 抗病虫、高产的新品种。
水稻倍性育种
穗端培养法在水稻育种中的应用，可以加速品种改 良，提高水稻的产量和耐逆性。
胚培养法
胚培养法利用植物的胚组织进行培养，通过组织培养技术，让单个胚分化成 多个植株。
胚培养法的操作步骤

倍性育种课件

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知 山 知 水
树 木 树人
（2）异源多倍体植物的特点 在具有同源多倍体的器官巨大性等基础上， 在具有同源多倍体的器官巨大性等基础上， 其染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常， 其染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结 实率较高。 实率较高。
知 山 知 水
树 木 树人
5 人工诱导多倍体的途径
（1） 物理方法 ） 是指利用温度激变、机械创伤、电离辐射、 是指利用温度激变、机械创伤、电离辐射、非 电离辐射等方法诱导染色体加倍。 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类诱导方法。 早期多倍体育种主要采用该类诱导方法。 多倍体育种主要采用该类诱导方法
知 山 知 水
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谢 谢！
知 山 知 水 树 木 树人
知 山 知 水
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二、多倍体育种
是指利用人工诱变或自然变 异等， 异等，通过增加染色体组数以改 造生物遗传基础， 造生物遗传基础，从而培育出符 合人类需要的新品种的育种方法。 合人类需要的新品种的育种方法。
知 山 知 水
树 木 树人
1 多倍体育种的意义
（1）提高植株某些方面的性状，如：获得巨大型 ）提高植株某些方面的性状， 的器官，增加体内有益生化物质的合成量， 的器官，增加体内有益生化物质的合成量，以及提 高植株抗性等。 高植株抗性等。 （2）克服远缘杂交的困难，综合远缘种、属植物 ）克服远缘杂交的困难，综合远缘种、 的优良性状，作为种属间的遗传桥梁， 的优良性状，作为种属间的遗传桥梁，进行基因转 移或渐渗。 移或渐渗。
知 山 知 水
树 木 树人
秋水仙素 秋水仙素是诱导多倍体时所使用的最广泛、 秋水仙素是诱导多倍体时所使用的最广泛、最 有效的一种常见诱导药剂。 有效的一种常见诱导药剂。

倍性育种PPT课件

倍性育种PPT课件
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小麦属物种的进化
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芸 苔 属 物 种 的 二 芥菜型油菜 倍 体 与 异 源 四 倍 体 的 形 成 白菜型油菜
黑芥
• 芸薹属有三个二倍体基本种； • 分别有染色体数目不等的染色体组； • 形成异源多倍体
埃塞俄比亚芥
甘蓝型油菜
甘蓝
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3. General characteristics of polyploid plants and their important in Plant Breeding
Aneuploids Monosomic (2n-1） Trisomic (2n +1)
Nullisomic (2n-2) Tetrasomic (2n+2）
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*多倍体的育性差别
• 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。
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§1 多倍性的来源及意义
1.The Concept and Types of Plant Polyploidy
• 染色体组（Genome）：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、维持持其生活机能的最低限度数目的一 组染色体，叫染色体组。各个染色体组所含有的 染色体数目称染色体基数x。
PLOIDY BREEDING
倍性育种
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染色体是遗传物质的载体，染色体数 目的变化常导致植物形态、解剖、生理生 化等诸多遗传特性的变异。各种植物的染 色体数是相对稳定的，但在人工诱导或自 然条件下也会发生改变。而倍性育种：就 是研究植物染色体倍性变异的规律并利用 倍性变异选育新品种原理及方法的科学。
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第十章 倍性育种（Ｐloidy Breeding）
第一节 多倍体育种
• 一、多倍体的概念及种类 • 1.通过使染色体加倍的方法，来培育新 品种的一种育种途径。我们称之为多倍 体育种(Ployploid Breeding) • 2.多倍体的种类：同源多倍体 (autoployploid)、异源多倍体 （alloployploid）和同源异源多倍体 （auto- alloployploid）。见图10-1
2.95 375
0.31
10.0
6.00
86
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• (四)梢端组织发生层细胞鉴定：用切片染色 法比较组织发生层的三层细胞和细胞核的 大小，多倍体的细胞及细胞核较二倍体大。 • (五)小孢子母细胞分裂的行为异常，不能正 常联合。 • (六)染色体计数：茎尖细胞，花粉母细胞， 进行镜检计数。
第二节


三、单倍体在育种中的应用 1.加速遗传育种材料的纯化 小孢子培养成的白菜、青花菜等。(见示意 图)
2.提高选择效果：加倍的单倍体后代的选择 效果，要比正常有性杂交育种后代的选择效 提高许多倍。如B.Criffing 1975年报道， 轮回选择中“单加”比正常的提高5倍。 T.M Choo,1979年报道，混合选择中“单 加”比正常的提高14倍。 1.缩短育种年限、节省人力、物力。


3.杂交和染色体加倍与物种形成的关系：如 Brassica属的物种起源，Brassica 由三个基本种，aa芸薹种，bb黑芥种，cc甘 蓝种，经过杂交进化而成。见图10-2



4.多倍体育种在园艺作物生产中的意义 多倍体的巨大性，营养成份含量高，孕性低、抗性强、许多园艺作物都是多倍体品 种，三倍体：无核葡萄，无核柑桔、香蕉、西瓜；四倍体西红柿VC高，四倍体萝 卜巨大，四倍体的紫罗兰香，三倍体杜醇花期长。 二、人工引变多倍体的原理和方法 ①1937年，Blackslee and Avery两人利用秋水仙精诱变多倍体取得了显着结果， 从而开始了多倍体育种的时代。在园艺育种方面育成多倍体的种类有，黄瓜、西瓜、 甜瓜、西红柿、甘蓝、“白兰”及苹果、葡萄、梨、李、金鱼草、万寿菊、石竹、 凤仙花等。 ②迄今为止，人工诱导多倍体的最有效的方法就是利用秋水仙素(colchicine)处理， 及其它一些理化手段及杂交、培养手段。 (一)秋水仙素的理化性质 秋水仙素(碱)(olehicine)是生长在地中海沿岸的百合科秋水仙属植物［C. autumale L］中茎和种子中提炼出来的。分子式C22H25O6N。易溶于酒精、氯仿、苯和冷 水中，热水中的溶解度较少，在一般的试验中，可以用水、酒精作溶媒，或用羊毛 脂、洋菜等作基质。 (二)秋水仙素引起植物细胞多倍化的机制：秋水仙碱的作用在于使核分裂中期延长 停止，它阻碍了纺锤丝的形成与发展，而使分裂了的染色体留在一个细胞核当中， 致使染色体加倍。但它对染色体结构却影响很小，细胞经过秋水仙素处理以后，在 一定时期内就可以恢复正常，重新进行分裂。
三、多倍体的特征、特性及其鉴别方法 (一)形态比较：瓜类多倍体：发芽和生长缓慢，子叶及叶 片厚、色深、茸毛粗糙、叶片宽、茎粗、节间短；花卉类； 花冠明显增大，花色变深、果实变短，果树中茎变粗短、 叶变厚、叶形指数变少。 （二）气孔：多倍体的气孔和保卫细胞大，而单位面积数 目变少。萝卜：保卫细胞32.μ×20.2μm，而2倍时， 25.2μm×18.7μm，西瓜：2x， 22.47±1.13∽25.39μm1.89μm；4x，34.91±1.44； 3x,26.65μm±1.10∽27.12μm±1.101μm。 (三)花粉粒大小的鉴别：见表所示：熏衣草花粉粒2x与4x 特征比较（1980年，李延华）





(三)用和水仙处理植物，引起多倍体，应注意的一些问题。 1.它只对分裂时期的细胞起作用，对静止的细胞无作用，所以我们通 常应只处理一些新陈代谢活跃的器官、部位和组织，如 “发芽的种 子”，膨大的芽，“茎、根尖生长点”等幼嫩的部位。 2.处理的时间和浓度 据报道浓度范围为0.0006～1.6%，以0.2%左右收益最大，木本浓度 高，草木浓度低。 处理时间：12～24小时，也有几分钟，2、4、6、10小时及10天的。 3.植株处理后的生长条件：利用秋水仙素处理以后，必须用清水冲洗， 以防止继续加倍，维持、25～30℃条件为宜，高、低都不利于多倍体 的形成。 （四)引变多倍体的方法 1.水溶液处理法：种子浸渍法，倒置生长点法，腋芽浸渍法，毛细管 作用法。 2.羊毛脂软膏涂芽法。3.洋菜剂涂芽法。
薰衣草2x与4x比较
倍 保卫 花粉 茎 叶 长 花冠 花萼 花粉 结 育性 实 粒直 粗 长度 性 细胞 直径 （%） 率 cm 径 长度 大小 厚 mm mm % μm μm mm² 度 mm 2x 4x
28.0 45.0 2.25 167 0.28 8.0 4.7
单倍体育种
一、单倍体的概念、特点 1.单倍体(haploid)：未经受精的配子发育的,含有配子染色体数的细胞或个 体。 2.类型：①来自2n=2x的单倍体1x为一元单倍体(mono haplold) ②来自2n=4x的单倍体，2x含两个染色体组为多元单倍体(ploy haploid) 3.特点：①不能正常可育结籽, ②同源染色体只有染色体组中的一个成员。 等位基因只有一个，无论显、隐基因,性状都能得以表达。一旦加倍，全部 位点的基因都是同质结合，基因型高度纯合。 二、获得单倍体的方法 1.远缘花粉刺激诱发孤雌生殖，由未受精的卵发育成的胚是单倍性。烟草、 茄属、小麦等。 2.延迟授粉：去雄后延持授粉、提高单倍性或用异作物花粉刺激，油菜(四 川大学) 3.辐射，化学药剂处理 4.从双生苗中选择：不少植物出现双胚和多胚现象，从双胚种子中长出的 苗，可能出现n/n，n/2n，n/3n，2n/2n的各种类型，海岛棉，陆地棉等。 5.最有效和常用的方法是花粉、花药、子房、胚珠的离体培养。