人工诱发单倍体及其应用

玉米单倍体的诱导加倍技术及其应用研究作者：卢保红杜如珊张广峰来源：《农业开发与装备》 2018年第4期摘要：主要针对玉米单倍体的诱导加倍技术及其应用进行分析，结合当下玉米单倍体的诱导加倍技术发展现状，从人工获取玉米单倍体方法、玉米单倍体的选择、单倍体加倍方面进行深入研究与探索，主要目的在于更好的推动玉米种植的发展与进步。

关键词：玉米种植；单倍体；诱导加倍；应用0 引言当前我国玉米种植虽然在世界上属于领先地位，但由于人口等因素致使其还不能较好满足内增长需求，并在2010年左右成为了玉米进口国家。

为了解决这一问题，需要培养全新的玉米品种。

在现代科技发展引导下，以玉米孤雌诱导为核心的单倍体技术逐渐形成，并成为玉米培育的主要技术。

1 玉米单倍体人工获取方法1.1 远缘杂交通常情况下亲缘联系较为疏远的花粉不能较好的与母体卵细胞进行受精，但可对卵细胞进行刺激，不断诱发其成为翻倍体与双倍体。

玉米在远缘杂交期间可在双方体细胞分裂时间缺乏统一性的作用下，致使其相应的DNA缺失，进一步形成单倍体。

1.2 花药培养花药培养方法主要是利用所有玉米营养细胞都具有及为完整的性能这一特征，同时花药培养方法也是获取玉米单倍体的主要方法。

其中利用这一方法进行培养具有较强的难度，其主要原因通常为玉米植物花药愈合组织分化率与诱导率相对较弱，并受到DNA的约束。

我国科研人员利用花药培养方法收获了单倍体，并在各种优化过程中逐渐获得较为完善的实验培养技术。

国外研究人员利用这种技术，育种效率方面也获得了较大的成功。

早在1993年左右，我国就已经利用这一方法培育出相应的种子并进行大面积种植。

1.3 孤雌生殖诱导体系这一培养方法有着通过杂交诱导母本雌配子体出现较高频率的单倍体功能，也是玉米单倍体诱导的主要方法之一。

其中Stock6是当前首个选育形成的良好玉米单倍体系统，有着极为广泛的应用。

科研人员以Stock6为杂交父本与诱导植物进行杂交，其后代中孤雌生殖单倍体出现率通常为1.5%至2.5%。

《育种学》复习题一、名词解释1、品种更换：参考答案：用新选育出的优良品种，替换生产上表现不良的另一品种。

2、引种：参考答案：所谓引种就是从外地或外国引入优良品种或有价值的品种资源，经过试验成功后直接应用于生产，或作为选育新品种的原始材料。

3、诱变育种：参考答案：是指用物理或化学因素诱发染色体畸变、基因突变、细胞质突变等改良品种。

4、一般配合力：参考答案：指一个被测自交系和其他自交系组配的一系列杂交组合的产量 ( 或其他数量性状 ) 的平均表现5、自交不亲和性：参考答案：同一植株上机能正常的雌、雄两性器官和配子 , 不能进行正常交配的特性 , 称为自交不亲和性。

6、单倍体育种：参考答案：用杂种F1或F2花药培育出单倍培体植株，再经染色体加倍而选育作物新品种的方法7、水平抗病性：参考答案：寄主品种对各小种的抗病性反应性大体上接近同一水平8、品种参考答案：是指在一定的生态和经济条件下，人类根据自己的需要所创造的某种作物的一种群体，该群体具有相对稳定性和特定的遗传性，相对稳定一致的生物学和经济学性状。

在一定的地区和一定栽培条件下，在产量、品质、抗性、生育期和适应性等方面符合人类生活和生产发展的需要，并通过简单的繁殖手段保持具群体的恒定性。

9、垂直抗性参考答案：又称小种特异性抗病性或专化性抗病性。

指同一寄主品种对同一病菌的不同生理小种具有特异反应或专化反应。

如果将具有这类抗病性的品种对某一病原菌不同生理小种的抗性反应绘成柱形图时，可以看到各助顶端的高低相差悬殊，所以称为垂直抗病性。

10、种质资源参考答案：指可用于育种或栽培的栽培作物类型，品种，近缘野生植物及人工创造的各种植物遗传材料的总称。

11、杂种优势参考答案：一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本品种(系)的现象。

12、转基因育种参考答案：根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，在经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。

1、作物育种学是研究___选育____和___繁殖_____作物优良品种的理论与方法的科学。

2、从进化角度来看，作物育种实际上就是_作物的人工进化3、作物有性繁殖可分为自花授粉、异花授粉和常异花授粉（棉花）三种常见的方法。

此外，还包括自交不亲和性____和___雄性不育性__两种特殊方式。

4、育种实践中，作物的高产育种主要涉及_矮杆育种、理想株型育种和高光效育种三个方面。

5、种质资源保存方式可分为___种植保存__、_贮藏保存_、__离体保存_和基因文库技术四大类。

6、作物品种自然变异的原因类型主要有__自然异交引起的基因重组__、__自然变异_和新育成的品种群体的变异。

7、杂交育种通过基因重组、基因累加和基因互作三种遗传机制方式来选育新品种。

8、核质互作雄性不育系中，S(rr)代表是不育系，N(rr)代表保持系。

今有水稻雄性不育系甲，用乙品种授粉后，发现乙对甲无恢复力。

现要用甲转育成新不育系乙”，应以甲为母本，乙为父本进行杂交，在F1代用乙为父本给F代授粉回交，回交若干代以后，就可以得到性状与乙相近的不育系，多次回交亲本就是它的保持系。

9、与品种间杂交相比，其远缘杂种分离特点有分离规律不强、分离类型丰富且有向两亲分化的倾向和分离世代长，稳定慢。

10、测定作物的自交系配合力有两种,即顶交法、双列式轮交、侧配结合法。

测试种选用自交系、单交种11、作物辐射育种实践中，通常用致死剂量、半致死剂量或_临界剂量_来表示辐射敏感性。

12、作物杂种优势要在生产上加以利用，必须满足强优势的杂交组合、异交结实率高和繁殖与制种技术简单易行3个基本条件。

13、多倍体诱导的化学方法中，以化学试剂秋水仙碱诱变效果最好。

15、作物群体改良中，选择和重组是群体进化主要助力14、分子标记SSR指一类由1～6个碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列、SNP指单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性1、农作物的品种，一般都有3个基本特性，即特异性、一致性和稳定性。

细胞工程复习题及答案细胞工程复题一、名词解释1.细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。

2.外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料3.植物组织培养：将植物的器官、组织或细胞，在无菌条件下接种于人工配置的培养基上，使其细胞分裂、增值、分化、发育，甚至形成完整植株的方法。

4.愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。

5．离体无性繁殖:简称离体繁殖，是指利用组织培养方法进行植物离体培养，在短期内获得大量遗传性一致个体的方法。

6．继代培养：更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织.芽等）。

7.体细胞杂交：（原生质体融合）指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。

8细胞分化：即由于细胞的分工而招致的细胞结构和功用的改变，或发育方式改变的过程。

9细胞脱分化：造就前提下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程就是细胞脱分化。

10细胞再分化：即脱分化后的分生细胞在特定的前提下，从头恢复细胞分化能力，并经历器官发生形成单极性的芽或根，或经历胚胎发生形成双极性的胚状体，进一步发育成完全植物体，这一过程成为细胞再分化。

11人工种子：指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中所形成的能发芽出苗的颗粒体。

12植物细胞全能性：指植物体的每一个活细胞都具有该植物的全套遗传信息，具备发育完整植株的潜在能力。

13胚状体：在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。

14单倍体植物：单倍体是指具有配子体染色体数的孢子体(植物个体)。

具有单套染色体的细胞在人工离体条件下培养，使其单性发育成植物体。

这种具有单套染色体的植物称为单倍体植物。

15离体受精：（离体授粉）在无菌前提下造就未受精脂肪或胚珠和花粉，使花粉萌发进入胚珠，完成受精作用。

作物育种学模拟题（一）一、解释(共7小题，每小题3分，共21分)1.品种更换：就是用新选育出的优良品种，替换生产上表现不良的另一品种。

2 .引种：所谓引种就是从外地或外国引入优良品种或有价值的品种资源，经过试验成功后直接应用于生产，或作为选育新品种的原始材料。

3.诱变育种：是指用物理或化学因素诱发染色体畸变、基因突变、细胞质突变等改良品种。

4.一般配合力：指一个被测自交系和其他自交系组配的一系列杂交组合的产量 ( 或其他数量性状 ) 的平均表现5.自交不亲和性：同一植株上机能正常的雌、雄两性器官和配子 , 不能进行正常交配的特性 , 称为自交不亲和性。

6.倍体育种：用杂种F1或F2花药培育出单倍培体植株，再经染色体加倍而选育作物新品种的方法7水平抗病性：寄主品种对各小种的抗病性反应性大体上接近同一水平二、填空每空0.5分）1、作物育种学是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。

2、现代化农业对育种目标总的要求是：高产、稳产早熟优质；适应机械化作业。

3、性状鉴定的方法有：直接鉴定间接鉴定；按鉴定条件可分为自然鉴定诱发鉴定。

4、选择的基本方法有单株选择混合选择。

5、杂交育种的程序是：原始材料圃亲本圃杂种圃株系选择圃（选种圃）鉴定圃和品比试验圃区域试验和生产试验。

6、作物的繁殖方式分为有性繁殖无性繁殖两种。

有性繁殖作物根据其花器构造和授粉方式的不同又可分为自花受粉作物异花受粉作物常异花受粉作物。

7、利用杂种优势的途径有：人工去雄化学杀雄自交不亲和性利用标志性状利用雄性不育性的利用。

8、单倍体育种的优点是：加速育种材料的纯合提高选择效果缩短青种年限。

9、“四化一共”的内容是：品种布局区域化，种子生产专业化，加工机械化，质量标准化，以县为单位有计划地供应良种”。

10、作物的逆境包括温度胁迫水分胁迫矿物质胁迫。

三、选择（单选或多选，每小题2分）1、单倍体育种时宜选择 C 进行离体培养。

A.母本花药B. 父本花药C.杂种F1或F2花药D.都可以2、远缘杂交的困难是 A B C。

植物细胞工‎程原理、方法和应用‎一．植物细胞工‎程的原理及‎方法植物细胞具‎有全能性，即具有某种‎生物全部遗传信息的任何一个‎细胞，都具有发育‎成完整生物‎体的潜能。

而让细胞发‎挥出全能性‎的方法，就是细胞脱分化。

细胞脱分化‎，就是让已经‎分化的细胞‎，经过诱导后‎，失去其特有‎的结构和功‎能而转变成‎为未分化细‎胞，进而形成愈伤组织。

愈伤组织在‎一定的培养‎条件下，分化出幼根和芽，进而形成完‎整小植株，这就是愈伤‎组织再分化。

归结起来，植物细胞工‎程的主要原‎理是植物细‎胞的全能性‎，以及单倍体‎育种、植物的低温‎储藏等。

现在我们就‎来着重谈一‎谈植物细胞‎全能性，一个植物体‎的全部细胞‎，都是从受精卵经过有丝分‎裂产生的。

受精卵是一个特异‎性的细胞，它具有本种‎植物所特有‎的全部遗传信息。

因此，植物体内的‎每一个体细‎胞也都具有‎和受精卵完全一样的‎D NA序链‎和相同的细胞质环境。

当这些细胞‎在植物体内‎的时候，由于受到所‎在器官和组‎织环境的束‎缚，仅仅表现一‎定的形态和‎局部的功能‎。

可是它们的‎遗传潜力并‎没有丧失，全部遗传信息仍然被保持‎在DNA的‎序链之中，一旦脱离了‎原来器官组‎织的束缚，成为游离状‎态，在一定的营‎养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能‎性就能表现‎出来。

于是就象一‎个受精卵那样，由单个细胞‎形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成‎一棵完整的‎植株。

所以离体培‎养之所以能‎够成功，首先是由于‎植物细胞具‎有全能性的‎缘故。

一.植物组织培‎养技术植物的组织‎培养广义又‎叫离体培养‎，指从植物体‎分离出符合‎需要的组织‎、器官或细胞‎，原生质体等，通过无菌操‎作，在无菌条件‎下接种在含‎有各种营养‎物质及植物‎激素的培养‎基上进行培‎养以获得再‎生的完整植株或生产具有‎经济价值的‎其他产品的‎技术。

狭义是指组‎培指用植物‎各部分组织‎，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行‎培养获得再生植株，也指在培养‎过程中从各‎器官上产生‎愈伤组织的‎培养，愈伤组织再‎经过再分化‎形成再生植‎物。

单倍体诱导技术在玉米育种中的应用刘培勋;刘和平;罗仁革;方军;黄成玺;曾锂【摘要】单倍体技术在种质改良和品种选育上具有显著的优势,已在实践中得到广泛应用.遗传诱导是获得单倍体最有效的方法.本文对单倍体育种的概况,单倍体的诱导,鉴定和染色体加倍的方法及发展情况进行了综述,并讨论了该技术在玉米育种中的应用.【期刊名称】《种子》【年(卷),期】2014(033)005【总页数】4页(P49-52)【关键词】玉米;育种;单倍体【作者】刘培勋;刘和平;罗仁革;方军;黄成玺;曾锂【作者单位】四川省广元市农业科学研究所, 四川广元628017;四川省广元市农业科学研究所, 四川广元628017;四川省广元市农业科学研究所, 四川广元628017;四川省广元市农业科学研究所, 四川广元628017;四川省广元市农业科学研究所,四川广元628017;四川省广元市农业科学研究所, 四川广元628017【正文语种】中文【中图分类】S335.4;S513单倍体(haploid)指具有配子染色体数的细胞或个体。

双单倍体(doubled haploid，DH)是指单倍体细胞(n)经过自然或人工诱导染色体加倍而形成的一种纯合基因型(2 n)。

诱导单倍体技术就是利用单倍体诱导系通过杂交诱发产生单倍体，再通过染色体组加倍使植物恢复正常染色体数，从而获得纯合基因型的一种育种方法，也称作单倍体育种。

全世界已有250余种作物应用了双单倍体技术，12种作物培育出了来自于栽培种的DH系。

利用单倍体诱导系可明显提高亲本产生单倍体的概率，此法简单易行，是目前制备单倍体最常用、最经济的方法之一［1］。

诱导单倍体技术在玉米遗传育种上具有以下优点:(1)两代培育出纯系，相比常规的育种方法需要六、七年获得一个纯系，显著缩短了育种周期;(2)流程简单，大大减少了培育自交系所需时间、人力和财力;(3)使选择变得更高效和精确，尤其是与分子标记和全年种植的苗圃结合应用的时候;(4)通过快速聚集控制产量和抗性的有利基因来培育或改良自交系，较传统方法简单、省时;(5)DH系没有显性基因的的掩盖，由隐性基因控制的性状容易显现，有助于研究诱变育种和突变遗传，同时在选择时能够淘汰不利的隐性性状个体;(6)为从事标记－形状连锁研究，功能基因组学，分子细胞遗传学和遗传工程研究提供了更好的选择［2］。