单倍体育种技术
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单倍体育种
一、什么是单倍体
正常植物的孢子体为无性世代,含有来自雌雄双亲的两套染色体,为二倍性(2n)。
二倍性的孢子体经减数分裂产生配子体,其染色体是单倍的(n)。
高等植物的单倍体是指含有配子染色体数的孢子体(n)。
二倍体植物产生的单倍体,体细胞中仅含有一个染色体组。
这种单倍体称为一倍体。
由异源多倍体产生的单倍体其体细胞中有几个染色体组,称为多元单倍体,如,普通小麦的单倍体含A、B、D三个染色体组,但是,在育种学上它们都称为单倍体。
单倍体既可以自然产生,也可以人工诱导,它一般是由不正常的受精过程产生的,即由孤
42,是由67的染色体组(6x)
“单倍体”或“多倍单倍体”。
单倍体植株高度不育。
通常应用于农业生产的均
二、
1.体内发生即从胚囊内产生单倍体。
这包括:①自发产生。
与多胚现象常有联系,如油菜和亚
生殖。
卵细胞不受精,卵核消失,或卵细胞受精前失活,由精核在卵细胞内单独发育成单倍体,因此只含有一套雄配子染色体。
这类单倍体的发生频率很低。
⑤雌核发育或孤雌生殖。
精核进入卵细胞后未与卵核融合而退化,卵核未经受精而单独发育成单倍体。
远缘杂交中有时会出现此种现象。
2.
小苗或诱导愈伤组织发育为植株。
三、单倍体育种的意义
代不分离,虽经染色体
加倍,
水稻、小麦等优良品种。
作物品种改良上的作用将更显著。
四、单倍体育种的主要步骤
1、诱导材料的选择:应该选择表现型优良的个体作为诱导材料。
因为诱导出的单倍体受到供试验植株基因型的影响,诱导材料带有不良基因,这些基因很可能在诱导出的单倍体中出现。
2、单倍体材料的获得:获得单倍体的途径主要有两个方面,一个是利用自然界的单倍体变异株;另一途径是通过人工的方法诱导单倍体。
3、单倍体材料染色体加倍:经过选择获得的单倍体经过秋水仙素或其他方法加倍后,可获得双二倍体植株。
4、二倍体材料后代的选择:对于后代的二倍体材料按常规育种的方法进行性状的系统鉴定,
从中选出符合育种目标的优良品系,选择方法同常规育种。
单倍体加倍后,双倍体植株的基因型是纯合的,可进行株系比较试验及选择,按选择育种的方法进行。
五、单倍体的鉴定
通过各种途径获得的单倍体后代常是混倍体,各个体间的染色体数目并不完全相同,有的植物在试管培养中其再生植株的染色体数目也常发生变异,所以必须对其后代进行鉴定。
鉴定方法既可以根据形态特征进行间接鉴定,也可以镜检体细胞中的染色体数或花粉母细胞中染色体数以及染色体配对的情况进行直接鉴定。
此外还可以根据花粉的育性或利用遗传标志性状进行鉴定。
六、单倍体育种的缺陷
与常规育种相比,单倍体育种也有不足之处。
1、产生的单倍体是随机的基因型,不一定是理想基因型;
2、单倍体试管苗经加倍即得纯合体,缺少常规育种分离世代中基因的分离与重组,后代不能积累更多的优良基因,尤其是数量性状难以打破连锁获得理想基因型;
3、最大不足之处是:单倍体诱导频率低(出愈率与绿苗率),以及移栽的成活率低,加之单倍体群体小,很多优良基因型可能被淘汰。
4、花药培养力品种间差异大。
七、将单倍体育种技术结合用于其它育种途径,在遗传育种中有广阔的前景。
●与诱变育种相结合,可避免显隐性的干扰,使隐性突变个体当代能显现;
●与远缘杂交相结合,可迅速转移不同种、属的基因;
●可利用单倍体产生纯合的二倍体,以代替自交系;
●创造雄性不育系,产生非整倍体、附加系、替换系等。
●也可在花药培养过程中加入毒素等进行抗病、耐盐碱等品种的筛选等;
●花药和花粉培养的系统还可用于转基因。