倍性育种PPT课件
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第九讲_倍性育种
（异源五倍体） （5x）
AABBCCDD （异源八倍体） （8x）
多倍体与物种进化关系密切
远缘杂交形成异源多倍体是新种产生的重要原因 多倍体在动
物界极少发
生，在植物 界却相当普
遍。很多植
物种都是通 过多倍体途
径而产生的。
二、多倍体育种在园艺生产中的实际应用
（一）多倍体植物的特征 A、外观
巨大性 随着染色体的加倍，细胞核和细 胞变大，组织器官也变大； 一般表现为茎粗、叶宽厚、颜色 深、花大、果大、种子大而少。
•用人工诱导使单倍体植株染色体加倍， 这样，它的体细胞中不仅含有正常植株
花药离 体培养 秋水仙 素处理
体细胞中的染色体数，而且每对染色体 上的成对的基因都是纯合，这样植株后 代就不会发生性状分离。这种方法比杂 交育种所需时间大大地缩短了。
与其他的育种方法相结合，提高选择效果
•单倍体的基因没有显隐性关系，可有效地发现、选择它 所产பைடு நூலகம்的突变体。
染色体数量加倍，杂合位点增加 → 等位/非等位基因互作效应增强
F、可克服远缘杂交的不育性
×
樱桃李(2X) 黑刺李(4X)
不育杂种(3X)
人 工 诱 导
本来不孕的杂种，通过染色体 加倍，成为可孕的新种
欧洲李(6X)
适应性增强 器官“巨大性” 花期延长 营养成分合成率增加 。。。。 可孕性下降 。。。。 克服远缘杂交不育
【离体诱导产生单倍体】
将一定发育阶段的花药、花粉 、子房，通过无菌操作接种在
培养基上，使单倍体细胞分裂
形成胚状体或愈伤组织，然后 由胚状体发育成小苗或诱导愈
伤组织发育为植株。
单倍体加多倍体联合育种的优缺点
优点：控制杂种后代分离，提高获得纯合材料的效率；缩短育种年限，
第十章倍性育种(PloidyBreeding)
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
18
• (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。
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
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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。
第六章倍性育种
第一节 多倍体育种
• 1、材料的选择： • 诱导多倍体成功与否，与材料的选择有
很大的关系，一般原来已是多倍体的植 物，要想诱导染色体再加倍就较难。而 染色体倍数较低的较好，往往可形成新 的品种。从目前来看，在多倍体育种上 最有希望的是下列一些植物：
第一节 多倍体育种
• 1）染色体倍数较低的植物； • 2）染色体数目较少的植物； • 3）异花授粉植物； • 4）通常能利用根、茎、或叶进行无性繁殖的
• 2）滴定法：用滴管将秋水仙素药溶液在
幼苗顶芽或大苗的侧芽处，每日滴数滴， 或滴加蒸馏水稀释一半的浓度，反复处 理1~数天。为防止溶液往下流，可用脱 脂棉球，放在子叶间或包裹幼芽。保持 室内湿度，此法根系免于受害，尚可随 时观察处理过程反映情况考虑增加或减 少处理次数，省药液。
第一节 多倍体育种
第一节 多倍体育种
• 7、处理注意事项：
A、幼苗处理，越早越好。
• B、植物组织经过秋水仙素处理后在生长上会受到一
定的影响，如果外界条件不好易引起死亡，所以要注 意培育管理。
• C、处理期间，在一定限度内温度越高，多倍体发生
的可能性越大。
• D、处理的数量宜适当多些，以便选择有利变异。 • E、处理后经常用清水冲洗避免残留有药迹。 • F、秋水仙有毒，使用时小心。
第二节 单倍体育种
• 三、花药培养获得单倍体的一般过程
材料选择 花药离体培养 花粉植株
的移栽 单倍体鉴定
花粉植株染
色体加倍 花粉植株后代的选育
1、克服杂种分离，缩短育种年限 常规杂交育种 单倍体育种
↓ 杂种
↓ 杂种
•
↓
↓
分离
• 连续选择 单倍体植株
• 性状相对稳定 纯合二倍体
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。
《杂交与倍性育种》PPT课件
Aa Bb Cc Dd
假设完全显性 无显性 不完全显性
12+10+8+6=36 (12+6+10+5+4+8+3+6) ÷ 2 =27 （双亲平均值） 27< F1 <36
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2.超显性假说
超显性假说认为:等位基因之间的关系不仅是显 隐性关系，而是互作关系。由于等位基因之间 产生互作效应，杂合体Aa比纯合体AA或aa在生 长和适应性都有优势。
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5.1 杂种优势
5.1.1杂交育种的有关概念
杂交（Hybridization）：不同基因型个体间的 交配。(不同树种或同一树种不同种源、家系、 无性系间的交配. )
通过生殖细胞相互融合的过程称为有性杂交； 体细胞相互融合的过程称为体细胞杂交
杂种（Hybrid）：杂交产生的后代。
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辽育1号杨（P. Liaohenica×P. xiaozuanica
‘Anshan’）
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2.桉属
桉属包括700余种 和变种，遗传基础 极为广泛，种间杂 交产生杂种优势的 潜力巨大。
我国桉树杂交育种 始于60年代，中国 林业科学研究院热 带林业研究所于 1985年开展桉属树 种、种源和家系试 验，引进了63个树 种的258个种源和 572个半同胞家系。 在此基础上，开展 杂交育种。
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树 上 杂 交
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Now, Top Grafting is done by leaving much foliage from the old ramet to help the new grafts to grow.
《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
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
第六、七章-倍性育种、诱变育种ppt课件
2 ）离体诱导 花药培养（器官培养）； 花粉培养（细胞培养）； 胚珠培养； 未授粉子房培养。
四、花药培养的程序与技术
花粉培养的发育途径 ：
花粉进行多次细胞内分裂，形成多细胞花 粉粒 -----花粉粒破裂，形成类似胚胎发育 的 “ 胚状体 ” -----分化出根和芽。
花粉形成愈伤组织（脱分化过程）-----愈 伤诱导形成单倍体植株（再分化过程）。 多数植物表现的途径。
秋水仙碱诱导蔬菜四倍体的方法
影响诱导效果的因素：
1 ）秋水仙素的浓度 有效浓度：0.001%～1.0%, 0.2%～
0.4%用的多。 2 ）处理时期与持续时间 3）环境温度（25-28℃）
六、多倍体的鉴定及后代选育
1 ．多倍体的鉴定 1 ）直接鉴定
染色体计数：检查花粉母细胞或根尖、 芽等分生组织细胞的染色体数目
F．virginiana Duch
现代草莓主要是八倍体凤梨草莓（弗州草莓+智利草莓）
被子植物中有1/3是多倍体
裸子植物的多倍体
裸子植物的染色体大而整齐，染色体基数的 变化也较小，x=11或12，只有少数论是例外。 裸子植物的多倍体不普遍。
松柏科中的多倍体只有三种： 北美红杉(6n) 泼非氏桧柏(4n) 金钱松(4n，44)
2n 配子形成的主要途经：
1 ) 性母细胞减数分裂前染色体加倍； 2 ) 减数分裂失败形成重组核； 3 ) 减数第一次分裂后，第二次分裂前染色体
DNA 复制； 4 )减数第二次分裂时形成平行纺锤体或纺锤体融
合； 5 ) 不正常的胞质分裂； 6 ) 减数分裂后染色体加倍； 7 ) 无孢子生殖。
1904: De.Vries had a foresight to suggest the use of radiation to induce mutation. 1908: Gager reported the result of induced mutation. 1927：Muller HJ. found a large number of mutant in fruit fly by X-rays.
倍性育种ppt课件
早期多倍体育种主要采用该类诱导方法。
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（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。
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体细胞杂交
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（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。
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（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。
⑤同源多倍体达到遗传平衡的时间长
知 山 知 水
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（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，其 染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结实 率较高。
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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、非 电离辐射等方法诱导染色体加倍。
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。
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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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④同源多倍体基因型种类比二倍体多 纯显性：AAAA 三显性：AAAa 双显性：AAaa 单显性：Aaaa 无显性：aaaa
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（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。
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体细胞杂交
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（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。
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（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。
⑤同源多倍体达到遗传平衡的时间长
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（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，其 染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结实 率较高。
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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、非 电离辐射等方法诱导染色体加倍。
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。
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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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④同源多倍体基因型种类比二倍体多 纯显性：AAAA 三显性：AAAa 双显性：AAaa 单显性：Aaaa 无显性：aaaa
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第十三章 倍性育种
第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应 用
一、单倍体的类型及特点 1、单倍体的类型 单元单倍体 多元单倍体（同源多元单倍体和异源多元
单倍体）
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第十三章 倍性育种
第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应 用
一、单倍体的类型及特点 2、单倍体的特点 高度不育 隐性基因控制的性状可以表现出来
光强度在2000勒克斯以上。
在转移愈伤组织时，应注意其极性，原来
向上的一但转移后的一但转移后仍应向上，否则
会影响生长，同时在转移时，就避免沾带过多的
培养基。
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第十三章 倍性育种
第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应 用
三、单倍体植株的鉴定 四、单倍体的二倍化 1、单倍体的自然加倍 2、单倍体的人工加倍
第十三章 倍性育种
第一节 园艺植物多倍化现象及多倍体育种 的意义
一、园艺植物的多倍化现象
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1
染色体数目变异的分类
染色体组：遗传上把一个配子的染色体 数称为染色体组。有的书上也叫它基因 组。
不论一个染色体组内包含有几个染色体， 同一染色体组的各个染色体的形态、结 构和连锁基因群都彼此不同，但它们却 构成一个完整而协调的体系；缺少其中 的任何一个都会造成不育或性状的变异。
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第十三章 倍性育种
第四节 单倍体及其在园艺植物育种中的应 用
二、单倍体的获得方法 1、远缘花粉刺激孤雌生殖 2、辐射、化学药剂处理诱导孤雌生殖 3、从双生苗中选择 4、花药、花粉培养 5、离体雌核发育
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4. 单倍体植株和愈伤组织的培养
倍性育种课件
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（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。
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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
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谢 谢！
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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。
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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。
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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
14
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
16
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）
6
*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。
2
§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
1
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。
小麦属物种的进化
15
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
16
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）
6
*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。
2
§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
1
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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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
因为染色体组数多的种在进化过程中已经利用了自身 的特点，再对其诱变选优较为困难，因此处理前应了 解染色体组数及近源物种的多倍性化的程度。
菊花多数品种 2n=6X=54
多倍体月季
四倍体白菜 2n=4x=40
7
多倍体草莓
8
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 马铃薯 香蕉
同源六倍体 同源四倍体 同源三倍体
9
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
凤仙
12
③生理特性
与二倍体相比,多倍体生长较为迟缓,开花晚； 多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体； 蛋白质、碳水化合物、维生素等含量高于二倍体。
13
2.异源多倍体植物的特点
染色体配对正常,植株雌雄配子发育正常,结实率较高。 如：花卉中的菊花、大丽花、水仙、郁金香是异源多倍体
14
多倍体育种：利用染色体加倍技术,按照一定的
26
药液处理时间及处理时的温度
处理时间的长短，随植物种类的不同、生长的快慢以及使用 的秋水仙素浓度而异。 一般处理发芽的种子或幼苗、细胞分裂周期短的植物，处理 时间可适当缩短； 秋水仙素浓度越高，处理时间则愈短。一般浓度高、短时间 的处理效果优于浓度小、长时间的处理效果。 处理种子、组织或器官，一般不少于24小时，而对于萌动的 种子及幼苗，处理时间应适当缩短。 在18~25℃范围内，越高成功的可能性越大。
育种目标,在其加倍后代中选育新品种的过程。
无籽
无籽
15
三.多倍体的育种意义
1.产生同源多倍体,获得植物某些器官的巨大型。 2. 利用同源多倍体稔性差的特点，选育无籽或少籽果实。
16
2倍体和4倍体葡萄的比较
三倍体无籽西瓜
17
3. 诱导异源多倍体,增加种间杂种的染色体数,获得双二 倍体,以克服杂种的不育性。 如英国邱园的报春的不育性是由于杂种细胞进行减数分裂时， 来自父本的9 个染色体与来自母体的9个染色体性质上存在很 大的差异，彼此难以配对，从而使性细胞不能正常发育。但细 胞染色体加倍后,减数分裂时,在36个染色体中,18个来自父本的 彼此配为9对,18个来自母本的也配为9对,因而减数分裂能正常 进行,从而获得了可育的雌雄性细胞。
有性杂交 人工诱导
物理因素诱导 化学因素诱导
22
①物理因素诱导：
温度骤变 机械创伤 电离和非电离辐射 离心力等
②化学因素诱导：
化学药剂：秋水仙素；富民隆；吲哚乙酸 方法：浸渍法；滴液法；注射法；涂抹法
23
秋水仙素诱发多倍体
秋水仙素及其加倍机理 药液浓度 药液处理时间 处理方法 处理注意事项
24
秋水仙素及其加倍机理
秋水仙素是从百合科植物秋水仙(Colchium autumnale)的
根、茎、种子中提取出来的一种药剂,性极毒,分子式为C22H25 O6N，是一种淡黄色粉末,可溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛。
在一定的浓度范围内，不起破坏染色体的复制，但能抑制 纺锤丝的形成，从而导致核染色体数加倍细胞的形成。处理 后经过一段时间，细胞仍可恢复常态，继续分裂，发育成多 倍体植株。
25
药液浓度
处理时所用秋水仙素的浓度是诱导多倍体成败的关键因子之 一，太高容易引起植物的死亡，太低，不能产生作用。 一般有效浓度范围为0.0006~1.6%，浓度随不同植物和同一 植物的不同组织而异，因而在处理前要预先进行试验，找出 某种植物或某种组织的最适浓度，一般以0.2~0.5%的水溶液 浓度效果较好。
20
③选择收获营养器官的植物或无性繁殖的植物
对于果树选择能单性结实的品种，染色体多倍化后，常 常会使育性降低。
④选用多个品种进行处理
不同的种、品种、类型，由于遗传基础不同，多倍化后 的表现不同，所以处理材料多，易于选择优良变异。
3\4倍体大丽花用块根繁殖
21
2. 多倍体产生的途径和方法
自然诱导
途径
染色体基数：一组染色体组内的染色体数目, 以X表示
小麦 X=7 高粱 X=10 棉属 X=13 豌豆 X=7 玉米 X=10 稻属X=12 甘薯 X=15
5
二倍体: 体细胞具有两组染色体组的生物体
水稻 2n=2X=24
6
多倍体：体细胞具有3个或3个以上染色体组的生物体。
普通小麦 2n=6X=42
非整倍体变异：植物染色体数目变化不与染色体基数成倍 性关系的变异。非整倍体变异的结果是产生单体、缺体、 三体、四体等植物。
3
多倍体育种
多倍体的概念和种类 多倍体植物的特点 多倍体的育种意义 多倍体的诱导与育种
4
一．多倍体的概念和种类 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。
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
因为染色体组数多的种在进化过程中已经利用了自身 的特点，再对其诱变选优较为困难，因此处理前应了 解染色体组数及近源物种的多倍性化的程度。
菊花多数品种 2n=6X=54
多倍体月季
四倍体白菜 2n=4x=40
7
多倍体草莓
8
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 马铃薯 香蕉
同源六倍体 同源四倍体 同源三倍体
9
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
凤仙
12
③生理特性
与二倍体相比,多倍体生长较为迟缓,开花晚； 多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体； 蛋白质、碳水化合物、维生素等含量高于二倍体。
13
2.异源多倍体植物的特点
染色体配对正常,植株雌雄配子发育正常,结实率较高。 如：花卉中的菊花、大丽花、水仙、郁金香是异源多倍体
14
多倍体育种：利用染色体加倍技术,按照一定的
26
药液处理时间及处理时的温度
处理时间的长短，随植物种类的不同、生长的快慢以及使用 的秋水仙素浓度而异。 一般处理发芽的种子或幼苗、细胞分裂周期短的植物，处理 时间可适当缩短； 秋水仙素浓度越高，处理时间则愈短。一般浓度高、短时间 的处理效果优于浓度小、长时间的处理效果。 处理种子、组织或器官，一般不少于24小时，而对于萌动的 种子及幼苗，处理时间应适当缩短。 在18~25℃范围内，越高成功的可能性越大。
育种目标,在其加倍后代中选育新品种的过程。
无籽
无籽
15
三.多倍体的育种意义
1.产生同源多倍体,获得植物某些器官的巨大型。 2. 利用同源多倍体稔性差的特点，选育无籽或少籽果实。
16
2倍体和4倍体葡萄的比较
三倍体无籽西瓜
17
3. 诱导异源多倍体,增加种间杂种的染色体数,获得双二 倍体,以克服杂种的不育性。 如英国邱园的报春的不育性是由于杂种细胞进行减数分裂时， 来自父本的9 个染色体与来自母体的9个染色体性质上存在很 大的差异，彼此难以配对，从而使性细胞不能正常发育。但细 胞染色体加倍后,减数分裂时,在36个染色体中,18个来自父本的 彼此配为9对,18个来自母本的也配为9对,因而减数分裂能正常 进行,从而获得了可育的雌雄性细胞。
有性杂交 人工诱导
物理因素诱导 化学因素诱导
22
①物理因素诱导：
温度骤变 机械创伤 电离和非电离辐射 离心力等
②化学因素诱导：
化学药剂：秋水仙素；富民隆；吲哚乙酸 方法：浸渍法；滴液法；注射法；涂抹法
23
秋水仙素诱发多倍体
秋水仙素及其加倍机理 药液浓度 药液处理时间 处理方法 处理注意事项
24
秋水仙素及其加倍机理
秋水仙素是从百合科植物秋水仙(Colchium autumnale)的
根、茎、种子中提取出来的一种药剂,性极毒,分子式为C22H25 O6N，是一种淡黄色粉末,可溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛。
在一定的浓度范围内，不起破坏染色体的复制，但能抑制 纺锤丝的形成，从而导致核染色体数加倍细胞的形成。处理 后经过一段时间，细胞仍可恢复常态，继续分裂，发育成多 倍体植株。
25
药液浓度
处理时所用秋水仙素的浓度是诱导多倍体成败的关键因子之 一，太高容易引起植物的死亡，太低，不能产生作用。 一般有效浓度范围为0.0006~1.6%，浓度随不同植物和同一 植物的不同组织而异，因而在处理前要预先进行试验，找出 某种植物或某种组织的最适浓度，一般以0.2~0.5%的水溶液 浓度效果较好。
20
③选择收获营养器官的植物或无性繁殖的植物
对于果树选择能单性结实的品种，染色体多倍化后，常 常会使育性降低。
④选用多个品种进行处理
不同的种、品种、类型，由于遗传基础不同，多倍化后 的表现不同，所以处理材料多，易于选择优良变异。
3\4倍体大丽花用块根繁殖
21
2. 多倍体产生的途径和方法
自然诱导
途径
染色体基数：一组染色体组内的染色体数目, 以X表示
小麦 X=7 高粱 X=10 棉属 X=13 豌豆 X=7 玉米 X=10 稻属X=12 甘薯 X=15
5
二倍体: 体细胞具有两组染色体组的生物体
水稻 2n=2X=24
6
多倍体：体细胞具有3个或3个以上染色体组的生物体。
普通小麦 2n=6X=42
非整倍体变异：植物染色体数目变化不与染色体基数成倍 性关系的变异。非整倍体变异的结果是产生单体、缺体、 三体、四体等植物。
3
多倍体育种
多倍体的概念和种类 多倍体植物的特点 多倍体的育种意义 多倍体的诱导与育种
4
一．多倍体的概念和种类 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。