单 倍 体 培 养21页PPT
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倍性育种PPT课件
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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
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
第4章 花粉培养和单倍体育种
花药培养和单倍体育种
5
第一节
相关知识基础三、花药培养的简和概况• 第一个被发现的单倍体植物是1921年Bergner在蔓陀罗植物 群体中发现的。发现单倍体植物后不久，1924 Blakeslee和 Belling就提出了在植物育种中利用单倍体减少杂交后代分离， 加速性状稳定，缩短育种年限的设想。 • 由于自然条件下出现的单倍体很少，此后育种学家和植物学 家的工作主要集中在对单倍体植株的人为诱导方面。由于当 时组织培养技术的水平还很低，直到 1964年才由Guha和 Maheshwari利用花药培养的方法在毛叶蔓陀罗这个植物种上 取得成功。
花药培养和单倍体育种
15
第二节
花药培养技术
二、选材
• 有研究结果表明，发育落后的花粉在培养条件下有发 育成愈伤组织或胚的更大可能，并将这部分花粉称为 胚性花粉。 • 在大麦中，花药下半部的异常花粉的比例比花药上半 部的比例高，因此，由花药下半部的花粉形成的愈伤 组织也比上半部要多。 • 异常花粉并不是愈伤组织的唯一起源，正常的花粉也 是可以形成愈伤组织或胚的，不过两者在对培养基的 反应程度有不同。
花药培养和单倍体育种
9
第一节
相关知识基础
四、花粉的发育过程
• 减数分裂 有丝分裂 胼胝质壁溶解 • 小孢子母细胞 2个小孢子 4个小孢子 单个小孢子
• 形成大液泡，分裂 积累储藏物质 • 单个小孢子 营养细胞…………在花粉管伸长过程中退化 • + 分裂 • 生殖细胞 2个精子……（双受精）
花药培养和单倍体育种
花药培养和单倍体育种
13
第二节
花药培养技术
二、选材
• 花粉发育时期的确定一般采用对花药进行染色压片后在显 微镜下观察的方法。染色的染料一般是醋酸洋红，也叫醋 酸卡红（acetocarmine）。通过染色可以简单地辨别减数分 裂前期的花粉母细胞，减数分裂后的四分体初期和后期， 单核期和双核期等。 • 在染色镜检后，通过建立花粉适当时期和植株某些器官的 发育阶段特征的联系就可以进行准确有效的选材。例如， 水稻采样的合适时期是剑叶完全抽出后剑叶叶片基部距离 前一片叶的叶片基部2-10厘米左右时；矮牵牛是花瓣开始 显色的时候。
植物组织培养课件第6章植物单倍体诱导及单倍体育
中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
13
逆境处理促进脱分化
低温、高糖等逆境处理对启动小孢子核分裂 和愈伤组织形成起促进作用。
(1)温度处理效应。10-15℃。
(2)高糖预处理效应。接种前采用高糖预处理 花药一定时间后，再转移至适宜的糖浓度下 培养，可大幅度地提高愈伤组织和胚状体的 诱导率。
高糖和低温是人为造成的一种逆境条件，迫 使小孢子偏离配子体的正常发育方向，而转 向“花粉孢子体”的发育。
(2)生殖细胞的自发加倍：核内有丝分裂不正 常，形成不完全的细胞壁，造成核分裂与细 胞壁形成不同步，而发生核融合的现象。
中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
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花粉植株的鉴定方法
(1) 形态鉴定 ▪ ① 植株外貌特征(形态特征)； ▪ ② 结实性； ▪ ③花粉粒着色和大小； ▪ ④气孔大小数目 (2) 细胞学鉴定 中期染色体数目和染色体行为鉴定 (3) 杂交鉴定法 (4) 分子标记鉴定
高等植物世代交替中，孢子体和配子体均带有 全套遗传信息。单倍体带有该植物体的全套遗 传信息。
Байду номын сангаас
中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
2
中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
3
2.单倍体植物在遗传育种上的价值
利用单倍体植物控制杂种分离，加 快常规育种速度
提高常规育种的选择效率 辅助进行基因定位和绘制遗传图谱
▪ 2.在保湿条件下低温预处理
▪ 3.取出花药进行表面消毒
▪ 4.将花药接种到花药培养基上，在适宜的温 度下培养
▪ 5.待花粉胚或花粉愈伤组织发育到适当阶段 将其转入植株再生培养基，形成花粉植株
▪ 6.花粉植株的染色体加倍
多倍体育种与单倍体育种ppt课件
2
二、多倍体育种： 普通西瓜（2N）的幼苗经人工诱导染色体加倍（秋水仙素处理） 后形成四倍体西瓜（4N），四倍体西瓜经减数分裂产生的配子含 有2个染色体组（2N）；普通西瓜（2N）产生的配子含有1个染 色体组（N），四倍体西瓜与普通西瓜（2N）杂交后得到的后代 体细胞中含有3个染色体组，是三倍体，由于三倍体不能进行联 会，不能产生配子，所以不育。（无籽）传粉种子（3N）植株 （3N）传粉果实（无籽）
3
无籽西瓜培育过程图解：
第一年
普通西瓜 （2N）
普通西瓜 （2N）
人工诱导染色体加倍 （秋水仙素处理）
减数分裂 四倍体西 瓜（4N）
减数分N）
受精卵
种子（3N）
第二年
减数分裂
普通西瓜
花粉（精子）
（2N）
（N）
第二次传粉 （产生生长素）
植 株 （ 3N ）
为子房发育提供生长素，可以用人工涂抹生长素的方法代替， 但效果差又增加了成本。
5
三、单倍体育种
杂交育种过程图解
6
亲本 AAbb x aaBB
配子
Ab
aB
配子
单倍体
二倍体
AB
AB
AABB
配子
Ab
Ab
AAbb
F1
AaBb
×
aB
aB
ab
ab
aaBB aabb
F2 A-B- aaB- A-bb aabb
多倍体育种与单倍体育种
1
一、染色体组增加或减少的原因 （一）增加：有丝分裂受阻，某次有丝分裂进行到前期（染色体已 经复制）不能形成纺锤体而不能完成细胞分裂，然后直接进入下一 次分裂间期，体细胞中染色体加倍了。 诱导因素：1、秋水仙素处理 2、低温处理（自然界的气候变化） （二）减少：减数分裂过程中（减Ⅰ后期）同源染色体分离，经减 数分裂产生的配子直接发育成个体，染色体中染色体数目减半了。
二、多倍体育种： 普通西瓜（2N）的幼苗经人工诱导染色体加倍（秋水仙素处理） 后形成四倍体西瓜（4N），四倍体西瓜经减数分裂产生的配子含 有2个染色体组（2N）；普通西瓜（2N）产生的配子含有1个染 色体组（N），四倍体西瓜与普通西瓜（2N）杂交后得到的后代 体细胞中含有3个染色体组，是三倍体，由于三倍体不能进行联 会，不能产生配子，所以不育。（无籽）传粉种子（3N）植株 （3N）传粉果实（无籽）
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无籽西瓜培育过程图解：
第一年
普通西瓜 （2N）
普通西瓜 （2N）
人工诱导染色体加倍 （秋水仙素处理）
减数分裂 四倍体西 瓜（4N）
减数分N）
受精卵
种子（3N）
第二年
减数分裂
普通西瓜
花粉（精子）
（2N）
（N）
第二次传粉 （产生生长素）
植 株 （ 3N ）
为子房发育提供生长素，可以用人工涂抹生长素的方法代替， 但效果差又增加了成本。
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三、单倍体育种
杂交育种过程图解
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亲本 AAbb x aaBB
配子
Ab
aB
配子
单倍体
二倍体
AB
AB
AABB
配子
Ab
Ab
AAbb
F1
AaBb
×
aB
aB
ab
ab
aaBB aabb
F2 A-B- aaB- A-bb aabb
多倍体育种与单倍体育种
1
一、染色体组增加或减少的原因 （一）增加：有丝分裂受阻，某次有丝分裂进行到前期（染色体已 经复制）不能形成纺锤体而不能完成细胞分裂，然后直接进入下一 次分裂间期，体细胞中染色体加倍了。 诱导因素：1、秋水仙素处理 2、低温处理（自然界的气候变化） （二）减少：减数分裂过程中（减Ⅰ后期）同源染色体分离，经减 数分裂产生的配子直接发育成个体，染色体中染色体数目减半了。
多倍体与单倍体育种PPT课件
C&13C
一般形成正常配子的几率是（1/2）n-1，这里n 是一个染色体组中的染色体个数。如果是6对 以上染色体，三倍体几乎全部不育。
减数分裂时同源染色体联会时发生紊乱，很难 将完整的一套染色体分配到一个配子中去。即 ：很难形成具有完整一套染色体组的配子。绝 大多数配子中的染色体数目不正常。
香蕉是三倍体，由于染色体的配对发生紊乱， 从而不能正常地进行减数分裂，不能产生种子， 只能通过无性繁殖繁衍后代。传统的无性繁殖 往往通过地下球茎中的不定芽培育成苗。
C&7C
5.染色体工程
按照一定的设计，有计划地消减、添加或代换同 种或异种染色体，从而达到定向改变遗传性和选 育新品种的目的的技术。 广义上讲它还应包括染色体内部的部分遗传操作 技术，因此也称为染色分 多倍体
C&9C
一 定义
多倍体（polyploid）：是指个体细胞中含有超过正常染色 体组数的个体。是由Winkler于1916首先使用的。
C&16C
问题3：为什么动物的多倍体比植物少？
植物： （1）大多数植物是雌雄同体或雌雄同花的，它们的精原 细胞和卵原细胞可能同时发生不正常的减数分裂，使配 子中染色体数目不减半，这种配子通过自体受精而自然 形成了多倍体。 （2）植物的繁殖比较容易，如果多倍体植物不能形成种 子，它还能依靠营养器官的无性繁殖来产生后代，因此 在生物进化过程中，植物多倍体有可能被保存下来。
C&14C
问题2：三倍体高度不育有什么好处呢？
食用方便：三倍体的西瓜因为很少产生有功能的生殖细 胞，所以没有种子，无籽西瓜。食用方便，且含糖量高 。利用的是三倍体高度不育性： 生物安全：可以户外人工种植或养殖，与正常品种一起。 其他优良性状：巨大、花期长等。三倍体的杜鹃花因为 不育，所以开花时间特别长。抗逆、生长快、寿命长等。
一般形成正常配子的几率是（1/2）n-1，这里n 是一个染色体组中的染色体个数。如果是6对 以上染色体，三倍体几乎全部不育。
减数分裂时同源染色体联会时发生紊乱，很难 将完整的一套染色体分配到一个配子中去。即 ：很难形成具有完整一套染色体组的配子。绝 大多数配子中的染色体数目不正常。
香蕉是三倍体，由于染色体的配对发生紊乱， 从而不能正常地进行减数分裂，不能产生种子， 只能通过无性繁殖繁衍后代。传统的无性繁殖 往往通过地下球茎中的不定芽培育成苗。
C&7C
5.染色体工程
按照一定的设计，有计划地消减、添加或代换同 种或异种染色体，从而达到定向改变遗传性和选 育新品种的目的的技术。 广义上讲它还应包括染色体内部的部分遗传操作 技术，因此也称为染色分 多倍体
C&9C
一 定义
多倍体（polyploid）：是指个体细胞中含有超过正常染色 体组数的个体。是由Winkler于1916首先使用的。
C&16C
问题3：为什么动物的多倍体比植物少？
植物： （1）大多数植物是雌雄同体或雌雄同花的，它们的精原 细胞和卵原细胞可能同时发生不正常的减数分裂，使配 子中染色体数目不减半，这种配子通过自体受精而自然 形成了多倍体。 （2）植物的繁殖比较容易，如果多倍体植物不能形成种 子，它还能依靠营养器官的无性繁殖来产生后代，因此 在生物进化过程中，植物多倍体有可能被保存下来。
C&14C
问题2：三倍体高度不育有什么好处呢？
食用方便：三倍体的西瓜因为很少产生有功能的生殖细 胞，所以没有种子，无籽西瓜。食用方便，且含糖量高 。利用的是三倍体高度不育性： 生物安全：可以户外人工种植或养殖，与正常品种一起。 其他优良性状：巨大、花期长等。三倍体的杜鹃花因为 不育，所以开花时间特别长。抗逆、生长快、寿命长等。
第7章 植物单倍体培养
27
四、花药培养 （一）概述
花药培养属于器官培养范畴，一定发育时期的花药在 适当条件下可通过两种途径发育成单倍体植株。 1. 胚发生途径 花粉---原胚---胚状体---单倍体植株 例如：甜椒、茄子、大白菜、油菜 2. 不定器官发生途径 花粉---单倍体愈伤组织---诱导器官分化---单倍体植株 花药培养存在的问题：培养过程中可能受到药壁组织干 扰，可能存在二倍体再生植株，需要进行倍性鉴定。
3 小孢子的培养 （1）液体培养 花粉悬浮液（104/ml）在培养皿中形成约 1mm后的薄层，用封口膜密封后进行培养。 （2）固体平板培养 用液体培养基溶解低熔点琼脂或琼脂糖保 温在40℃条件下使其保持液体状态，将含有花 粉粒的液体培养基与琼脂（糖）培养基混合， 使花粉粒均匀分布在培养基中，在培养皿中铺 一个薄层，凝固后用封口膜密封进行培养。
四、花药培养
（二）花药培养基本程序 2. 灭菌及预处理
未开放的花蕾，常规灭菌后直接取出花药在4~5℃条件 下冷处理2~4d，易产生胚状体。
适宜培养的花药，花蕾尚未开放花药处在严密包被之中， 本身处于无菌状态。通常只要用70％的酒精喷洒获擦拭花 器即可。
适当的预处理可显著提高花药的愈伤组织的诱导率。
25
（二）花粉培养技术
3 小孢子的培养
（3）夹层培养
固体培养基+花粉悬浮液+未凝固培养液
（4）看护培养
Sharp（1972），将番茄完整的花药置于固体培养基上，
在花药上覆盖一张滤纸圆片，用吸管吸取一滴花粉悬浮液滴
在滤纸上进行培养，利用了花药中游离成分，提高雄核发育
诱导率。
26
本章内容
一、单倍体的概念及发生 二、离体小孢子发育 三、小孢子培养 四、花药培养 五、未受精子房及胚珠培养 六、单倍体植株鉴定及染色体加倍 七、单倍体培养的应用
四、花药培养 （一）概述
花药培养属于器官培养范畴，一定发育时期的花药在 适当条件下可通过两种途径发育成单倍体植株。 1. 胚发生途径 花粉---原胚---胚状体---单倍体植株 例如：甜椒、茄子、大白菜、油菜 2. 不定器官发生途径 花粉---单倍体愈伤组织---诱导器官分化---单倍体植株 花药培养存在的问题：培养过程中可能受到药壁组织干 扰，可能存在二倍体再生植株，需要进行倍性鉴定。
3 小孢子的培养 （1）液体培养 花粉悬浮液（104/ml）在培养皿中形成约 1mm后的薄层，用封口膜密封后进行培养。 （2）固体平板培养 用液体培养基溶解低熔点琼脂或琼脂糖保 温在40℃条件下使其保持液体状态，将含有花 粉粒的液体培养基与琼脂（糖）培养基混合， 使花粉粒均匀分布在培养基中，在培养皿中铺 一个薄层，凝固后用封口膜密封进行培养。
四、花药培养
（二）花药培养基本程序 2. 灭菌及预处理
未开放的花蕾，常规灭菌后直接取出花药在4~5℃条件 下冷处理2~4d，易产生胚状体。
适宜培养的花药，花蕾尚未开放花药处在严密包被之中， 本身处于无菌状态。通常只要用70％的酒精喷洒获擦拭花 器即可。
适当的预处理可显著提高花药的愈伤组织的诱导率。
25
（二）花粉培养技术
3 小孢子的培养
（3）夹层培养
固体培养基+花粉悬浮液+未凝固培养液
（4）看护培养
Sharp（1972），将番茄完整的花药置于固体培养基上，
在花药上覆盖一张滤纸圆片，用吸管吸取一滴花粉悬浮液滴
在滤纸上进行培养，利用了花药中游离成分，提高雄核发育
诱导率。
26
本章内容
一、单倍体的概念及发生 二、离体小孢子发育 三、小孢子培养 四、花药培养 五、未受精子房及胚珠培养 六、单倍体植株鉴定及染色体加倍 七、单倍体培养的应用