最新6多倍体与单倍体育种
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同源多倍体（autopolyploid）：多倍体的染色体来自于同 一物种或在原有染色组的基础上加倍而成。 异源多倍体（allopolyploid）：多倍体的染色体来自于不 同一物种。自然界中存在的多倍体大多是异源多倍体。 常见多倍体有三、四、五、六和八倍体。在被子植物中， 至少有1/3的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉花、烟草 、苹果、梨、菊、水仙等都是多倍体 。马铃薯是四倍体 ， 普通小麦是六倍体 。
C&C
植物多倍体现象普遍，多为异源多倍体。Grant(1971) 估计，多倍体的频率： 被子植物中占47％，其中双子叶植物占43％，单子叶植 物占57％，禾本科植物大约有2/3是多倍体。 在裸子植物中占38％，在松柏科植物中仅占1.5％，在 蕨类植物中占95％。
动物多倍体少，并多为同源多倍体。例如： 甲壳类中的一种丰年鱼为四倍体； 线形动物中的马蛔虫为同源四倍体(4n=4)； 昆虫（孤雌生殖）：双翅目毛蠓科有三倍体的毛蠓；膜 翅目的叶蜂科有四倍体的雌蜂。
异源多倍体（21+7）子一代不育，但只要将它的染色 体加倍(42+14)，这样就能顺利地进行减数分裂而形成正 常的雌雄配子，变为正常可育。培育出的八倍体小黑麦具 有许多新的特点，形态上像小麦，但穗子、籽粒显著大于 小麦，同时能抗寒冷、干旱、贫瘠等不良条件，在高寒地 区和盐碱地区具有一般小麦不具有的优势，而且增产效果 较明显，营养价值（如蛋白质）也有了较大改善。
C&C
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。
6多倍体与单倍体育种
无籽葡萄 西柚：葡萄柚（无核）枣多倍体 美国多倍体大花萱草
碧桃：桃的多倍体
多倍体扇贝、牡蛎
四倍体巨型草莓 多倍体紫芦笋
C&C
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第一部分 多倍体
C&C
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。
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Βιβλιοθήκη Baidu
二 特点
（1）形态上的巨大性 （2）优良性状：光合效率提高、生长速度快、营养成分提 高等。 （3）抗病能力强：在对逆境的耐抗性方面会得到增强。 例如：
三倍体桑树：表现为体细胞较大、叶肉厚、叶色深、叶质较好、 抗寒性增强。 花卉：三倍体花器官增大、色彩更鲜艳，同时还能使花期延迟， 大大提高了花卉的观赏价值和商业价值。 三倍体鲍鱼：具有高度不育性，因而使体细胞生长方面的能量相 对增加，增强了鲍鱼的抗逆性和抗病能力，提高了生长速度。 此外，还可以延长鱼类寿命、控制过度繁殖。
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秋水仙素处理方法
处理部位：只有处理正在分裂的细胞才能获得多 倍体。通常以植物茎端分生组织或发育期的幼胚 为材料。 处理方式：秋水仙素一般用水溶液，选择以下处 理方法：浸渍法、涂抹法、棉花球滴渍法、喷雾 法、注射法、药剂培养基法等。
C&C
药剂浓度：不同植物对秋水仙素的敏感性不同 。实践证明，秋水仙素的有效浓度一般在 0.01-0.4%，以0.2%左右的浓度最为常用。 处理时间：一般不少于24小时。浓度高时处理 时间可相应短些。 处理温度：一般在18-25℃之间。
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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。
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B 生物方法
生物学方法主要指体细胞杂交，利用染色体加倍个体与 未加倍个体杂交繁殖多倍体后代，经常与化学与物理方法结 合使用。
异源多倍体一个代表性的例子是人工培育的小黑麦， 它是由小麦（6（6n=42，AABBDD）和黑麦（2（2n=14，RR） 杂交而成的。普通小麦的染色组是ABD，黑麦的染色体组 是R，最后获得的杂种的染色体组是ABDR。
动物： （1）高等动物的远源杂交能力很弱，这样难以形成杂种 个体。 （2）多倍体动物高度不育，染色体异常通常会造成胚胎 死亡，因此很难得到多倍体的子代个体。
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三 多倍体产生原理与诱导方法
C&C
1.植物多倍体
（1）产生原理 主要是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成 了复制，但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变 )或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏 ，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂 成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍的细 胞。
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问题1：为什么多倍体高度不育呢？
联会(synapsis) 同源染色体配对称为联会，是在减数 分裂的偶线期两条同源染色体侧面紧密相帖并进行 配对的现象。形成一个四分体。
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以有3个染色体的三倍体为例，3n(n=3) 在同源染色体联会时可能有四种取向的排列方式：
四种中只有A形成 的配子具有完整染 色组的单倍体或者 二倍体完整染色体 的配子。占25%。 其余3种组合所形成 的配子都是非整倍 体染色体的配子， 这种配子由于剂量 不同，一般不成活。
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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。
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（ 2）诱导方法
A 化学方法
细胞松弛素B：能抑制肌动蛋白聚合成微丝，从而抑制细 胞分裂。 秋水仙素：分子式为C22H25O6•12H2O，是从一种百合科秋水 仙属植物器官中提取的一种生物碱。能特异性地与细胞中 的微管蛋白质分子结合，从而使正在分裂的细胞中的纺锤 丝合成受阻，导致复制后的染色体无法向细胞两极移动， 最终形成染色体加倍的核。细胞可以在药剂去除后恢复正 常分裂。
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植物多倍体现象普遍，多为异源多倍体。Grant(1971) 估计，多倍体的频率： 被子植物中占47％，其中双子叶植物占43％，单子叶植 物占57％，禾本科植物大约有2/3是多倍体。 在裸子植物中占38％，在松柏科植物中仅占1.5％，在 蕨类植物中占95％。
动物多倍体少，并多为同源多倍体。例如： 甲壳类中的一种丰年鱼为四倍体； 线形动物中的马蛔虫为同源四倍体(4n=4)； 昆虫（孤雌生殖）：双翅目毛蠓科有三倍体的毛蠓；膜 翅目的叶蜂科有四倍体的雌蜂。
异源多倍体（21+7）子一代不育，但只要将它的染色 体加倍(42+14)，这样就能顺利地进行减数分裂而形成正 常的雌雄配子，变为正常可育。培育出的八倍体小黑麦具 有许多新的特点，形态上像小麦，但穗子、籽粒显著大于 小麦，同时能抗寒冷、干旱、贫瘠等不良条件，在高寒地 区和盐碱地区具有一般小麦不具有的优势，而且增产效果 较明显，营养价值（如蛋白质）也有了较大改善。
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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。
6多倍体与单倍体育种
无籽葡萄 西柚：葡萄柚（无核）枣多倍体 美国多倍体大花萱草
碧桃：桃的多倍体
多倍体扇贝、牡蛎
四倍体巨型草莓 多倍体紫芦笋
C&C
C&C
C&C
C&C
C&C
C&C
C&C
第一部分 多倍体
C&C
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&C
Βιβλιοθήκη Baidu
二 特点
（1）形态上的巨大性 （2）优良性状：光合效率提高、生长速度快、营养成分提 高等。 （3）抗病能力强：在对逆境的耐抗性方面会得到增强。 例如：
三倍体桑树：表现为体细胞较大、叶肉厚、叶色深、叶质较好、 抗寒性增强。 花卉：三倍体花器官增大、色彩更鲜艳，同时还能使花期延迟， 大大提高了花卉的观赏价值和商业价值。 三倍体鲍鱼：具有高度不育性，因而使体细胞生长方面的能量相 对增加，增强了鲍鱼的抗逆性和抗病能力，提高了生长速度。 此外，还可以延长鱼类寿命、控制过度繁殖。
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秋水仙素处理方法
处理部位：只有处理正在分裂的细胞才能获得多 倍体。通常以植物茎端分生组织或发育期的幼胚 为材料。 处理方式：秋水仙素一般用水溶液，选择以下处 理方法：浸渍法、涂抹法、棉花球滴渍法、喷雾 法、注射法、药剂培养基法等。
C&C
药剂浓度：不同植物对秋水仙素的敏感性不同 。实践证明，秋水仙素的有效浓度一般在 0.01-0.4%，以0.2%左右的浓度最为常用。 处理时间：一般不少于24小时。浓度高时处理 时间可相应短些。 处理温度：一般在18-25℃之间。
C&C
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&C
B 生物方法
生物学方法主要指体细胞杂交，利用染色体加倍个体与 未加倍个体杂交繁殖多倍体后代，经常与化学与物理方法结 合使用。
异源多倍体一个代表性的例子是人工培育的小黑麦， 它是由小麦（6（6n=42，AABBDD）和黑麦（2（2n=14，RR） 杂交而成的。普通小麦的染色组是ABD，黑麦的染色体组 是R，最后获得的杂种的染色体组是ABDR。
动物： （1）高等动物的远源杂交能力很弱，这样难以形成杂种 个体。 （2）多倍体动物高度不育，染色体异常通常会造成胚胎 死亡，因此很难得到多倍体的子代个体。
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三 多倍体产生原理与诱导方法
C&C
1.植物多倍体
（1）产生原理 主要是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成 了复制，但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变 )或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏 ，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂 成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍的细 胞。
C&C
问题1：为什么多倍体高度不育呢？
联会(synapsis) 同源染色体配对称为联会，是在减数 分裂的偶线期两条同源染色体侧面紧密相帖并进行 配对的现象。形成一个四分体。
C&C
以有3个染色体的三倍体为例，3n(n=3) 在同源染色体联会时可能有四种取向的排列方式：
四种中只有A形成 的配子具有完整染 色组的单倍体或者 二倍体完整染色体 的配子。占25%。 其余3种组合所形成 的配子都是非整倍 体染色体的配子， 这种配子由于剂量 不同，一般不成活。
C&C
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。
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（ 2）诱导方法
A 化学方法
细胞松弛素B：能抑制肌动蛋白聚合成微丝，从而抑制细 胞分裂。 秋水仙素：分子式为C22H25O6•12H2O，是从一种百合科秋水 仙属植物器官中提取的一种生物碱。能特异性地与细胞中 的微管蛋白质分子结合，从而使正在分裂的细胞中的纺锤 丝合成受阻，导致复制后的染色体无法向细胞两极移动， 最终形成染色体加倍的核。细胞可以在药剂去除后恢复正 常分裂。