单倍体与多倍体育种共20页文档
人教版教学课件单倍体育种多倍体育种-PPT文档
②用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得正常 可育的纯合子
2）单倍体育种的优点
明显缩短育种的年限
思考：利用纯合易感病矮秆品种ddrr）和纯合抗 病高秆品种（DDRR）培育抗倒伏（矮秆）又抗病品 种ddRR。（说明：必须是纯合子才能作为一个品种）
杂 交 单 育 倍 种 体
PP ddrr ddrr DDRR DDRR × × F1 F1
育种时 将F2中矮抗植株选 第 1年 出来，逐代自交， 间只要 直至后代不再出现 两年 第 2年 性状分离为止
三倍体无籽西瓜
P89
育种
杂交育种
诱变育种
ddRR DdRr DdRr × ddRr DR、Dr、dR、dr 花粉 花药离体培养 、 D rr、ddrr 选择抗倒伏又抗 F2 D R 、 ddR 育 单倍体 DR、Dr、dR、dr 病的植株即可 幼苗 种 秋水仙素处理 不足：育种时间较长 正常纯 DDRR、DDrr、ddRR、ddrr 合子
多倍体和单倍体在育种上的应用
1、人工诱导多倍体育种
方法 （1）低温处理作物的分生组织
（2）用秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗（最 常用且最有效）
秋水仙素作用或低温处理的原理： 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成（细胞分裂前期）
实例分析：无籽西瓜的培育
2、单倍体育种
1）单倍体育种的方法步骤
①花药离体培养，获得单倍体幼苗
单倍体育种和多倍体育种PPT课件
2.F1自交得到F2 3三.在步F2群体中选出矮杆多孽的植株，再重复第二、6
7
普通西瓜 的幼苗 （或萌发 的种子）
多倍体育种
四倍体 植株♀
×
二倍体 植株♂
秋水 仙素处理
3N种子
幼苗（染色 体加倍,4N）
生长
四倍体植株
三倍体植株
二倍体植 株的花粉
素处理幼苗或者萌发的种子。
优点：加速育种进程（后代是纯合体，不发生性状
分离）
缺点：技术复杂，要与杂交育种配合使用，只在
植物育种中使用。
5
思考与讨论
某作物的高秆（D）对矮秆（d）为显性， 多孽（T）对少孽（t）为显性。Dd和Tt是位 于非同源染色体上的两对等位基因。今有高 秆多孽和矮秆少孽纯种，假如你是育种专家， 请你设计一种育种方案，培育出矮杆多孽的 优良品种。
F21.从F1中挑选出迟熟水稻 6~7年
3.再重复第一、二步 3
单倍体育种
幼苗 秋水仙 迟熟
杂合子(迟熟 品种) 花药离
（A）
素处理
品种 (AA)
体培养
(Aa)
幼苗 秋水仙 早熟
时间：
（a）
素处理
品种 (aa)
当年就可以培育出优良新品种！ 4
一、单倍体育种
原理：染色体变异 方法：花药离体培养出单倍体，然后再用秋水仙
1
思考与讨论
有一水稻品种，已知迟熟（A）对 早熟（a）是显性，现在我们有一杂种 迟熟水稻，请你运用学过的知识设计一 个育种方案，培育出能稳定遗传的迟熟 水稻品种。（并说明大约要几年时间， 水稻是一年生植物。）
2
杂交育种
杂合子(迟 熟品种) 自交迟来自品种 AA、Aa(Aa)
第2节 多倍体和单倍体育种
育种结合，多限于植物 。
5、方法原理：采用花药离体培养的方法获得
单倍体植株，再人工诱导使染色体数目加倍（秋
水仙素），重新恢复到正常植株的染色体数目。
6、实例：
小结：
多倍体育种 原理 染色体变异 方法 秋水仙素处理萌 发种子或幼苗 优点 器官大和营养物 质含量高 缺点 动物中难以开展 举例 三倍体西瓜 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养 后加倍 缩短育种年限
②香蕉的培育 香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子， 无法食用。香蕉的培育过程如下： 野生芭蕉 加倍 2n 有籽香蕉 4n 野生芭蕉 2n
无籽香蕉 3n
二、单倍体育种 1、单倍体：生物的体细胞中含有本物种配子
染色体数目的个体。
2、单倍体植株的特点：植株瘦弱，高度不孕。
3、单倍体育种的优点：明显缩短育种年限。
第五章 基因突变及其他变异
第2节 多倍体和单倍体育种
单倍体
一、多倍体育种
1、多倍体：由受精卵发育而来的，体
细胞中含有 三个或三个以上染色体组的 的个体
2、多倍体植株的优点：茎杆粗壮，叶
片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质 等营养物质的含量都有所增加。
3、方法原理：用秋水仙素处理萌发的种子或
幼苗。
4、实例：①三倍体无子西瓜
பைடு நூலகம்
成活率低，只适用 于植物 抗病植株的育成
单倍体和多倍体育种共19页
母本
父本
母本
去雄授粉
父本
四倍体
二倍体
有籽 西瓜
种下去
花粉刺激
三倍体 植株
普通西瓜植株 无籽西瓜
过程：
第 一 年
2N西瓜幼苗(♀) 秋水仙素
4N西瓜植株(♀)
2N父本产生的花粉提供精子
3N西瓜种子(4N的瓜)
选育出需要的矮抗品种
优点：明显缩短育种年限
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
F1
第 1
DDTT ↓
ddtt
年
高杆抗病
第
DdTt
减数分裂
Байду номын сангаас第 1 年
2 年
↓×
↓ F2
D_T_
D_tt ddT_ ddtt 配子
矮抗
DT
第
Dt dT dt 第
花药离体培养
2 年
3
F3 年
× ddTT
单倍体 DT Dt dT dt
↓ 秋水仙素
第 4
生长
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
年
矮抗
多倍体植株特点
茎秆粗壮，叶片果实和种子都比 较大，糖类和蛋白质等营养物质的含 量有所增加。
例：四倍体的葡萄比二倍体的大，四倍体 的番茄的VC的含量几乎增加了一倍。因此， 人们常采用人工诱导多倍体的方法获得多 倍体，培育新品种
多倍体与单倍体育种
用
性状不稳定）
的株系或集团
第八节 单倍体 育种
学习要点： 单倍体的含义 单倍体的获得与倍化
一、单倍体（haploid）的类型与特点
单 通常指未经受精的配子发育成的含有配子染
倍
体 色体数的体细胞或个体。
单倍体 育种
就是通过人工诱导培育单倍体植株，并经 染色体加倍成纯系后，从中选育新品种的 育种方法。
（2）育性差，结实率低 难以形成正常的配子，育性差。同源三倍体高度
不育，三倍体西瓜无籽、三倍体葡萄无籽。 （3）器官巨大，发育迟缓
大多数同源多倍体的叶片大小，花朵大小，茎 粗和叶厚都随染色体数目的增加而递增，而其生长 发育过程则随之减缓。四倍体月见草植株和花都比 二倍体大。
（二） 异 1、定义
源
选符合育种目标的优良无性系繁殖推广 注意：应继续观察是否已是稳定的多倍体， 对仍是扇形嵌合体的，应进行分离纯化。
2、有性繁殖植物多倍体材料的选择利用
同源多倍体
选性状优良，结
性 状
（结实率低）
实率相对较高的
株系作为新品种
品
鉴
系
定
鉴
基
定
础
推
上
异源多倍体
株
广
株选法或集团选
应
选 （结实率高，自交后代 择法，培育稳定
2、处理方法
秋水仙素只能够作用于正在分裂的细胞，所以一般应用 于处理带生长点的部分或材料，如萌动或刚发芽的种子、膨 大的枝芽、生长中的嫩枝、幼苗的顶端分生组织或球根、球 茎的萌芽等。
浸渍法
处
涂抹法
理 方
滴液法
法
套罩法
其他（喷雾、药剂培养基）
（1）浸渍法
牧草及饲料作物栽培学第十章 单倍体和多倍体育种-精选文档
4、单倍体育种的意义：
1、能极早地稳定杂种后代性质，缩短育种年限。 2、加速培育异花授粉作物的自交系。 3、提高选择的正确性和效率。 4、克服远缘杂交不育性与分离的困难。 5、节省田间试验的土地和劳力。 6、与诱交相结合—提高效率。
二、花粉单性发育成植株的生物学原理：
1、世代交替（alternation of generotion）： 2、植物具有再生性： 3、植物细胞的全能性： 全能性：植物体的每个细胞都潜在着发育成完整植株的能力， 而且具有该物种的全部遗传物质。
单倍无配子生殖（减数的无配子生殖）： 是指在减数分裂正常进行后，未经受精，由胚囊中卵细胞 以外的其它细胞（如助细胞、反足细胞）单位核形成胚的生殖 方式，形成的胚也是单倍的。
3、单倍体植株的特点：
器官和植株弱小： 生活力一般较弱： 高度的不孕性： 基因型是纯合的： 上述特点表明： ①单倍体植物一经加倍就成为遗传上纯合的植物体，不能分离， 可大大缩短育种年限。 ②由于其高度不孕生活力弱，在生产上就不能直接利用，必须 经过人为控制，克服其缺点，发挥其优势，为生产服务。
花药培养（花粉培养）：在人工培养条件下，诱导花药使
之生出单倍体植株的过程。 单倍体育种：花药植株再经染色体加倍形成正常的二倍体， 进而选出优良个体，培育成为新品种的方法。
2、单倍体的起源 单倍单性生殖：
①孤雌生殖：指卵细胞未经受精而发育成有机体（孢子体）的 生殖类型。由于卵细胞是经过正常的减数分裂后产生具有配子 染色体数的单倍体，所以这种生殖方式就称为雌单性生殖。 ②孤雄生殖（雄单性生殖）：指精子入卵后尚未和卵核融合， 而卵核退化，崩解，雄核取代了卵核地位，在卵细胞质内发育 成仅具有父本染色体的胚（孢子体），因参加胚发生的只有精 核，是典型的单倍体。
单倍体育种与多倍体育种比较
单倍体育种与多倍体育种比较二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体单倍体体细胞中含2个染色体 组的个体体细胞中含个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体 3个或31至多个 受精卵 受精卵配子未减数的配子受精；合子 单性生殖（孤雌生殖或孤雄（二）单倍体与二倍体、多倍体的判定1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统，主要区别在于是由什么发育而来的，单倍体的概念与染色体组无关。
单倍体一般含一个染色体组（二倍体生物产生的单倍体），也可以含两个、三个甚至更多个染色体组，如普通小麦产生的单倍体，就有三个染色体组。
2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体，含有三个或三个以上的叫多倍体。
（1）改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代？（2）实验中的情况在自然界中能发生吗？ （1）可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。
（2）能，特别是在高原植物中。
3、伴性遗传病的方式及特点1、Y 染色体上遗传特点 因为致病基因只在Y 染色体上，没有显隐之分，因而患者全为男性，女性全部正常。
致病基因为父传子，子传孙，具有世代连续性，也称为限雄遗传。
如人类的外耳道多毛症。
2、X 染色体上隐性遗传特点 （1）男性患者多于女性患者；（2）具有隔代交叉遗传现象；（3）女性患病，其父亲、儿子一定患病；（4）男性患病，其母亲、女儿至少为携带者；（5）男性正常，其母亲、女儿一定表现正常。
3、X 染色体上显性遗传特点（1）患者双亲中必有一方是患者，并且女性患者多于男性患者；（2）通常在家族中表现为代代相传，具有连续现象，即男性患病，其母亲、女儿一定患病，儿子表现正常；女性正常，其父亲、儿子一定表现正常；（3）女性患病，双亲中必有一方是患者；子女中各有1/2可能患病，但杂合体女性患者的病情有时较轻（4）女性正常，其父亲、儿子全部正常。
4、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病遗传图中，若双亲正常，生出孩子有患病的，则该病必是隐性遗传病。
多倍体育种与单倍体育种
无籽西瓜培育 过程图解：
第一年
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）
普通西瓜（2N）
减数分裂
第一次传粉（受精）
花粉（精子） （N）
卵细胞 （2N）
受精卵
种子（3N）
第二年
第二次传粉（产生生长素）
植 株 （ 3N ） 开花
多倍体育种与单倍 体育种
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一、染色体组 增加或减少的
原因
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） 2. 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。
染色体变异 花药离体培养 和 人工诱导染色体加倍
3、单倍体育种和杂交育种有什么联系？
单倍体育种是杂交育种的辅助手段，利用单倍 体育种可以大大缩短杂交育种的年限
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）
×
F3 A-B-
花药离体 培养
人工诱导染 色体加倍
AABB
思考问题
杂交、单倍体、多倍体育种
P
DDtt高产不抗病 ×
F1 花粉 单倍体 幼苗
ddTT低产抗病
DdTt高产抗病 dT、DT、Dt、dt
花药离 体培养
dT、DT、Dt、dt
秋水仙 素处理
纯合体 植株
DDTT高产抗病
想一想!
单倍体育种 P 高产不抗病× 低产抗病 ddTT DDtt ↓ 高产抗病 DdTt ↓ Dt ↓ Dt ↓ 第 1 年
杂交 ⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为 基因重组 自交 _________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是________. 花药离体培养 ⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成 秋水仙素 ⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合 单倍体 明显缩短育种年限 称为_______育种.其优点是___________________.
杂交育种 P
高产不抗×低产抗病 ddTT 第 病 DDtt ↓ 年 高产抗病 F1 DdTt 第 × ↓ 年 ddT_ D_tt D_T_ddtt F2 1 2
高抗
原理 ：基因重组
高产、抗性两个性状分别 存在于两个不同的亲本中，但 我们获得了既高产又抗病的个 体。体现了杂交育种的怎样的 特点？
第 3~6 年
3、二某植物的两个亲本的基因型 分别为AAbb和aaBB ，这两对基 因按自由组合定律遗传。要培育出 基因型为aabb的新品种，最简捷的 方法是（ 杂交育种 ）
三、多倍体育种
1、多倍体的特点？
优点：果实大型，营养丰富 缺点：发育延迟，结实率低
2、如何诱导多倍体的产生？
用秋水仙素处理幼苗或者萌发的种子； 或者低温处理。
高产不抗病的小麦（DDtt）和低产抗病的小麦
单倍体育种与多倍体育种比较
单倍体育种与多倍体育种比较二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体单倍体体细胞中含2个染色体 组的个体体细胞中含个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体 3个或31至多个 受精卵 受精卵配子未减数的配子受精；合子 单性生殖（孤雌生殖或孤雄（二）单倍体与二倍体、多倍体的判定1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统，主要区别在于是由什么发育而来的，单倍体的概念与染色体组无关。
单倍体一般含一个染色体组（二倍体生物产生的单倍体），也可以含两个、三个甚至更多个染色体组，如普通小麦产生的单倍体，就有三个染色体组。
2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体，含有三个或三个以上的叫多倍体。
（1）改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代？（2）实验中的情况在自然界中能发生吗？ （1）可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。
（2）能，特别是在高原植物中。
3、伴性遗传病的方式及特点1、Y 染色体上遗传特点 因为致病基因只在Y 染色体上，没有显隐之分，因而患者全为男性，女性全部正常。
致病基因为父传子，子传孙，具有世代连续性，也称为限雄遗传。
如人类的外耳道多毛症。
2、X 染色体上隐性遗传特点 （1）男性患者多于女性患者；（2）具有隔代交叉遗传现象；（3）女性患病，其父亲、儿子一定患病；（4）男性患病，其母亲、女儿至少为携带者；（5）男性正常，其母亲、女儿一定表现正常。
3、X 染色体上显性遗传特点（1）患者双亲中必有一方是患者，并且女性患者多于男性患者；（2）通常在家族中表现为代代相传，具有连续现象，即男性患病，其母亲、女儿一定患病，儿子表现正常；女性正常，其父亲、儿子一定表现正常；（3）女性患病，双亲中必有一方是患者；子女中各有1/2可能患病，但杂合体女性患者的病情有时较轻（4）女性正常，其父亲、儿子全部正常。
4、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病遗传图中，若双亲正常，生出孩子有患病的，则该病必是隐性遗传病。
多倍体与单倍体
第7页，共49页，编辑于2022年，星期日
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
抑制受精卵的第一次卵裂 来实现。
第22页，共49页，编辑于2022年，星期日
（2）诱导方法
• A 物理方法
• 机制主要是通过破坏微管形成，使由微管蛋白聚合成的微管解体或阻止微 管的聚合过程，使染色体失去移动的动力，人为抑制染色体向两极移动， 形成多倍体细胞。
• （1）温度休克法：即用略高于或略低于致死温度的冷或热休克来诱导三倍体
第26页，共49页，编辑于2022年，星期日
四多倍体倍性的鉴定
• 人工诱导不能百分之百地成功诱导出多倍体，处理过的群体可能是由多倍体 、二倍体甚至是多倍体与二倍体构成的嵌合体等混合群体，所以需要鉴定染色 体的倍性，从中筛选出需要的多倍体。
• 常用的多倍体倍性鉴定鉴定方法有用间接法（如核体积测量、形态学检查等）
• 异源多倍体培育：小黑麦，它是由小麦（6 （6n=42，AABBDD）和黑麦（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。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，变为可育。
变化，得到的子代不可避免地产生轻微的染色体畸变造成发育受阻。由于上 述原因加上处理时对设备的要求生产中应用较少。
第25页，共49页，编辑于2022年，星期日
【必修II】§6.1单倍体育种与多倍体育种
【必修II】§6.1单倍体育种与多倍体育种
多倍体育种
实例
注：秋水仙素作用的机理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，因而引起细胞染色体数目的加倍。
秋水仙素通常作用于分裂旺盛的组织或细胞，实践中常用其处理萌发的种子或幼苗。
多倍体育种的概念：利用人工诱变或自然变异等，通过（低温或秋水仙素处理）使细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料，用以选育符合人们需要的优良品种的育种方法
多倍体育种的原理是染色体变异
多倍体的优缺点：
Ⅰ.多倍体通常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质的含量较高
Ⅱ.但是多倍体通常生长周期较长，且获得多倍体的操作过程复杂
单倍体育种
实例
注：该过程中秋水仙素的处理对象是单倍体的幼苗，一般不选单倍体的种子。
因为单倍体具有高度不育的特点，通常很少有种子产生。
秋水仙素处理后导致染色体加倍可以使育性得到一定程度的恢复。
单倍体育种的概念：利用植物组织培养技术（通常采用花药离体
培养）诱导产生单倍体植株，再通过某种手段使染色体组加倍（通常用秋水仙素处理），从而使植物恢复正常染色体数目的育种方法单倍体育种的原理主要是染色体变异
优缺点：
Ⅰ.单倍体育种能明显缩短育种年限
Ⅱ.单倍体育种操作过程复杂。