多倍体育种的应用

多倍体育种的应用

学院：生命科学学院

班级：生科0902

学号：xxxxxxx

姓名：xxxxxxx

多倍体育种的应用

陈静芳（山东理工大学，生命科学学院）摘要：多倍体育种是植物育种的重要手段，因为多倍体植物的形态特征及生理特性，多倍体育种被广泛的应用。同时，我国也有一些名贵的药用植物濒临灭绝，而多倍体育种可以有效的保留这些物种。

Abstract：Polyploid breeding is an important means of plant breeding, because polyploid plant morphology and physiological characteristics, polyploidy breeding has been widely used. Meanwhile, China also has a number of valuable medicinal plants threatened with extinction, and polyploid breeding can effectively keep these species.

关键词：多倍体观赏植物药用植物蔬菜

多倍体育种是植物育种的重要手段。如今，在我们日常生活中多倍体植物非常常见，我们吃的蔬菜，观赏的植物，甚至吃的药多有可能是多倍体。

（一）果蔬

1、多倍体果蔬的特征：

（1）多倍体营养器官的“巨大性”由于染色体的加倍，在多倍体多数蔬菜作物可利用多倍体的巨大性、无籽性、营养成份含量高及抗逆性强等优异特性，其利用不受多倍体的低育或不育的影响,只有少数以种子及部分以果实为食的果蔬多倍体的利用受到低育性的限制遥。

（2）多倍体的“无籽性”因多倍体的染色体组奇数加倍后，致使其后代遗传达到严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，染色体不能正常配

对，形成正常配子。所以多倍体的育性下降，尤其表现在奇数多倍体。可以利用这一优势进行果蔬的无籽化生产。如著名的三倍体的“无籽西瓜”的培育，三倍体无籽西瓜是目前在生产上利用异源多倍体面积最大的水果之一，与二倍体西瓜相比具有抗逆性强、含糖量高、无籽、耐贮运、产量高等优点。

（3）多倍体的营养成份含量高多倍体果蔬的营养成份含量高。刘惠吉等培育的四倍体不结球白菜“南农矮脚黄”，Vc、还原糖、氨基酸总量、Ca、P 和Fe 等含量明显增加，而粗纤维减少12. 7%，综合品质明显改善。瓜类蔬菜四倍体的可溶性固形物含量一般较二倍体高10%到30%。同源四倍体茄子品种“新茄一号”的果实Vc、脂肪、蛋白质含量分别较对照二倍体品种明显增加。

（4）多倍体蔬菜抗逆性强多倍体蔬菜抗逆强性、生育期长，能够使蔬菜的栽培区域扩大，延长供应期。南农矮脚黄、热优二号抗热性强，弥补了叶菜“夏淡”；而“寒优一号”耐寒，又适合冬季栽培，目前栽培面积已超过20万hm2。三倍体无籽西瓜由于抗病、耐湿、耐热，在南方很快得到推广。

2、果蔬多倍体育种技术的应用前景

果蔬多倍体育种是蔬菜育种的一条重要途径。多倍体育种可创造新的蔬菜种质资源，扩大蔬菜种质资源的利用范围，通过多倍体诱变、远缘杂交等，使野生种与栽培种的优良性状相结合，产生并固定杂种优势。蔬菜多倍体独特的基因剂量效应使得蔬菜多倍体产生许多独特的优异性状，是二倍体所不能替代的。多倍体育种的研究一直受到研究者的高度重视，在

理论研究与实际应用上都取得了令人瞩目的成就，尤其是在小麦、甜菜中产生了巨大的社会效益与经济效益。但目前果蔬仅在西瓜、萝卜、白菜、马铃薯等几种果蔬生产中大面积推广应用。随着多倍体局限性的克服。诱导多倍体方法与育种技术的改善，分子生物学研究的深入，蔬菜多倍体育种将展现出巨大的潜力。[1]

（二）观赏植物

近年来, 国内外对观赏植物多倍体的诱导和鉴定进行了大量研究, 已在白掌( Eeckhaut et al. , 2004)、虞美人(马新才等,2003)、沉香虎头兰(李涵等, 2005a)、齿瓣石斛(李涵等, 2005b)、花叶绿萝(张兴翠, 2004)、芦荟( Imery & Cequea, 2001; 王俐等, 2001; 张兴翠等, 2001)、香石竹(瞿素萍等, 2004)、三色堇(郑思乡等, 2003)、百合( Proscevicius et al. , 2003; 郑思乡等, 2004)、金鱼草(胡秀等, 2004)、非洲紫罗兰(Seneviratne &Wijesundara, 2004)、杜鹃(V¾inÊl¾, 2000) 等观赏植物上获得了多倍体。

1、红掌(Anthurium andraeanum L ind. ) 是二倍体, 是世界流行的切花和盆花, 市场前景十分广阔(姜蕾等, 2006) 。目前红掌育种主要采用杂交育种方法进行, 国内外尚未见到红掌多倍体育种的研究报道。本研究以红掌品种‘玉女’和‘热情’为材料, 研究红掌四倍体的诱导和鉴定方法, 旨在建立红掌多倍体诱导和鉴定技术体系, 为开展红掌多倍体育种奠定技术基础。四倍体红掌的花药和花粉明显比二倍体的大四倍体红掌植株的外观形态和二倍体有明显差异, 茎杆相对较粗壮, 叶片皱、叶片和佛焰苞质地较厚, 颜色较深, 株型较大且生长旺盛; 而二倍体植株小, 茎杆较

细, 叶片和佛焰苞平整且较薄、颜色较浅。[2]

2、君子兰（Clivia miniata Regel.）为石蒜科君子兰属多年生草本花卉，具有很高的观赏价值。利用染色体加倍技术诱导的多倍体植株，常表现出生长健壮、抗逆性增强、花色加深、花瓣增多、花冠和果实变大等特性，可大大提高花卉的观赏价值。[3]

一些稀有的花卉尤其是珍贵兰花品种遭到严重破坏, 使得野生球根花卉资源的破坏相当严重。因此, 必须高度重视野生观赏植物资源的保护工作。

（三）药用植物

1、新疆雪莲(Saussurea involucrata Kar．etKir．)(2n一2x=32l1 )系菊科凤毛菊属多年生草本植物，是名贵的中药材。由于雪莲生长于极端环境，人工栽培困难，长期以来对雪莲的粗放型和掠夺性采挖，导致目前雪莲资源日益匮乏。考虑到多倍体植物普遍表现为根、茎、叶、花及果实的巨型性，药用活性成分含量高，生态适应性及抗逆性增强等特征，因而，进行野生雪莲多倍体培育的探索性研究，对于增强雪莲在各种环境条件下的适应性，提高其药效成分含量，实现雪莲规模化人工种植都具有非常重要的现实意义。对新疆雪莲多倍体的诱导有多种方法，例如，秋水仙素浸根法的诱导，秋水仙素处理茎段的诱导等。采用雪莲茎段结合组织培养以诱导多倍体植株，具有诱导率高、重复性强、易扩繁，实验条件易于控制、容易对嵌合体苗进行稳定等优势。尤其在诱导率上，效果更为显著。[4]

2、金银花为忍冬科忍冬属植物, 忍冬( Lonicera JapanicaThunb) 及同属多种植物的干燥花蕾 , 包括忍冬、灰毡毛忍冬、山银花、红腺忍冬等。灰毡毛忍冬( Lonicera macranthoidesHand . Mazz) 又名拟大花忍冬、大