『壹』 植物倍性育種如何與其他育種方法相結合
用秋水仙素加倍後,可以回交得到單倍體新植株。
『貳』 倍性的第二節 單倍體育種
1.概念
單倍體:具有配子體染色體數目的孢子體
單倍體育種:人工誘導單倍體,並使其成為純合二倍體,從中選育出新品種的方法.
2.種類
①整倍單倍體:具有配子體染色體數目的孢子體
一倍體(單元單倍體)由二倍體植物產生的含有一組染色體的單倍體
多倍單倍體:多倍體植物產生的含有一組以上染色體組的單倍體
同源多倍單倍體:同源多倍體產生的多倍單倍體
異源多倍單倍體:異源多倍體產生的多倍單倍體 優點:
1.控制雜種後代分離,縮短育種年限
2.提高獲得純合材料的效率
F1 AaBb
AB Ab aB ab
AB AABB
Ab
3.排除顯隱性干擾,提高選擇的准確性
單倍體育種 AABB 雜交育種 A-B-
4.與其他的育種方法相結合,提高選擇效果
5.為研究細胞學,遺傳學理論問題提供素材
單倍體育種的不足
1.缺乏常規育種各個分離世代的基因重組和交換,減少了優良基因積累的機會
2.缺乏各種材料在田間觀察評定的機會
3.誘導單倍體的技術不完善,花葯培養時出愈率,綠苗率不高,好的類型可能丟失. 1.利用單性生殖獲得單倍體
(1)利用自然孤雌生殖
①從雙生苗中選擇
②從嵌合體中選擇
(2)利用遠緣花粉授粉
(3)延遲授粉
(4)利用理化因素誘變
(5)利用誘發基因及核質互作
2.利用染色體有選擇的消失
3.細胞離體培養
(1)花葯培養
(2)未授粉的子房和胚珠培養
『叄』 為什麼單倍體育種需要與雜交育種配合
沒聽說過單倍體育種一定要有雜交育種配合。
舉例,取配子,單倍體培養(一般是花葯離體培養),成為單倍體植株。秋水仙素處理,成為雙倍體植株。將一大批這樣的植株培養出來篩選出合適的。單倍體育種完成,沒有雜交育種。
但大多數時候,都會結合起來用,因為只用一個慢啊。單倍體育種完,再雜交育種,再單倍體育種……可以更快的得到優良性狀的產物。第二段說的好像很簡單,但可以做十年數以十億計的植株也找不到一個可以用的。
『肆』 染色體倍性的倍性變化與育種
一般說來單倍體的花最小,二倍體、三倍體、四倍體依次增大。在花卉植物中,鬱金香(Tulipa)、唐菖蒲(Gladiolus)、觀賞鳶尾 (Iris tro-jana)等的選種歷史一再證明選擇大形花會得到多倍體。
一般就植物的營養體來說,單倍體比二倍體生長差,三倍體和四倍體較好或接近於二倍體;就種子器官來說,四倍體比二倍體大。對有性生殖來說,凡倍性是單數的都將因減數分裂受到干擾而不育。這是單倍體分布的隨機性造成大量沒有生活力的非整倍體的大、小孢子的結果。對不以種子為收獲對象的植物來說,三倍體育種具有重要意義。在這方面的最成功的例子是三倍體甜菜和三倍體無籽西瓜。
以四倍體甜菜作母本,與二倍體品種相間種植,結果從四倍體植株上收獲的種子約有75%是三倍體。1953年日本首先推廣三倍體甜菜。到60年代初,在西歐,三倍體甜菜幾乎完全代替了原來的二倍體品種。日本廣泛種植的一個茶樹抗寒品種和一個桑樹抗寒品種都是三倍體,最好的兩個除蟲菊品種也是天然的三倍體。美國約有四分之一的蘋果品種是三倍體。瑞典的林木育種家發現生長速度比普通白楊幾乎快一部的三倍體白楊。無籽的香蕉是天然的三倍體。日本植物遺傳學家木原均首先運用三倍體不育的特點,在1951年培育成功三倍體無籽西瓜。
在異源多倍體育種方面,蘇聯學者Т.Д.卡爾佩琴科在 1927年首次取得具有 9對染色體的蘿卜 (Raphanus sativus)與具有9對染色體的甘藍(Brassica oleracea)雜交的F1子代,並且在F2子代中得到染色體自發加倍而形成的完全可育的蘿卜-甘藍異源四倍體。
1937年發現秋水仙素可以使染色體加倍以後,異源多倍體就能通過人工誘發使染色體數加倍而得到。這些多倍體常具有優良的生產性能。例如,使小麥和黑麥的雜種染色體數加倍而形成的八倍體小黑麥具有抗逆能力強、穗大、籽粒蛋白質含量高和生長勢強等優點。不過也有結實率低、種子不飽滿等嚴重缺點。因此,這類人工異源多倍體原始品系還須經過育種程序克服缺點,發展優點,然後才能在生產上發揮作用。
1972年美國遺傳學家P.S.卡爾森等採用原生質體融合方法將煙草屬的粉藍煙草(Nicotiana glauca)和郎氏煙草 (N.langsdorfii)兩個物種的體細胞融合在一起並誘導成植株。由體細胞融合所形成的這一雜種在染色體數目、形態和生理特性上完全與通過有性過程產生的異源多倍體相同。這一方法有可能被用來克服遠緣雜交中的困難,從而得到種間和屬間、甚至科間的雜種,為多倍體育種開辟新的途徑。
『伍』 如何更好地把有性育種和無性育種結合起來
你好:雜交育種有很多不同的定義定義1:通常指遠緣雜交,或兩個遺傳上不相關個體間進行繁殖後代的行為。(生態學定義)定義2:通過交配,把2個或多個不同遺傳型親本的優良性狀結合在一個雜種個體中,其後代再經過選擇、鑒定、繁殖而育成新品種的一種育種方法。(水產生物育種學)定義3:通過雜交來培育新品種或品系的育種方法。(遺傳學)希望我的回答您能滿意。
『陸』 倍數性育種的多倍體育種
同源多倍體育種
凡二倍體植物,如水稻、玉米、粟、高粱、大麥、黑麥、豌豆、蠶豆、苕子、大白菜、甘藍、甜菜、甜瓜、西瓜等,都有可能用同源多倍體的方法育種。在同源多倍體系列中,凡染色體組數目為單數的,如三倍體、五倍體等,都是不育或高度不育的;而為偶數的,如四倍體、六倍體等,雖然育性上有很大差別,但都是可育的。從個體營養生長情況看,三倍體好於二倍體,四倍體與二倍體近似,更高的倍數體除個別物種外,一般都生長不良。所以在同源多倍體系列中,除正常狀態的二倍體外,在育種上有用的是三倍體和四倍體。
四倍體
二倍體品種的染色體數加倍後就成為同源四倍體。其外部形態特點是花器官顯著增大、種子變大、葉色變深而厚、植株稍矮而粗等。這些變化,有的外形易與二倍體原種相區別,有的則要藉助顯微鏡鑒定染色體數後才能確定。在生殖特點上,一般四倍體的結實率比二倍體低,有的植物如黃瓜甚至難以留種。四倍體與其原種二倍體雜交,也很難成功。雜交成功後,得到的雜種是三倍體,大多完全不育。四倍體具有育種意義的是花器官和種子的變化。花的變大對花卉植物育種十分重要;而種子變大則對水稻等的育種很有意義。
但四倍體植物生殖上的某些特點,常成為育種工作的障礙。比較突出的問題是同源四倍體的結實率比二倍體顯著下降。另外,在自交作物中進行同源四倍體育種,要選出各種農藝性狀穩定一致的純系,難度也較大。在二倍體水平上,一對等位基因的雜種二代出現 3:1的分離,其中純合與雜合之比為1:1,純合個體佔1/2。如為n對基因, 則第2代出現n對基因都純合的個體的頻率為(1/2)^n。但在同源四倍體水平上,一對基因第2代的分離比例為35:1,其中純合與雜合之比為2:34,純合個體佔1/18;而n對基因都純合的個體在第2代只有(1/8)^n。所以基因數目稍一增多,同源四倍體雜種中選育純系的難度就迅速加大。這就需要較長的時間和較大的雜種群體。對以收獲種子為目的的二倍體作物進行同源四倍體育種時,要廣泛創制多種類型的四倍體品系,通過相互雜交和選擇,並輔以其他新技術,才有可能達到和超過二倍體的推廣品種。而對不以種子為收獲對象而又未進行大量品種改良工作的作物,同源四倍體育種的成效就較顯著。如70年代歐洲國家推廣的40多種四倍體黑麥草,在適口性、粗纖維含量、消化率等方面都優於二倍體,已成為頗有競爭力的飼料新品種。
自然界中同源多倍體的物種不多,一般要通過人工加倍成二倍體後才能獲得同源四倍體。加倍處理的通常方法是用秋水仙鹼浸泡、點滴或塗抹幼苗,也可用以處理種子。處理後可得到一些混倍體,即原來二倍體與四倍體細胞的嵌合體植株。嵌合的程度有時可在一粒種子上表現出來。如處理後的水稻結的種子,穎殼可以是四倍體,子粒外形雖是大粒型的,但子房仍有可能是二倍體,以致種出的植株也有可能仍是二倍體。故處理後所得結果要經下一代的倍性鑒定。
三倍體
四倍體與二倍體雜交得到三倍體雜種。三倍體是不育的,僅適用於以營養體如莖、葉、根、瓜、果而不以種子為收獲對象的植物。香蕉是自然形成的三倍體,靠分株進行無性繁殖。蘋果中也有一些先是自然形成,後經人工選育得到的三倍體優良品種。日本於1939年開始首先有意識地開展三倍體育種,並獲得三倍體無子西瓜。該品種在制種時產量很低,種子發芽較困難,育苗技術要求高,但由於品質上有特殊優點而成為暢銷果品。50年代育成的三倍體甜菜與二倍體甜菜相比,含糖量高,收獲時糖分不因成熟過度而下降,加工品質也好,在歐洲的一些國家迅速取代了原來的二倍體品種。
三倍體育種的成功在很大程度上取決於親本四倍體和二倍體的選配,而雜種優良性狀的出現是其三倍體特點與品種間雜種優勢相結合的結果。因此,育種要從選擇優良二倍體原種開始,並誘變成四倍體原種,再進行選擇;還須進行四倍體水平上的雜交育種,選出優良四倍體親本,然後與二倍體原種進行組合選配。由於工作程序復雜,歷時較長,再加上四倍體親本結實率低和三倍體雜種種子生產、制種技術以及育苗栽培等方面都有特殊要求,育種成效不如預期的快。
異源多倍體育種
在15000多個顯花植物物種中,多倍體物種約佔一半,越是高等的植物,多倍體物種所佔的百分數越大(見表顯花植物中多倍體物種所佔的百分數)。而自然界中的多倍體絕大部分是異源多倍體,是由染色體組不同的兩個物種通過雜交和不育雜種染色體數的加倍這一模式合成的新物種。這說明多倍體物種的形成只要原始親本配合得當,在兩代的時間內就能「合成」出來。如果異源多倍體的親本物種還存在,人們可以在實驗條件下將它們加以復制。
在育種上,異源多倍體有以下兩方面的用途。
開拓種質資源
普通小麥是異源六倍體,它的兩個原始親本物種為四倍體二粒系小麥 (Triticum tur im)和二倍體節節麥(Aeoilops squarrosa)。因此其種質資源可通過不同的二粒系小麥品種與不同的節節麥品種人工合成異源六倍體而予以開拓。若干普通小麥抗銹病品種就循此途徑育成。由於天然形成的異源多倍體的基因組成隨著時間的推移會出現越來越多的差別,對某些異源多倍體作物可用重新合成的方法創造新的種質資源。
創造新物種
許多很有經濟價值的植物是天然多倍體。最重要的糧食作物普通小麥是經歷了二倍體、四倍體階段後才發展為六倍體的。在普通小麥里再加進一個二倍體物種黑麥的染色體組,就創造了新物種八倍體小黑麥。但人工合成的異源多倍體優缺點並存,必須通過育種方法進一步留優去劣,才能用於生產。
非整倍體育種
對育種關系較密切的是單體、缺體和三體,以及異附加系和異代換系。
單體、缺體和三體
單體、缺體或三體本身都不是育種的目標,而是遺傳工具,其主要用途之一是基因定位。染色體數目較多的作物如普通小麥、水稻等是很難通過連鎖標記確定一些基因在什麼染色體上的。由於單體或三體都明顯干擾位於染色體上等位基因的分離比例,因此只要通過與整套單體或三體測交,找出測交後代出現不正常的分離比例的單體或三體,即可確定這個基因所在的特定染色體。對於已定位的基因,要製造帶有這個基因的異代換系就較為容易。在導入外源基因時,也得藉助於單體、缺體或三體這類遺傳工具。
單體和缺體可從單倍體與二倍體的雜交後代中分離。三體可從三倍體與二倍體的雜交後代中篩選。單倍體和三倍體的花葯都不開裂,故雜交時只能用作母本。同時,雌配子對非正常組成的染色體的忍受力要比雄配子強得多,故n-1、n+1、n-2、n+2等雌配子有可能接受來自二倍體的正常花粉,而產生具有單體(2n-1)、雙單體(2n-2)、三體(2n+1)、雙三體(2n+2)等雜種後代。所得的單體和三體都是不穩定類型,其後代會出現相當比數的正常二倍體。如不加人工鑒別和選擇而任其自然繁殖,幾代後單體和三體都將消失,留下的只是正常二倍體。這是因為缺一個或多一個染色體的花粉粒,其競爭能力都不及具有正常染色體的花粉粒。缺體是穩定的類型,但常因生活力低而不能生存。
異附加系
附加系本身可成為育種目標。如普通小麥的育種目標是高抗白粉病,方法之一就是將黑麥的1R染色體引進普通小麥中去,使之成為異附加系。任何八倍體小黑麥都有1R染色體,故可選作母本,與普通小麥品種A雜交,後代連續與A回交,並在高濕度發病條件下嚴格選擇抗病植株,幾代後就能分離出高抗白粉病的普通小麥品種A的1R異附加系。經自交純化後,即可從中選出具有22對染色體的非整倍體小麥品種。但附加系常不穩定,多餘的染色體有可能丟失,以致所帶特性也隨之消失,需要通過選擇,才能繼續保持特性。又由於附加系多一對染色體,有時也會帶來不良副作用,需要進一步培育異代換系加以克服。
異代換系
普通小麥的1R異附加系要改造成為1R異代換系有3種可能,即被代換的小麥染色體可以是1A、1B或1D。用1R附加系分別與1A、1B、1D3個單體雜交,在後代中選擇高抗白粉病而染色體數為21對的植株,並比較這3類異代換系,就有可能選出育種上最好的一類。歐洲的一些抗白粉病品種就是1B/1R異代換系。
用整個外來染色體替代原有染色體也會隨之引進一些不需要的性狀。為使這些性狀的數量降到最低點,有效的辦法是以異附加系或代換系為對象進行輻射處理,誘導特定染色體易位,在輻射後代中選擇抗病植株並鑒定其染色體。用異附加系或代換系同具有隱性ph基因(促使部分同源染色體配對)的小麥雜交並不斷選育,也可能獲得所需要的易位系。
『柒』 植物多倍體在植物育種中有哪些應用
一、植物多倍體:多倍體(polyploid):指植物體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體。 多倍體分為同源多倍體和異源多倍體。 同源多倍體(autopolyploid):指多倍體的幾個染色體組來源於同一物種。 異源多倍體(allopolyploid):指來自不同種屬的染色體組成的多倍體。 如AAA--同源三倍體AAAA--同源四倍體 AABB--異源四倍體(又叫雙二倍體),類似於二倍體的遠緣復合物。 二、特點:【多倍體的特點】 1.巨大性 一般表現在葉大;莖粗;花大,色濃;果實、種子、細胞、氣孔、花粉都大。 如三倍體、四倍體葡萄粒大;四倍體蘿卜主根粗大。 2.育性低 一般同源多倍體結實率低。 原因:同源多倍體由於在減數分裂時,染色體間配對不正常,易出現多價體,致使多數配子含有不正常染色體數,因而表現出育性差,結實率低。 園藝植物大多數同源多倍體為無性繁殖植物,育性差但不影響在生產中的應用。對於水果來說,無籽或少籽為優良性狀。 而異源多倍體,與遠緣雜種相反,是高度可育的。來自父母本的染色體在減數分裂時自行配對,不出現多價體,表現為自交親和,結實率較高。 3.抗逆性強 多倍體新陳代謝旺盛,適應環境能力強。表現為抗病、抗旱、耐寒,分布廣。 如多倍體從赤道到極地都有分布;高山上多倍體多;在炎熱夏季的稻田裡常發現多倍體花粉粒。 4.營養成分高 碳水化合物、蛋白質、維生素、植物鹼等表現偏高。 如四倍體番茄Vc含量比二倍體高一倍。四倍體紫羅蘭、桂竹香芳香性強、蜜腺多。 5.多倍體遺傳特性 總體來看,異源多倍體比同源多倍體穩定性好,但異源多倍體也因原來的二倍體不同有差異。 三、應用:自從二十世紀三十年代,人們發現用秋水仙素誘導多倍體的方法以來,育種家們在植物倍性育種方面作出了較多的探索,形成了一些人工多倍體的商業品種。花卉方面:矮牽牛、金魚草、雞冠花等多倍體植物多表現為葉片肥厚、花色艷麗、花期長、花瓣多等特點,觀賞價值得到了提高;葯材方面,板藍根四倍體有效成分含量比普通二倍體對照高出約40%;林木方面,四倍體桑樹及刺槐在生長量及抗逆性方面都較之二倍體對照有了較大提高。 一般而言,用秋水仙素誘導成的多倍體植株往往是同源四倍體,如果將其與二倍體對照雜交,便可獲得三倍體的植株,例如,人工獲得的三倍體西瓜、香蕉等。無籽或少籽是它們的顯著特徵。另外,在倍性育種的過程中,育種家們發現:1、在一些遠源雜交不親合的組合中,如果將其中之一加倍、遠源雜交往往變得容易進行,而且所獲得的異源多倍體在生長量及抗逆性方面,往往有突出表現。2、在用各種射線誘變育種時,多倍體材料的誘變率大大高於二倍體對照。由此可見,在人工誘導植物多倍體的基礎上,如能結合其它育種手段,以培育出高質量的植物新品種,大有潛力可挖。 總之,隨著人們對多倍體誘導技術及其它相關育種技術研究的深入,在不久的將來,定能形成越來越多的人工多倍體種群,使多倍體誘導成為最有效的育種手段之一。
『捌』 單倍體育種和其他育種方式的關系
首先,要清楚單倍體育種的過程(以二倍體為例):
正常植株——取花粉——經花葯離體培養——形成單倍體幼苗——生長為單倍體植株
但是單倍體植株弱小,而且高度不育,所以單純培養單倍體植株沒有實用意義。
以上過程不包括秋水仙素處理的,但是經常用以下過程來在短時間內獲得純合的正常二倍體:
正常植株——取花粉——經花葯離體培養——形成單倍體幼苗——經秋水仙素處理——正常二倍體植株
由此可見,單倍體培養就成為了中間環節。
『玖』 名詞解釋 倍性育種
倍性育種:利用人工誘發植物染色體數目變異的材料選育新品種或新種質的育種技術。包括了:染色體加倍的多倍體育種、染色體減半的單倍體育種。