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第十章 倍性育种 本章要求：掌握多倍体的来源及特点，多倍体产生的途径，多倍体育种的基本步骤。单倍体产生的途径，单倍体的鉴定及育种步骤。 讲授内容： 一、多倍体育种 二、单倍体育种 倍性育种：利用人工诱发植物染色体数目变异的材料选育新品种或新种质的育种技术。 染色体加倍的多倍体育种。 染色体减半的单倍体育种。 一、 多倍体育种 （一）多倍体的概念和种类 1、概念： 2n≥3x 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 染色体组（x）：维持生物体生存的最低限度的一组染色体数目，也叫染色体基数。 染色体组内的各染色体形态、结构和连锁群都彼此不同，但它构成一个完整而协调的体系，缺少之一均可能变异、不育或死亡。这是染色体组最基本的特征。 一般地，属内不同种的染色体基数是相同的。 高粱 x=10 ， 小麦 x=7 ， 棉属 x=13，玉米 x=10 甘薯 x=15， 豌豆 x=7 ， 稻属x=12 正常情况下，属内不同种的染色体数目以染色体基数的整数倍变化，即整倍体。 如，小麦属，多个种都是7的整数倍。 配子体 孢子体 ??? 一粒小麦 n= x=7 , 2n= 2x = 14 ??? 二粒小麦 n= 2x = 14, 2n= 4x = 28 ??? 普通小麦 n= 3x = 21， 2n= 6x = 42 ?? ? 如果，体细胞（2n）的染色体数目比该物种的正常合子染色体数多或少一个或若干个染色体，称为非整倍体。 2、多倍体的类型及其来源 （1）类型 同源多倍体：增加的染色体组来自同一物种。 异源多倍体：增加的染色体组来自不同物种。 过渡类型或复合类型： 区段异源多倍体：BBB1B1 同源异源多倍体： AAAABBBB 倍半二倍体：AABB×BB → ABB （2）多倍体的自然产生途径 合子染色体数目加倍：受精后的合子染色体加倍。 分生组织染色体加倍：有丝分裂异常，染色体复制、分裂，但细胞不分裂。染色体加倍的细胞发育形成多倍体。 未减数配子的受精结合：主要途径 不减数的二倍体雌配子（n=2x），和正常的雄配子（n=1x）受精结合，发育成三倍体。 2x的雌雄配子受精结合，发育为四倍体。 3、植物界的天然多倍体 自然界广泛生存着多倍体植物，据统计，被子植物中50%以上的物种是多倍体。禾本科植物中到达75％以上。 栽培作物中，小麦、烟草、花生、棉花、甘薯、马铃薯、甘蔗、苹果、李、樱桃、菊、水仙、郁金香等都是自然形成的多倍体。玉米？ 天然的异源多倍体比同源多倍体多，同源多倍体大多是无性繁殖、多年生的。 （二）多倍体的特点 1、器官的巨型性 巨型性是同源多倍体主要形态特征之一。细胞核和细胞体积（特别是保卫细胞）、叶片、厚度、气孔和花粉粒、花和种子、茎的粗度增大。 多倍体的“巨大性”不是绝对的，如四倍体甜瓜、哈密瓜的果实反而比二倍体小，其他植株性状仍具巨大性。 2、生长发育一般比二倍体缓慢，成熟较迟，分枝（分蘖）能力减弱。 3、抗逆性提高，适应性增强。如三倍体和四倍体西瓜对枯萎病有较强的抗性，可连种多茬。四倍体的萝卜对普通根肿病的抗性比二倍体高。 4、同源多倍体育性差，结实率低。同源三倍体几乎不育。 异源多倍体植物的染色体配对正常，植株雌雄配子发育正常，结实率较高。 育种上，同源四倍体和同种二倍体杂交，获得同源三倍体。 (三)多倍体的育种意义 1、 同源多倍体：利用植物某些器官的巨大性和生殖器官的不育性。多倍体牧草，三倍体西瓜、甜菜等。四倍体牡蛎（动物）。 2、 异源多倍体： 克服远缘杂交的困难。 创造人工物种，八倍体、六倍体小黑麦。 作为种、属间的遗传桥梁，进行基因转移或渐渗。 （四）多倍体育种要点 1、诱导材料的选择 （1）利用营养器官或无性繁殖的植物。 （2）多年生的植物。 （3）远缘杂种后代中，综合性状好材料。 （4）染色体倍数少的植物。（合适的倍性水平） 2、人工诱导多倍体 物理因素： 温度骤变 机械创伤 辐射线 化学因素： 秋水仙素，富民农，等 浸渍；滴液；注射；涂抹 3、多倍体的鉴定 （1）形态学鉴定： 形态巨大性 （2）细胞学鉴定： ①检查花粉母细胞或根尖细胞染色体数 ②流式细胞仪测定 二、单倍体育种 （一）概念和种类 1、单倍体的概念 具有配子体染色体数