多倍体育种研究进展精品.pptVIP

2.培育优良新品种 充分利用多倍体的优越性培育优良品种是药用植 物多倍体育种的目标。因物种与品种间的差异,有些 多倍体材料会表现出营养器官的巨大性以及有效成分 含量高和抗逆性强等优良性状,适当加以选育即可应 用于生产实践,或者结合组织培养与远缘杂交技术培 育其它优良多倍体品种。更容易通过多倍体育种成功 获得的植物是那些从诱导多倍性的两个普遍效应(即 细胞增大和育性降低)中得益最大而受害最小的植 物,显然大部分的药用植物属于这种类型。 3.用于遗传研究 由于染色体组的加倍,多倍体的遗传方式及后代表现更加多样化。多倍体的后代群体是更易获得不同类型的非整倍体。多倍体减数分裂的异常与非整倍体的现象都是多倍体的重要的遗传研究内容。而异源多倍体的异源联会和异代换系、异附加系和异易位系的出现对遗传和进化都有极重要的作用。 4.研究物种的起源与进化 基因组加倍被认为是植物进化的主要动力。据估计,约70%的显花植物在进化史上曾发生过至少一次的多倍体。许多重要的作物,如香蕉、咖啡、棉花、玉米、马铃薯、燕麦、大豆、甘蔗、小麦等都是多倍体。已经在生产上表现了明显的优良性状,是人们生活不可缺少的经济作物和粮食作物。基因组测序显示拟南芥也是古四倍体,尽管其基因组在被子植物中几乎是最小的。大多数天然多倍体经历了长期的染色体进化及基因“多倍体二倍化”,其二倍体祖先同样也不断进化或业已灭绝,因此研究涉及到多倍化的物种进化过程的研究,主要通过天然多倍体与其二倍体祖先的“候选”后代间的基因组差异,以及新合成的人工多倍体与其原种的比较进行研究。人工诱导的多倍体材料其亲缘关系明确,是研究多倍化早期基因组变化的理想材料。 5.研究基因作用 多倍体经常出现一些新的表现,如抗旱、无性生殖、抗病虫、营养体巨大等,这些变异发生的原因主要有同源多倍体蛋白编码基因的沉默、异源多倍化引起基因的丢失、沉默和激活,以及异源多倍体的蛋白质编码基因的表观遗传调控或后修饰调节引起的基因沉默等。这些变化包括染色体水平和DNA序列水平的结构重排;基因表达调控的调整、转座子的活动、高度重复序列或低拷贝序列的扩增、再分配或消除等,这些变化为研究异源多倍体的基因作用提供丰富材料。 选择杂合性高的材料 多倍体的遗传特性建立在育种材料的遗传组成的 基础上。杂合性高的材料,遗传基础丰富,可塑性大, 加倍成功后多倍体后代变异丰富,易于选择出优良变 异类型。 选择不以种子为主要收获物的材料 同源多倍体一般孕性低,结实率低且种子不饱满。对于粮食作物中多以种子为主要收获物的物种来说,结实率低是影响多倍体育种的主要困难。药用植物除巴豆、薏苡等少数物种以种子入药外,大部分是以根、茎、叶等营养器官为主要收获物,因此药用植物多倍体育种可以避开孕性低这一困难,而充分利用多倍体营养器官巨大性的优点。多倍体育种在药用植物上具有独特的优势和更大的应用价值,药用植物多倍体育种是一条很有前途的育种途径。 选择无性繁殖的植物 无性繁殖可以很好地解决生产上对种子的依赖性,如地黄、鱼腥草、山药等均可进行无性繁殖。另外利用无性繁殖可以基本固定和保持上一代的优良性状,完全克服了多倍体在减数分裂过程中出现的种种异常行为。因此具有无性繁殖能力的药用植物更适合进行多倍体育种。 选择远缘杂种后代 通过远缘杂交可以充分利用物种的的遗传物质通过重组分离产生丰富的变异,但由于两物种亲缘系较远易造成远缘杂交不亲和性或杂种不育性。通染色体加倍后形成异源多倍体,可以克服远缘杂交困难,提高结实率并形成双二倍体杂种。远缘杂交多倍体育种的结合是选育新物种、新作物、新品种的要育种手段。 三、获得多倍体的方法 多倍体诱导就是利用人工的手段,使生物染色体加倍的现象。人工诱导多倍体有3种方法即 物理方法 生物学方法 化学方法 2. 1　物理方法 　 用于诱导多倍体的物理方法有电离射线、离心力、温度激变等，人们用高温处理草木樨获得多倍体植株，用Co射线处理萌动的杜仲种子可以产生多倍体，但物理方法诱导效率低且不稳定，故未能普及。 2. 2　生物学方法 　 生物技术在中药材品种改良方面有很好的应用潜力,早在20世纪30年代人们用嫁接、切伤等方法对马铃薯、龙葵诱变多倍体,上世纪80年代起,随着组织培养技术的发展,人们用原生质体融合技术(又称体细胞杂交)经培养诱导分化同源或异源多倍体植株。 胚乳是由精子和二个极核融合形成的三倍体组织,通过 培养可直接得到三倍体植株,三倍体植株一般无