第五章生物技术PPT.pptVIP

第五章 单倍体细胞培养;第一节 单倍体及其应用价值 第二节 离体花粉/小孢子发育途径 第三节 花药培养与花粉培养 第四节 植物单倍体育种 ;本章教学目的与要求;第一节 单倍体及其应用价值;一、概念 单倍体是指具有配子染色体数的个体或组织，体细胞染色体数为n 单倍体细胞培养主要包括三个方面： 花药培养 花粉培养 未受精子房及卵细胞培养;③ 双生苗的筛选（selection of twins） 有些植物可产生多胚种子，即两个或多个胚被共同的种皮包裹着，这些种子可产生单倍体-单倍体、二倍体-二倍体和单倍体-二倍体植株 在辣椒中，双生苗的频率受母本基因型控制 通过筛选可以提高双生苗的频率 ④花药和花粉培养 ;三、单倍体植物的特点及遗传行为 1、单倍体分成两类: 一倍单倍体（monohaploids），这类单倍体起源于二倍体物种 多倍单倍体（polyhaploids），这类单倍体起源于多倍体（如4X，6X等） ;diploid 植物其haploid即为monoploid玉米 2n = 2x = 20 n = x = 10水稻 2n = 2x = 24 n = x = 12柑橘 2n = 2x = 18 n = x = 9 tetraploid植物其haploid为dihaploid马铃薯 2n = 4x = 48 n = 2x = 24陆地棉 2n = 4x = 52 n = 2x = 26 hexaploid植物其haploid为triploid普通小麦2n = 6x = 42 n = 3x = 21 octoploid植物其haploid为tetraploid草莓 2n = 8x = 56 n = 4x = 28;2、单倍体植物的特点 体细胞染色体数减半； 生长发育弱，体形小、各器官明显减小； 雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代;四、单倍体的应用价值;（二）、提高目标基因型的选择效率 如果某一性状受一对基因控制 AA×aa→F1→F2中纯合AA个体只有1/4 F1采用花药或花粉培养，产生的后代中AA个体占1/2，比常规杂交育种提高一倍 如属两对基因控制 AAbb×aaBB,F2中要选出AABB个体的机率只有1/16 F1采用花药或花粉培养，AaBb只产生4种花粉：AB、Ab、aB、ab，加倍后AABB个体的频率可达1/4 比常规杂交育种效率提高4倍 常规育种：单倍体育种=1/22n：1/2n。;（三）、排除杂种优势对后代选择的干扰 对于杂交育种来讲，由于低世代很多基因位点尚处于杂合状态，会有不同程度的杂种优势表现，对个体的选择会造成一定误差 采用DH群体进行选择育种，由于??基因位点在理论上均处于纯合状态，选择到的变异能更大程度上代表真实变异;（四）、遗传研究的良好实验材料体系 单倍体在作物的数量遗传研究中可能有较大用途，如：基因相互作用的检测、遗传变异的估计、连锁群的检测、影响数量性状的基因数目的估计及多基因的定位等 DH系是分子标记遗传作图的良好群体 单倍体可用来创造非整倍体材料，用单倍体与二倍体杂交，可创造一系列的附加系，从而研究染色体的遗传功能 花药和花粉培养体系还是发育遗传研究的良好材料，可以用来研究细胞的分裂及分化，研究花粉发育途径的转变，以及与转变有关的基因的表达与调控;（五）、突变体的筛选 单倍体的每个基因都是单拷贝的，各种隐性基因都可以表现出来，加倍后形成的双单倍体各基因均处于纯合状态，突变体很容易表现出来，大大提高了抗性或其它突变体的筛选效率 对花药进行离子照射，然后对花药愈伤筛选，可以获得理想的突变体 ;（六）、消除致死基因 单倍体带有致死基因的个体即使加倍后形成双单倍体也会由于基因的纯合而被消除 而致死基因在自然群体里常常因为杂合体的存在而不易被彻底消除。 （七）、选育新型自交系 对双亲或多亲杂交的杂种一代进行花药或花粉培养，获得的双单倍体实际上是纯合的自交系，在杂种优势利用育种中有很大用途;（八）、遗传转化的受体材料 在转基因育种中，如果用体细胞为受体，经常遇到转基因后代材料分离问题，经多代选择才能稳定下来 如用单倍体细胞作受体，获得的转基因材料经加倍后，从理论上讲会很快达到纯合状态 受体材料可以是花粉、单倍体原生质体、单倍体胚或单倍体植株作外植体;第二节 离体花粉/小孢子发育途径;;（一）、花粉不均等分裂途径(A途径 ) 小孢子第一次有丝分裂为不均等分裂，形成营养细胞和生殖细胞。 （1）A-V途径（营养细胞发育途径）由营养细胞重复分裂形成单倍体 （2）A-G途径（生殖细胞发育途径）由生殖细胞重复分裂形成单倍体 （3）E途径(营养细胞和生殖细胞并进发育途径）由营养细胞和生殖细胞各自独立分裂，共同形成单倍体 （4）C途径 营养细胞和生