植物染色体工程概述

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1、合肥学院HefeiUniversity细胞工程课程综述题目:植物染色体工程概述系别:专业:学号:姓名:2013年6月25日植物染色体工程概述李双双1002012045生工二班摘要：植物细胞工程[1]涉及胚拯救、小孢子培养、体细胞杂交、离体受精、体细胞无性系变异、染色体工程等多方面内容。本文是对染色体工程这方面的概述，主要内容包括加倍技术、内容、实践运用和发展方向。关键词：染色体工程加倍技术内容实践运用发展方向染色体工程，又称染色体操作(chromosomemanipulation)，是人们按照一定的设计，有计划的削减

2、、添加或代替同种或异种染色体，从而达到定向改变遗传特性和选育新品种的一种技术。自从1879年，由德国生物学家弗莱明经过大量实验发现了染色体的存在。由此后1883年美国学者提出了遗传基因，（所谓遗传基因，也称为遗传因子，是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，是控制性状的基本遗传单位。）在染色体上的学说，科学家们对染色体的研究就从未断过，染色体工程也就不断在进展。目前，植物学家们已经将染色体工程用于作物品种的改良，使其成为一门育种新技术，此外它也是研究基因定位和异源基因导入的有效手段。其基本的操作程序包括如下几个步骤：

3、杂交；依靠杂种(或亲本)减数分裂时染色体联合的规律性变化产生具有不同染色体组成的配子；在杂种或杂种后代中通过细胞学鉴定，筛选所需要的材料。一、染色体加倍技术[2]1化学诱导方法1.1细胞松驰素B(cytochalasin)在细胞分裂中期使用，能抑制肌动蛋白聚合成微丝，从而抑制细胞质分裂，使用最早、最广泛，其诱导效果也最突出。1.2秋水仙素(colchicine)在细胞分裂中期使用，阻止细胞分裂过程中的纺缍体的形成。其特点为价格昂贵，有毒性。2物理学方法2.1温度休克法包括冷休克法和热休克法两种，即用略高于或略低于致死

4、温度的冷或热休克来诱导三倍体或四倍体的方法。此法廉价、易操作，是诱导动物细胞多倍体化的常用手段，也有利于养殖场大规模生产使用。2.2水静压法就是采用较高的水静压（65kg/cm2）来抑制第二极体的放出或第一次卵裂产生多倍体。此种方法诱导率高（90%~100%）、处理时间短（3~5min），对受精卵损伤小、成活率高。但该法需要专门的设备——水压机，成本较高，其样品室容量有限，处理卵的量有限，所以不适于大规模生产。3生物学方法3.1远缘杂交可以利用基因工程技术实现。3.2体细胞杂交（原生质体融合）二、染色体工程的内容1染

5、色体添加（双二倍体系）将来自不同种或属染色体组的F1，经人工诱导或自然加倍创造双二倍体是染色体工程的主要内容。刚合成的双二倍体结合了来自双亲的整套染色体，各染色体之间都要进行同源配对，但由于来自双亲的染色体之间在复制时间、染色体定向、着丝粒分裂等方面表现出某种程度的差异，再加之二倍化机制尚不完善，常常会引起染色体丢失和减数分裂不稳定，产生不平衡配子并导致非整倍体形成。只有通过连续选择，二倍化机制可日趋完善，方能成为细胞学上稳定的新物种。因此，利用双二倍体可以把不同种、属间的有益特性综合在一起，培育出优良的作物新品系和

6、品种。此法比较广泛地用于将野生植物与栽培作物进行远缘杂交，以导入野生种的遗传物质，给栽培作物添加某些宝贵特性，如抗病性、抗倒伏性及抗寒性等[3]。近年来，世界上研究较多的是小麦亚族中的双二倍体，仅小麦及其亲缘物种间的双二倍体就有267种(Maan和Gordon，1988)，其中影响较大、直接用于生产的有六倍体和八倍体小黑麦。六倍体小黑麦国外栽培较多，分布在非洲、南美、澳洲等50多个国家，我国栽培利用的主要是八倍体小黑麦。严格地讲，双二倍体还有完全双二倍体和部分双二倍体之分。完全双二倍体是指受体结合供体所有染色体组而形

7、成的个体，这种情况较常见，自然发生的普通小麦、人工合成的六倍体、八倍体小黑麦以及自然发生的西方牧冰草等均为完全双二倍体。部分双二倍体仅指含供体亲本一部分染色体组的双二倍体，它是远缘杂交F1经自交或与亲本之一回交后形成的新物种，如现在生产上利用的一些八倍体小黑麦品系等。它们仅具一组外源染色体，含有育种工作所需的目标性状，如丰产性、抗病性、适应性等。较完全双二倍体更接近育种目标，在新品种培育方面具有更深远的意义。2染色体削减染色体消减包括单体、端体和缺体。端体和缺体是由单体产生的。因此，这里主要介绍单体系统。单体有时也称

8、单体植物，是指正常二体缺少了1条染色体的个体，通常用公式2n-1表示。如普通小麦，正常的二体具42个染色体，其单体植株的染色体则为2n-1=41。自然界中，正常的二体植株有时会自发产生一些单体，这样的单体如出现在二倍体植物中一般都不具活力，而且往往是不孕的；只是异源多倍体的单体才具有一定的活力和育性。人工创造单体植株常用种、属间远缘杂交及理化因