多倍体植物的研究

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1、多倍体植物的研究摘要：多倍体是指体细胞屮含有3组以上染色体数口的生物体。如三倍体、四倍体等统称为多倍体。多倍体在植物进化中有很重要的意义。在自然条件下，机械损伤，射线辐射，温度骤变，及其它一些化学因素刺激，都可以使植物材料的染色体加倍，形成多倍体种群。近几十年来，随着人们对多倍体诱导机制研究的深入，由人工模拟自然条件来诱导多倍体楨物获得了L<:足进展，形成了不少有价值的人工多倍体种群。细胞核内染色体组加倍以后，常带来一些形态和生理上的变化，如巨大性，抗逆性増强等。一般多倍体细胞的体积，气孔保卫细胞

2、都比二倍体大，叶子、果实、花和种子的大小也随加倍而递增。从内部代谢來看，由于基因剂量加大，一些生理生化过程也随之加强，某些代谢物的产量比二倍体增多.关键词：多倍体植物；育种；基因组结构；基因表达；进化随着植物Q然演化地位的提高，多倍体所占比例增大。据宥关资料显示，CJ然界屮，多倍体在裸子植物屮占物种的13%，在单子叶植物屮心42.8%,在双子叶植物中占68.6%，即敁花植物中约有一半的物种是通过多倍体途径形成的次生种，其屮有些是在一个属内存在着不同倍数的种，有些是在同一种内存在着不同倍数的品种。遗

3、传学上把一个属A不同种的染色体按某一基数而倍増的现象称为染色体倍数性系列，或多倍体系列。处在倍数性系列上的植物，因其基因剂量存在差异、所以各有相异的表型，它们在细胞染色体尚未数清以前，就早已为形态分类学家区分为不同的种群。1.多倍体植物的特征1.1植株高大，生长势强，分枝性减弱，生育期延长多倍体植物由于染色体加倍，其外部形态特征和二倍体宥明显的差别，主耍表现在根、茎、叶的形态和大小上。一般而言，同源多倍体植株高大，生长势强，茎飢、叶厚，叶片长度、宽度增长率大，叶面积增加，生活力增强，分枝数和叶片数

4、减少，生长期延长。植物气孔性状较稳定与倍性有较大关系。荞麦同源四倍体保卫细胞长度、宽度分别培加50.9%和22.8%。气孔器保卫细胞叶绿体数I；随倍性增加而增加，如西瓜同源四倍体、同源三倍体与二倍体叶片保卫细胞叶绿体数目之比为4:3:2。H本于20世纪40年代育成的四倍体美浓早生萝卜，性耐寒，生1<:旺，肉质根L<:而大，呈白色，多汁味甜，产量提高20%左右，抽薹晚。不结球白菜四倍体品种“南农矮脚黄”，其表现比二倍体叶色更深，叶片更厚，产量增加20%~30%,抗逆性强。1.2多倍体种子增大，结实率

5、降低多倍体植株的花器、花粉粒增大，花粉萌发孔增多，植株育性降低或完全不育，种子增大且种子萌发率弱。多倍体的染色体组奇数加倍后，致使其后代遗传达到严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，染色体不能正常配对，形成正常配所以多倍体的育性下降，尤其表现在奇数多倍体。三倍体介于二倍体和四倍体之间，几乎全不育，可以利用这一优势进行果蔬的无籽化生产，如著名的三倍体的“无籽西瓜”的培育。三倍体无籽西瓜是目前在生产上利用异源多倍体面积最大的水果之一，与二倍体两瓜和比具有抗逆性强、含糖量高、无籽、耐贮运、产量高等优点。1

6、.3多倍体的有机营养成份含量增高有机营养物质成分及其含量变化由于生K缓慢，代谢强度改变，多倍体的化学成分如氮、碳化合物、植物碱等有机物含量增加。如~些药用植物瞿粟的多倍体所含的吗啡比二倍体多，三倍体西瓜和甜瓜的含糖量更高。瓜类蔬菜四倍体的可溶性固形物含量一般较二倍体高10%~30%。同源四倍体茄子品种“新茄一号”的果实脂肪、蛋白质含量分别较对照二倍体品种明显增加。1.4多倍体的维生素及矿物质含量有增加多倍体-般含有较多的维生素和矿物质，如四倍体番茄和付蓝的维生素C含量均比相应的二倍体含量高。如不结

7、球白菜四倍体较二倍体维生素C増加30%,而且Ca、P、Fe3种矿质元素成倍或数倍的增加。1.5多倍体植物抗逆性强(特别是异源多倍体)等位基因杂合性提高了它们的遗传多样性和适应能力，因此，多倍体对不良环境的抵抗力也比二倍体强。如三倍体和四倍体两瓜对枯萎病有较强的抗性，四倍体萝卜对普通根肿病的抗性比二倍体高；不结球白菜四倍体较二倍体的抗寒性、抗热性及抗病性均宥明显的提高。2多倍体产生的途径2.1自然发生多倍体¥自然发生包括合子的染色体加倍，配子形成时的染色体未减数等方式。其中合子的染色体加倍是指二倍体

8、产生少数四倍体细胞或四倍体组织，如四倍体月见草的ft发形成等。配子的染色体未减数即未减数的雄配子(2n)与减数的雌配子(n)结合，形成三倍体，三倍体继而产生未减数雄配子(3n)与减数的雌配子(n)结合，又可形成四倍体。有吋未减数的雄配子(2n)与未减数的雌配子(2n)结合，直接形成四倍体。据不完全统计，已在85个属的植物中发现过2n配子,故认为这种方式是自然界多倍体形成的普遍方式。此外不联合基因的配对也会使其产生多倍体。2.2人工诱导2.2.1物理诱导用于诱导多倍体的物理方法有温度