园林植物育种学——倍性育种(教案)

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1、第七章倍性育种本章教学目的和要求1.明确倍性育种的概念与特点。2•掌握人工诱导植物多倍体和单倍体的方法与技术。本章教学重点和难点重点：植物多倍体与单倍体的特点；园林植物多倍体及单倍体的诱导与鉴定方法。难点：多倍体与单倍体的鉴定。教学内容：第一节多倍体育种选育细胞核中具有3套以上染色体的优良新品种。一、多倍体的概念与类型1.多倍体的概念在一个植物属内，以染色体数目最少的二倍体种的配子染色体数为准，作为全属植物的染色体基数，包括这一基数的染色体称为一个染色体组，用x表示。凡体细胞含冇3套及3套以上染色体组的生物个体称Z为多倍体(polyploid)。多数植物属内的物种染色体

2、组含冇共同的基数。如蔷薇属(x=7)、菊属(x=9)、百合属(x=12)等。有些植物属内存在几个染色体基数不同的种。如报春属（x=&9,10,11,12,13）；罂粟属（x=6,7,11）；芸苔属:x=8（黑芥），9（洋白菜），10（油菜）；简尾属（x=7,8,9,10,11）等。2・多倍体的类型同源多倍体：形成多倍体的染色体组来自同一物种。如AAA（同源三倍体），AAAA（同源四倍体）。异源多倍体：由两个或两个以上不同物种的染色体组组成。如AABB（异源三倍体），AABBCC（杲源六倍体）。异数多倍体（非整数多倍体）：细胞小染色体的数目不为基数的整倍性。如菊花（2n=

3、6x=54）,部分品种:2n=47=5x+2〜2n=71=8x-l。二、多倍体的特点I.巨大性在体形和细胞上都表现出明显的巨人性：叶片变宽增厚、茎粗壮；花、果实、种了增人;气孔与花粉増人等。2・其它形态及牛:理特征叶色浓绿，花色鲜艳；生长缓慢，发育延迟；呼吸和蒸腾作用减弱，光合效率高；适应性强。1.育性同源多倍体表现很大程度的不育性；三倍体高度不育异数多倍体存在一定程度的不冇界源多涪体具有高度的可育性2.遗传变异性遗传性比较丰富；分离现象幅度加人；变异范围广泛尤其是界源多倍体三、多倍体育种的概念和意义1.概念利川多倍体植物进行选育，获得新品种的方法。2・意义多倍体具有花

4、人、重瓣性强、花色浓艳、抗逆性强等优点。多倍体在植物进化屮起着重要作川：多倍体在自然界普遍存在，被子植物屮1/2以上为多倍体，花卉中2/3为多倍体。多倍体是克服远缘杂交不亲和性及远缘杂种难稔性的重要手段。四、多倍体形成的原理与途径在口然条件下，温度的剧变，紫外线照射，恶劣多变的气候条件是产生多倍体细胞的重耍原因。如Primula:原产温带；二倍体、同源四倍体：分布于我国云南省；异源四倍体：同一地区的高山上；6x、8x:更北或更南；I4x:极地。多倍体形成的主要途径：1•无性阶段染色体加倍，即体细胞有丝分裂过程中发牛核内有丝分裂导致染色体加倍（无性多倍化asexualpo

5、lyploidization）。2.有性阶段染色体加倍，即小孑包子母细胞或人孑包子母细胞在减数分裂过程屮不减数产生2n配子（有性多倍化sexualpolyploidization）。2n配子形成的主耍途经：1）性母细胞减数分裂前染色体加倍；2）减数分裂失败形成重组核；3）减数第一次分裂后，第二次分裂前染色体DNA复制；4）减数第二次分裂时形成平行纺僦体或纺僦体融合；5）不止常的胞质分裂；6）减数分裂后染色体加倍；7）无他子生殖。五、人工诱导多倍体的方法物理方法：温度剧变、机械损伤、射线处理、高速离心化学方法：秋水仙素、富民隆、笑气、一些除草剂等牛物方法：杂交、组织培养1

6、.多倍体诱导材料的选择选用综合性状优良，遗传基础好的材料选择染色体倍性较低，染色体数少的植物选川界花授粉植物及杂种后代选择可利用营养器官进行繁殖的植物2.秋水仙索诱导多倍体的处理方法秋水仙素的作用机理：细胞分裂时，抑制纺锤丝的形成，使止常分离的染色体不能拉向细胞的两极；同吋抑制细胞板的形成，从而导致加倍。秋水仙素的处理方法：1）浸渍法：处理种子、枝条等1）滴涂法：处理幼苗顶芽、植株侧芽等的生长点2）注射法：将秋水仙素溶液注射到作用部位3）包埋法5）毛细管法6）离体诱导（培养基法）离体加借方法的优点：1）易于控制实验条件和重复实验结果；2）可同时处理人批材料，便于提高工作

7、效率；3）利于减少或避免嵌合体；4）受体材料类型广泛。影响诱导效果的因素：1）秋水仙索的浓度有效浓度:0.001%〜1.0%,0.2%〜0.4%用得较多。不同植物、不同器官或组织要求不同。如凤仙种子：0.2%〜（）.5%；矮牵牛：0.01%〜0.1%02）处理时期与持续时间植物发育阶段的幼期较适宜，处理越早，效果越好。处理时间多为24h左右或更长时间。1）温度在一定的范围内，温度愈高，诱导效果愈好；温度较高时，处理浓度可适当降低，处理时间相应缩短。六、多倍体的鉴定及后代选育1•多倍体的鉴定1）直接鉴定——染色体计数：检查花粉母细胞或根尖、