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1、单倍体育种第九章第九章 单倍体育种单倍体育种第一节第一节 单倍体植物的特点及其产生的途径单倍体植物的特点及其产生的途径一、概念一、概念单倍体植物单倍体植物(haploid plant):(haploid plant):凡具有配子染色体数的植凡具有配子染色体数的植物物自然产生的频率很低。自然产生的频率很低。一元单倍体：来自二倍体的单倍体只有一个染色体组（一元单倍体：来自二倍体的单倍体只有一个染色体组（1 1x x）多元单倍体：来自四倍体的单倍体含有两个染色体组（多元单倍体：来自四倍体的单倍体含有两个染色体组（2x2x）单倍体育种v单倍体育种：指用诱发单性生殖（如花粉培养）的方单倍体育种：指用诱发
2、单性生殖（如花粉培养）的方法，使杂交后代的异质配子长成单倍体植株，经染色法，使杂交后代的异质配子长成单倍体植株，经染色体加倍成为纯系，然后进行选育的一种育种方法。体加倍成为纯系，然后进行选育的一种育种方法。单倍体育种v19641964年年,印度学者利用印度学者利用毛叶曼陀罗毛叶曼陀罗花药培养，首花药培养，首次得到花粉单倍体植株次得到花粉单倍体植株单倍体育种二、单倍体植物在育种上的意义二、单倍体植物在育种上的意义v在杂交育种，杂种优势的利用，诱变育种，在杂交育种，杂种优势的利用，诱变育种，远缘杂交等方面具有重要意义。远缘杂交等方面具有重要意义。没有单独利用的价值没有单独利用的价值v不能结种子，生
3、长又较弱小。不能结种子，生长又较弱小。单倍体育种（一）利用单倍体技术获得纯系，缩短育种年限（一）利用单倍体技术获得纯系，缩短育种年限（二）利用单倍体进行突变体选择，提高选种效率（二）利用单倍体进行突变体选择，提高选种效率（三）克服远缘杂种的不育性（三）克服远缘杂种的不育性单倍体育种（一）利用单倍体技术获得纯系（自交系），缩（一）利用单倍体技术获得纯系（自交系），缩短育种年限短育种年限选用杂种的第一代或第二代花药进行培养，很快得选用杂种的第一代或第二代花药进行培养，很快得到在遗传上稳定的纯合二倍体。到在遗传上稳定的纯合二倍体。v与一般常规杂交育种比较与一般常规杂交育种比较(P143P143)常规
4、杂交育种常规杂交育种:8-10:8-10年年花药培养花药培养:2:2年年大大缩短了育种年限。节省田间试验的土地与劳力。大大缩短了育种年限。节省田间试验的土地与劳力。单倍体育种（二）与诱变育种相结合，提高选种效率（二）与诱变育种相结合，提高选种效率单倍体使隐性基因突变迅速表现出来单倍体使隐性基因突变迅速表现出来单倍体育种（三）克服远缘杂种的不育性（三）克服远缘杂种的不育性v在远缘杂种的花粉中，有少数花粉具有生活在远缘杂种的花粉中，有少数花粉具有生活力，培养出单倍体植株，加倍，就可选出新力，培养出单倍体植株，加倍，就可选出新类型，并获得稳定的后代。类型，并获得稳定的后代。单倍体育种三、单倍体的类型
5、及特点三、单倍体的类型及特点1 1、类型、类型v一元单倍体一元单倍体(nonohaploid)(nonohaploid)来自二倍体植物来自二倍体植物(2n=2x)(2n=2x)的单倍体只有一组染色体的单倍体只有一组染色体(1x)(1x)，简称一倍体，简称一倍体(monoploid)(monoploid)。v多元单倍体多元单倍体(ployhaploid)(ployhaploid)来自四倍体植物来自四倍体植物(2n=4x)(2n=4x)的单倍体体细胞中含有两组染的单倍体体细胞中含有两组染色体色体(2x)(2x)。v又分为又分为v同源多元单倍体同源多元单倍体(homopolyhaploid)(hom
6、opolyhaploid)v异源多元单倍体（异源多元单倍体（allopolyhaploidallopolyhaploid）。）。单倍体育种v人工诱导的单倍性的真实含义为半倍性，即人工诱导的单倍性的真实含义为半倍性，即其染色体数为原来植物的一半。其染色体数为原来植物的一半。v只要能诱发植物单性生殖，即可获得单倍体只要能诱发植物单性生殖，即可获得单倍体单倍体育种2.2.特点：特点：形态与二倍体相似形态与二倍体相似生活力弱生活力弱个头矮个头矮叶片薄叶片薄花器小花器小高度不孕高度不孕(只开花不能结实只开花不能结实)。v如加倍，成纯合二倍体，就恢复结实能力。如加倍，成纯合二倍体，就恢复结实能力。单倍体育
7、种四、获得单倍性植物的途径四、获得单倍性植物的途径v三种：三种：孤雌生殖孤雌生殖 即由植物胚囊中的卵细胞与即由植物胚囊中的卵细胞与极核极核细胞不经受精单性发育而细胞不经受精单性发育而获得植株；获得植株；无配子生殖无配子生殖 即胚囊中的反足细胞与助细胞不经受精单性发育成植株；即胚囊中的反足细胞与助细胞不经受精单性发育成植株；孤雄生殖孤雄生殖 即花药花粉离体人工培养，使其单性发育成植株。即花药花粉离体人工培养，使其单性发育成植株。以上三种都属于无融合生殖。以上三种都属于无融合生殖。单倍体育种极 核卵细胞3个反足细胞2个助细胞单倍体育种卵细胞极 核单倍体育种v由于诱导孤雌生殖、无配子生殖不易进行，且
8、由于诱导孤雌生殖、无配子生殖不易进行，且诱导的单倍体频率极低诱导的单倍体频率极低v在育种和生活实践中，主要采用在育种和生活实践中，主要采用花粉或花药离花粉或花药离体培养体培养的方法的方法单倍体育种花粉母细胞单倍体育种单核花粉单倍体育种营养细胞生殖细胞单倍体育种营养细胞生殖细胞单倍体育种精 子营养细胞单倍体育种v被子植物花粉粒的形成：雄蕊是由花丝和花药组成的，花药通常有四个花粉囊，花粉囊里产生花粉粒，是由花粉母细胞（也叫小孢子母细胞）发育而成的。一个花粉母细胞经过减数分裂形成四个细胞，每个细胞中的染色体数目都比花粉母细胞减少一半。开始形成的四个细胞是排列在一起的，以后相互分离，形成四个单核的花粉粒。单核花粉粒形成后不久，便进行一次有丝分裂，形成2个细胞：一个是营养细胞，另一个是生殖细胞。营养细胞比生殖细胞大，而且里面贮存着营养物质。有些植物在花粉萌发出花粉管之前，生殖核已进行了一次有丝分裂，形成2个精子，这样的花粉粒中就有三个细胞，从理论上讲，这三个细胞的遗传物质是一样的。有些植物的生殖细胞的分裂在花粉粒萌发出花粉管后，在花粉管进行的，这些植物的花粉粒中只有2个细胞。在花粉粒的外面有以曾壁包被着，其上有很多花纹，还有萌发孔。单倍体育种